1.
Pengertian
Suatu
alat yang bekerja pada gelombang elektromagnetik (RF energy) yang dipancarkan
ke udara bebas dan akan kembali sebagai “echo signal” jika membentur suatu
target. Radar adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi atau menentukan suatu
lokasi target di udara maupun daratan, pemetaan cuaca (mapping weather) berupa
awan atau badai dan pemetaan daratan (ground mapping). Selain untuk menampilkan
target, radar juga dapat menentukan :
a.
Bearing (sudut target)
b.
Distance (jarak target)
c.
Elevation (sudut ketinggian
target)
d.
Speed (kecepatan target)
e.
Relative size
2. Fungsi utama dari radar dalam
aplikasinya digunakan untuk :
a.
Pendeteksi
Cuaca (Weather Detection)
Adalah
untuk mendeteksi dan menghindari dari cuaca yang dapat merusak pesawat. Display
akan menampilkan informasi cuaca dengan warna yang membedakan tingkat kepekatan / ketebalan
awan, deras tidaknya hujan, badai dan area dari hampa udara serta kondisi
daerah yang berupa es. Dengan jarak sampai 250 NM. Dengan menentukan daerah
yang aman untuk dilalui sehingga penerbangan akan terhindar dari bahaya akibat
cuaca yang buruk tanpa
mengurangi kecepatan dari pesawat itu sendiri.
a.Pemetaan
darat (Groun Mapping) System
ini dapat mendeteksi tampilan daratan berupa : garis pantai, danau, sungai,
perkotaan dengan populasi diatas 20.000 dan juga perumahan – perumahan seperti
perumahan di pengkalan militer dengan jarak minimum 20 NM.
a.
Pencarian
udara ke udara ( Air to Air Search)
Sistem
ini dapat mendeteksi pesawat C -130 atau pesawat berbadan lebar dengan jarak
antar 0.5 sampai 25 NM.
b.
Lokasi
pemancar beacon (Beacon Mode)
Posisi,
jarak dan code yang dipancarkan
beacon akan dapat di tampilkan pada display radar. Yang berfungsi untuk
mendeteksi dan menentukan posisi suatu pemancar.
3. Dasar Radar
Prinsip
dasar suatu radar sama dengan seseorang yang berteriak di tepi jurang, suara
yang di keluarkan akan kembali setelah
beberapa saat kemudian. Gelombangombang radio akan memantul jika membentur
suatu target berupa : pesawat, kapal, kendaraan, awan atau badai, dan daratan. Pada
dasarnya system radar akan memancarkan (transmit)
dan menerima signal pantul berupa RF
energy yang dilakukan oleh radar antenna, diproses oleh bagian penerima (receiver) dan informasi tadi akan
ditampilkan pada radar display
(indicator). Saat system radar memancarkan RF energy, saat itu pula radar akan menghitung waktu yang ditempuh
oleh setiap pulsa yang kembali. Dengan menggunakan waktu dan kecepatan yang
ditempuh oleh setiap pulsa, jarak dari target dapat diketahui. Dengan radar,
cuaca yang gelombangap dan kurang baik sekalipun akan memberikan rasa aman dan
navigasi yang akurat.
4. Macam-macam bentuk pancaran pada radar
a.
Pulse
radar
Memancarkan
gelombangombang radio dengan waktu yang singkat dan menerima signal pantul di
antara pancaran satu dengan yang lain.
b.
CW
(Continouse Wave) radar
Memancarkan dan menerima secara terus menerus. Di
aplikasikan dalam radar altimeter yang
mana memiliki 2 antena yang berlainan, satu untuk memancar dan yang lainnya
untuk menerima, keduanya diarahkan pada posisi yang sama untuk menghindari
kerusakan pada alat penerima, digunakan untuk menentukan ketinggian pesawat
terhadap daratan pada saat terbang
c.
Efek
Doppler
Target
yang mendekat akan memantulkan signal lebih kuat dibandingkan dengan yang menjauh,
sehingga konsep ini digunakan untuk mengetahui target mendekat atau menjauh.
5. Karakteristik Radar Udara
a.
Umum
1)
Bekerja
pada frekuensi X – Band (8.2 GHz – 12.4 GHz ).
2)
Mendeteksi
target berupa : cuaca (weather detection), pemetaan daratan (ground mapping), pencarian udara ke
udara (air to air search), dan lokasi
pemancar beacon.
3)
Komponen
Utama Terdiri dari :
Ø Transceiver
Ø Indicator (Display)
Ø Antenna
Ø Control
b. Radar Udara 1 F Series terdiri dari ::
1)
RT
– 1F : Fokker 28, Boeing
737-200
2)
RT
– 1FB : C-130 Hercules
3)
RT
– 1FB(M) : C-130 Hercules, Boeing
737-200, CN-235
6. Komponen – komponen Radar Udara
a.
Transceiver
Transmitter
merupakan bagian utama yang berfungsi sebagai penghasil RF energy yang dihasilkan dari output
modulator yang berupa tegangan -13 KV
DC yang selanjutnya akan di modulasikan di bagian magnetron, pada bagian ini
output tadi secara ber-oscillator
merubah power DC menjadi RF energy.
Energy ini akan diradiasikan ke udara melalui duplexer dan antenna menggunakan media aveguide. output yang dihasilkan berupa
Frekwensi sebesar 9375 MHz ±5MHz dengan power sebesar 65 KW. Sedangkan Receiver
merupakan bagian yang memproses echo
signal yang diterima sebelum ditampilkan di indikator.
1) Karakteristik
dari Transmitter – Receiver :
a) Power requirement : 115 VAC ± 10% 400 Hz ± 5% 600 VA
b) Transmitter
Ø Carrier frekuensi :
9375 ± 5 MHz
Ø Peak power :
65 KW
Ø O/P pulse amplitude :
13 KV,12 amp
Ø O/P pulse width :
5 µsec (WX),
0.5 µsec (MAP),
2.35
µsec (BCN)
Ø PRF(pulse repetition frequency) 200 Hz long
pulse,
800 Hz short
pulse
c) Receiver
Ø RF frekuensi : 9375 MHz
Ø MDS(minimum discernible signal) : 102 dBm WX,
99
dBm MAP,
88 dBm BCN
Ø STC(sensitivity time control)
: 80 NM nom
2) Bagian – bagian Transmitter:
Transmitter Block Diagram
a) Modulator : Menghasilkan pulse – 13 KV, sedangkan yang
positinya
akan di kirim ke indicator
trigger sebagai synchronizer.
b)
Magnetron : Memodulasikan -13
KVDC untuk merubah tegangan DC
menjadi RF
Energy dengan output frequensi
9375 MHz.
c)
Mixer Duplexer : Sebagai switch, TR / ATR switch,
antara memancar
dan menerima RF energy.
Dimana pada saat TX RF energy akan
langsung ke
antenna dan menutup jalur ke receiver, begitupun sebaliknya.
d) Waveguide : Sebagai media
penghantar RF energy dari TX ke
antenna.
3)Bagian - bagian Receiver :
Receiver Block Diagram
a) Duplexer
b)
RF limiter : untuk membatasi
atau sebagai filter frequensi yang akan di proses.
c)
Pre Amp : sebagai penguat
awal.
d)
Mixer : untuk mencampur frequensi TX dengan frequensi local oscillator
untuk mendapatkan intermediater frequensi
(IF).
e)
Intermediate
Frekwensi
(43 MHz)
f) Video logic and detector
g) Indicator video driver
b. Antenna
Antenna
terdiri dari feedhorn (radiator) yang
berfungsi untuk meradiasikan RF energy ke Reflektor yang berbentuk parabolik,
dan sebagian radar yang lebih modern menggunakan tipe antenna Plannar Array. Dan dari reflektor atau plannar array RF energy akan dipancarkan keudara bebas, jika energy
tersebut membentur target akan kembali sebagai echo signal yang akan di terima
pula oleh antenna. Sehinga fungsi antenna selain mengarahkan RF energy juga sebagai penerima echo
signal sebelum di proses di bagian receiver.
Umumnya antenna terpasang di bagian depan pesawat dengan bentuk aerodinamis
yang kita sebut dengan “radome”.
1)
Karakteristik Antenna :
a)
Operating frekuensi : 9375 MHz, Beacon 9310 MHz
b)
Reflector : 30 Inches
c)
Antenna gain (peak of
beam) : Pencil
beam 33dB
Mapping beam 30 dB
d)
Tilt limit : Manual remote ± 14º
e)
Roll limit : ± 43º, with stab. Rate : 60º sec
f)
Pitch limit : ± 25º, with
stab. Rate : 30º sec
2.Bagian - bagian Antenna
a)
Azimuth drive (scan
drive)
: untuk menggerakan antenna ke kiri dan ke kanan.
b) Roll drive : untuk menggerakan putaran antenna, roll drive mendapat input dari vertical gyro.
c)
Antenna Reflector : untuk memantulkan RF energy baik pada saat memancar
ataupun menerima echo signal.
d)
Feed horn : alat untuk mengelombanguarkan
RF energy yang akan di pantulkan pada reflector.
e)
Spoiler
: untuk merubah bentuk pancaran dari PENCIL
BEAM ke FAN BEAM.
f)
Tilt drive : untuk mengarahkan
reflector ke atas dan ke bawah, secara manual dengan merubah selector pada
control panel.
g)
Pedestal : Sebagai dudukan
antenna pada mounting antenna di pesawat.
c. Indicator
Bagian
ini berfungsi untuk menampilkan informasi target yang telah di proses sebelumnya di bagian receiver. Indikator akan menampilkan Video
return (informasi target), Heading
marker, Range marks, Alphanumeric.
1) Karakteristik
Indicaktor (Display) :
a)
Power input
requirement : 115 VAC, 400 Hz, 0.5 amp
b)
Type of display : X –Y Scan
c)
Azimuth display area :
± 90º to each side of aircraft
d)
Scan rate :
65 Hz
2) Bagian - bagian Indicator (Display):
a)
MPU
board
b)
High
voltage
c)
Scan
converter
d)
DVIP
board
e)
CRT
f) low voltage
g) sweep board
3)
Warna untuk membedakan cuaca pada radara)
Red
(merah)
Menunjukan
tingkat kepekatan / ketebalan yang kuat pada awan dan hujan atau daratan dengan
tingkat pantulan yang sangat kuat.
b)
Yellow
(kuning)
Menunjukan
tingkat kepekatan / ketebalan sedang pada awan dan hujan atau daratan dengan
tingkat pantulan yang sedang.
c)
Green
(hijau)
Menunjukan
tingkat kepekatan / ketebalan yang rendah pada awan dan hujan pada radar cuaca
serta signal beacon akan ditampilkan warna hijau, sedangkan pada pemetaan range
marks, azimuth line dan alphanumeric akan ditampilkan warna hijau.
d)
Blue
(biru)
Untuk
menunjukan level dan pantulan yang rendah pada pemetaan (Mapping). Pada radar
cuaca atau beacon, range marks, azimuth line dan alphanumeric akan ditampilkan warna
biru.
d.
Control
Panel
Control
merupakan bagian dari sistem radar yang berfungsi untuk mengontrol seluruh
operasi dari sistem radar, sistem ini juga menyajikan instruksi ke bagian
transceiver dan indikator untuk menampilkan informasi. Control radar juga
berfungsi untuk menggerakan antenna di antaranya : Radiation Pattern (Bentuk dan Arah Pancaran), Tilt Angelombang, Scan Mode.
1)
Functioning selector
a) OFF : system off.
b) STBY : warning power 3minutes.
c) TEST :
after 3 min test pattern is displayed blower
operates and TX radiates
into dummy load.
d) WX :
system on antenna radiates pencil beam
of
rainfall.
e)
MAP : system on antenna radiates
pencil or fan
beam
Depending on pencil or fan switch.
f) BCN :
interrogating and receiver the selected
beacon.
2) Gain : manual of adjustment receiving gain.
3) Ant tilt
: manual of adjustment of antenna reflector.
4) Pencil / Fan
: two position switch for either pencil beam
or fan beam.
5) Ant and RT lamps :
indicate antenna or RT fault.
7. Dasar – dasar Pengoperasian Radar
a. Transmitting
(Pancaran)
Waveform
akan memberikan trigger seluruh system radar yang berfungsi sebagai timer,
modulator yang akan menghasilkan pulsa
-13 KV yang akan dirubah menjadi RF energy pada bagian magnetron dengan cara
beroscilllasi, energy tadi melalui duplexer yang merupakan bagian untuk
memisahkan antara pancaran (transmit) dan penerimaan (receive), akan di kirim
keantenna melalui feedhorn yang selanjutnya direfleksikan untuk di arahkan
keudara bebas, antenna juga berfungsi mengarahkan dan membentuk pancaran energy
sesuai dengan kebutuhan.
b. Receiving
(Penerimaan)
Saat
target terdeteksi, sebagian kecil echo signal akan diterima oleh antenna.
Reflektor akan memfokuskan signal tersebut kearah feedhorn, dan akan
dilanjutkan ke receiver melalui waveguide dan duplexer. Receiver akan
menguatkan signal tersebut dan mencampur dengan frekwensi local oscillator di
mixer untuk mendapatkan indikasi kecepatan, setelah itu frekwensi akan
dipisahkan antara noise dan target sehingga akan terdeteksi informasi apa yang
ada di dalam pulsa tersebut. Tingkat ketebalan target akan terdeteksi sesuai
dengan kekuatan signal yang kembali (echo return),tetapi itu tergantung dari
jenis target yang tertangkap dan memantulkan RF energy.
c. Menentukan
Jarak
Radar
dapat mengukur jarak, ini memungkinkan karena dengan pancaran signal yang
secara lurus ke udara bebas sehingga dengan velocity yang tetap ukuran jarak
akan didapatkan.Tipe pulsa pada sistem radar dapat menentukan jarak dengan
mengukur waktu saat pulsa tersebut dipancarkan dan kembali, yaitu saat pancaran
tersebut membutuhkan waktu sekitar 12,36 µS (2 × 6,18) µS/Nm antara waktu
pancaran dari antenna dan kembali keantenna dari target, pada radar terminology
waktu yang dibutuhkan RF energy untuk
memancar 1 Nm dan kembali (12,36 µS) disebut “Radar mile”. Jarak nautical mile
setiap terget didapat dengan mengukur elapse time/waktu tempuh(in µS) dalam
satu pancaran dibagi dengan 12,36 µS. Receiver saat transmit harus posisi off
untuk menghindari overload , sehingga jarak minimum dapat di tentukan oleh
lebar pulsa saat transmit ( Pulse Width) ditambah dengan rangkaian pengaman
pada receiver, sedangkan jarak maksimum tergantung pada : Power transmitter
(kekuatan pancaran), Receiver sensitivity (kepekaan penangkapan), Pulse
repetition rate (PRF). Kekuatan pancaran menentukan maksimum jarak yang dapat
dicapai oleh pulsa terhadap target dan echo signal yang dapat digunakan/diproses.
Sedangkan kepekaan peneriman menetukan signal yang dapat diterima oleh receiver
untuk dapat diproses atau terdeteksi.sedangkan PRF menetukan kemampuan setiap
radar dalam pancaran pulsa sesuai yang dikehendaki, itu ditentukan dengan
kebutuhan radar yang kita inginkan.
d. Menentukan
Azimuth (Bearing) Dan Elevation
Proses
penentuan azimuth dan elevasi suatu target merupakan tugas antenna, dengan cara
berputar atau secara scan dengan menggunakan servo motor yang ada pada antenna
yang akan disinkronkan dengan pergerakan pada indikator sehingga target yang
tertangkap radar akan ditampilkan sesuai dengan sudut yang diterima oleh radar,
azimuth ditentukan oleh arah antenna terhadap target dan juga dapat menetukan
sudut elevasi suatu target. Sedangkan untuk keakuratan tangkapan target
disesuaikan dengan bentuk lebar beam pancaran, sehingga target yang didapat
akan lebih akurat. Begitupun dengan menetukan kecepatan suatu target radar
dibekali dengan bagaimana cara sistem penerima (receiver) mengolah pulsa yang dipancarkan
dikombinasikan dengan pulsa frekwensi yang diterima ini akan menentukan
kecepatan suatu target, ini merupakan tipe radar doppler yang memang
diperuntukan target bergerak.
8. Faktor – faktor yang Mempengaruhi Sistem Radar
Radar
di design sejak era 1930s dengan
kemampuan yang berbeda-beda disesuaikan dengan fungsi radar itu sendiri,
sehingga kemampuan radar tersebut bergantung dari faktor-faktor sebagai berikut
:
a. Frequency (
Frekwensi )
Frekwensi
sangat di pengaruhi oleh tipe radar yang di gunakan, sehingga ada beberapa
faktor yaitu :
Ø Weight/power
Ø Attenuation
(hambatan)
Ø Beamwidth (
bentuk pancaran )
b. Weight/power
(berat/kekuatan)
Frekwensi
sangat berhubungan dengan panjang gelombangombang, makin tinggi frekwensi
semakin pendek panjang gelombangombang. Panjang gelombangombang pada sistem
radar akan sangat berpengaruh untuk berat jenis komponen radar itu sendiri,
karena dengan menggunakan panjang gelombangombang yang rendah komponen yang
dibutuhkan akan sangat besar dan berat, yang biasanya diperuntukan radar darat
tetapi tidak demikian dengan radar udara, kebalikannya radar udara membutuhkan
panjang gelombangombang yang tinggi sehingga akaan didapat komponen yang lebih
ringan dan kecil. Begitu pula dengan power yang dikeluarkan ditentukan oleh
bentuk dari komponennya (makin besar komponen makin besar pula power yang
dipancarkan), dengan demikian power yang dipancarkan radar udara akan lebih
kecil dibandingkan power yang dipancarkan oleh radar darat.
c. Attenuation
(hambatan)
Gelombangombang
radio yang dipancarkan ke atmosfir akan sedikit banyak berkurang dengan
penyerapan atau gangguan cuaca. Penyerapan umumnya oleh oxsigen dan air,
sedangkan gangguan terutama oleh hujan.Dengan pnacaran diatas 10 GHz sangat
berpengaruh dalam kemampuan suatu radar, sehingga kenapa radar tidak mampu
untuk menghilangkan antara gangguan cuaca dan target yang tidak diinginkan.
d. Beamwidth
(bentuk pancaran)
Bentuk
pancaran secara langsung menentukan perbandingan antara panjang gelombangombang
dan lebar gelombangombang oleh antenna. Frekwensi lebih berhubungan dengan
panjang gelombangombang, sedangkan lebar gelombangombang dipengaruhi oleh
perbandingan antara frekwensi dan lebar dari antenna. Itu suatu contoh untuk
mendapatkan lebar gelombangombang, panjang gelombangombang dan ukuran suatu
antenna. Frekwensi yang rendah akan membutuhkan ukuran antenna yang besar untuk
membentuk pancaran yang kecil, berbeda dengan radar yang menggunakan frekwensi
tinggi akan membutuhkan ukuran antenna yang kecil.
e. Peak
Power (Power Pucak)
Dengan
mendapatkan power yang maksimal sehingga akan cukup untuk mendapatkan jarak
target yang maksimum. Power yang dipancarkan sangat kuat akan mendapatkan jarak
yang sangat maksimal.
f. Pulse
Width (Lebar Pulsa)
Lebar
pulsa akan menentukan jarak dari radar yang akan dioperasikan. Dengan panjang
pulsa yang dipancarkan akan mendapatkan maksimum jarak yang didapat dari suatu
radar. Ini di karenakan oleh RF energy yang dipancarkan setiap pulsa. Konsekwensinya
apabila pulsa yang dipancarkan lebih lama akan membuat receiver lebih lama off.
Sehingga target yang lebih dekat akan tidak terdeteksi karena echo yang kembali
sebelum receiver online/on. Oleh karena itu minimum range pada pancaran lebih
lama harus di rubah dinaikkan.
g. Receiver
Sensitivity (Kepekaan Penerimaan)
Saat
jarak target terlalu jauh, akan menyebabkan echo signal akan lebih kecil karena
hambatan. Penerimaan signal yang sangat minimum oleh receiver dan dapat
digunakan (sensitivity) menentukan maksimum jarak yang di tangkap oleh radar,
makin sensitif penerimaan makin jauh jarak target yang terdeteksi.
h. Clutter
(Gangguan Frekwensi)
Clutter
merupakan signal yang membingungkan
dan tidak diinginkan yang tampil di radar indikator. Ini dikarenakan signal
yang mantul dari daratan, permukaan laut, hujan, kapal, daerah yang sedang dibangun, dan
pesawat. Banyak gangguan yang muncul di layar akan menyulitkan radar
menghilangkannya dan sulit membedakan target sesungguhnya. Ini salah satu yang
menyebabkan berkurangnya kemampuan suatu radar. Dan clutter merupakan suatu
frekwensi dari sistem pemancar lain yang diterima oleh sistem penerima kita.
9. Radar Type
Design
suatu radar menentukan kegunaan suatu radar dalam menerima echo signal dan juga
menentukan suatu target atau gangguan :
a. Early
warning radar (radar peringatan dini) digunakan untuk menjejak pesawat atau
misile
b. Weather
radar (radar cuaca) digunakan untuk menjejak target berupa awan atau hujan
c. Ground
mapping / bombing
radar (radar pemetaan dan pemboman) spesial untuk mencari daerah daratan, bukit
dan sungai.
a.
Display
for pilot
b.
Display
and control For navigation
c.
Transceiver
(under Deckrack)
Antenna (nose radome
Tidak ada komentar:
Posting Komentar