Pengertian Radar: Cara kerja, Kegunaan, Kelebihan, kekurangan

Bayangkan mencoba mendaratkan jet jumbo seukuran sebuah gedung besar di atas jalur pendek aspal, di tengah kota, di tengah malam, di kabut tebal. Jika Anda tidak bisa melihat ke mana Anda pergi, bagaimana Anda bisa berharap untuk mendarat dengan selamat?

Pilot pesawat mengatasi kesulitan ini menggunakan radar, cara “melihat” yang menggunakan gelombang radio frekuensi tinggi. Radar awalnya dikembangkan untuk mendeteksi pesawat musuh selama Perang Dunia II, tetapi sekarang banyak digunakan dalam segala hal, mulai dari senjata detektor kecepatan polisi hingga prakiraan cuaca. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana cara kerjanya!

Apa itu radar

Kita dapat melihat benda-benda di dunia sekitar kita karena cahaya (biasanya dari Matahari) memantulkannya ke mata kita. Jika Anda ingin berjalan di malam hari, Anda bisa menyinari obor di depan untuk melihat ke mana Anda pergi. Sinar cahaya bergerak keluar dari obor, memantulkan benda-benda di depan Anda, dan memantul kembali ke mata Anda. Otak Anda langsung menghitung apa artinya ini: ia memberi tahu Anda seberapa jauh benda itu dan membuat tubuh Anda bergerak sehingga Anda tidak tersandung benda-benda.

Radar bekerja dengan cara yang sama. Kata “radar” adalah singkatan dari radio detection and ranging atau deteksi radio dan jangkauan — dan itu memberikan petunjuk yang cukup besar tentang apa yang dilakukannya dan bagaimana cara kerjanya. Bayangkan sebuah pesawat terbang di malam hari melalui kabut tebal. Pilot tidak bisa melihat ke mana mereka pergi, jadi mereka menggunakan radar untuk membantu mereka.

Radar pesawat terbang sedikit seperti obor yang menggunakan gelombang radio alih-alih cahaya. Pesawat mentransmisikan sinar radar intermiten (sehingga mengirimkan sinyal hanya sebagian waktu) dan, untuk sisa waktu, “mendengarkan” untuk setiap pantulan sinar itu dari objek terdekat. Jika pantulan terdeteksi, pesawat tahu ada sesuatu yang dekat — dan itu bisa menggunakan waktu yang dibutuhkan untuk refleksi untuk mengetahui seberapa jauh jaraknya. Dengan kata lain, radar sedikit mirip dengan sistem ekolokasi yang kelelawar “buta” gunakan untuk melihat dan terbang dalam gelap.

Bagaimana cara radar menggunakan radio?

Baik itu dipasang di pesawat, kapal, atau apa pun, set radar memerlukan komponen dasar yang sama: sesuatu untuk menghasilkan gelombang radio, sesuatu untuk mengirimnya ke luar angkasa, sesuatu untuk menerimanya, dan beberapa cara untuk menampilkan informasi sehingga operator radar dapat dengan cepat memahaminya.

Gelombang radio yang digunakan oleh radar diproduksi oleh peralatan yang disebut magnetron. Gelombang radio mirip dengan gelombang cahaya: mereka bergerak dengan kecepatan yang sama — tetapi gelombangnya jauh lebih lama dan memiliki frekuensi yang jauh lebih rendah. Gelombang cahaya memiliki panjang gelombang sekitar 500 nanometer (500 miliar meter, yang sekitar 100-200 kali lebih tipis dari rambut manusia), sedangkan gelombang radio yang digunakan oleh radar biasanya berkisar antara beberapa sentimeter hingga satu meter — panjang gelombang. satu jari sepanjang lengan Anda — atau kira-kira sejuta kali lebih panjang dari gelombang cahaya.

Kedua gelombang cahaya dan gelombang radio adalah bagian dari spektrum elektromagnetik, yang berarti mereka terdiri dari pola fluktuasi energi listrik dan magnetik yang menerobos udara. Gelombang yang dihasilkan magnetron sebenarnya adalah gelombang mikro, mirip dengan gelombang yang dihasilkan oleh oven microwave. Perbedaannya adalah magnetron dalam radar harus mengirim gelombang bermil-mil, bukan hanya beberapa inci, sehingga jauh lebih besar dan lebih kuat.

Setelah gelombang radio dihasilkan, antena, berfungsi sebagai pemancar, melemparkannya ke udara di depannya. Antena biasanya melengkung sehingga memfokuskan gelombang menjadi sinar yang tepat dan sempit, tetapi antena radar juga biasanya berputar sehingga mereka dapat mendeteksi gerakan di area yang luas. Gelombang radio bergerak keluar dari antena dengan kecepatan cahaya (186.000 mil atau 300.000 km per detik) dan terus berjalan hingga menabrak sesuatu. Kemudian beberapa dari mereka memantul kembali ke antena dalam pancaran gelombang radio yang dipantulkan juga bergerak dengan kecepatan cahaya. Kecepatan ombak sangat penting. Jika pesawat jet musuh mendekati lebih dari 3.000 km / jam (2.000 mph), sinar radar perlu melakukan perjalanan jauh lebih cepat dari ini untuk mencapai pesawat, kembali ke pemancar, dan memicu alarm pada waktunya. Itu tidak masalah, karena gelombang radio (dan cahaya) melaju cukup cepat hingga tujuh kali keliling dunia dalam sedetik! Jika musuh Pesawat berjarak 160 km (100 mil) jauhnya, sinar radar dapat menempuh jarak itu dan kembali dalam waktu kurang dari seperseribu detik.

Antena berfungsi ganda sebagai penerima radar serta pemancar. Bahkan, ia berganti-ganti antara dua pekerjaan. Biasanya itu mentransmisikan gelombang radio selama beberapa ribu detik, kemudian mendengarkan pantulan apa pun hingga beberapa detik sebelum mentransmisikan lagi. Setiap gelombang radio yang dipantulkan yang diambil oleh antena diarahkan ke peralatan elektronik yang memproses dan menampilkannya dalam bentuk yang berarti di layar seperti televisi, yang selalu ditonton oleh operator manusia. Peralatan penerima menyaring pantulan tidak berguna dari tanah, bangunan, dan sebagainya, hanya menampilkan pantulan signifikan pada layar itu sendiri. Menggunakan radar, operator dapat melihat kapal atau pesawat terdekat, di mana mereka berada, seberapa cepat mereka bepergian, dan ke mana mereka menuju. Menonton layar radar sama seperti bermain video game — kecuali bahwa titik-titik di layar mewakili pesawat terbang dan kapal nyata dan kesalahan sekecil apa pun bisa menelan banyak korban jiwa.

Ada satu lagi peralatan penting dalam peralatan radar. Ini disebut duplexer dan itu membuat antena bolak-balik antara menjadi pemancar dan penerima. Saat antena mentransmisikan, antena tidak dapat menerima — dan sebaliknya. Lihatlah diagram pada kotak di bawah ini untuk melihat bagaimana semua bagian dari sistem radar ini cocok satu sama lain.

Bagaimana cara kerja radar?

Berikut ringkasan cara kerja radar:

  • Magnetron menghasilkan gelombang radio frekuensi tinggi.
  • Duplexer mengalihkan magnetron ke antena.
  • Antena bertindak sebagai pemancar, mengirimkan berkas gelombang radio yang sempit ke udara.
  • Gelombang radio menghantam pesawat musuh dan memantulkan kembali.
  • Antena mengambil gelombang pantulan selama jeda antar transmisi. Perhatikan bahwa antena yang sama berfungsi sebagai pengirim dan penerima, secara bergantian mengirimkan gelombang radio dan menerimanya.
  • Duplexer mengalihkan antena ke unit penerima.
  • Komputer dalam unit penerima memproses gelombang yang dipantulkan dan menggambarnya di layar TV.
  • Pesawat musuh muncul di layar radar TV dengan target terdekat lainnya.

Untuk apa radar digunakan?

Radar masih paling dikenal sebagai teknologi militer. Antena radar yang dipasang di bandara atau stasiun darat lainnya dapat digunakan untuk mendeteksi pesawat atau rudal musuh yang mendekat, misalnya. Amerika Serikat memiliki Sistem Peringatan Dini Balistik Rudal (BMEWS) yang sangat rumit untuk mendeteksi rudal yang masuk, dengan tiga stasiun detektor radar utama di Clear di Alaska, Thule di Greenland, dan Fylingdales Moor di Inggris. Namun, bukan hanya militer yang menggunakan radar. Sebagian besar pesawat terbang sipil dan kapal besar serta kapal sekarang memiliki radar juga sebagai bantuan umum untuk navigasi. Setiap bandara utama memiliki antena pemindai radar yang besar untuk membantu pengendali lalu lintas udara memandu pesawat masuk dan keluar, apa pun cuaca. Lain kali Anda menuju bandara, lihatlah antena radar berputar yang dipasang di atau dekat menara kontrol.

Anda mungkin pernah melihat petugas polisi menggunakan senjata radar di pinggir jalan untuk mendeteksi orang yang mengemudi terlalu cepat. Ini didasarkan pada teknologi yang sedikit berbeda yang disebut radar Doppler. Anda mungkin telah memperhatikan bahwa sirene mobil pemadam kebakaran tampaknya turun ketika ia berteriak. Saat mesin melaju ke arah Anda, gelombang suara dari sirene-nya secara efektif terjepit ke jarak yang lebih pendek, sehingga mereka memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dan frekuensi yang lebih tinggi — yang kita dengar sebagai nada yang lebih tinggi. Saat mesin menjauh dari Anda, ia bekerja dengan cara yang berlawanan — membuat gelombang suara lebih panjang dalam gelombang, frekuensi lebih rendah, dan nada lebih rendah. Jadi, Anda mendengar suara sirene yang cukup jelas pada saat yang tepat ketika melewatinya. Ini disebut efek Doppler.

Ilmu yang sama sedang bekerja di pistol kecepatan radar. Ketika seorang petugas polisi menembakkan sinar radar ke mobil Anda, bodywork logam memantulkan sinar itu kembali. Tetapi semakin cepat mobil Anda melaju, semakin besar frekuensi gelombang radio yang berubah. Peralatan elektronik sensitif di pistol radar menggunakan informasi ini untuk menghitung seberapa cepat mobil Anda berjalan.

Radar memiliki banyak kegunaan ilmiah. Radar Doppler juga digunakan dalam prakiraan cuaca untuk mengetahui seberapa cepat badai bergerak dan kapan badai itu akan tiba di kota-kota besar dan kecil. Secara efektif, peramal cuaca menembakkan sinar radar ke awan dan menggunakan sinar yang dipantulkan untuk mengukur seberapa cepat hujan turun dan seberapa cepat jatuh. Para ilmuwan menggunakan bentuk radar yang terlihat yang disebut lidar (pendeteksi cahaya dan jangkauan) untuk mengukur polusi udara dengan laser. Arkeolog dan ahli geologi mengarahkan radar ke tanah untuk mempelajari komposisi Bumi dan menemukan endapan yang terkubur untuk kepentingan sejarah.radar

Satu tempat radar tidak digunakan adalah untuk membantu kapal selam saat mereka menavigasi di bawah air. Gelombang elektromagnetik tidak mudah bepergian melalui air laut yang lebat (itu sebabnya gelap di laut dalam). Sebagai gantinya, kapal selam menggunakan sistem yang sangat mirip yang disebut SONAR (Sound Navigation And Ranging), yang menggunakan suara untuk “melihat” objek, bukan gelombang radio. Namun, kapal selam memiliki sistem radar yang dapat mereka gunakan saat mereka bergerak di permukaan laut (seperti ketika mereka memasuki dan meninggalkan pelabuhan).

Kelebihan Radar:

Keuntungan utama RADAR, adalah memberikan kemampuan penetrasi unggul melalui segala jenis kondisi cuaca, dan dapat digunakan di siang atau malam hari.

  • Radar menggunakan gelombang elektromagnetik yang tidak membutuhkan media seperti Sonar (yang menggunakan air) sehingga dapat digunakan di ruang dan udara.
  • Radar bisa jarak jauh dan gelombang merambat dengan kecepatan cahaya ketimbang suara (seperti dengan sonar). Ini kurang rentan terhadap kondisi cuaca dibandingkan dengan Laser. Dan digunakan pada malam hari tidak seperti kamera pasif. Itu tidak memerlukan kerjasama target untuk memancarkan sinyal atau emisi.
  • Sangat fleksibel – dapat digunakan dalam beberapa cara!
  • Mode diam
  • Mode bergerak
  • Dua mode Directional
  • Spread balok dapat memasukkan banyak target!
  • Dapat sering memilih target tercepat, atau refleksi terbaik!
  • Masih sangat bisa diandalkan.

Kekurangan Radar:

  • Waktu – Radar dapat membutuhkan waktu hingga 2 detik untuk mengunci!
  • Radar memiliki penyebaran sinar yang lebar (diameter 50 kaki!
  • Kisaran 200 kaki)
  • Tidak dapat melacak jika perlambatan lebih dari satu! mph / detik
  • Target besar yang dekat dengan radar dapat memenuhi penerima!
  • Modulasi genggam dapat memalsukan pembacaan!
  • Sumber gangguan lainnya.
Loading...