2. PENDAHULUAN
∎ Radar singkatan dari Radio Detection And Ranging, artinya
menemukan dan memposisikan sebuah target, dan menentukan
jarak antara target dan radar dengan menggunakan frekuensi
radio
∎ Peralatan dasar radar terdiri dari sebuah pemancar, sebuah pe-
nerima, sebuah duplexer, dan sebuah antenna
∎ Konsep dasar radar adalah: pemancar mengirim sebuah pulsa
berdurasi sangat pendek dengan level daya yang tinggi. Pulsa
mengenai sebuah obyek (target), dan energi akan dipantulkan
yang dikenal sebagai radar return atau echo kembali ke peneri-ma
radar
Radar dan Navigasi
3. ∎ Radar menentukan jarak ke target dengan mengukur waktu
rambat pulsa radar ke target dan kembali dari target, dan ke-
mudian membagi waktu itu dengan 2
∎ Untuk mengambil informasi target dari echo, sinyal seharusnya
mempunyai magnitude yang cukup
∎ Persamaan radar digunakan untuk memprediksi daya echo utk
membantu menentukan apakah atau tidak sinyal mempunyai
magnitude yang cukup
∎ Informasi target yang diterima dapat berupa jarak, kecepatan,
posisi sudut
∎ Target adalah obyek yang diinginkan seperti pesawat udara, dan
clutter adalah obyek yang tidak diinginkan seperti pantulan dari
tanah, bangunan, ataukah laut
Radar dan Navigasi
4. ∎ Radar bekerja dalam wilayah microwave dari spektrum EM, &
energi dipancarkan dalam bentuk gelombang EM ke atmosfir
∎ Apabila target dikena oleh energi EM, sinyal kembali dari target
yang dinamakan echo radar
∎ Gambar di bawah memperlihatkan jenis gelombang EM yg ber-
beda sebagai fungsi dari frekuensi
Radar dan Navigasi
5. ∎ Radar bekerja dalam rentang 3 MHz sampai 300 GHz, dan ke-
banyakan beroperasi diantara 300 MHz dan 35 GHz
∎ ITU membagi band frekuensi untuk aplikasi radar
Radar dan Navigasi
6.
7.
8. ∎ Pada dasarnya, pulsa-pulsa dengan level daya yang tinggi di-
pancarkan oleh antenna radar, dimana pulsa ini merambat me-
lalui udara atau ruang sampai gelombang pulsa ini tiba di sebu-ah
obyek penghalang
∎ Beberapa energi dipantulkan dari obyek ketika gelombang pulsa
mengenai obyek, sementara beberapa energi diserap oleh obyek
dan beberap ditransmisikan melalui obyek
∎ Besar energi yang dipantulkan tergantung pada parameter :
Radar dan Navigasi
PRINSIP DASAR RADAR
Panjang gelombang sinyal radar
Komposisi obyek
Ukuran dan bentuk obyek
9. ∎ Besar energi yang dipantulkan kembali ke radar sangat kecil &
dideteksi menggunakan penerima yang didisain khusus karena
energi yang dipantulkan obyek dapat menyebar ke arah mana saja
∎ Prinisp dasar radar diperlihatkan pada gambar di bawah
Radar dan Navigasi
10. ∎ Target memotong sebagian energi yang dipancarkan dan me-
radiasikan ulang energi tersebut ke banyak arah
∎ Untuk melokasikan keberadaan target dan untuk menemukan
lokasinya itu diproses selanjutnya di penerima
∎ Dengan mengukur waktu yang diambil oleh sinyal radar untuk
merambat ke target dan kembali ke radar maka jarak target di
peroleh
∎ Antenna directional mempunyai beamwidth yang sempit, jadi itu
digunakan untuk memperoleh lokasi sudut target untuk ber-
makna sudut datang sinyal echo yang diterima
∎ Jika target bergerak, karena efek Doppler maka akan ada per-
geseran frekuensi sinyal echo
Radar dan Navigasi
11. ∎ Dalam radar berdasarkan mendiferensialkan target yang ber-
gerak dari echo clutter yang diam (target yang tidak diinginkan)
yang dipantulkan dari lingkungan alam seperti tanah, laut, atau
hujan, pergeseran frekuensi Doppler digunakan secara luas
∎ Radar adalah sistem elektromagnetik yang memancarkan ge-
lombang elektromagnetik (EM) frekuensi radio (RF) ke arah wi-
layah yang diinginkan dan menerima & mendeteksi gelombang
EM ketika dipantulkan dari obyek dalam wilayah tersebut
∎ Subsistem utama diagram blok radar mencakup generator ge-
lombang, pemancar, duplexer penerima, antenna dan processor
sinyal. Antena dihubungkan ke pemancar melalui duplexer yang
bisa berupa circulator ataukah switch Tx/Rx
Radar dan Navigasi
DASAR BLOK DIAGRAM RADAR
12. ∎ Diagram blok dasar radar diperlihatkan pd gambar dibawah
∎ Modul utama radar mencakup proses memancarkan sinyal ra-
dar, pemantulan sinyal dari target, menerima dan memproses
Radar dan Navigasi
13. ∎ Generator gelombang dapat berupa magnetron, dan puncak
sinyal yang dihasilkan dapat di ON ataukah di OFF oleh modula-tor
untuk membangkitkan pulsa-pulsa yang akan dipancarkan
∎ Burst singkat energi radio yang dibangkitkan oleh modulator di-
kuatkan oleh power amplifier dan dikirim ke antenna melalui du
plexer
∎ Penerima biasanya jenis superheterodyne dimana komponen
pertama adalah LNA RF
∎ Dengan menggunakan mixer dan LO kita dapat mengubah si-
nyal RF menjadi IF
∎ Amplifier IF seharusnya didisain sehingga fungsi respon frekuensi
matched-filter seharusnya memaximalkan S/N (SNR) di output
Radar dan Navigasi
14. ∎ Kuat sinyal yang diterima tergantung pada factor seperti ben-
tuk, ukuran, material, RCS target, efek propagasi, adanya inter-
ferensi, dan nois
∎ Secara umum, nois dengan frekuensi yg mirip dengan frekuensi
sinyal yang dipancarkan mempengaruhi kemampuan penerima
radar mendeteksi sinyal echo yang lemah
∎ Minimum detectable signal (MDS) adalah sinyal paling lemah yg
penerima dapat deteksi
∎ Level threshold digunakan untuk menolak nois
∎ Jika echo yg kembali melewati threshold maka echo dianggap
valid, jika tidak maka echo ditolak
Radar dan Navigasi
15. ∎ Dalam beberapa kasus, level interferensi yang kuat dapat mele
wati threshold yang menghasilkan deteksi salah tentang kebera-
daan target yang dinamakan false alarm
∎ Dengan cara yang sama, echo target yang lemah tidak mem-
punyai daya yang cukup untuk melewati threshold, sehingga tar-
get tidak terdeteksi dan dinamakan target miss
Radar dan Navigasi
16. ∎ Dengan menggunakan teknologi radar, kita dapat memenuhi
aplikasi-aplikasi yang berbeda seperti search, deteksi, tracking,
imaging, dan remote sensing
∎ Radar dapat dikelompokkan berdasarkan aplikasi menjadi
Radar dan Navigasi
APLIKASI RADAR
Radar ground-based : untuk deteksi, lokasi, dan tracking pesawat udara
Radar ship-board : untuk bantuan navigasi dan komponen keamanan
untuk melokasikan buoys, shore-line, dan kapal yang lain
Radar airborne : untuk deteksi pesawat udara, kapal laut, pemetaan ta-
nah, ramalan cuaca
Radar space-based : remote sensing
17. ∎ Radar umumnya digunakan untuk militer, & juga mempunyai
aplikasi sipil yang penting khususnya untuk navigasi udara dan laut
∎ Berikut beberapa aplikasi utama radar
Radar dan Navigasi
Air traffic control : radar resolusi tinggi digunakan untuk mengontrol ke-
amanan lalu lintas udara dan lalu lintas kendaraan di bandara
Navigasi maritim : pada kapal laut, radar digunakan untuk menghindari
tabrakan kapal di laut dan untuk mendeteksi buoys navigasi, khususnya
pandangan yang tidak bagus karena cuaca tidak bagus. Radar shore-
based beresolusi agak tinggi digunakan untuk surveillance di pelabuhan
sebagai bantuan navigasi
18. Radar dan Navigasi
Navigasi pesawat : ramalan cuaca sangat penting pada navigasi pesa-
wat. Radar pulsa Doppler digunakan untuk tujuan ini. Contoh aplikasi ini
adalah weather avoidance radar yang dipasang pada moncong pesawat
yang digunakan untuk memberikan informasi wilayah awan ke pilot. Se-
buah aplikasi lain radar ini adalah radio altimeter yang mengukur keting-
gian pesawat di atas tanah
Aplikasi militer : untuk mengidentifikasi dan melacak pesawat musuh dpt
digunakan radar search dan tracking, dan juga radar search over-hori-
zon. Dengan menggunakan radar, kita dapat mendeteksi aktivitas misil
pada jarak jauh, serta kita dapat memandu dan mengontrol rudal untuk
menyerang pesawat musuh
Aplikasi meteorologi : radar digunakan oleh badan meteorologi seperti
BMKG untuk ramalan cuaca dan deteksi gempa
19. Radar dan Navigasi
Process control : radar untuk jarak yang sangat pendek dapat diguna-
kan untuk mengukur level air dalam tangka dengan akurat
Aplikasi space-based : keuntungan sistem radar space-based adalah se
buah tinjauan unobstructed overhead untuk bumi dan obyek pada per-
mukaan bumi. Untuk deteksi dan tracking satelit, beberapa radar ground
–based yang besar digunakan. Untuk remote sensing sumber daya
alam, pemetaan kondisi laut, sumber daya air, kondisi pertanian dan hu-
tan, dan polusi lingkungan, radar airborne satelit dapat digunakan
Intellegent transportation system (ITS) : radar dapat digunakan pada
sistem transportasi lalu lintas
20. ∎ Sistem radar dapat dikelompokkan kedalam 4 kategori yaitu :
∎ Berdasarkan pada peranan target selama deteksi, radar diklasi-
fikasikan kedalam 2 kelompok yaitu radar primer dan radar se-
kunder
∎ Dalam radar primer, kerja sama target tidak diminta untuk
memperoleh jarak, poisis, dan kecepatan relative target
Radar dan Navigasi
KLASIFIKASI RADAR
1) Berdasarkan pada peranan target selama proses deteksi
2) Berdasarkan pada bagaimana antenna pemancar dan antenna peneri-
ma digunakan
3) Berdasarkan pada gelombang yang digunakan
4) Berdasarkan pada layanan yang disediakan
21. ∎ Dengan kata lain, peranan target dikatakan pasif dan dibatasi
hanya untuk memantulkan sinyal radar kembali ke radar
∎ Kebanyakan radar yang digunakan untuk air traffic control (ATC)
seperti airport surveillance radar (ASR), air-route surveil-lance
radar (ARSR), dan precision approach radar (PAR) dikate-gorikan
radar primer
∎ Radar primer ATC bekerja dalam frekuensi S-band ( 2,7 – 2,9 GHz
)
∎ Sistem radar lama cenderung menggunakan jumlah daya yang
sangat besar (beberapa megawatt), dan menggunakan kompo-
nen tabung hampa seperti magnetron, klystron, ataukah TWT
∎ Sistem radar modern sudah mempunyai keuntungan dari teknik
pemrosesan sinyal yang bagus sehingga meminta lebih sedikit
daya, dan komponen solid-state digunakan
Antena dan Propagasi
22. ∎ Keuntungan radar primer :
∎ Kerugian :
Radar dan Navigasi
1) Bekerja secara independent, artinya kerja sama aktif target tidak dimin-
ta
2) Melibatkan beberapa target bersamaan dan tidak mungkin saturasi
3) Sistem elektroniknya lebih sederhana, dan meminta hanya 1 set peman
car dan penerima
1) Efisiensi radar primer tidak bagus karena sinyal echo tergantung pada
ukuran target, bentuk target, dan bahan target
2) Daya pancar harus tinggi, karena energi yang sama harus kembali
setelah dipantulkan di target
3) Penerima harus sangat sensitive karena level echo sangat lemah
23. ∎ Pada radar sekunder, kerja sama aktif target sangat diminta
untuk mengetahui jarak dan informasi lain tentang target. Di sini
peranan target dikatakan aktif
∎ Pada dasarnya, sistem radar sekunder terdiri dari 2 komponen
dasar yaitu interrogator yang ada di ground dan transponder yg
dibawa oleh target (seperti pesawat)
∎ Setiap komponen ini terdiri dari 1 set pemancar pulsa dan pene-
rima pulsa
Radar dan Navigasi
4) Keselarasan frekuensi pemancar dan penerima sangat mendasar
5) Respon selektif target tidak mungkin
6) Echo dari target diam akan menyebabkan gangguan dalam mendeteksi
target yang bergerak
24. ∎ Interrogator meradiasikan pulsa yg mana ketika diterima oleh
transponder yg sesuai pada target, sebuah balasan akan dimulai
dari transponder tersebut
∎ Balasan-balasan ini dikumpulkan oleh interrogator utk meng-
ambil informasi tentang target
∎ Contoh radar sekunder yang digunakan di bandara adalah Mo-
nopulse Secondary Surveillance Radar (MSSR)
∎ Interrogator di ground memancarkan sinyal yang dikodekan ke
transponder di pesawat yang membalas dengan kode kedua
∎ Transmisi dari interrogator ke transponder yang dinamakan up-
link bekerja pada frekuensi 1030 MHz, dan balasan (downlink)
bekerja pada frekuensi 1090 MHz
Radar dan Navigasi
25. ∎ Antena secondary surveillance radar (SSR) sering diletakkan
langsung di atas antenna radar primer
Radar dan Navigasi
26. ∎ Keuntungan radar sekunder :
Radar dan Navigasi
1) Peningkatan jangkauan mungkin karena transmisi radar harus meram-
batkan jarak diantara target dan radar hanya sekali
2) Membolehkan daya rendah untuk digunakan supaya memperoleh kiner
ja yang diinginkan
3) Echo tidak lagi tergantung pada ukuran target, material
4) Karena ada selisih frekuensi antara transponder dan interrogator, sinyal
yang diterima betul-betul bebas dari echo target permanen
5) Dengan coding yg cocok, informasi dapat dikirim dari target ke stasiun
ground
27. ∎ Kerugian radar sekunder :
∎ Berdasarkan pada bagaimana antenna pemancar dan antenna
penerima digunakan, radar dapat diklasifikasikan sebagai radar
monostatic dan radar bistatic
∎ Jika antenna sama yang digunakan pada pemancar dan pene-
rima, sistem dinamakan radar monostatic
∎ Jika antenna pemancar dan antenna penerima berada pada lo-
kasi yang berbeda, sistem dinamakan radar bistatic
Radar dan Navigasi
1) Hanya dapat digunakan untuk target yang tidak complex
2) Operasi sistem tergantung pada peralatan target yang tetap dapat me-
layani
3) Semua radar sekunder cenderung jenuh
28. ∎ Radar dapat diklasifikasikan kedalam 2 kelompok berdasarkan
pada jenis gelombang yang diradiasikan
∎ Untuk radar CW : Jenis radar paling sederhana adalah radar CW
yang menggunakan gelombang kontinyu untuk transmisinya
∎ Radar CW dapat mendeteksi target yang bergerak serta kece-
patan radialnya
Antena dan Propagasi
1) Radar CW yang mempunyai 2 jenis :
2) Radar pulsa menggunakan gelombang termodulasi pulsa untuk trans-
misi radar
Radar CW (radar Doppler) menggunakan gelombang unmodulated
untuk transmisi radar
Radar FMCW menggunakan gelombang FM untuk transmisi radar
29. ∎ Kekurangan utama radar CW adalah tidak dapat menentukan
jarak target
∎ Untuk radar CW-FM : Radar ini adalah versi perbaikan radar CW,
dan radar CW-FM dapat mengukur jarak target dengan
menggunakan sinyal FM
∎ Radar CW-FM biasanya digunakan dalam radio altimeter utk
memperoleh ketinggian sebuah pesawat
∎ Untuk radar pulsa : Kebanyakan radar yang digunakan secara
luas adalah radar pulsa yang menggunakan sinyal microwave ter
modulasi pulsa untuk transmisinya
∎ Radar pulsa dapat didisain untuk deteksi target yang bergerak
ataukah mengukur kecepatan radial
Radar dan Navigasi
31. ∎ Klasifikasi radar berdasarkan jenis gelombang yang diradiasikan :
Radar dan Navigasi
32. ∎ Pada klasifikasi radar berdasarkan layanan yang diberikan, se-buah
sistem radar umumnya diminta untuk melakukan satu dari dua
fungsi apakah fungsi serach untuk target ataukah fungsi track
∎ Dengan demikian, radar dapat dikelompokkan menjadi radar
SEARCH dan radar TRACK
∎ Untuk radar search : juga sering dinamakan radar surveillance.
Radar ini memperoleh target dengan volume ruang yg besar tidak
perduli apakah keberadaan target diketahui ataukah tidak
∎ Radar search menggunakan sistem antenna yang dapat berpu-tar
terus-menerus
∎ Kebanyakan aplikasi umum radar ini adalah ATC
Radar dan Navigasi
33. ∎ Untuk radar track : Sekali target diperoleh, maka target akan
ditrack (diikuti)
∎ Radar track biasanya mengetahui lokasi target dengan sangat
akurat
∎ Radar tracking dapat memberikan informasi posisi sudut target,
kecepatan radial target, jarak target dengan tepat
Radar dan Navigasi
