Radar Sebagai Pelacak Posisi Koordinat
July 27, 2019
Bayangkan mencoba mendaratkan sebuah jumbo jet seukuran bangunan besar di atas landasan aspal, di tengah sebuah kota, di kedalaman malam, dalam kabut tebal. Jika Anda tidak dapat melihat ke mana Anda pergi, bagaimana Anda bisa berharap untuk mendarat dengan aman? Pilot pesawat terbang mengatasi kesulitan ini dengan menggunakan radar, cara "melihat" yang menggunakan gelombang radio frekuensi tinggi. Radar pada awalnya dikembangkan untuk mendeteksi pesawat musuh selama Perang Dunia II, namun sekarang banyak digunakan dalam segala hal mulai dari senjata detektor kecepatan polisi hingga peramalan cuaca. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana cara kerjanya
Apa itu radar?
Radar bekerja dengan cara yang sama. Kata "radar" adalah singkatan dari deteksi dan jangkauan radio - dan itu memberi petunjuk yang cukup besar mengenai apa yang dilakukannya dan cara kerjanya. Bayangkan sebuah pesawat terbang 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 agak mirip dengan obor yang menggunakan gelombang radio dan bukan cahaya. Pesawat mentransmisikan balok radar intermiten (sehingga hanya mengirimkan sinyal hanya sebagian waktu) dan, selama sisa waktu, "mendengarkan" bayangan pantulan dari benda-benda di dekatnya. Jika pantulan terdeteksi, pesawat tahu ada sesuatu di dekatnya - dan bisa menggunakan waktu yang dibutuhkan agar refleksi tiba untuk mengetahui seberapa jauh jaraknya. Dengan kata lain, radar agak mirip dengan sistem echolocation yang digunakan kelelawar "buta" untuk melihat dan terbang dalam kegelapan.
Bagaimana radar bekerja
Entah itu dipasang di pesawat terbang, kapal, atau apapun, sebuah set radar memerlukan seperangkat komponen dasar yang sama: sesuatu untuk menghasilkan gelombang radio, sesuatu untuk mengirim mereka ke luar angkasa, sesuatu untuk menerimanya, dan beberapa sarana untuk menampilkan informasi Jadi operator radar bisa cepat memahaminya.
Gelombang radio yang digunakan oleh radar diproduksi oleh sebuah peralatan yang disebut magnetron. Gelombang radio mirip dengan gelombang cahaya: mereka melakukan perjalanan dengan kecepatan yang sama-tapi gelombangnya jauh lebih lama dan memiliki frekuensi jauh lebih rendah. Gelombang cahaya memiliki panjang gelombang sekitar 500 nanometer (500 miliar meter, yang kira-kira 100-200 kali lebih tipis dari rambut manusia), sedangkan gelombang radio yang digunakan oleh radar biasanya berkisar dari sekitar beberapa sentimeter sampai satu meter - panjang Jari ke panjang lengan Anda - atau sekitar satu juta kali lebih lama dari pada gelombang cahaya.
Gelombang radio dan cahaya adalah bagian dari spektrum elektromagnetik, yang berarti pola tersebut terdiri dari pola fluktuasi energi listrik dan energi yang berenergi melalui udara. Gelombang yang dihasilkan magnetron sebenarnya adalah gelombang mikro, mirip dengan oven yang dihasilkan oleh oven microwave. Perbedaannya adalah magnetron di radar harus mengirim gelombang banyak mil, bukan hanya beberapa inci, jadi jauh lebih besar dan lebih kuat.
Begitu gelombang radio telah dihasilkan, antena, bekerja sebagai pemancar, melemparkannya ke udara di depannya. Antena ini biasanya melengkung sehingga memfokuskan gelombang menjadi sinar yang tepat dan sempit, namun antena radar juga biasanya berputar sehingga bisa mendeteksi pergerakan 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 mencapai sesuatu. Kemudian beberapa dari mereka memantul kembali ke antena di seberkas sinar radio yang dipantulkan juga melaju dengan kecepatan cahaya. Kecepatan ombak sangat penting. Jika pesawat jet musuh mendekati jarak lebih dari 3.000 km / jam (2.000 mph), sinar radar perlu melakukan perjalanan jauh lebih cepat daripada mencapai pesawat, kembali ke pemancar, dan memicu alarm pada waktunya. Itu tidak masalah, karena gelombang radio (dan cahaya) perjalanan cukup cepat untuk pergi tujuh kali di seluruh dunia dalam sedetik! Jika pesawat musuh berjarak 160 km (100 mil) jauhnya, sinar radar dapat menempuh jarak dan jarak kurang dari seperseribu detik.
Antena berfungsi ganda sebagai penerima radar sekaligus pemancar. Sebenarnya, ini bergantian di antara dua pekerjaan itu. Biasanya mentransmisikan gelombang radio selama beberapa ribu detik, kemudian mendengarkan refleksi untuk beberapa detik sebelum mentransmisikan lagi. Setiap gelombang radio yang dipantulkan yang dipancarkan 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 refleksi yang tidak berguna dari tanah, bangunan, dan sebagainya, hanya menampilkan refleksi yang signifikan pada layar itu sendiri. Dengan 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 sedikit seperti memainkan video game-kecuali bahwa bintik-bintik di layar mewakili pesawat terbang dan kapal yang nyata dan sedikit pun kesalahannya bisa menghabiskan banyak nyawa orang.
Ada satu peralatan penting di aparatus radar. Ini disebut duplekser dan itu membuat antena berputar bolak-balik antara menjadi pemancar dan penerima. Sementara antena mentransmisikan, tidak bisa menerima-dan sebaliknya. Lihatlah diagram di kotak di bawah ini untuk melihat bagaimana semua komponen sistem radar ini cocok satu sama lain.