Radar : Pengertian, Sejarah, Jenis dan Pemanfaatannya

Pengertian

Radar atau radio detection and ranging adalah suatu sistem gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, berbagai kendaraan bermotor dan informasi cuaca (hujan).

Radar

Sejarah Radar

Seorang ahli fisika Inggris bernama James Clerk Maxwell mengembangkan dasar-dasar teori tentang elektromagnetik pada tahun 1865. Setahun kemudian, seorang ahli fisika asal Jerman bernama Heinrich Rudolf Hertz berhasil membuktikan teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik dengan menemukan gelombang elektromagnetik itu sendiri.

Pendeteksian keberadaan suatu benda dengan menggunakan gelombang elektromagnetik pertama kali diterapkan oleh Christian Hülsmeyer pada tahun 1904. Bentuk nyata dari pendeteksian itu dilakukan dengan memperlihatkan kebolehan gelombang elektromagnetik dalam mendeteksi kehadiran suatu kapal pada cuaca yang berkabut tebal. Namun di kala itu, pendeteksian belum sampai pada kemampuan mengetahui jarak kapal tersebut.

Pada tahun 1921, Albert Wallace Hull menemukan magnetron sebagai tabung pemancar sinyal/transmitter yang efisien. Kemudian transmitter berhasil ditempatkan pada kapal kayu dan pesawat terbang untuk pertama kalinya secara berturut-turut oleh A. H. Taylor dan L. C. Young pada tahun 1922 dan L. A. Hyland dari Laboratorium Riset Kelautan Amerika Serikat pada tahun 1930.

Istilah radar sendiri pertama kali digunakan pada tahun 1941, menggantikan istilah dari singkatan Inggris RDF (Radio Directon Finding), tetapi perkembangan radar itu sendiri sudah mulai banyak dikembangkan sebelum Perang Dunia II oleh ilmuwan dari Amerika, Jerman, Prancis dan Inggris. 

Dari sekian banyak ilmuwan, yang paling berperan penting dalam pengembangan radar adalah Robert Watson-Watt asal Skotlandia, yang mulai melakukan penelitiannya mengenai cikal bakal radar pada tahun 1915. Pada tahun 1920-an, ia bergabung dengan bagian radio National Physical Laboratory. Di tempat ini, ia mempelajari dan mengembangkan peralatan navigasi dan juga menara radio. Watson-Watt menjadi salah satu orang yang ditunjuk dan diberikan kebebasan penuh oleh Kementrian Udara dan Kementrian Produksi Pesawat Terbang untuk mengembangkan radar. Watson-Watt kemudian menciptakan radar yang dapat mendeteksi pesawat terbang yang sedang mendekat dari jarak 40 mil (sekitar 64 km). Dua tahun berikutnya, Inggris memiliki jaringan stasiun radar yang berfungsi untuk melindungi pantainya.

Pada awalnya, radar memiliki kekurangan, yakni gelombang elektromagnetik yang dipancarkannya terpancar di dalam gelombang yang tidak terputus-putus. Hal ini menyebabkan radar mampu mendeteksi kehadiran suatu benda, tetapi tidak pada lokasi yang tepat. Terobosan pun akhirnya terjadi pada tahun 1936 dengan pengembangan radar berdenyut (pulsed). Dengan radar ini, sinyal diputus secara berirama sehingga memungkinkan untuk mengukur antara gema untuk mengetahui kecepatan dan arah yang tepat mengenai target.

Sementara itu, terobosan yang paling signifikan terjadi pada tahun 1939 dengan ditemukannya pemancar gelombang mikro berkekuatan tinggi . Keunggulan dari pemancar ini adalah ketepatannya dalam mendeteksi keberadaan sasaran, tidak peduli dalam keadaan cuaca apapun. Keunggulan lainnya adalah bahwa gelombang ini dapat ditangkap menggunakan antena yang lebih kecil, sehingga radar dapat dipasang di pesawat terbang dan benda-benda lainnya. Hal ini yang pada akhirnya membuat Inggris menjadi lebih unggul dibandingkan negara-negara lainnya di dunia. Pada tahun-tahun berikutnya, sistem radar berkembang lebih pesat lagi, baik dalam hal tingkat resolusi dan portabilitas yang lebih tinggi, maupun dalam hal peningkatan kemampuan sistem radar itu sendiri sebagai pertahanan militer.

Prinsip Kerja Radar

Konsep radar adalah mengukur jarak dari sensor ke target. Ukuran jarak tersebut didapat dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik selama penjalarannya mulai dari sensor ke target dan kembali lagi ke sensor.

Prinsip kerja radar

Konsep radar hampir sama dengan metode seismik pada geofisika.

Sistem Radar

Ada tiga komponen utama yang tersusun di dalam sistem radar, yaitu:

1. Antena

Antena yang terletak pada radar merupakan suatu antena reflektor berbentuk piring parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dipantulkan melalui permukaan yang berbentuk parabola. Antena radar memiliki dua kutub (dwikutub). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array (bertingkat atau bertahap). Ini merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem RADAR.

2. Pemancar sinyal

Pada sistem radar, pemancar sinyal berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui antena. Hal ini dilakukan agar sinyal objek yang berada di daerah tangkapan radar dapat dikenali. Pada umumnya, transmitter memiliki lebar pita dengan kapasitas yang besar. Transmitter juga memiliki tenaga yang cukup kuat, efisien, bisa dipercaya, ukurannya tidak terlalu besar dan tidak terlalu berat, serta mudah dalam hal perawatannya.

3. Penerima sinyal

Pada sistem radar, penerima sinyal berfungsi sebagai penerima kembali pantulan gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap oleh radar melalui reflektor antena. Pada umumnya, receiver memiliki kemampuan untuk menyaring sinyal yang diterimanya agar sesuai dengan pendeteksian yang diinginkan, dapat memperkuat sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke pemroses data dan sinyal, dan kemudian menampilkan gambarnya di layar monitor. 

Selain tiga komponen di atas, sistem radar juga terdiri dari beberapa komponen pendukung lainnya, yaitu

• Pandu gelombang, berfungsi sebagai penghubung antara antena dan transmitter.
• Duplexer, berfungsi sebagai tempat pertukaran atau peralihan antara antena dan penerima atau pemancar sinyal ketika antena digunakan dalam kedua situasi tersebut.
• Perangkat lunak, merupakan suatu bagian elektronik yang berfungsi mengontrol kerja seluruh perangkat dan antena ketika melakukan tugasnya masing-masing.

Sistem radar

Jenis Radar 

Radar juga diklasifikasikan berdasarkan bentuk gelombang dan jumlah antenanya. Yaitu:

1. Radar Berdasarkan Bentuk Gelombang (Waveform)

Klasifikasi radar berdasarkan bentuk gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni Continuous Wave dan Pulsed Radar.

a. Continuous Wave (CW)

Continuous wave atau gelombang berkesinambungan ialah jenis radar yang memiliki receiver antenna (antena penerima) dan transmitter secara terpisah. Radar ini akan memancarkan gelombang secara terus menerus.

Beberapa fungsi radar CW di antaranya ialah untuk mengetahui kecepatan target dan posisinya secara akurat dan bisa menjadi pemandu rudal.

b. Pulsed Radar (PR)

Pulsed radar atau radar berdenyut ialah jenis radar yang memancarkan gelombang elektromagnetik secara terputus-putus dan berirama.

Frekuensi radar PR dapat diklasifikasikan menjadi 3, yakni PRF low, PRF, medium, PRF High.

2. Radar Berdasarkan Jumlah Antenna

Klasifikasi radar berdasarkan jumlah antennanya terbagi menjadi dua, yakni radar monostatis dan radar multistatis atau bistatis.

a. Radar Monostatis (monostatic radar)

Radar monostatis merupakan radar yang hanya memiliki satu antenna yang berperan sebagai pemancar maupun penerima signal.

Antara pemancar dan penerima signal ini dipisahkan oleh bagian yang disebut duplexer.

b. Radar Multistatis/ Bistatis (bistatic radar)

Radar bistatis merupakan radar yang memiliki komponen terdiri atas pemancar dan satu atau beberapa penerima signal.

Kedua piranti tersebut terpisah oleh jarak yang bisa dibandingkan dengan jarak objek.

Pemanfaatan Radar

Secara umum, kegunaan radar ialah untuk memancarkan dan menerima signal, sehingga diperoleh informasi mengenai benda-benda yang ada di sekitarnya.

Pemanfaatan radar

Radar seringkali dimanfaatkan dalam berbagai bidang, seperti berikut ini.

1. Militer

Radar dimanfaatkan untuk operasi militer, terutama sebagai alat pertahanan angkatan darat, laut, dan udara. Pelepasan rudal menjadi salah satu contoh pemanfaatan radar di bidang militer.

2. Astronomi

Pemanfaatan radar di bidang keilmuan astronomi digunakan untuk mendeteksi dan melacak satelit atau wahana luar angkasa.

Selain itu, radar sangat membantu dalam pendaratan pesawat luar angkasa.

3. Navigasi Pesawat

Di bidang penerbangan, radar dimanfaatkan untuk navigasi pesawat untuk mengurangi gangguan saat penerbangan. Itulah mengapa pesawat dapat mengetahui keadaan cuaca dan pemetaan darat.

4. Navigasi Kapal

Navigasi kapal pun memanfaatkan teknologi radar. Ini memungkinkan perjalanan kapal dengan aman.

Dengan demikian, ketika kapal berlayar para awak dapat memonitor keadaan yang dapat berpotensi mengancam keselamatan kapal.

Baca juga : Kompas dan GPS

Sumber : Berbagai sumber dan referensi yang relevan