Makalah Radar

MAKALAH“RADAR PENDETEKSI PESAWAT”  

                   Oleh :                                  

 Nama : Shinta Ardani Putri             

  NIM : 1305115055          

 Prodi : Pendidikan Fisika    

MATA KULIAH DASAR-DASAR PENDIDIKAN MIPAJURUSAN PMIPA FKIP UNIVERSITAS RIAUPEKANBARU2013

BAB I

PENDAHULUAN 

A.    LATAR BELAKANG

Dewasa ini, peranan teknologi dalam kehidupan sehari-hari hampir tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Dalam mengembangkan teknologi untuk  kehidupan manusia, elektronika dan telekomunikasi banyak memegang peranan penting. Studi tentang gelombang banyak melahirkan teknologi-teknologi baru yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.Dalam bidang telekomunikasi, pengetahuan tentang gelombang elektromagnetik sangat diperlukan. Televisi, radio, telepon seluler, riset luar angkasa dan mengetahui letak pesawat terbang atau cuaca memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Gelombang Elektromagnetik merupakan gabungan dari medan listrik dan medan magnet yang bergetar pada bidang yang saling tegak lurus satu sama lain.Manusia memiliki penglihatan yang sangat terbatas. Kita hanya mampu melihat (jarak pandang) kira-kira kurang lebih sejauh 100 meter. Apalagi jika sedang hujan lebat ataupun kondisi lingkungan yang sedang berkabut, maka jarak pandang kita akan menurun drastis. Untuk mengatasi permasalah tersebut ada sebuah alat yang dapat berfungsi sebagai ’mata’ yaitu yang disebut dengan Radar.Radar adalah singkatan dari Radio Detection And Ranging yang dalam Bahasa Indonesianya berarti deteksi dan penjangkauan melalui gelombang radio. 
B.     RUMUSAN MASALAH
1.      Apa yang dimaksud dengan radar?
2.      Bagaimana prinsip kerja radar?
3.      Bagaimana keterkaitan prinsip kerja radar dengan ilmu fisika?
 C.    TUJUAN
1.      Menjelaskan pengertian dan sejarah radar.
2.      Menjelaskan prinsip kerja Radar.
3.      Menjelaskan keterkaitan prinsip kerja radar dengan ilmu fisika.

 BAB II

PEMBAHASAN 

A.    PENGERTIAN RADAR

Radar adalah singkatan dari Radio Direction And (Radio) Raging. Sesuai dengan namanya radar digunakan untuk mendeteksi posisi pesawat yang dinyatakan dengan arah atau azimuth yang mengacu pada arah Utara dan pada jarak (range) tertentu dari antena.Radar bekerja dengan menggunakan gelombang radio yang dipantukan dari permukaan objek. Radar menghasilkan sinyal energi elektromagnetik yang difokuskan oleh antenna dan ditransmisikan ke atmosfer. Benda yang berada dalam alur sinyal elektromagnetik ini yang disebut objek, menyebarkan energi elektromagnetik tersebut. Sebagian dari energi elektromagnetik tersebut disebarkan kembali ke arah radar. Antena penerima yang biasanya juga antenna pemancar menangkap sebaran balik tersebut dan memasukkannya ke alat yang disebut receiver.Sedangkan alat pendeteksi konvensional, radar atau kepanjangannya Radio Detection and Ranging, menggunakan gelombang radio untuk pendeteksian. Jika gelombang yang dipancarkan mengenai benda (dalam hal ini adalah pesawat) akan berbalik arah, dan waktu yang diperlukan untuk kembali lewat alat penerima dapat mengetahui informasi jarak, kecepatan, arah, dan ketinggian.
Perkembangan radar menambah peralatan baru yang bernama SSR (Secondary Surveillance Radar) sebagai pelengkap radar (Primary Surveillance Radar). SSR merupakan penemuan militer yang bernama IFF (Identification Friend or Foe). Cara kerjanya setiap kali radar melakukan “sapuan” gelombang maka disaat itu juga sinyal berfrekuensi tinggi akan dipancarkan. Sinyal ini diterima oleh transponder di pesawat dan akan memancarkan sinyal untuk dikembalikan ke stasiun radar darat. Ini akan memberikankeakuratan terhadap lokasi pesawat daripada hanya mengandalkan gelombang radar semata.Ketika kita menggunakan radar, kita pasti ingin mencapai salah satu dari tiga hal dibawah ini:1.  Mendeteksi kehadiran sebuah objek dari jarak jauh. Umumnya objek tersebut bergerak, seperti  pesawat terbang. Tapi radar juga bisa digunakan mendeteksi objek-objekyang terkubur di dalam tanah. Dalam beberapa kasus, radar bisa mengenali tipe pesawatyang dideteksinya.
2.  Mendeteksi kecepatan sebuah objek.
3.  Memetakan sesuatu, misalnya orbit satelit dan pesawat ruang angkasa.
Dalam pesawat terbang pun sebenarnya penggunaan radar sangat signifikan. Dalam situs Wikipedia disebutkan, pesawat peringatan dini(Airborne Early Warning -- AEW) adalah sebuah system radar yang dibawa  oleh  sebuah  pesawat  terbangyang dirancang  untuk  mendeteksi pesawat terbanglain. Radar ini dapat membedakan antara pesawat terbang kawan dan pesawat terbang musuh dari jarak jauh. Pesawat peringatan dini digunakan dalam operasi penerbangan defensif maupun ofensif. Secara ofensif, sistem ini bertugas untuk mengarahkan pesawat tempur ke targetnya. Secara defensif, sistem bertugas untuk mengawasi serangan musuh. 
B.     SEJARAH PENEMUAN 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), namun 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, namun 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.
C.    PRINSIP KERJA RADAR
Prinsip Kerja Radar, sama halnya seperti pada Echo (gema) dan Efek Doppler yang sering kita alami setiap hari.

·         ECHO (GEMA)
Echo adalah sesuatu yang dialami sepanjang waktu. Jika kita berteriak ke dalam sumur atau jurang, maka terjadi gema beberapa saat kemudian. Gema terjadi karena beberapa gelombang suara dalam teriakan kita memantul kembali dari permukaan (baik air di dasar  sumur atau dinding) hingga ketelinga. Lamanya waktu antara saat berteriak dan saat mendengar gema ditentukan oleh jarak antara kita dan permukaan yang menciptakan echo.
·         EFEK DOPPLER
Kita mungkin mengalaminya setiap hari (seringkali tanpa disadari). Pergeseran Doppler terjadi ketika suara yang dihasilkan atau terpantul dari benda yang bergerak. Pergeseran Doppler dalam keadaan ekstrim menciptakan ledakan sonik.
Contohya, saat kita mendengar suara sirine ambulan mendekati kita yang sedang diam ditepi jalan suara sirine makin keras, namun setelah melewati kita maka suara sirine semakin mengecil seiring makin jauhnya jarak kita dengan mobil sirine. Terdengar keras lemahnya suara yang didengar tersebut bisa dikatakan sebagai pergeseran doppler atau efek doppler.
Kita dapat menggabungkan echo dan pergeseran doppler dengan cara berikut. Katakanlah kita mengirimkan suara keras ke arah mobil yang bergerak ke arah kita. Beberapa gelombang suara akan terpental mobil (gema).  Karena mobil bergerak ke arah kita, namun gelombang suara akan dikompresi. Oleh karena itu, suara gema akan memiliki jangkauan lebih tinggi dari suara asli yang dikirim. Jika kita mengurangi pitch gema, kita dapat menentukan seberapa cepat mobil bergerak.
Kita sudah tahu bahwa suara gema dapat digunakan untuk  menentukan seberapa jauh benda, dan kita juga telah tahu bahwa kita dapat menggunakan pergeseran Doppler dari gema untuk menentukan seberapa cepat benda/sesuatu yang terjadi. Oleh karena itu, hal ini memungkinkan untuk menciptakan suara Radar atau disebut juga sonar. Kapal selam dan kapal menggunakan sonar sepanjang waktu.
Bagaimana dengan radar yang khusus dirancang untuk mendeteksi pesawat dalam penerbangan. Radar menyala dari pemancar dan dengan intensitas tinggi dan    frekuensi tinggi gelombang radio. Ledakan radar ini berlangsung dalam hitungan mikrodetik. Radar kemudian mematikan pemancar nya, kemudian menyalakan alat penerima danmendengarkan echo yang dihasilkan. Radar mengukur waktu yang diperlukan untuk echo tiba, serta pergeseran Doppler dari echo. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, sekitar 1.000 meter per mikrodetik, sehingga jika Radar memiliki kecepatan tinggi sehingga dapat mengukur jarak pesawat dengan sangat akurat. Menggunakan peralatan pengolahan sinyal khusus, Radar juga dapat mengukur pergeseran Doppler sangat akurat dan dapat menentukan kecepatan pesawat.
D.    KOMPONEN PENYUSUN SYSTEM RADAR
Sistem radar mempunyai tiga komponen utama yakni: Antena, Transmitter (Pemancar sinyal), Receiver (penerima sinyal)

    1. AntenaAntena radar adalah suatu antena reflektor berbentuk parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dicerminkan melalui permukaan yang berbentuk parabola sebagai berkas sempit (gbr.A). Antena radar merupakan dwikutub (gbr.B). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array yang merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem radar (gbr.C).
Contoh Reflektor antena 
 2. Pemancar Sinyal (Transmitter)Transmitter pada sistem radar berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui reflektor antena agar sinyal objek yang berada pada daerah tangkapan radar dapat dikenali, umumnya Transmitter mempunyai bandwidth yang besar dan tenaga yang kuat serta dapat bekerja efisien, dapat dipercaya, tidak terlalu besar ukurannya dan juga tidak terlalu berat serta mudah perawatannya.
Contoh Transmitter berupa tabung :
3. Penerima sinyal (Receiver)Receiver pada sistem radar berfungsi untuk menerima pantulan kembali gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap radar melalui reflektor antena, umumnya Receiver mempunyai kemampuan untuk menyaring sinyal agar sesuai dengan pendeteksian serta dapat menguatkan sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke signal and data processor (Pemroses data dan sinyal) serta menampilkan gambarnya di layar monitor (Display).
 E.     PRINSIP PENGOPERASIAN RADAR

Radar pada umumnya beroperasi dengan menyebar tenaga elektromagnetik terbatas di dalam piringan antena yang bertujuan untuk menangkap sinyal dari benda yang melintas pada daerah tangkapan yang bersudut 20o – 40o. Ketika suatu benda masuk dalam daerah tangkapan antena, maka sinyal yang ditangkap akan diteruskan ke pusat sitem radar dan akan diproses hingga benda tersebut nantinya akan tampak dalam layar monitor/display.
 BAB IIIPENUTUP 
I.                   KESIMPULAN
Radar adalah singkatan dari Radio Direction And (Radio) Raging. Sesuai dengan namanya radar digunakan untuk mendeteksi posisi pesawat yang dinyatakan dengan arah atau azimuth yang mengacu pada arah Utara dan pada jarak (range) tertentu dari antena.Radar bekerja dengan menggunakan gelombang radio yang dipantukan dari permukaan objek. Radar menghasilkan sinyal energi elektromagnetik yang difokuskan oleh antenna dan ditransmisikan ke atmosfer. Benda yang berada dalam alur sinyal elektromagnetik ini yang disebut objek, menyebarkan energi elektromagnetik tersebut. Sebagian dari energi elektromagnetik tersebut disebarkan kembali ke arah radar. Antena penerima yang biasanya juga antenna pemancar menangkap sebaran balik tersebut dan memasukkannya ke alat yang disebut receiver.Prinsip Kerja Radar, sama halnya seperti pada Echo (gema) dan Efek Doppler yang sering kita alami setiap hari.Bagaimana dengan radar yang khusus dirancang untuk mendeteksi pesawat dalam penerbangan. Radar menyala dari pemancar dan dengan intensitas tinggi dan    frekuensi tinggi gelombang radio. Ledakan radar ini berlangsung dalam hitungan mikrodetik. Radar kemudian mematikan pemancar nya, kemudian menyalakan alat penerima danmendengarkan echo yang dihasilkan. Radar mengukur waktu yang diperlukan untuk echo tiba, serta pergeseran Doppler dari echo. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, sekitar 1.000 meter per mikrodetik, sehingga jika Radar memiliki kecepatan tinggi sehingga dapat mengukur jarak pesawat dengan sangat akurat. Menggunakan peralatan pengolahan sinyal khusus, Radar juga dapat mengukur pergeseran Doppler sangat akurat dan dapat menentukan kecepatan pesawat.
 II.                SARAN
Radar merupakan hal yang sangat membantu kita dalam kehidupan sehari –  hari baik dalam penegakan ketertiban lalu lintas, pengaturan  penerbangan, melacak objek, pertahanan negara serta  mendeteksi cuaca. Oleh karena itu sangat perlu bagi kita semua untuk mempelajari dan mengetahui prinsip dari radar itu. Sebab tidak dapat di pungkiri lagi radar akan selalu mengalami perkembangan dalam penggunaannya sehingga baik mempelajari radar dari dini.
               DAFTAR PUSTAKAhttp://engineeringtown.com/kids/index.php/elektronika/191-radarhttp://www.scribd.com/doc/52376259/Gelombang-Radio-Dan-Aplikasinyahttp://id.wikipedia.org/wiki/Radarhttp://www.gomuda.com/2013/01/fungsi-dan-bagaimana-radar-bekerja.htmlhttp://about-teknologi.blogspot.com/2012/02/cara-kerja-radar.htmlhttp://idkf.bogor.net/yuesbi/eDU.KU/edukasi.net/Transportasi/Radar(HASAN)%20-%20upload/semua.htmlrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18906/4/Chapter%20II.pdf‎
http://ikabuh.files.wordpress.com/2013/10/mklh-radar-putu-nopa_d41110009_radargun.pdf