RADAR
1.
Pengertian Radar
Radar
merupakan suatu singkatan dari radio detection and ranging. Sesuai dengan nama
yang diberikan radar dikembangkan sebagai suatu cara yang menggunakan gelombang
radio untuk mendeteksi adanya objek dan menentukan jarak (posisi) obyek
tersebut. Prinsip kerja radar ialah memancarkan dan menerima gelombang
elektromagnetik yang dipantulkan oleh target. Dalam bidang meteorology radar
digunakan untuk mendeteksi dan mengetahui letak awan dan kemungkinan terjadinya
hujan.
2. Komponen
Radar
Ada
tiga komponen utama yang tersusun di dalam sistem radar,yaitu:
·
Transmitter(pemancar
sinyal)
·
Antenna,
dan
·
Receiver
(penerima sinyal)
Selain tiga komponen di atas, sistem
radar juga terdiri dari beberapa komponen pendukunglainnya, yaitu
1. Waveguide ,berfungsi sebagai
penghubung antara antena dan transmitter.
2. Duplexer, berfungsi sebagai tempat
pertukaran atau peralihan antara antena danpenerima atau pemancar sinyal ketika
antena digunakan dalam kedua situati tersebut.
3. Software, merupakan suatu bagian elektronik yang
berfungsi mengontrol kerja seluruhperangkatdan antena ketika melakukan tugasnya
masing-masing
Sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Imager:Sonar_Principle_EN.svg.
Gambar 1. Prinsip kerja radar
3.
Manfaat Radar
Manfaat
dari adanya radar yaitu :
1. Untuk mengetahui intensitas curah hujan, mendeteksi kecepatan, dan arah
angin.
2. Untuk mendeteksi posisi dan keberadaan pesawat terbang lain.
3. Untuk mencapai sasaran/target penembakan.
4. Untuk mendeteksi kecepatan kendaraan bermotor saat melaju di jalan.
5. Untuk mengatur jalur perjalanan kapal agar setiap kapal dapat berjalan
dengan baik dan tidak bertabrakan.
6. Untuk mengatur lalu lalang serta kelancaran lalu lintas udara bagi setiap
pesawat terbang yang akan lepas landas (take off), terbang, maupun yang akan
mendarat (landing).
4.
Jenis-jenis
Radar
Jenis-jenis dari radar yaitu:
1.
Doppler Radar
Jenis radar ini menggunakan efek Doppler untuk mengukur kecepatan radial dari
sebuah objek yang masuk ke daerah tangkapan. Efek Doppler adalah perubahan
frekuensi atau panjang gelombang dari sebuah gelombang yang diterima pengamat.
Adapun kecepatan radial ialah kecepatan suatu benda dalam arah segaris dengan
pandangan (menjauhi atau mendekati pengamat). Contoh Doppler Radar ialah radar
cuaca yang digunakan mengetahui seluruh fenomena yang terjadi di atmosfer Bumi
atau sebuah planet lain.
2. Bistatic Radar
Sistem radar ini terdiri dari komponen penerima sinyal (receiver) dan pemancar
sinyal (transmitter). Dengan dua komponen tersebut, target dapat dideteksi
melalui sinyal yang dipantulkan ke pusat antena. Sistem radar itu berfungsi
melacak keberadaan target melalui proses refleksi dari sumber pencahayaan yang
ada. Radar ini selanjutnya biasa digunakan untuk sinyal komunikasi dan sistem
penyiaran. frans ekodhanto
3. Radar presipitasi (PR : Precipitation
Radar)
adalah sensor pengindera presipitasi (curah
hujan) pertama yang berada di antariksa, dan dibawa oleh satelit TRMM (Tropical
Rainfall Measuring Mission). Sensor PR satelit TRMM ini berupa radar
pengamatan secara elektronik (electronically scanning radar) terhadap
curah hujan dari antariksa, beroperasi pada frekuensi 13,8 GHz, memiliki
resolusi horisontal di permukaan sekitar 3,1 mile (5 km) dan lebar sapuan (swath
width) 154 mile (247 km). Kegunaan utama dari sensor PR satelit TRMM ini
adalah untuk pemantauan/pengukuran secara 3-D (tiga dimensi) distribusi curah
hujan yang terjadi, baik di atas daratan maupun di atas lautan, serta untuk
pengukuran kedalaman lapisan curah hujan di atmosfer itu sendiri. Secara lebih
rinci, sensor PR satelit TRMM ini dapat digunakan untuk pemantauan/pengukuran
profil (vertikal) curah hujan dan salju dari permukaan sampai ketinggian
sekitar 12 mile (20 km), dengan resolusi vertikal setiap 250 m, dan
sensitivitas sinyal minimum yang mampu di deteksi senor PR satelit TRMM ini
lebih kurang 20 dBz atau setara dengan kecepatan curah hujan (rain rate)
sekitar 0,7 mm / jam. (Fu dan Liu, 2001). Sensor PR satelit TRMM ini didisain
oleh NASDA (National Space Development Agency) Jepang, yang sekarang
dikenal sebagai JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) Jepang dalam
rangka kerjasama dengan NASA (National Aeronautics and Space Administration)
Amerika Serikat untuk memantau dan studi curah hujan di daerah tropis.
Ilustrasi artistik satelit TRMM berikut 5 sensor utamanya (PR, TMI, VIRS, LIS
dan CERES) disajikan dalam gambar (1) berikut :

Sumber: (http :
//trmm.gsfc.nasa.gov/overview_dir... 2/2/2008).
Gambar
2. Ilustrasi
artistik satelit TRMM berikut sensor-sensor utamanya yaitu PR (Precipitation
Radar), TMI
(TRMM
Microwave Imager), VIRS (Visible Infrared Scanner), LIS (Lightning
Imaging Sensor) dan CERES (Clouds
and
Earth’s Radiant Energy System).
Gambar
3. ilustrasi
artititik resolusi spasial dan resolusi vertikal sensor presipitasi (PR :
Precipitation
Radar) satelit TRMM dan perbandingannya dengan sensor radar cuaca yang di
bawa
pesawat terbang maupun sensor radar cuaca di permukaan bumi. (Heymsfield et
al.,
2000).
Sumber
: (http://trmm.gsfc.nasa.gov/trmm_rain/Events/auto_pr_slice.html.4/23/2008).
Gambar
4. Estimasi
curah hujan dari satelit TRMM sensor PR (Precipitation Radar) dan TMI (TRMM
Microwave
Imager)
yang di-overlay dengan sensor VIRS (Visible Infra Red Scanner
4.
Equatorial Atmosphere Radar (EAR)
EAR adalah radar doppler
yang dibangun untuk observasi di daerah ekuator, radar ini selesai diinstal
sejak bulan Maret 2001. EAR beroperasi pada 47 MHz dengan maksimum peak dan
kekuatan transmisi rata-rata 100 kW dan 5 kW. EAR diinstal pada area
pengunungan di bagian barat Sumatra yang berlokasi pada 0.20º S, 100º E di
Bukittinggi.
Prinsip pengukuran angin
dengan radar memancarkan dan menerima pulsa radiasi gelombang mikro dengan
antenanya. Antena memfokuskan radiasi menjadi beam sempit, sehingga sinyal yang
ditransmisikan berjalan pada arah yang spesifik. Sinyal yang diterima
dipantulkan dari target yang terletak di arah beam, dan jarak antar radar
dengan target bisa ditentukan secara akurat dari selang waktu sinyal yang
dipancarkan sampai sinyal yang diterima. Di stasiun ini dibangun Radar Atmosfer
Khatulistiwa (Equatorial Atmospheric Radar) untuk memantau kondisi atmosfer hingga
ketinggian lebih dari 100 kilometer. Dengan instrumen ini diukur angin dalam
tiga dimensi. Selain itu diperoleh data suhu virtual dengan menggunakan
gelombang suara untuk kemudian dikonversikan guna memperoleh gambaran besarnya
kandungan uap air di atas atmosfer Sumatera Barat.
5.
Boundary Layer Radar (BLR)
BLR merupakan L-band Doppler
radar yang disebutkan sebagai radar profil angin yang dapat digunakan untuk
mengukur kecepatan angin pada suatu tempat sebagai fungsi dari ketinggian. Boundary
Layer atmosfer sendiri didefinisikan sebagai bagian dari troposfer yang
secara langsung dipengaruhi oleh permukaan bumi dan bereaksi dengan gaya
permukaan dalam skala waktu kurang dari satu jam. Gaya ini termasuk evaporasi,
transpirasi, transfer panas dan emisi polutan (Nurmayani, 2003).
Sistem perangkat BLR terdiri
dari unit antena, unit transmitter, unit penerima, unit akusisi data dan unit
pemroses sinyal. Pada pengamatan dengan BLR sinyal frekuensi radio yang
diperkuat dalam unit transmitter, dipancarkan dari antena parabola. Sinyal
lemah yang dipantulkan turbulensi atmosfer, dikumpulkan antena dan ditransfer
ke unit penerima. Sinyal yang diterima akan diperkuat, dideteksi dan diubah ke
sinyal video dalam unit penerima kemudian sinyal video dikirim ke unit pemroses
data. BLR memiliki daya sebesar 1 kW dengan resolusi spasial 100 m dan resolusi
temporal 1 menit. Kisaran ketinggian BLR sekitar 1-5 km. BLR menggunakan tiga
buah antena parabola dengan diameter masing-masing 2 m. Antena-antena diarahkan
ke tiga titik berbeda yaitu satu beam tepat kearah vertikal, dua beam lainnya
kearah timur dan utara dengan sudut zenith maksimum 30º. Untuk mendapatkan tiga
komponen angin, BLR harus beroperasi dengan menggunakan frekuensi tinggi.
Sebagai konsekuensi penggunaan frekuensi tinggi ini, pemantulan volume radar
dari turbulensi atmosfer akan lebih kecil bila dibandingkan butir hujan.
Akibatnya BLR tidak dapat mengukur pergerakan atmosfer secara langsung pada
saat awan hujan atau mendung.
6.
X-band Radar (XDR)
X-band merupakan radar
doppler yang dapat mendeteksi awan sampai pada jarak 83 km. X-band beroperasi
pada 9.445 GHz dan kekuatan transmisi puncaknya 40 kW dengan resolusi waktu 4
menit dan resolusi spasial 250 m. Pada tanggal 10 April-9 Mei 2004, X-band dipasang
pada sebuah volume pengamatan dengan 17 sudut zenith dari 0.7º-40.0º. Untuk melihat
aktivitas awan di Kototabng, X-band dipasang dengan jarak 20 km dari arah tenggara
EAR dan dapat mengamati awan pada ketinggian lebih dari 14 km.
5. Prinsip
kerja Radar dalam menentukan curah hujan
Untuk menganalisis angin pada saat kemunculan
awan hujan digunakan data EAR. Data EAR yang berupa data angin zonal,
meridional dan vertikal diolah dengan menggunakan fortran. Hasil
olahannya berupa arah angin berdasarkan waktu (sumbu x) dan ketinggian (sumbu
y). Perbandingan hasil pengamatan dilakukan dengan melihat karakteristik awan
hujan, kejadian hujan dan keadaaan angin pada masing-masing pengamatan.