Cara Kerja Radar

Radar adalah sesuatu teknologi yang banyak digunakan di sekitar kita, meskipun biasanya tidak terlihat. Kontrol lalu lintas udara menggunakan radar untuk melacak pesawat baik yang berada di darat dan di udara, dan juga untuk memandu pesawat untuk proses pendaratan. Polisi menggunakan radar untuk mendeteksi kecepatan pengendara yang lewat. NASA menggunakan radar untuk memetakan bumi dan planet-planet lainnya, untuk melacak satelit dan puing-puing ruang angkasa dan membantu proses khusus seperti docking dan manuver. Militer menggunakannya untuk mendeteksi musuh dan untuk mengatur arah senjata.

Ahli meteorologi menggunakan radar untuk melacak badai, angin topan dan tornado. Mungkin Anda juga pernah melihat bentuk radar di banyak toko di kota-kota besar ketika pintu terbuka secara otomatis saat Anda kan lewat. Radar adalah sebuah teknologi yang sangat berguna bagi manusia.

Ketika orang menggunakan radar, biasanya mereka berusaha untuk mencapai salah satu tujuan dari tiga hal berikut:

• Mendeteksi keberadaan sebuah benda pada jarak jauh. Biasanya sesuatu yang bergerak seperti pesawat terbang, tetapi radar juga dapat digunakan untuk mendeteksi benda-benda diam dan terkubur di bawah tanah. Dalam beberapa kasus, radar dapat mengidentifikasi obyek lebih detail, misalnya dapat mengidentifikasi jenis pesawat setelah terdeteksi.
• Mendeteksi kecepatan obyek, seperti yang dilakukan oleh polisi untuk mengetahui kecepatan para pengendara.
• Peta suatu tempat. Pesawat ulang-alik dan satelit mengorbit dengan menggunakan suatu teknolgoi yang disebut Synthetic Aperture Radar untuk membuat peta topografi detail dari permukaan planet dan bulan.

Ketiga kegiatan tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan dua hal yang mungkin akrab dengan kehidupan sehari-hari: gema dan pergeseran Doppler. Kedua konsep yang mudah dipahami dalam ranah ilmu suara karena telinga Anda mendengar gema dan pergeseran Doppler setiap hari. Radar memanfaatkan teknik yang sama dengan menggunakan gelombang radio.

Gema
Gema adalah sesuatu yang kita alami sepanjang waktu. Jika Anda berteriak ke dalam sumur atau jurang, gema akan terdengar beberapa saat kemudian. Gema terjadi karena gelombang suara dalam teriakan Anda terpantul kembali dari permukaan (baik air di dasar sumur atau dinding di sisi yang berlawanan) dan berjalan kembali ke telinga Anda. Lamanya waktu antara saat Anda berteriak dan saat Anda mendengar gema ditentukan oleh jarak antara Anda dan permukaan yang memantulkan suara.

Menghitung Jarak Dengan Gema
Gema dapat dimanfaatkan untuk mengukur suatu jarak tanpa harus melakukannya secara manual. Ketika Anda berteriak ke dalam sumur, suara teriakan Anda berjalan ke dalam sumur dan terpantul (gema) dari permukaan air di dasar sumur. Jika Anda mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali dan Anda tahu kecepatan suara, Anda dapat menghitung kedalaman sumur dengan cukup akurat.

Doppler Shift (Pergeseran Doppler)
Pergeseran Doppler juga umum terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Anda mungkin mengalaminya setiap hari meskipun tanpa disadari. Pergeseran Doppler terjadi ketika suara atau pantulan suara dari objek yang bergerak. Pergeseran Doppler dalam tingkat ekstrem menciptakan sonic boom (dentuman sonik).
Dentuman sonik bisa dijelaskan dengan cara: misal mobil bergerak ke arah Anda tepat pada kecepatan suara (700 km/jam atau lebih). Mobil ini membunyikan klakson. Gelombang suara klakson yang dihasilkan tidak akan bergerak lebih cepat dari kecepatan suara, sehingga kedua mobil dan suara yang datang pada Anda pada kecepatan 700 km/jam, sehingga semua suara yang datang dari mobil saling bertumpukan. Anda tidak mendengar apa-apa, tetapi Anda dapat melihat mobil mendekat. Pada saat yang sama persis mobil tiba, sehingga semua suara datang bersamaan begitu keras, itulah yang disebut dentuman sonik.

Berikut adalah cara untuk memahami pergeseran Doppler. Misal ada mobil datang ke arah Anda pada kecepatan 60 km/jam dan jarak satu kilometer dan membunyikan klakson selama tepat 1 menit. Anda akan mendengar klakson dalam satu nada ketika mobil mendekat, tapi ketika mobil melewati Anda bunyi klakson akan tiba-tiba beralih ke nada yang lebih rendah. Padahal klakson menghasilkan suara yang sama sepanjang waktu. Perubahan yang Anda dengar disebabkan oleh pergeseran Doppler.

Kita dapat menggabungkan gema dan pergeseran doppler dengan cara berikut. Misal Anda mengirimkan suara keras ke arah mobil yang bergerak ke arah Anda. Beberapa gelombang suara akan terpental dari mobil dan menghasilkan gema. Karena mobil bergerak ke arah Anda, gelombang suara akan dikompresi. Oleh karena itu, suara gema akan memiliki nada yang lebih tinggi dari suara asli yang Anda kirim. Jika Anda mengukur nada gema, Anda dapat menentukan seberapa cepat mobil melaju.

Dasar Teknologi Radar
Kita telah memahami bahwa gema dari suara dapat digunakan untuk menentukan seberapa jauh jarak benda dan juga kita dapat memanfaatkan pergeseran Doppler dari gema untuk menentukan seberapa cepat benda bergerak. Oleh karena itu sangat mungkin untuk menciptakan sebuah radar suara dan itulah yang disebut dengan sonar. Kapal laut dan kapal selam menggunakan sonar sepanjang waktu. Anda bisa menggunakan prinsip yang sama dengan suara di udara, tapi suara di udara memiliki beberapa masalah, antara lain:

• Suara tidak dapat menempuh jarak yang sangat jauh, mungkin satu kilometer maksimal.
• Hampir semua orang bisa mendengar suara, sehingga "radar suara" pasti akan mengganggu orang lain yang mendengarnya (Anda dapat menghilangkan sebagian besar masalah ini dengan menggunakan suara ultrasonik, bukan suara yang dapat didengar).
• Karena gema suara akan sangat samar, besar kemungkinan sulit untuk dideteksi.

Itulah sebabnya radar menggunakan gelombang radio, bukan suara. Gelombang radio dapat berjalan jauh, tidak terlihat manusia dan mudah untuk dideteksi meskipun samar-samar.

Radar yang umum adalah yang digunakan di bandara yang dirancang untuk mendeteksi pesawat dalam penerbangan. Radar mengaktifkan pemancar dan mengirimkan frekuensi gelombang radio tinggi. Pancaran ini mungkin hanya berlangsung dalam hitungan mikrodetik. Radar kemudian mematikan bagian transmitter, dan mengaktifkan receiver (penerima) dan mendengarkan gema. Radar kemudian menghitung waktu yang diperlukan gema hingga tiba, serta pergeseran Doppler dari gema. Gelombang radio berjalan dengan kecepatan cahaya, sekitar 1.000 meter/mikrodetik, jadi jika perangkat radar memiliki jam kecepatan tinggi berkualitas tinggi akan dapat mengukur jarak pesawat dengan sangat akurat. Dengan menggunakan peralatan pengolahan sinyal khusus, perangkat radar juga dapat mengukur pergeseran Doppler sangat akurat dan menentukan kecepatan pesawat.

Dalam teknologi radar berbasis tanah, ada lebih banyak potensi gangguan dibandingkan radar udara. Ketika radar polisi memancarkan pulsa, gema akan tercipta dari segala macam benda seperti pagar, jembatan, gunung, bangunan dan lain sebagainya. Cara termudah untuk menghapus semua gangguan ini adalah dengan menyaring dengan menentukan bahwa itu bukanlah pergeseran Doppler. Sebuah radar polisi hanya mencari sinyal pergeseran Doppler dan karena sinar radar hanya difokuskan pada arah tertentu sehingga hanya mengenai satu kendaraan saja.

Teknologi polisi modern saat ini menggunakan teknik laser untuk mengukur kecepatan mobil atau motor. Teknologi ini menggunakan cahaya, bukan gelombang radio.

Bagikan Artikel ini