TUGAS MATA KULIAH RADAR DAN NAVIGASI RADAR HANDBOOK THIRD EDITION GROUND ECHO RADAR Dosen: Djoko Suprijatmono, Ir Disusun oleh: Hafiz Maulana : 11221715 Irfan Irawan : 11221718 Yulita Setiyanti P : 11221736 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institus Sains dan Teknologi Nasional ISTN CIKINI 2012
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS MATA KULIAH
RADAR DAN NAVIGASI
RADAR HANDBOOK THIRD EDITION
GROUND ECHO RADAR
Dosen: Djoko Suprijatmono, Ir
Disusun oleh:
Hafiz Maulana : 11221715
Irfan Irawan : 11221718
Yulita Setiyanti P : 11221736
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri
Institus Sains dan Teknologi Nasional
ISTN CIKINI
2012
2
BAB 1
PENDAHULUAN
Ground Echo atau disebut pantulan radar terhadap tanah dilambangkan sebagai 0, perbedaan
penghamburan bagian yang melintang atau disebut dengan koefesien penghamburan
(penghamburan melintang per unit area) lebih besar dari total scattering cross section yang
digunakan untuk target yang berlainan. Sejak total cross section dari variasi sekumpulan tanah
dengan area yang terpengaruh oleh penentuan parameter radar geometric seperti halnya lebar
pulsam beamwidth, dan lain sebagainya, yang kita kenal dengan koefesien independen dari
semua parameter diatas.
Fungsi dari diferensial scattering cross section adalah menjelasakan pengembalian dari tanah
tersebut tergantung dari seberapa banyak dari element penghamburan yang memiliki fasa yang
tersendiri. Ini sangat penting dikarenakan perbedaan jarak meskipun juga pantulan kecil dari
jarak total didalamnya banyak terdapat gelombang. Posisi puncak dari tegangan bisa saja
mempengaruhi penghitungan rata rata pengembalianya. Jika kondisinya tdk bisa di gunakan pada
target ground tertentu, konsep dari diferensial scattering cross section tidak berdampak apapun
pada objek. Sebagai contohnya resolusi radar yagn jelas tentunya bisa mendeteksi bagian dari
mobil. Permukaan yang halus dari mobil tidak bisa direpresentasikan oleh ground echo. Lain hal
nya jika sebuah radar coerser mencari banyak mobil dalam ruas parkiran mobil yang luas echo
yang valid untuk raung parkir tenntunya mudah ditemukan. Jika setiap sebagian tempat
mempengaruhi lainya dalam waktu bersamaan oeleh radar yang berisi n elemen scattering,
kriteria tadi sangat cocok sehingga tengangan nya mungkin ditambah.
3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pentingnya Teori Relative dan Empiris
Dari sekian banyak Teori radar tanah yang tentunya melalui percobaan memberikan dasar untuk
menilai efek dari variasi dalam sifat dielektrik tanah, kekasaran tanah dan tumpukan salju terkait
langsung dengan panjang gelombang radar dan sudut insiden. Teori ini bergantung dari model
matematis untuk menggambarkan permukaan tanah, atau permukaan laut tentunya sangat sulit
ukuran akurasinya. Pengukuran empiris diperlukan untuk menggabarkan kembali bentuk alam
tadi dalam tampilan radar, peran dari teori ini unutk membatu penafsiran pengukuran.
2.2 Informasi Hamburan yang Tersedia
Penelitian nya dilakukan di Ohaio setelah rentetan panjang percobaan didapatlah alat pengukuran
yang terus dikembagnkan sampai terintegrasi pada truk dan helikopter di universitas Kansas.
Dan universitas lain. Berada pada sudut 10 derajat sampai 80 derajat,
Gambar 1 Persamaan radar geometri menggunkan tampilan samping
4
2.3 Parameter yang Mempenaruhi Ground Return
Pengembalian radar tergantung dari dari kombinasi parameter sistem dan paremeterr,
Paramenter System Radar:
- Panjang gelombang
- Power
- Area yg terkena cahaya
- Arah dari cahaya : azimuth dan susdut elevasi
- Polarisasi termasuk polarisasi matrik penuh jika ada
Parameter Ground / Tanah
- Permitivitas yang komplek
- Kekasaran tanah dari permukaan
- Keberagaman dari permukaan sehingga atenuasi bergantung pada pengurangan
gelombang pada amplitude yang diinginkan
Gambar 2 Perbandingan konstanta dielektrik
5
Permukaan yang lebih halus lebih condong bisa memantulkan gelombang radio ke kordinat yang
ditentukan dengan teori Fresnel – arah pantulan. Di lain hal juga permukaan tanah yang kasar
lebih condong meradiasi secara tidak langsung ke kedua arah, sehingga memberikan
pengembalian ke radar yang kuat dari segala arah.
Masalah dari penghamburan rasar dikarenakan jarak penekanan gelombang yg signifikan semua
permukaan dan vegetasi kanipi, dan juga refleksi internal dan proses pengembalian
penghamburan. Pada C band, dan frekuensi tinggi hampir semua sinyal dikembalik dari
pepohonan, biasanya dari ujung dedaunan, atau ranting nya. Ketika musim gugur tentunya
berdampak lain, pada L band khusus nya VHF sinyal nya menekan lebih jauh sehingga batang
pohon dapat berdampak, begitu juga ketika pohon tersebut ditebang.
2.4 Teori Model dan Keterbatasannya
2.4.1 Pengertian Permukaan
Banyak teori model untuk pengembalian radar diasumsikan dari tanah yang kasar diantara udara
bebas sampai ke separuh langit. Di dalamnya juga termasuk vertical dan horizontal sesuatu yang
ada di tanah tersebut seperti pepohonan bangunan, dan gunungan salju. Permukaan menjelaskan
model matematika yang sesuai yang penting diaplikasikan. Untuk bisa dengan mudah di analisa
maka format penjelasan detail nya harus disederhanakan, sedikit diantara nya permukaan
tersebut dipastikan dengan teliti sesuai ukuran sentimeter panjang gelombang radar, meskipun
begitu tidak menjamin batasan penghamburan tersebut tidak ada diantara lapisan bawah tanah
sampai ke permukaan. Banyak teori mengasumsikan isotropik statistic tentunya tidak sesuai
untuk sawah yang dibajak dan kota padat. Yang paling mendekati dengan mengasumsikan
sejenis model yang hanjya melibatkan dua atau tiga parameter (diviasi standar, kemiringan,
hubungan jarak, dsb).
2.4.2 Model yang Disederhanakan
Untuk saat ini teori radar untuk pemantulan tanah dinyatakan dalam optic dimana banyak target
yang bisa dijabarkan dengan hukum variasi intensitas Lambert. Observasi dari cahaya matahari
yang terpantul dari aliran air, dari jalan atau permukaan halus lainya disebut teori gelombang
(facet). Hanya cahaya matahari yang bisa mencapai alat observasi dari permukaan yang halus.
6
Observasi cahaya tadi disebut dengan metode goemetri optik. Saat permukaan tanah pada
penghamburan radar direpresentasikan dengan alat kecil dari pesawat. Pengembalian radar
diasumsikan untuk memunculkan hanya gelombang normal pada radar.
Gambar 3 Radiasi gelombang insiden normal
Gambar 4
Beamwidth terbatas menyebabkan kesalahan dekat-vertikal dalam mengukur koefisien hamburan
7
2.5 Ground dan Helikopter Scatterometers dan Spektrometer.
Pengukuran tanah banyak hamburan telah dibuat dengan sistem dipasang pada truk booming dan
helikopter. Sebagian besar adalah FM-CW systems yang menggunakan bandwidth yang lebar
untuk mendapatkan sampel independen ekstra daripada untuk resolusi halus. Beberapa
penggunaan bandwidth yang sangat lebar untuk mendapatkan resolusi kisaran baik untuk
menemukan sumber scattering. Kebanyakan memiliki beberapa kemampuan-polarisasi, dan
beberapa mampu polarimetri karena tahap dua menerima sinyal dengan polarisasi ortogonal
dapat dipastikan.
Elemen-elemen dasar dari sebuah scatterometer FM-CW ditunjukkan pada Gambar 5. Osilator
menyapu harus menghasilkan sapuan linear, ini mudah dengan itrium-besi-garnet (YIG)-tuned
oscillator tetapi membutuhkan linearizing sirkuit tala jika menggunakan varactor a.
Gambar 5
Pengaruh beamwidth antena pada koefisien hamburan diukur sebagai fungsi dari sudut insiden
8
Banyak sistem menggunakan sintesis gelombang digital untuk mendapatkan gelombang
menyapu. Jika antena ganda digunakan (seperti yang ditunjukkan), tumpang tindih balok harus
considered. sistem antena tunggal kadang-kadang digunakan sebagai circulator mengisolasi
pemancar dan penerima, kinerja mereka agak terbatas dibandingkan dengan sistem dual-antena
dikarenakan refleksi internal dan kebocoran melalui circulator.
Gambar 5 menunjukkan jenis sistem yang dapat digunakan untuk mengukur hamburan dari
dalam volume. Dengan menentukan spektrum kembali, pengguna dapat membangun hamburan
dari rentang yang berbeda. Sistem ini telah digunakan dalam menentukan sumber tersebar pada
pepohonan dan salju.
Gelombang ultrasonik dalam air dapat digunakan untuk mensimulasikan gelombang
elektromagnetik dalam air. Karena perbedaan kecepatan rambat, frekuensi akustik 1 MHz sesuai
dengan panjang gelombang 1,5 mm. Seperti panjang gelombang adalah ukuran yang nyaman
untuk pengukuran pemodelan banyak, dan tentu saja peralatan di wilayah 1-MHz dalam banyak
hal lebih mudah untuk beroperasi dari peralatan di wilayah microwave, tentu jauh lebih mudah
untuk mengoperasikan dan lebih murah daripada microwave peralatan operasi pada panjang
gelombang 1,5 mm.
Gambar 6
Diagram blok dasar dari bagian FM-CW RF scatterometer
Koefisien hamburan dari Gambar 6 menjelaskan radar gambar yang dihasilkan oleh celah radar
nyata atau sintetis dapat digunakan untuk pengukuran koefisien hamburan. Sayangnya,
9
kebanyakan sistem tersebut tidak bisa dikalibrasi, sehingga hasilnya agak meragukan, bahkan
ketika gambar yang diproduksi pada hari yang berbeda. Kalibrasi relatif diperkenalkan ke dalam
beberapa kalibrasi systems absolut, yang juga berfungsi sebagai kalibrasi relatif dalam beberapa
kasus dapat dicapai dengan menggunakan target referensi yang kuat. Dengan kalibrator radar
aktif (ARC) repeater sangat cocok. Pendekatan lain yang telah digunakan adalah untuk
mengukur hamburan dari daerah referensi dengan sistem berbasis darat atau helikopter yang baik
dikalibrasi dan membandingkan gambar tersebut nilai terukur.
Gambar 7
Diagram & Blok dasar dari sebuah scatterometer FM-CW kisaran-diskriminatif: kontrol dan data-sistem
penanganan
2.6 Pengukuran Bistatic.
Pengukuran pengembalian tanah ketika penerima dan pemancar dipisahkan relatif jarang terjadi.
Pengukuran ini sangat sulit untuk pesawat, karena itu perlu bahwa kedua pemancar dan antena
penerima melihat titik tanah yang sama pada waktu yang sama dan bahwa sinyal akan
berkorelasi dengan sudut tampilan antena dikenal. Selain itu, sulit untuk mengetahui polarisasi,
dan ukuran yang tepat dan bentuk area umum diterangi oleh balok antena kadang-kadang sulit
untuk menentukan. Untuk alasan ini, pengukuran bistatic beberapa dari pesawat telah
didokumentasikan dalam berbagai literatur.
10
Pengukuran laboratorium bistatic telah dibuat oleh kedua dalam Percobaan di Waterways Station
dan The Ohio State University dengan menggunakan gelombang elektromagnetik dan oleh
Universitas Kansas menggunakan gelombang akustik. Pengukuran bistatic radiasi laser telah
dibuat di Bell Telephone Laboratories, dan C-band pengukuran bangunan telah dilakukan di
University of Kansas. permukaan lainnya berbasis pengukuran juga telah di dokumentasikan.
Pengukuran bistatic panggilan untuk komplikasi ketika dilakukan di luar laboratorium karena
referensi mutlak untuk kedua kekuatan pemancar dan penerima sensitivitas harus digunakan. Di
laboratorium, mungkinkan untuk menggunakan teknik yang mirip dengan pengukuran
monostatic.
2.7 Model Koefisien Hamburan Umum (Model Clutter)
Selama tahun 1970-an dilakukan peyebaran pengukuran pada model backscatter rata-rata dari
daerah yang luas. Secara khusus, ini termasuk pengukuran dengan Skylab, Radiometer-
Scatterometer (RADSCAT) dan dengan truk mount Microwave Active Spectrometer (MAS) oleh
University of Kansas. Dua model yang berbeda dikembangkan berdasarkan data yang sama,
salah satu model linear dan satu formulasi yang lebih rumit. Di sini kita hanya menyajikan model
linier. Model ini adalah untuk rata-rata, dan model tidak termasuk variasi tentang rata-rata.
Namun, analisis Shuttle Imaging Radar (SIR) data memungkinkan beberapa perkiraan harus
dibuat dari variabilitas yang diharapkan untuk ukuran yang berbeda dari jejak diterangi.
Karakteristik umum dari backscatter radar selama rentang sudut insiden telah dikenal selama
puluhan tahun. Untuk gelombang terpolarisasi, seseorang dapat mematahkan menyebar menjadi
tiga bentuk sudut: Near-Vertical (wilayah kuasi-specular), sudut antara dari 15 sampai 80 °
(daerah dataran tinggi), dan Near-Grazing (daerah bayangan). Cross-terpolarisasi pencar tidak
memiliki daerah kuasi-specular dan dataran terpisah (dataran tinggi meluas ke vertikal), dan
terlalu sedikit yang diketahui untuk menentukan apakah wilayah bayangan ada.
11
Gambar 8 Karakteristik umum variasi koefisien hamburan dengan sudut insiden
(setelah FT Ulaby, RK Moore, dan AK Fung)
Tapi hampir semua pengukuran sesuai dengan model seperti itu erat, dan model yang mendekati
kurva yang paling teoritis lebih dari daerah yang bersangkutan. Ini hasil yang sederhana berarti
bahwa model kekacauan yang sederhana dapat dikembangkan dan digunakan, meskipun model
yang lebih kompleks mungkin diperlukan untuk beberapa aplikasi penginderaan jauh.
Gambar 9 Regresi rata-rata semua 13,8 GHz Data-lahan pertanian selama dua tahun diperoleh dengan