Dasar Ground Echo Radar
-
Upload
irfan-irawan-cbn -
Category
Documents
-
view
2.997 -
download
0
Transcript of Dasar Ground Echo Radar
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
spektrometer aktif microwave (setelah RK Moore, KA Soofi, danS. M. Purduski114 © IEEE 1980)
12
Dasar untuk model linear adalah kombinasi dari hasil Skylab selama Utara America dan orang-
orang dari pengukuran Kansas ladang selama tiga musim lengkap dengan spektrometer
microwave aktif (MAS) . The 13,9-GHz Skylab RADSCAT memiliki jejak tanah dari 10 - km
lingkaran di vertikal ke elips dari 20 hingga 30 km di 50 °. MAS memiliki jejak kaki pada 50 °
mulai dari 5,5 sebesar 8,5 m pada 1,1 GHz menjadi 1,4 sebesar 2,1 m pada 17 GHz, namun
jutaan pengukuran rata-rata untuk model. Karena data Skylab adalah hanya pada satu frekuensi
dan tanggapan untuk dua percobaan pada dasarnya sama pada frekuensi tersebut, respon
frekuensi yang ditunjukkan dalam model tergantung sepenuhnya pada pengukuran MAS.
Musim panas Skylab pengamatan termasuk gurun, padang rumput, lahan pertanian, dan hutan,
sedangkan pengukuran Kansas hanya lahan pertanian. Namun, awal dan di akhir musim tanam,
lahan pertanian pada dasarnya telanjang, mirip dengan gurun panas kecuali untuk kadar air
tanah. Selama puncak musim tanam, tanaman yang cukup padat sehingga menyebarkan yang
mirip dengan yang dari hutan. Dengan demikian, model keseluruhan tampaknya mewakili
kondisi musim panas rata-rata seluruh Amerika Utara.
Model ini mengambil bentuk
dimana A, B, C, dan D mengambil nilai yang berbeda untuk polarisasi yang berbeda atas dan di
bawah 6 GHz. Respon frekuensi bawah 6 GHz jauh lebih cepat daripada di atas 6 GHz. Selain
itu, pada frekuensi di atas 6 GHz respon frekuensi independen dari sudut, sehingga D = 0. Untuk
frekuensi rendah, respon frekuensi sudut-tergantung.
Untuk sudut kurang dari 20 °, hanya dua poin yang tersedia, 0 ° dan 10 °, regresi frekuensi
sehingga terpisah yang dijalankan pada masing-masing sudut. Model untuk sudut-sudut ini
adalah
Tanggapan frekuensi di bawah 6 GHz berbeda selama dua tahun, sehingga model memiliki nilai
terpisah dari konstanta untuk 1975 dan 1976. Tahun 1976 adalah sangat kering di Kansas: Oleh
13
karena itu, tahun 1975 nilai mewakili mungkin lebih, tetapi keduanya diberikan di sini. Nilai dari
konstanta dalam Tabel 1. Gambar 10 menunjukkan model kekacauan untuk midrange sudut
sebagai fungsi dari frekuensi.
Tabel 1 Konstanta Linear Scattering Model
Gambar 10 Gambar polarisasi vertical dan polarisasi horizontal sangat mirip.
(Setelah RK Moore, KA Soofi, dan SM Purduski114 © IEEE 1980)
Angka ini hanya untuk polarisasi vertikal karena hasilnya sangat mirip untuk vertikal dan
horisontal. Ulaby mengembangkan sebuah model yang berbeda dan lebih kompleks dari vegetasi
14
Kansas data. Model ini cocok kurva bukan garis lurus dengan data yang diukur. Untuk sebagian
besar tujuan, model garis lurus memadai, dan itu jauh lebih mudah untuk digunakan.
Sebuah model garis lurus untuk tertutup salju padang rumput serupa dengan vegetasi tergantung
pada data, lebih terbatas set. Data adalah untuk hanya satu musim di Colorado ketika salju itu
hanya sekitar 50 cm. Ini berarti bahwa sinyal mungkin menembus ke permukaan tanah pada
frekuensi di bawah sekitar 6 GHz. Namun demikian, model menunjukkan jenis hasil yang
diharapkan untuk situasi yang penting. Tabel 2 memberikan konstanta yang dihasilkan untuk
digunakan dalam Persamaan.
Tabel 2 Hasil Regresi dari Cakupan Ground dari Salju
Pencar salju sangat bergantung pada konten gratis-air dari lapisan atas salju, sehingga menyebar
jauh lebih rendah dari salju basah siang hari (di mana pencairan surya telah dimulai) daripada
salju malam kering. Oleh karena itu, model yang berbeda harus digunakan untuk siang dan
malam, membandingkan pengukuran malam hari dan ditunjukkan pada Gambar 10. Perbedaan
antara siang dan malam bertebaran dari salju bahkan lebih jelas pada 35 GHz, tetapi model
tersebut tidak termasuk 35 GHz karena tidak ada data yang ada antara 17 dan 35 GHz.
Meskipun ada model kekacauan tertentu telah dikembangkan untuk hutan, hasil dari RADSCAT
Skylab dan SEASAT menunjukkan scatterometer bahwa hutan hujan Amazon menyebarkan
hampir independen dari sudut insiden bahkan dekat vertical. Nilai rata-rata diukur pada 33 °
15
adalah -5,9 ± 0,2 dB pada 13,9 GHz. Hasil serupa ditemukan di C band. Observasi dengan SIR-
B, SIR-C, dan JERS-1 menunjukkan bahwa kurangnya variasi sudut 0 s juga hadir di 1,25 GHz.
Model yang dijelaskan di atas didasarkan pada rata-rata di daerah yang sangat besar. Untuk
situasi ini, variabilitas dari satu tempat ke tempat kecil, terutama di midrange sudut. Gambar 11
menunjukkan nilai rata-rata dan desil atas dan bawah diukur oleh RADSCAT Skylab atas
Amerika Utara. Variasi besar di dekat vertikal ternyata hasil dari efek pantulan specular hampir
dari badan air. Ketika tapak lebih kecil, variabilitas terjadi. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 11
dari studi variasi sebaran diamati oleh SIR-B dengan rata-rata di atas berbeda-ukuran jejak kaki.
Untuk jejak kaki kecil, menyebarkan bervariasi atas berbagai, dan desainer sistem harus
menjelaskan hal ini.
GAMBAR 11 Regresi untuk vertikal polarisasi-Model noise untuk salju: (a) hari dan (b) malam.
Perhatikan perbedaan besar. polarisasi horizontal serupa.
(setelah RK Moore, KA Soofi, dan SM Purduski114 © IEEE 1980)
16
Gambar 12 Sudut pola desil, berarti atas, dan desil yang lebih rendah dari pengamatan scatterometer Skylab di
Amerika Utara selama musim panas
(dari Moore et al, Universitas Kansas Remote Sensing Laboratorium Laporan Teknis 243-12., 1975)
Gambar 13 90% kisaran amplitudo pixel dibandingkan resolusi
17
2.8 Scattering Coefficient Data
Berbagai program untuk mengumpulkan data hamburan koefisien ada sebelum 1972, namun data
yang cukup besar dengan disertai koleksi "ground truth" jarang. Sejak tahun 1972,
bagaimanapun, program utama beberapa telah berubah situasi sehingga banyak informasi yang
sekarang tersedia. Memang, informasi ini begitu luas bahwa ringkasan yang memadai dari
literatur adalah mustahil. Oleh karena itu, bagian ini hanya dapat memberikan highlights dari
hasil dan program utama. Pembaca harus berkonsultasi dengan kompendium tiga besar data
tersebut untuk informasi lebih baik pada hasil dan bibliography (catatan bahwa informasi yang
menyebar melalui banyak bab dari volume ini).
Beberapa hamburan-koefisien-pengukuran awal program layak disebut termasuk orang-orang
dari Naval Research Laboratory, Goodyear Aerospace Corporation, Sandia Corporation
(dekat-vertikal data), dan terutama The Ohio State University Dari 1972-1984 , program
terbesar adalah di Universitas Kansas.
Program ekstensif juga di Prancis (Centre National d'Etudes Spatiales, Centre National d'Etudes
des telekomunikasi, Université Paul Sabatier), Belanda, Canada Centre for Remote Sensing
(CCRS, terutama es laut), dan Swiss dan Austria (salju) Banyak hasil dari program ini muncul
dalam mencerna dari Geoscience Internasional dan Simposium Penginderaan Jauh (IGARSS;
IEEE Geoscience dan Remote Sensing Masyarakat) dan jurnal seperti Transaksi IEEE pada
Sensing Geoscience dan Remote dan Teknik Kelautan, International Journal of Penginderaan
Jauh, Penginderaan Jauh Lingkungan, dan Teknik Photogrammetric dan Remote Sensing.
Meskipun kalibrasi untuk beberapa data yang lebih tua yang meragukan, ringkasan presentasi
tidak tersedia untuk data baru. Dengan demikian, Gambar 14 menunjukkan ringkasan
sebelumnya sebagian besar didasarkan pada X-band data. Satu harus berhati-hati dalam
menggunakan data ini, tetapi angka tersebut memberi nuansa untuk variasi keseluruhan. Gambar
14 adalah presentasi yang sama untuk dekat-vertikal Kalibrasi data. dari sistem itu baik, tetapi
efek antena dibahas dalam Bagian 16,5 membuat nilai dari 0 sampai 5 ° rendah.
18
Pengaruh Kekasaran, Content Moisture, dan Cover Vegetasi. Hamburan jatuh lebih cepat dengan
sudut untuk permukaan halus daripada permukaan kasar. Karena kekasaran yang mempengaruhi
radar harus diukur dalam satuan panjang gelombang, permukaan halus pada panjang gelombang
yang panjang mungkin kasar pada yang lebih pendek. Hal ini diilustrasikan dalam Gambar
16.30,133 yang menunjukkan efek ini dengan pengukuran dari bidang dibajak. Pada 1,1 GHz,
sinyal berubah 44 dB antara 0 dan 30 ° untuk bidang halus dan hanya 4 dB untuk terburuk. Pada
7,25 GHz bidang halus kasar cukup untuk mengurangi variasi sampai 18 dB.
Bagi sebagian besar permukaan, lintas-terpolarisasi pencar lebih rendah daripada seperti
terpolarisasi-pencar, sering oleh sekitar 10 dB. Lintas-terpolarisasi pencar dari permukaan yang
halus jauh lebih kecil daripada di tempat lain dekat vertikal. Gambar 14 menunjukkan efek ini.
Lintas-terpolarisasi kembali dari scatterers volume dengan unsur-unsur yang besar dibandingkan
dengan panjang gelombang yang lebih kuat daripada permukaan, kadang-kadang menjadi hanya
3 dB ke bawah.
Tebar tergantung pada konstanta dielektrik, yang tergantung pada kadar air. Dengan demikian,
pencar dari tanah basah di sudut dari vertikal biasanya jauh lebih tinggi dibandingkan dari tanah
kering. Gambar 14 menunjukkan Efeknya dapat desibel banyak (9 dB pada gambar).
Vegetasi kanopi diatas tanah dapat berkontribusi untuk menyebarkan dalam berbagai cara yang
ditunjukkan pada Gambar 14 menunjukkan contoh. Sebagian besar pencar dari seluruh pabrik
berasal dari daun atas, dengan pelemahan cukup ada untuk mengurangi
19
Gambar 14
Batas data radar diukur: (a) polarisasi horisontal dan (b) polarisasi vertikal (Courtesy of I. Katz)
Tersebarnya dari batang, daun bawah, dan tanah untuk ukuran diukur tetapi diabaikan. Ketika
daun-daun tidak hadir, sinyal yang tersebar dari tanah dan bagian bawah tanaman yang hampir
sama satu sama lain dan itu jauh lebih besar daripada ketika daun yang hadir.
20
Gambar 15
Batas pengembalian radar diukur dekat kejadian vertikal, berdasarkan Sandia Corporation data (dari FJ Janza,
RK Moore, dan BD Warner132)
Gambar 16 Rrespon sudut dari koefisien hamburan selama lima bidang lembab dengan kekasaran yang berbeda
pada (a) 1,1 GHz, (b) 4,25 GHz, dan (c) 7,25 GHz (setelah FT Ulaby, RK Moore, dan AK Fung37)
21
Gambar 17
Ketergantungan sudut dari rasio depolarisasi permukaan halus (setelah FT Ulaby, RK Moore, dan AK Fung37)
Gambar 18 Diukur ° hamburan Koefisien s (skala kiri) sebagai fungsi dari kadar air tanah selama tiga roughnesses
permukaan. Kurva padat adalah reflektifitas Γ (skala kanan) dihitung atas dasar pengukuran dielektrik. (setelah T.
LeToan12 © IEEE 1982)
22
Gambar 19 Kontribusi backscatter dari pepohonan canopy melalui permukaan minyak: (1) direct backscattering
dari pohon, (2) direct backscattering dari minyak (termasuk atenuasi dua arah canopy), (3) plant-soil multiple
scattering (after F. T. Ulaby, R. K. Moore, and A. K. Fung37)
Gambar 20 FM-CW menyelidik pengukuran scatterometer dari tanaman jagung pada 30 °. Kurva padat adalah
pabrik penuh, kurva dot-dash, daun 1 dihapus, kurva putus-putus, daun 2 dihapus. (setelah L. K. Wuet al.43)
23
Karena sebaran Volume mendominasi untuk vegetasi padat, terutama pohon, s 0 hampir
independen dari sudut insiden. Gambar 20 menunjukkan ini dengan hasil dari X-band pencitraan
dari hutan. Angka ini sebidang g ketimbang s 0 (g = s 0/cos q). Pada frekuensi rendah seperti
VHF, ini perubahan kondisi karena redaman melalui daun dan cabang adalah less.
Tanah Moisture. Gambar 20 menunjukkan ukuran pengaruh kelembaban tanah di s 0. Tanah efek
kelembaban berbeda untuk tanah yang berbeda. Dobson dan Ulaby menunjukkan bahwa
penggunaan air dinyatakan dalam persen dari kapasitas lapang meningkatkan kesesuaian antara 0
s dan kadar air. Kapasitas lapang adalah ukuran seberapa erat partikel tanah mengikat air, air
terikat mempengaruhi e lebih. Sebuah ekspresi empiris untuk kapasitas lapang (FC):
FC = 25.1 − 0.21S + 0.22C percent by weight
di mana S dan C adalah persentase (berat) dari pasir dan tanah liat dalam tanah. Kelembaban
tanah konten dalam hal kapasitas lapangan
mf = 100mg/FC percent
Dengan kelembaban mg persen dalam tanah berat. Ketika kita menggunakan ukuran ini,
hubungan antara s 0 dalam dB dan mf linear bahkan di hadapan tutupan vegetasi moderat, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 20 Kemiringan kurva ini agak berbeda dengan tutupan vegetasi
daripada tanpa, namun. Meskipun mf tampaknya setidaknya sama baiknya dengan kadar air
volumetrik untuk berhubungan dengan s 0, penggunaannya telah dipertayakan. Kelembaban
tanah dapat mempengaruhi citra radar, seperti yang telah dibuktikan dalam citra yang diperoleh
dari SEASAT L-band SAR. Sebuah simulasi experiment menunjukkan bahwa seseorang dapat
memperkirakan kelembaban tanah dalam 20% untuk 90% dari piksel dalam gambar. Selain itu,
menunjukkan bahwa resolusi antara 100 dan 1000 m lebih tinggi dari resolusi halus
24
Gambar 21 Diukur variasi hamburan sebidang hutan pohon beech tua. Perhatikan penggunaan g (dengan referensi
sewenang-wenang) bukan s 0 untuk ordinat. (setelah D. H. Hoekman)
Gambar 22 4.5-GHz hamburan koefisien dibandingkan kelembaban tanah (persen dari kapasitas lapangan) untuk
vegetasi-tertutup tanah (setelah FT Ulaby et al.)
untuk tujuan ini. Sebagian besar LAK angkasa yang diikuti SEASAT telah digunakan di tanah-
air studies. Vegetasi. Backscatter dari vegetasi tergantung pada banyak parameter dan bervariasi.
Jadi, meskipun kita dapat mengembangkan model rata-rata seperti yang dijelaskan dalam Bagian
16,6, detail jauh lebih kompleks. The 0 s bervariasi dengan musim, kadar air, kondisi
pertumbuhan, dan waktu hari.
25
Gambar 22 menunjukkan variasi musiman untuk jagung dibandingkan dengan model yang
disajikan dalam referensi. Variasi yang jauh lebih besar di s 0 ternyata hasil dari efek yang lebih
besar pada vertikal tanah dan akibatnya moisture content. The 12 dB cepat ayunan antara 25 Mei
dan 1 Juni hasil dari pengeringan tanah. Bahkan pada 50 °, di mana pelemahan melalui masker
kanopi efek tanah, variasi musiman melebihi 8 dB. Variasi diurnal relatif kecil tapi terbatas.
Mereka menghasilkan baik dari perubahan kelembaban tanaman dan perubahan morfologi
(tanaman jagung sebenarnya mengangkat daunnya "untuk memenuhi matahari", kemuliaan pagi
menutup bunga mereka pada malam hari).
Kebanyakan tanaman ditanam dalam baris. Hal ini menyebabkan variasi azimut dari 0 s, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 22. Modulasi ditampilkan adalah rasio s 0 mencari sejajar
dengan baris (vegetasi lebih) itu tampak normal. Fenomena ini lebih dirasakan pada frekuensi
yang lebih rendah.
Beberapa sifat umum sebaran vegetasi yang terlihat pada Gambar 23. Pada frekuensi rendah,
pembusukan dengan q cepat keluar untuk sekitar 20 ° dan kemudian lebih bertahap, sebagian
besar dari hasil bagian curam dari gema permukaan. Pada frekuensi yang lebih tinggi, redaman
tanaman mencegah gema permukaan yang signifikan, sehingga variasi sudut yang lebih seragam.
26
Gambar 23 variasi Waktu pencar dari (a) jagung dan (b) alfalfa pada sudut kejadian ° vertikal dan 50
(setelah E. Attema dan FT Ulaby )
Lintas-terpolarisasi sinyal pada vertikal dapat diabaikan, bahkan pada frekuensi rendah, lintas-
terpolarisasi s 0 bervariasi seragam. Pada frekuensi tinggi maupun rendah, itu adalah sekitar 10
dB di bawah seperti terpolarisasi-s 0.
2.9 Salju.
Ketika salju menutupi tanah, banyak tersebar adalah dari salju daripada tanah yang mendasari.
Salju adalah baik volume-hamburan dan media pelemahan. Ketika salju kering, menyebarkan
berasal dari volume besar, ketika itu basah, volume hamburan jauh lebih sedikit karena atenuasi
yang lebih tinggi. Sebagai hasilnya, s 0 turun dengan cepat seperti matahari mencair lapisan atas.
Gambar 24 menggambarkan seberapa cepat ini dapat dan juga menunjukkan bahwa efek yang
jauh lebih besar pada frekuensi yang lebih tinggi di mana pelemahan lebih besar. Gambar 24
menunjukkan variasi sudut terlihat untuk tanah yang tertutup salju. Off-vertikal hamburan jauh
lebih besar pada frekuensi yang lebih tinggi. Untuk kedalaman 58 cm-menunjukkan, sebagian
besar tersebar di 1,6 dan 2,5 GHz mungkin dari permukaan yang mendasarinya.
27
Gambar 24 respon Frekuensi rasio modulasi melihat-arah untuk bidang kedelai dengan polarisasi horizontal pada
sudut kejadian 0,, 30, dan 60 ° (setelah FT Ulaby, RK Moore, dan AK Fung37)
Beberapa laporan menyatakan bahwa ada hot spot radar di salju, khususnya pada 35 GHz.
Laporan-laporan hasil dari interpretasi yang tidak tepat dari variasi yang disebabkan oleh fading
Rayleigh normal sinyal. Pencar dari salju berasal dari pusat-pusat banyak dalam volume
diterangi, sehingga kondisi untuk memudar Rayleigh terpenuhi.
28
Gambar 25 Perbandingan perhitungan model dengan pengukuran pada (a) 1,1 GHz dan (b) 4,25 GHz (setelah H.
Eom dan AK Fung )
Pengukuran dengan rata-rata cocok di frekuensi atau sudut pencahayaan menunjukkan bahwa
yang tertutup salju permukaan pencar dasarnya seragam kecuali untuk efek dari multipath
fading.
2.9 Laut Es.
Es laut merupakan media yang sangat kompleks. Pengamat es ciri dalam berbagai kategori yang
bergantung pada ketebalan, umur, dan sejarah formation. Oleh karena itu, seseorang tidak bisa
mencirikan kembali radar dalam cara sederhana, dalam pengertian ini, itu seperti vegetasi. Jenis
es yang paling penting dari sudut pandang radar yang tahun pertama (TA 1 sampai 2 m tebal),
multiyear (MY> 2 m tebal), dan konglomerasi jenis tipis (<1 m tebal).
Seperti salju, es laut dipengaruhi oleh pencairan surya dan suhu di atas titik beku scatters
microwave sangat berbeda dari es dingin-permukaan yang lebih normal. Di musim dingin, es
dingin MY menyebarkan lebih dari es TA dingin. Di musim panas, s 0 untuk es MY menurun ke
sekitar tingkat yang sama dengan TA es. Gambar 26 menunjukkan respon sudut ini dan khas.
29
Kurva ini adalah untuk 13,3 GHz, tetapi hasilnya akan sama pada setiap frekuensi ke S band.
Gambar 26 menunjukkan variasi frekuensi s 0 untuk berbagai jenis es. Shore-cepat es didasarkan
ke bawah di garis pantai, dalam hal ini, mungkin MY. Es Gray adalah salah satu jenis tipis dari
TA.
Kim mengembangkan teori yang menjelaskan berbagai 0 lautan es s pengukuran. Dari ini dan
data ekstensif dari literatur tentang sifat es, Gambar 26 menunjukkan kisaran TA dan hamburan
MY dalam kondisi musim dingin. Frekuensi jelas lebih tinggi lebih baik untuk mengidentifikasi
jenis es dari frekuensi yang lebih rendah, dan
Gambar 26 pola diurnal dari 0 s dan isi cairan-air untuk salju di beberapa frekuensi. Perhatikan variasi ekstrim
dari band Ka saat matahari mulai mencair permukaan. (setelah W. H. Stiles dan F. T. Ulaby150)
Diskriminasi tidak mungkin di bawah sekitar 5 GHz. Pada L band dan di bawah, perbedaan
antara MY dan es TA kecil bahkan di musim dingin. Ini berarti bahwa radar pencitraan dengan
mudah dapat membedakan jenis es dengan intensitas sendirian di frekuensi yang lebih tinggi di
musim dingin tapi tidak di musim panas. Fakta ini merupakan dasar untuk operasional es sistem
pemantauan oleh Uni Soviet [menggunakan Toros Ku-band side-tampak radar udara (SLAR)]
30
154 dan Canada (menggunakan modifikasi X-band APS-94 SLAR dan STAR-1 X-band SAR).
Sebuah motivasi utama untuk SAR Radarsat Kanada adalah memantau es laut, dimana sistem
telah melakukan berhasil sejak 1995. The X-band Rusia real-aperture radar dalam seri Okean
telah digunakan untuk serupa purposes.
Salju penutup atas es dapat menutupi pencar es dirinya sebagai dengan salju di tanah. Karena
Arktik relatif kering, daerah yang paling memiliki sedikit salju, tetapi salju tidak membuat jenis
es membedakan sulit di kali. Hal ini terutama berlaku di Antartika, di mana salju yang lebih
menonjol pada ice.
2.10 Radar Polarimetry
RADAR Polarimetry (Polar : Polarisasi, Metry : Menghitung) adalah bidang ilmu untuk
memproses dan menganalisa polarisasi dari sebuah bidang elektromagnetik (Kusumardana
2005). Polarisasi merupakan sifat penting dari suatu gelombang elektromagnetik. Menurut
Raimadoya (2007), komponen terprediksi gelombang ini mempunyai suatu karakteristik struktur
geometrik yang menentukan sifat geometrinya. Ketika dilihat sepanjang arah perambatannya dan
mengasumsikan sumbu horizontal dan vertikal merujuk pada suatu sistem koordinat yang
spesifik (misalnya sumbu didefinisikan paralel terhadap antena RADAR), maka ujung dari
vektor medan listrik mengikuti suatu pola beraturan. Jika panjang dan kecepatan rotasi vector
medan listrik masing-masing mewakili amplitudo dan frekuensi gelombang, maka polarisasi
merujuk pada orientasi dan bentuk dari pola yang diikuti oleh vector medan listrik (Gambar 27).
Vektor gelombang listrik merupakan penciri dari jenis polarisasi yang bervariasi dalam ruang
dan waktu.
Gambar 27 Jenis polarisasi yang bervariasi dalam ruang dan waktu.
31
RADAR dirancang untuk memancarkan radiasi gelombang mikro baik terpolarisasi horizontal
maupun vertikal. Dengan cara serupa, antena menerima energi hamburan balik baik yang
terpolarisasi horizontal atau vertikal. Simbol arah polarisasi pemancar dan antena (penerima)
ditunjukkan oleh huruf H dan V untuk horizontal dan vertikal. Polarisasi HH dan VV merupakan
rambatan sinyal RADAR yang dipancarkan serta diterima oleh sensor masing-masing secara
horizontal dan vertikal pesawat. Polarisasi HV merupakan rambatan sinyal RADAR yang
dipancarkan secara horizontal dan diterima secar vertikal relative terhadap pesawat. Demikian
berlaku sebaliknya untuk polarisasi VH (Gambar 28). Pencitraan radar yang dilakukan
menggunakan berbagai kombinasi polarisasi dan panjang gelombang, dapat menghasilkan
berbagai informasi yang komplementer bagi sasaran di permukaan bumi (Raimadoya 2007). Ada
empat kemungkinan kombinasi sinyal transmisi dan penerimaan yang berbeda, yaitu HH, HV,
VH, dan VV. Citra yang mempunyai keempat polarisasi ini disebut citra yang full polarization.
Bentuk polarisasi sinyal mempengaruhi kenampakan objek pada citra yang dihasilkan, karena
berbagai objek diubah polarisasi tenaga yang dipantulkannya dalam berbagai tingkatan.
Gambar 28 Jenis polarisasi Horizontal dan Vertikal
32
Tabel 3 Daftar variabel umum radar polarimetri
2.10.1 Persamaan Variable Radar
Di antara persamaan di atas, λ menunjukkan panjang gelombang radar; | K | 2 adalah istilah
dielektrik, K = (ε-1) / (ε +2) dan ε adalah konstanta dielektrik, D mewakili diameter setara
dengan partikel; N ( D) adalah distribusi ukuran partikel (PSD), D max, min menunjukkan ukuran
maksimum atau minimum dari partikel diamati, f jj, vv adalah amplitudo hamburan kompleks pada
33
polarisasi horizontal atau vertikal, Re menunjukkan bagian nyata dari bilangan kompleks dan Im
menunjukkan bagian imajiner. Variabel f jj, vv termasuk arah hamburan, yang π berarti back-
hamburan dan 0 menunjukkan maju-hamburan. Untuk pengukuran hujan radar, N (D) secara
khusus menunjukkan distribusi ukuran titik hujan (DSD). Oleh karena itu, | K | 2 adalah untuk air
dan memiliki variasi kecil [Doviak 1993]. Misalnya, | K | 2 adalah sekitar 0,91-0,93 untuk
panjang gelombang radar antara 0,01 dan 0,1 m.
34
BAB III
KESIMPULAN
Kesimpulan dari makalah ini adalah, beberapa faktor utama yang perlu diperhatikan terkait
groud echo:
1. RADAR dirancang untuk memancarkan radiasi gelombang mikro baik terpolarisasi
horizontal maupun vertikal.
2. 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.
3. Fungsi dari diferensial scattering cross section adalah menjelasakan pengembalian dari
tanah tersebut tergantung dari seberapa banyak dari element penghamburan yang
memiliki fasa yang tersendiri
4. Parameter yang mempenaruhi Ground Return dari sistem radar adalah panjang
gelombang, power, area yangg terkena cahaya, arah dari cahaya (azimuth dan susdut
elevasi), dan polarisasi. Sedangkan dari parameter ground adalah permitivitas yang
komplek, kekasaran tanhadari permumkaan, keberagaman dari permukaan
5. Fading dari ground echo sangat bergantung dari prilaku permukaan seperti lebat nya
hutan, tiupan angin hujan dan sebagainya menyebabkan noise.
6. Scatterometer digunakan sebagai intrumen radar pengukur ground return dan erat
kaitanya dengan scattering dari sistem radar yang dibagun tersebut
7. Koefesian penghamburan data bisa di kaitkan dengan efek keras tidak nya permukaan,
penghalang dari tumbuhan, minyak, pepohonan, salju, dan es di kutub.
8. Resolusi pencitraan radar gambar terbaik didapat dengan cara manual atau buatan gambar
yang dihasilkan mirip dari poto yang diambiil lewat udara.