TUGAS

PERSAMAAN RADAR

OLEH:

Nama: SATRIA TEGAR PUTRA

BP: 1001053035

Kelompok: 3

PROGRAM STUDI TELEKOMUNIKASI MULTIMEDIA

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2013

Bab 3

Persamaan Radar

3.1 Pengantar Persamaan Radar

Sebelum informasi tujuan dapat diekstrak dari sebuah sinyal echo, sinyal tersebut

harus cukup besar untuk mengatasi pengaruh dari sebuah interference (gangguan). Persamaan

radar digunakan untuk memperkirakan daya echo dan daya interference untuk membantu

dalam membuat sebuah ketetapan atau apakah kondisi ini tidak pernah dijumpai. Berikut

adalah penggunaan persamaan radar:

Membantu dalam membuat sebuah sistem radar untuk memenuhi spesifikasi

deteksi bidang oleh pengguna.

Menentukan hubungan antara daya sinyal terima, radar dan parameter tujuan.

Menggambarkan daya terima dari sumber gangguan, termasuk noise panas,

kekacauan, macet, dan EMI

Menyediakan cara for menentukan rasio signal-to-interference, dan

menentukan rentang maksimum pada sasaran yang mana saja yang

memberikan RCS akan menghasilkan rasio signal-to-interference yang lebih

spesifik.

Beberapa akibat parameter sinyal dan gangguan daya terimaoleh sistem radar:

Pengoperasian parameter sebuah radar, termasuk daya transmisi, energi

transmisi, bentuk gelombang transmisi, gain antena dan apertur

efektif,performa penerima noise, sistem radar loss, dan signal-to-interference

minimum untuk dideteksi.

Parameter tujuan, termasuk radar cross-section (RCS), ketidaktetapan

RCS,dan rentang sasaran.

Parameter media perambatan, termasuk penyerapan energi RF oleh gas dan

penyebaran energi RF oleh partikel dalam sebuah media.

Pada Ch1 sudah ditunjukan bagaimana sinyal berjalan selama proses transmisi,

merambat lurus, pemantulan, perambatan kemudian kembali menyebar, dan penangkapan. Itu

sudah diduskusikan pada persamaan 1-22, bentuk dari persamaan radar. Persamaan itu,

bagaimanapun, sudah menjadi kondisi yang spesial. Bagian ini mengembangkan dan

menyamaratakan, mengisi bagian yang hilang, dan akhirnya pada bidang persamaan radar

digunakan untuk membedakan radar dan keadaan. Masih banyak lagi bentuk persamaan radar

dibandingkan yang ada di sini, meskipun bagian ini tremasuk yang paling umum dan

berguna. Setelah mempelajari materi ini, satu yang harus dapat diperoleh adalah hubungan

dengan kondisi lain yang tepat.

Catatan, meskipun itu memungkinkan untuk menentukan penghitungan rasio

signal-to-interference dan rentang deteksi dengan ketelitian yang baik, beberapa angka

penyelesaiaan signifikan. Banyak yang tidak pasti didalam sistem yang sudah ada , sasaran,

parameter perambatan, jika tidak bekerja, dapat menyebabkan jawaban menjadi tidak pasti

dengan 10%, 20%, atau lebih.

Persamaan radar ini bagus, meskipun untuk menunjukan bagaimana mengubah

parameter atau pembuatan efek performa sistem. Sebagai contoh, jika sebuah target dideteksi

didalam noise pada rentang 50 mi, mengurangi RCS target oleh sebuah unsur dari 10 hanya

akan mengurangirentang deteksi dengan sebuah unsur 101/4 ke 28 mi. Bagaimanapun jika

sebuah interference adalah kekacauan laut dan target sebenarnya dideteksi ke 20 mi,

mengurangi RCS 1/10 dari nilai penurunan rentang deteksi didalam kekacauan yang sama

dengan 101, ke 2 mi.

3.2 Ringkasan Persamaan Radar.

Memperkirakan performa radar menggunakan persamaan radar termasuk pilihan

pertama sebuah persamaan yang tepat. Beberapa bentuk persamaan yang dihasilkan dari

banyak perbedaan tipe target/interference yang dibuat, bentuk lain yang dihasilkan karena

beda penulis, beda penggunaan parameter dan beda cara penulisannya. Inilah alasan

meletakan ringkasan di awal pelajaran.

Bentuk yang paling familiar dari persamaan radar adalah untuk tempat interferen

sasaran dengan membangkitkan noise panas pada penerima radar. Bentuk ini telah

didiskusikan pada Ch.1. Persamaan 1-22,1-26, dan 1-27 yang telah dikombinasikan di sini

sebagai persamaan 3-1:

S/N = PT G2 λ2 σ

(4π)3 R4 LS LA K T0 B F

PT = daya transmisi maksimum (Watts)

G = gain antenna

σ = Target RCS (m2)

λ = panjang gelombang (m)

R = rentang jarak dari radar ke target (m)

LS = loss sistem

LA = loss perambatan garis edar

K = konstanta Boltzmann’s (1.38 x 10-23 j/°K)

T0 = 290° K

B = bandwidth (Hertz)

F = unsur sistem noise

Rasio signal-to-noise sebanding dengan daya pengiriman, sebanding dengan RCS

target, dan berbanding terbalik dengan daya keempat dari rentang, seperti yang sedang

ditunjukan. Bagaimanapun persamaan 3-1 benar hanya jika target adalah point target dan jika

interference berdiri sendiri pada range seperti noise yang dihasilkan didalam bersama dengan

radar. Sebuah unsur untuk no-point target dan bentuk lain dari interference berbeda.

Point target adalah yang mana secara total terkandung didalamnya resolusi cell radar

(gambar 3.1). Banyak radar gelombang mikro membaca target (sasaran) sebagai point

(tempat). Kecuali termasuk radar pemetaan tanah resolusi tinggi, radar diagnosis (yang mana

target peta untuk menentukan penyebaran), dan radar laser. Radar ini biasanya membaca

target sebagai area target, yang mana lebih besar daripada resolusi cel dan mengenai area

terbatas yang disinari.

Gambar 3.1

Tambahan, rentang deteksi dari beberapa radar, termasuk radar militer digunakan

didalam lingkungan musuh, jarang dibatasi oleh dengan menghasilkan noise didalamnya.

Dalam hal ini, kekacauan dan ECM biasanya terbatas. Untuk yang lainnya seperti radar air

traffic control, pada akhirnya mungkin bisa terbatas atau tidak oleh noise, tergantung

mengenai rentang target, pada jarak dekat, kekacauan terbatas pada jarak yang jauh, yang

merupakan noise.

Tabel 3-1 meringkaskan akibat dari berbagai macam sistem dan parameter target

pada rasio signal-to-interference dan rentang deteksi. Ini menunjukan seberapa banyak

parameter ini berakibat pada performa sistem dan melayani sebagiai basis untukmengikuti

diskusi.

Catatan dan defenisi untuk tabel 3-1: masing-masing situasi pada tabel 3-

1menggambarkan penuh dalam memberikan bagian pada kolom terakhir tabel.

Aturan jarak adalah hubungan antara rentang target dan rasio signal-to-

interference. Sebagai contoh, untuk sebuah point target didalam noise (R-4),

penggandaan jarak dikarenakan S/N turun ke 1/16(2-4) dari nilai yang

sebenarnya.

Tabel tersebut menyimpulkan sebuah antena tunggal (single). Jika dua antena

digunakan mengganti G dengan GTGR (GT adalah gain antena pengirim, GR

gain antena penerima).

A. Didalam noise dihasilkan penerima radar. Nilai ini berdiri sendiri dari

rentang target.

B. Sebuah area sudut sempit target adalah satu-satunya yang lebih luas daripada

resolusi cell radar dan yang telah ditunjukan dari sudut sempit yang disentuh

(gambar 3-2). RCS ini berdiri sendiri di area dalam resolusi cell. Sebuah

contoh didepan pesawat terbang yang sedang terbang rendah terdapat laut

Gambar 3.2 Defenisi area sudut sempit

Gambar 3.3 Defenisi area sudut luas

C. Sebuah area sudut luas target (gambar 3.3) adalah satu-satunya yang lebih

luas dibandingkan resolusi cell (RCS berfungsi di daerah yang disinari),

seperti yang telah ditunjukan pada dasarnya target tegak lurus terhadap

bidangnya.Seperti yang telah ditunjukan oleh radar tempat yang tegak lurus

(dengan radar pengukur ketinggian) adalah area sudut luas target.

D. Volume target lebih besar dibandingkan resolusi cell radar. Ini berbeda dari

target area yang memiliki 3 dimensi dan RCS ini berdiri sendiri dengan

volume dariresolusi cell yang berisi target (gambar 3.4). Yang berhubungan

dengan volume target adalah cuaca dan chaff (bentuk dari ECM).

Gambar 3.4 Defenisi volume target

E. Kekacauan area tdak dicari gangguan sinyalnya dari sebuah target area.Hal

yang paling berhubungan dengan kekacauan area ini datang dari tanah dan

laut. Jika ditunjukan dari sudut sempit, ini merupakan kekacauan area sudut

sempit (gambar 3.2).

F. Kekacauan area sudut luas berasal dari sumber yang sama pada kekacauan

area sudut sempit (tanah dan laut), tetapi yang ditunjukan berasal dari sudut

luas (gambar 3.3).

G. Kekacauan volume adalah sesuatu yang tidak dicari gangguan sinyalnya dari

volume target yang menyerupai seperti hujan dan salju (gambar 3.4).

H. Self-protection jamming (SPJ) adalah gangguan sinyal yang sengaja

dipancarkan oleh pembawa radar yang mencoba untuk mendeteksi (gambar

3.5). Ini biasanya diketahui sebagi self-screening jamming.

I. Stand of jamminh (SOJ gambar 3.6) adalah gangguan sinyal yang sengaja

dipancarkan oleh pembawa lain yang lebih dari satu radar yang mencoba

mendeteksi. Pembawa jamming ini biasanya dijauhkan dari luar jarak

pertempuran dari anti-radiation missiles musuh (ARMs).

J. Penambahan adalah sebuah metode untuk menghasilkan kembali radar dari

radar yang disinari sinyal sendiri. Ini memiliki beberapa fungsi, termasuk

membuat target lebih terlihat luas dibandingkan yang sebenarnya (sebagai

conto:target pesawat tanpa awak yang kecil dapat mensimulasikan

pengeboman musuh), dan SPJ. Gambar 3.7 melihatkan penambahan yang

sederhana. Jika ini digunakan untuk meningkatkan sedikit RCS

target,pembatas penghalang menghilang. Untuk jamming, pembatas

penghalang mungkin mengandung rangkaian delay (untuk tipuan jarak) atau

pergeseran frekuensi (tipuan Doppler)

Gambar 3.5 SPJ

Gambar 3.6 SOJ

Gambar 3.7 Penambahan (Augmentasi)

3.3 Point Target Pada Noise

Pengembangan dari dasar persamaan radar untuk point target pada noise sudah

dimulai pada bagian: 1-4, dan penyelesaiannya pada persamaan 1-22, diulang lagi di sini

sebagaipersamaan 3-2

PR = PT Gσ AE (watt) (3-2)

(4π)2 R4rence

Persamaan 3-2 memberikan daya sinyal terima dari target. Jika daya terima dari

sumber gangguan diketahui, rasio signal-to-interference (biasanya rasio daya) ditemukan oleh

pembagiandaya sinyal dengan daya gangguan (interference).

S/I = PR = PT Gσ AE (3-3)

PI (4π)2 R4 PI

S/I = rasio signal-to-interference

PI = level daya interference pada tempat yang sama didalam system daya

Terima yang diambil

Persamaan 3-3 terlihat sederhana saat menentukan rasio penerimaan signal-to-

interference dari parameter radar, parameter target, dan jarak. Ini digunakan untuk benturan

tunggal pada target. Terkadang ini berguna pada pemikiran kita untuk menampilkan kembali

versi persamaan radar ini kedalam bentuk yang sedikit berbeda, dengan menekankan pada

pengembangan ini.

S/I = PTG 1 σ 1 AE 1 (3-4)

4π R2 4π R2 P1

Radar ERP

P/A dari radar pada target

ERP target

P/A daya target pada radar

daya dari tangkapan target oleh radar

rasio signal-to-interference

Pada persamaan 3-4, radar dengan antenna tunggal diibaratkan dengan dua

perbedaan tetapi dengan parameter yang terkait, gain dan celah yang efektif.Itu merupakan

fungsi langsung yang lainnya, sebagaimana yang telah ditunjukan pada persamaan 2-68.

Diselesaikan untuk celah efektif, persamaan ini:

AE = λ2 G (m2) (3-5)

4π

AE = celah efektif antenna pada arah tertentu (m2)

λ = panjang gelombang (m)

G = Gain antenna pada arah yang sama sebagai AE

Subtitusi persamaan 3-5 sampai persamaan 3-4 memberikan bentuk persamaan

radar yang biasa menggunakan parameter antenna.

S/I = PT G2 λ2 σ (3-6)

(4π)3 R4 PI

Persamaan 3-6 merupakan loss persamaan radar untuk satu benturan (pulsa)

Loss: 3 jenis loss yang sudah ada pada radar: loss pada sistemnya sendiri, loss pada media

perambatan, dan loss dikarenakan cara perkalian sinyal. Jika mempertimbangkan persamaan

loss, persamaan radar menjadi:

PR = PT G2 λ2 σ (watt) (3-7)

(4π)3 R4 LS LA LGP

S/I = PT G2 λ2 σ (3-8)

(4π)3 R4 PI LS LA LGP

LS = loss system (>1)

LA = loss media perambatan (>1)

LGP = loss bidang tanah (bentuk ini dapat menjadi lebih rendah dibandingkan satuan,

daya peningkatan sinyal).

Kelipatan benturan: Jika pada proses yang terjadi lebih dari satu benturan, rasio signal-to-

interference dapat ditingkatkan. Fungsi ini adalah pemprosessan sinyal. Dalam hal ini,

pemprosesan gain dipilih untuk persamaan radar. Bentuk signal-to-interference persamaan

radar menjadi:

S/I = PT G2 λ2 σ GP (3-9)

(4π)3 PI LS LA LGP

GP = pemprosesan gain

Pada keadaan yang khusus dimana daya gangguan menghasilkan noise didalam,

pemprosesan gain merupakan sebuah fungsi angka dari proses benturan yang bersamaan.

Daya noise yang dihasilkan didalam radar, meskipun diambil sebagai sumber input antenna,

PNi = K T0 B F (3-10)

PNi = daya noise, diambil sebagi input antenna

K = konstanta Boltzmann’s (1.38 x 10-3 j/°K)

T0 = 290 °K

Rasio signal-to-noise untuk benturan yang berlipat yang diproses bersama adalah:

S/N = PT G2 λ2 σ GP (3-11)

(4π)3 R4 K T0 B F LS LA LGP

Pemprosesan gain untuk gangguan noise ditunjukan dibawah:

GP(N) = NL (3-12)

Li

GP(N) = proses gain to-noise

NL = nomor proses benturan bersamaan seperti yang terlihat

Li = loss integrasi

Tampilan energi dan daya rata-rata: Ini mengandung dan berguna untuk

mempertimbangkan hubungan antara lebar pulksa dan bandwidth untuk gerbang bentuk

gelombang CW. Pengulangan disini menunjukan lebar pulsa dan bandwidth timbal balik dari

yang lain:

B = 1/τ (3-13)

τ = gerbang lebar pulsa CW (detik)

B = bandwidth yang sesuai (Hertz)

Substitusi persamaan 3-12, 3-13 sampai 3-11 dan proses menjarakan kembali merupakan

bentuk paling berguna.

S/N = PT τ NL G2 λ2 σ (3-14)

(4π)3 R4 K T0 F LS LA LGP Li

Tiga unsure pertama merupakan numerator dari tampilan energy. Ini akan

ditampilkan di dalam signal-to-noise atau rasio signal-to-noise jamming yang langsung

seimbang untuk menampilkan energy, digunakan pada penurunan dari bentuk gelombang. Ini

dimaksudkan untuk S/N yang berdiri sendiri dari daya maksimum selama energy yang cukup

diproduksi, dengan kata lain lebar pulsa dapat ditukarkan untuk daya maksimum.

S/N = WL G2 λ2 σ (3-15)

(4π)3 R4 K T0 F LS LA LGP Li

Persamaan 3-15 dapat dirubah menggunakan penghubungan, jadi peranan daya rata-rata

adalah penerangan.

S/N = PAVG TD G2 λ2 σ (3-16)

(4π)3 R4 K T0 F LS LA LGP Li

PAVG = daya rat-rata (equivalent CW)

TD = tempat atau waktu yang terlihat

Menggunakan energy yang nampak dari rasio signal-to-noise adalah satu dari tiga

kunci dari kemungkinan terendah yang ditangkap radar, konsep untuk mengikuti radar yang

digunakan tanpa peringatan kehadiran musuh dari radar. LPI berdasarkan fakta target yang

bergema dideteksi sudah sempurna dengan pancaran energi dan sudah ditangkap dengan daya

maksimal. Tiga factor utama LPI adala:

Daya puncak minimum, bentuk gelombang dengan energy yang besar

Bentuk gelombang pencahayaan, dengan deteksi kolerasi berdasarkan pada kode

pencahayaan. Jika sisi lain tidak diketahui kode, radar memiliki keuntungan yang

lebih besar memproses gain daripada penghalang.

Menjaga transmitter saat tidak aktif kecuali ketika benar-benar diperlukan,

menggunakan yang biasa disebut EMCON.

Radar monostatic dengan antenna terpisah: Untuk menemukan persamaan radar pada

radar monostatic yang memiliki pengirim terpisah dan antenna penerima, subsitusi sederhana

menghasilkan gain antenna pengirim dan penerima untuk persegi pada gain antenna segitiga.

Mengganti R2 dengan GT GR (3-17)

GT = gain antenna pengirim

GR = gain antenna penerima

Rasio signal-to-noise untuk benturan berkali-kali maka menjadi:

S/N = PT GT GR λ2 σ GP (3-18)

(4π)3 R4 K T0 B F LS LA LGP

Perkiraan deteksi jarak: Salah satu yang utama dari persamaan radar adalah menentukan

jarak maksimum terutama target yang dideteksi. Untuk melengkapi ini,bentuk yang tepat dari

persamaan radar adalah penyelesaian sederhana dari jarak. Suatu saat jika ini selesai, jarak

maksimum ditemukan dimana rasio signal-to-interference minimum saat dideteksi. Jarak

maksimum saat target dapat dideteksi menjadi:

Rmax4 = PT G2 λ2 σ GP

(4π)3 PI LS LA LGP S/Imin

Rmax = jarak deteksi maksimum

S/Imin = S/I minimum untuk deteksi

Contoh signal-to-noise: Rasio signal-to-noise yang ditunjukan pada gambar, nomor dalam

tanda kurung merupakan tegangan rms sinyal dari tegangan rms noise dan akar kuadrat dari

S/N (hingga 16 db), ini akan menjadi sulit untuk dapat menempatkan deteksi threshold (garis

threshold, pada gambar) yang dapat menjadi gangguan sinyal tanpa gangguan puncak

noise.demikianlah hasil alarm yang salah.

Puncak sinyal dan noise terlihat sama kecuali untuk amplitude. Amplitudo sinyal,

setelah pemprosesan sinyal, adalah sebuah mekanisme yang mana dapat dipisahkan dari

gangguan atau interference.

Gambar 3-8 Contoh Sinyal ditambah Noise

Gain udara/bentuk loss: Faktor persamaan radar dapat dipisahkan yang melambangkan

semua parameter system yang sulit dinyatakan dalam decibel, disebut gain udara atau loss

udara, tergantung cuaca dalam penghitungan atau pecahan.