Tugas Radar Dan Navigasi

8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi

1/28

RADAR DAN NAVIGASI

Tugas Rangkuman

Disusun Oleh :

ISMUNANDAR ( NIM. D41113314 )

MISA AMIRA ( NIM. D41113310 )

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ASANUDDIN

MAKASSAR

!01"


2/28

CHAPTER 4

MTI AND PULSE DOPPLER RADAR

4.1 Introduction

Pergeseran frekuensi dopller dihasilkan dari target yang bergerak yang

mungkin digunakan dalam radar denyut, seperti yang didiskusikan CW radar pada

Chapter 3, untuk menentukan velocity relative dari target atau untuk memisahkan

target bergerak yang diinginkan dari objek stasioner (clutter) yang tidak diinginkan.

adar denyut yang memanfaatkan pergeseran frekuensi !oppler digunakan untuk

mendeskripsi pergerakan dari target yang diinginkan disebut sebagai "#$ ("oving

#arger $ndication) atau adar !enyut !oppler. adar "#$, biasanya beroperasi

dengan pengukuran ambigu !oppler (biasa disebut blind speed) tetapi beroperasi

dengan pengukuran range yang jelas (no%second%time%around%echoes). &rekuensi

pengulangan pulsa biasanya cukup tinggi untuk beroperasi dengan !oppler yang

jelas (no blind speed) tetapi dengan mengorbankan berbagai ambiguitas. "#$

dibutuhkan dalam high%'uality%air%surveillance radar yang beroperasi karena adanya

clutter. "#$ didesain lebih menantang jika dibandingkan dengan radar denyut yang

simple atau radar CW yang simple.

Deskripsi dri pen!opersin. adar CW yang simple seperti yang

dideskripsikan dalam ec. 3. digambarkan dalam &ig.*.+.a. adar CW ini

mengandung transmitter, receiver, indicator, dan antena. Pada prinsipnya, adar

CW dikonversi ke dalam radar denyut yang ditunjukkan dalam &ig. *.+. b dengan

menyediakan poer ampli-er dan modulator sebagai pengubah kondisi ampli-er

dalam keadaan on atau o untuk membangkitkan pulsa. Perbedaan antara radar

denyut &ig.*.+.b dan yang dideskripsikan pada Chap. + adalah kecilnya porsi dari

CW oscillator poer yang menghasilkan sinyal untuk ditransmisikan ke receiver

sebagai pengganti local oscillator. /kan tetapi, sinyal CW ini memiliki banyak fungsi

sebagai pengganti dari local oscillator yang bertindak sebagai referensi koheren dan


3/28

diperlukan untuk mendeteksi pergeseran frekuensi !oppler. "aksud dari koheren

adalah phasa dari sinyal yang ditranmisikan dijaga dalam sinyal referensi.

0ika tegangan CW osilator ditunjukkan sebagai A1 sin π f t t , di mana

A1 adalah amplitude dan f t adalah frekuensi carrier, referensi sinyalnya

adalah

V ref = A2sin π f t t

(*.+)

!an tegangan pergeseran sinyal echo !oppler adalah

V echo= A3 sin[2π ( f t ± f d ) t −4 π f t R0c ]

(*.)

!i mana

A2=¿ amplitudo referensi sinyal

A3 1 amplitudo dari sinyal yang diterima dari target dalam range R0

f d 1 pergeseran referensi !oppler

t 1 aktu

c 1 velocity dari propagasi

eferensi sinyal dan sinyal echo dari target heterodyned dalam tahap mi2er pada

receiver. anya komponen frekuensi rendah yang penting terdapat dalam mi2er dan

teganggannya dapat dituliskan sebagai berikut

V diff = A4 sin(2π f d t −4 π f t R0c )(*.3)


4/28

4lok diagram dari "#$ radar umum menggunakan poer ampli-er yang

ditunjukkan pada &ig.*.5. Perbedaan signi-kan dengan radar "#$ pada &ig.*.+b dan

pada &ig.*.5 adalah cara untuk menghasilkan referensi sinyal. !alam &ig *.5,

referensi coherent disuply oleh oscillator yang disebut coho atau coherent oscillator.Coho adalah oscillator stabil yang frekuensinya sama dengan frekuensi intermediate

yang digunakan dalam receiver. ebagai tambahan, untuk menghasilkan referensi

sinyal, output dari coho f c juga dicampur dengan frekuensi f t local oscillator.

6ocal oscillator juga harus stable oscillator atau biasa disebut dengan stalo. inyal

echo & heterodyne dengan signal stalo untuk menghasilkan sinyal $& sama seperti

di dalam conventional superheterodyne receiver. talo, coho, dan mi2er yang

dikombinasikan ditambah dengan lo%level ampli-cation disebut dengan receiver%

e2citer.

7arakteristik -tur dari radar "#$ korehen adalah sinyal transmisinya harus koheren

(dalam fase) dengan sinyal referensi dalam receiver. &ungsi dari stalo adalah untuk

menghasilkan translasi frekuensi yang dibutuhkan dari $& ke sinyal transmisi (&).

Walaupun fase dari stalo mempengaruhi fase dari sinyal yang ditransmisikan,


5/28

pergeseran frekuensi stalo dibatalkan penerimaannya karena stalo yang

menghasilkan sinyal transmisi juga bertindak sebagai local oscillator pada receiver.

inyal referensi dari coho dan sinya echo $& keduanya masuk ke dalam mi2er yang

bernama phase detector.


6/28

4lok diagram dari radar "#$ (dengan poer oscillator) ditunjukkan pada

&ig.*.8. 4esarnya sinyal yang ditransmisikan bercampur dengan output stalo untuk

menghasilkan sinyal beat $& yang fasenya secara langsung berhubungan dengan

fase dari transmitter. !enyut $& ini ditambahkan ke coho dan menyebabkan fase

dari coho CW oscillator ter 9lock: dengan fase denyut referensi $&. &ase coho

kemudian berhubungan dengan fase yang ditransmisikan dan mungkin digunakansebagai referensi sinyal untuk echo yang diterima dari beberapa denyut yang

ditransmisikan. 7emudian pada transmisi selanjutnya, denyut $& locking lainnya

dihasilkan untuk me:relock: fase dari CW coho sampai denyut yang ter:lock: lainnya

datang.


7/28

4." De#$%Line Cnce#ers

"#$ delay%line sederhana ditunjukkan pada &ig *.* sebagai contoh dari -lter

time%domain. 7emampuan dari alat ini tergantung dari kualitas medium yang

digunakan sebagai delay line. !elay line harus menunjukkan time delay sama

dengan selang interval denyut. alah satu keuntungan dari time%domain delay%line

canceler jika dibandingkan dengan -lter domain%frekuensi konvensional adalah satu

jaringan dapat beroperasi pada semua range dan tidak memerlukan -lter terpisah

untuk range resolution cell. &rekuensi%domain !oppler -lter%banks adalah salah satu

bentuk "#$ dan radar denyut !oppler.

&rkteristik '#ter de#$ #ine cnce#er. !elay line canceler bertindak sebagai

-lter yang mana menolak d%c komponen clutter. 7arena sifat periodiknya, -lter juga

menolak energy disekitar pengulangan pulsa dan hal itu harmonik.

inyal video yang diterima dari target saat range R0 adalah

V 1=k sin (2 π f d t −∅0 )

(*.*)

!imana

∅0

adalah pergeseran fase dan k1 amplitude dari sinyal video. inyal dari

transmisi sebelumnya, yang mengalami delay sebesar #1 selang interval denyut

adalah

V 2=k sin [2 π f d (t −T )−∅0 ]

(*.5)


8/28

emuanya diasumsikan tetap konstan terhadap interval # agar k%nya sama untuk

kedua denyut. ;utput dari subtraktor adalah

< 11−¿V

2=2k sin π f d T

V ¿ cos [2 π f d (t −T 2 )−∅0]

(*.8)

!apat diasumsikan baha gain sepanjang delay%line canceler adalah suatu

kesatuan. ;utput dari canceler mengandung gelombang kosinus pada !oppler

frekuensi f d dengan amplitude 2k sinπ f d T . /mplitudo output video canceled

adalah fungsi dari pergeseran frekuensi !oppler dan selang interval denyut atau prf

(pulse repetition canceler). "agnitude dari respon frekuensi relative dari delay line

canceler ditunjukkan pada &ig. *.=.

(#ind Speed. espon dari single%delay line canceler akan nol apabila argumen

π f dT dalam faktor amplitude rumus (*.8) adalah >, π ,2π , ?, dll, atau

f d=

n

T =n f

p (*.=)

!i mana n1 >, +, ,?., dan f p 1 interval denyut frekuensi. !elay%line canceler

tidak hanya mengeliminasi d%c komponen yang disebabkan oleh clutter (n1>),

tetapi sayangnya juga menolak target bergerak lainnya yang mana frekuensi


9/28

dopplernya sama dengan prf atau multiple thereof.


10/28

memanfaatkan dua delay%line sebagai transversal -lter +, %, +. &ungsi respon

frekuensinya adalah sin2

π f d T . #ransversal -lter dengan tiga delay line yang

beratnya adalah +, %3, 3, %+ fungsinya yaitu

sin3

π f d T

respon. ambar di baah

adalah four%pulse canceler yang responnya ekivalen dengan triple canceler terdiri

dari cascade three%single%delay%line. 4erat dari transversal -lter dengan n delay

lines memberikan respon sinn

π f d T adalah koe-sien dari e2pansi (1− x )n

,

−1¿¿

w i=¿ i1 +, , ?, nD+

(*.+>)

S,pin! t,e -reuenc$ response. Bonrecursive -lter hanya menggunakan loop

feedforard. 0ika feedback loop dan feedforard digunakan, setiap delay line dapat

menghasilkan satu pole dan juga nol untuk meningkatnya Eeksibilitas desain.

7n-gurasi Canonical dari time%domain -lter dengan loop feedback dan feedforard

diilustrasikan pada &ig.*.+3.


11/28

4./ Mu#tip#e0 or St!!ered0 Pu#se Repetition +reuencies

Penggunaan lebih dari satu pengulangan denyut frekuensi menaarkan

berbagai Eeksibilitas dalam desain -lter "#$ doppler. #idak hanya mengurangi blind

speed, tetapi juga memungkinkan lo%fre'uency cuto pada respon frekuensi dapat

diperoleh dengan cascade single%delay%line canceler sinn

π f d T respon.

4lind speed dari dua radar independen beroperasi pada frekuensi yang sama

akan berbeda jika pengulangan denyut frekuensinya berbeda. /kan tetapi, jika

salah satu radar 9blind: terhadap target yang bergerak, maka radar yang satunya

pun juga akan 9blind: terhadap target yang bergerak. ebagai ganti penggunaan

radar yang terpisah, hasil yang sama dapat dihasilkan dengan satu radar yangmana time%shares terhadap pengulangan denyut frekuensi antara dua atau lebih

nilai yang berbeda (multiple prf:s). Pengulangan denyut frekuensi dapat men%sitch

scan yang lain atau setiap kali antena men%scan setengah beamidth, atau

periodenya dapat berganti%ganti pada setiap ada denyut. aat sitching nya pulse

to pulse atau denyut ke denyut, dikenal sebagai staggered prf.

4.4 Rn!e%ted Dopp#er +i#ters

4lok diagram video dari radar "#$ dengan berbagai range gates dan -lter

clutter%rejection ditunjukkan dalam &ig*.+A. ;utput dari phase detector disampel

berurutan oleh range gates. etiap range gates terbuka berurutan cukup lama

untuk mensample tegangan aveform video yang sesuai ke range interval yang

berbeda. ange gates bertindak sebagai sitch atau gate yang membuka dan


12/28

menutup di aktu yang tepat. ange gates aktif ketika terdapat pengulangan

interval denyut. ;utput untuk target yang stasioner mempunyai amplitudo yang

konstan. Fcho dari target yang bergerak akan menghasilkan amplitudo denyut yang

berbeda%beda menurut frekuensi doppler. ;utput dari range gates meregang pada

sirkuit yang diberi nama bo2car generator, atau sample%and%hold circuit, yang

kegunaanya membantu dalam mem-lter dan pada saat proses pendeteksian. &ilter

Clutter rejection adalah bandpass -lter yang bandidth nya bergantung pada

seberapa besar spektrum clutter.

etelah -lter dopler, proses selanjutnya adalah full ave linear detector dan

integrator (a lo%pass -lter). 7egunaan detector adalah untuk mengkonversi video

bipolar ke video unipolar. ;utput dari integrator kemudian masuk ke threshold%

detection circuit. anya sinyal yang meleati threshold yang dapat diidenti-kasi

sebagai target. etelah threshold detector, output dari setiap range channel

dikombinasikan untuk display dalam PP$ atau /%scope atau data processing device.

4.2 Di!it# Si!n# Processin!

4lok diagram sederhana dari digital "#$ processor ditunjukkan pada &ig. *.+. inyal

output dari $& ampli-er terbagi menjadi dua channel. Gang satunya dituliskan

sebagai $, in%phase%channel, dan yang satunya dituliskan sebagai H, 'uadrature

channel, sejak perubahan fase 900

( π /2 radian) dimasukkan ke dalam referensi


13/28

sinyal coho di phase detector. $ni menyebabkan output dari dua detector 900

di

luar fase. Huadrature channel digunakan untuk mengeliminasi adanya blind phase

yang tidak diinginkan pada "#$ processor. al ini jarang dilakukan dengan analog

delay%line canceler karena kompleksitas added analog delay line kedua channel.

7egunaan dari digital processing menyebabkan 'uadrature channel dapat

ditambahkan tanpa adanya beban. etelah dari phase detector, sinyal video bipolar

disampel pada tingkat yang cukup untuk mendapatkan satu atau lebih sampel

dalam setiap range resolution cell. #egangan yang telah disampel ini kemudian

dikonversi ke dalam bentuk digital oleh (/I!) converter dan disimpan dalam digital

store dan disubstrak. ;utput digital dari channel $ dan H kemudian dikombinasikan

dengan mengakar pangkat duakan $ dan H tadi menjadi I 2+Q2 . ;utput hasil

kombinasi kemudian dikonversi kembali dengan (!I/) konverter.


14/28

dihasilkan pada daya rendah sebelum dikirimkan ke poer ampli-er, itu jauh

lebih mudah untuk mencapai bentuk gelombang khusus diperlukan untuk

kompresi pulsa dan untuk sistem koheren seperti bergerak%sasaran indikasi

("#$) radar doppler dan pulsa radar. "eskipun osilator magnetron dapat

digunakan untuk kompresi pulsa dan untuk "#$, kinerja yang lebih baik dapat

diperoleh dengan kon-gurasi poer ampli-er. "agnetron osilator mungkin

ditemukan dalam sistem di mana kesederhanaan dan mobilitas yang penting

dan mana rata%rata tinggi listrik, kinerja "#$ baik, atau kompresi pulsa tidak

diperlukan.

ejak gelombang dasar yang dihasilkan pada daya rendah sebelum

dikirimkan

ke poer ampli-er, itu jauh lebih mudah untuk mencapai bentuk gelombang

khusus

diperlukan untuk kompresi pulsa dan untuk sistem koheren seperti bergerak%

sasaran

indikasi ("#$) radar doppler dan pulsa radar. "eskipun osilator magnetron dapat

digunakan untuk kompresi pulsa dan untuk "#$, kinerja yang lebih baik dapat

diperoleh dengan kon-gurasi poer ampli-er. "agnetron osilator mungkin

ditemukan dalam sistem di mana kesederhanaan dan mobilitas yang penting

dan mana rata%rata tinggi listrik, kinerja "#$ baik, atau kompresi pulsa tidak

diperlukan.

Pemancar dari tanah berbasis radar pengaasan udara khas mungkin

memiliki

daya rata%rata dari beberapa kiloatt. 0arak pendek radar mungkin kekuatan

diukur

di miliatt. adar untuk mendeteksi benda%benda ruang (4ab. ) dan & over%

the%horiKon radar (4ab. *) mungkin memiliki kekuatan rata%rata urutan dari

megaatt.

Persamaan radar (ec. +. dan Chap. ) menunjukkan baha kisaran radar

adalah sebanding dengan akar keempat kekuatan pemancar. !engan demikian,

untuk melipatgandakan 7isaran mengharuskan daya ditingkatkan dengan +8. $ni

berarti baha ada sering praktis, batas ekonomis untuk jumlah daya yang harus

digunakan untuk meningkatkan jangkauan radar.


15/28

Pemancar tidak hanya harus mampu menghasilkan tenaga tinggi dengan

bentuk gelombang yang stabil, tetapi mereka sering harus beroperasi lebih

lebar bandidth, dengan e-siensi tinggi dan dengan panjang, kehidupan bebas

masalah.

Duplexer . !upie2er bertindak sebagai saklar cepat untuk melindungi

penerima dari merusak ketika pemancar daya tinggi adalah pada. Pada

penerimaan, dengan pemancar o, dupie2er mengarahkan sinyal yang diterima

lemah untuk penerima daripada pemancar. !uple2ers umumnya adalah

beberapa bentuk perangkat gas%discharge dan dapat digunakan dengan solid%

state atau gas%discharge pelindung penerima. /%solid state circulator kadang%

kadang digunakan untuk menyediakan isolasi lebih lanjut antara pemancar dan

penerima.

Antena. 7ekuatan pemancar yang dipancarkan ke ruang angkasa oleh

antena direktif yang berkonsentrasi energi menjadi sinar sempit. "ekanis

mengarahkan parabola antena reEektor (4ab. 8) dan planar bertahap array

(4ab. =) keduanya menemukan aplikasi luas dalam radar. /rray antena

elektronik mengarahkan bertahap (4ab. =) juga digunakan. empit, balok

direktif yang merupakan karakteristik dari sebagian besar antena radar tidak

hanya berkonsentrasi energi pada target tetapi juga memungkinkan pengukuran

dari arah target. ebuah antena beamidth khas untuk deteksi atau pelacakan

pesaat mungkin sekitar + atau L. ebuah pelacakan radar khusus (4ab. +@)

umumnya memiliki antena simetris yang memancarkan pola pensil%beam.4iasa

berbasis darat pengaasan udara radar yang menyediakan jangkauan dan

aKimut target umumnya menggunakan antena reEektor mekanis diputar dengan

berbentuk kipas% balok, sempit di aKimuth dan luas di ketinggian.

adar udara dan surfacebased 3! radar pengaasan udara (orang%orang

yang memutar mekanis di aKimuth untuk mengukur sudut aKimuth tetapi

menggunakan beberapa bentuk kemudi elektronik atau beamforming untuk

mendapatkan sudut elevasi, seperti yang dibahas dalam 4ab. >) sering

menggunakan lubang /rray planar. canning mekanik dari antena radar

biasanya cukup dapat diterima untuk sebagian besar aplikasi radar. 4ila

diperlukan untuk memindai balok lebih cepat daripada yang bisa dicapai dengan


16/28

mekanik scanning dan ketika biaya tinggi dapat ditoleransi, secara elektronik

mengarahkan bertahap antena array dapat digunakan. (4eam kemudi dengan

elektronik dikemudikan array bertahap dapat dicapai dalam mikrodetik atau

kurang jika perlu.)

Mkuran antena radar sebagian bergantung pada frekuensi, apakah radar

terletak di tanah atau pada kendaraan yang bergerak, dan lingkungan di yang

harus beroperasi. emakin rendah frekuensi, semakin mudah untuk

menghasilkan antena -sik besar sejak mekanik (dan listrik) toleransi yang

proporsional dengan panjang gelombang. !alam frekuensi ultrahigh (M&) 4and,

antena besar (baik reEektor atau bertahap array) mungkin memiliki dimensi +>>

ft atau lebih.

Pada frekuensi gelombang mikro atas (seperti N band), radar antena yang

lebih besar dari +> atau > ft dalam dimensi dapat dianggap besar. (/ntena

yang lebih besar daripada contoh di atas telah dibangun, tetapi mereka tidak

norma.) "eskipun ada memiliki antena microave telah dengan beamidths

sekecil >,>5 L, antena radar jarang memiliki beamidths kurang dari sekitar >,

L. $ni sesuai dengan ukuran lobang sekitar 3>> panjang gelombang (sekitar 3+ ft

di N band dan sekitar =>> ft pada M&).

Receiver . inyal yang dikumpulkan oleh antena dikirim ke penerima, yang

merupakan hampir selalu dari jenis superheterodyne (4ab. 3). Penerima

berfungsi untuk (+) memisahkan sinyal yang diinginkan dari kebisingan selalu

hadir dan sinyal campur lainnya dan () memperkuat sinyal cukup untuk

menjalankan layar, seperti cathoderay sebuah tabung, atau untuk

memungkinkan pemrosesan otomatis oleh beberapa bentuk perangkat digital.

Pada microave frekuensi, kebisingan pada output penerima biasanya yang

dihasilkan oleh penerima itu sendiri daripada suara eksternal yang masuk

melalui antena. #ahap input dari penerima tidak harus memperkenalkan

kebisingan yang berlebihan yang akan mengganggu dengan sinyal yang akan

terdeteksi. ebuah penguat transistor sebagai penaaran tahap pertama

kebisingan rendah yang dapat diterima untuk banyak aplikasi radar. ebuah

tahap pertama noise receiver /ngka (dide-nisikan dalam ec. +.) mungkin,

biasanya, + atau d4. ebuah penerima kebisingan rendah (tahap pertama)

adalah diinginkan untuk banyak aplikasi sipil, tetapi di militer radar terendah


17/28

angka kebisingan dicapai mungkin tidak selalu tepat. !i sebuah lingkungan

tinggi kebisingan, apakah karena gangguan yang tidak disengaja atau

bermusuhan jamming, radar dengan penerima suara rendah lebih rentan dari

satu dengan angka kebisingan yang lebih tinggi. 0uga, penguat suara rendah

sebagai front end umumnya akan menghasilkan

di penerima memiliki kurang dinamis rentang%sesuatu yang tidak diinginkan

saat

dihadapkan dengan penanggulangan bermusuhan elektronik (FC") atau ketika

efek doppler digunakan untuk mendeteksi target kecil di hadapan kekacauan

besar. 7etika kelemahan dari penerima kebisingan rendah%angka yang harus

dihindari, tahap & ampli-er dihilangkan dan tahap mi2er digunakan sebagai

front end penerima. emakin tinggi kebisingan angka dari mi2er kemudian

dapat dikompensasi oleh peningkatan setara dalam kekuatan pemancar.

"i2er penerima superheterodyne menerjemahkan penerima sinyal & untuk

frekuensi menengah. ain dari menengah%frekuensi ($&) penguat menghasilkan

peningkatan level sinyal penerima. $& ampli-er juga termasuk fungsi dari -lter

yang cocokO satu yang memaksimalkan output signalto% rasio kebisingan.

"emaksimalkan rasio signal%to%noise pada output memaksimalkan $&

pendeteksian sinyal. ampir semua radar memiliki penerima yang erat

mendekati -lter cocok.

!etektor kedua di penerima adalah detektor amplop yang menghilangkan

pembaa $& dan meleati amplop modulasi. 7etika pengolahan doppler adalah

dipekerjakan, seperti di CW (kontinu%gelombang), "#$, dan doppler radar pulsa,

yang detektor amplop digantikan oleh detektor fasa yang ekstrak frekuensi

doppler dibandingkan dengan sinyal referensi pada frekuensi yang

ditransmisikan. /da juga harus -lter termasuk untuk menolak kekacauan

stasioner dan meleati sinyal yang frekuensi doppler%bergeser dari target

bergerak.


18/28

dapat dibuat oleh operator, atau mungkin dilakukan dengan detektor otomatis

tanpa campur tangan operator.

Pe3rosesn sin$#. /da tidak selalu kesepakatan umum untuk apa

merupakan bagian pemrosesan sinyal radar, tetapi biasanya dianggap

menjadi pengolahan yang tujuannya adalah untuk menolak sinyal yang tidak

diinginkan (seperti kekacauan) dan lulus sinyal yang diinginkan karena target.

al ini dilakukan sebelum detektor ambang di mana keputusan deteksi dibuat.

Pemrosesan sinyal mencakup cocok -lter dan -lter doppler di "#$ dan pulsa

doppler radar. 7ompresi pulsa, yang dilakukan sebelum keputusan deteksi

dibuat, kadang%kadang dianggap pemrosesan sinyal, meskipun tidak sesuai

de-nisi tepat.

Pen!o#,n dt. $ni adalah proses yang dilakukan setelah keputusan

deteksi memiliki telah dibuat. Pelacakan otomatis (4ab. @) adalah contoh utama

dari pengolahan data. Pengakuan #arget adalah contoh lain. al terbaik adalah

menggunakan pelacakan otomatis dengan radar yang baik yang menghilangkan

sebagian besar sinyal yang tidak diinginkan sehingga otomatis tracker hanya

harus berurusan dengan yang diinginkan deteksi target dan kekacauan tidak

diinginkan. 7etika radar tidak bisa menghilangkan semua gema gangguan,

sarana untuk mempertahankan konstan tingkat false%alarm (C&/) di input ke

pelacak diperlukan.

C&/ bagian penerima biasanya ditemukan sebelum deteksi keputusan

dibuat. al ini diperlukan untuk menjaga tingkat false%alarm konstan sebagai

kekacauan dan I atau kebisingan latar belakang bervariasi. #ujuannya adalah

untuk mencegah otomatis tracker dari yang kelebihan beban dengan gema

asing. $ndra besarnya radar gema dari kebisingan atau kekacauan di sekitar

dekat dari target dan kegunaan informasi ini untuk membangun thresholdsehingga kebisingan atau kekacauan gema yang menolak di ambang pintu dan

tidak bingung sebagai target oleh tracker otomatis. ayangnya, C&/

mengurangi kemungkinan deteksi. al ini juga menghasilkan kerugian pada

rasio signal%to%noise, dan mendegradasi resolusi jangkauan. C&/ atau yang

setara diperlukan ketika komputer pelacakan otomatis tidak dapat menangani


19/28

besar jumlah sinyal echo, tetapi harus dihindari jika mungkin. 7etika operator

digunakan untuk membuat keputusan ambang batas, C&/ bukanlah suatu

keharusan seperti kapasitas terbatas sistem otomatis karena operator biasanya

dapat mengenali gema karena kekacauan atau peningkatan kebisingan (seperti

jamming) dan tidak membingungkan mereka dengan target yang diinginkan.

"enampilkan. #ampilan untuk radar surveillance biasanya tabung sinar katoda

dengan PP$ (indikator posisi rencana) format. ebuah PP$ adalah intensitas%

termodulasi, maplike presentasi yang menyediakan lokasi target dalam

koordinat polar (kisaran dan sudut). adar tua disajikan output video dari

penerima (disebut video mentah) langsung ke layar, tapi lebih modern radar

umumnya di tampilkan diproses video, yang, setelah diolah oleh detektor

otomatis atau otomatis detektor dan tracker (/!#). $ni kadang%kadang disebut

menampilkan dibersihkan%up sejak kebisingan dan kekacauan latar belakang

dihapus.

&ontro# Rdr. ebuah radar modern dapat beroperasi pada frekuensi

yang berbeda dalam 4and, dengan bentuk gelombang yang berbeda dan

pemrosesan sinyal yang berbeda, dan dengan berbagai polarisasi sehingga

memaksimalkan kinerjanya di baah environ berbeda kondisi mental.

Parameter radar ini mungkin perlu diubah sesuai cuaca lokal, lingkungan

kekacauan (yang jarang seragam dalam aKimut dan kisaran), gangguan ke atau

dari peralatan elektronik lainnya, dan (jika militer radar) sifat lingkungan FC"

bermusuhan. Parameter yang berbeda, dioptimalkan untuk setiap situasi

tertentu, dapat diprogram ke dalam radar depan aktu dalam mengantisipasi

lingkungan, atau mereka dapat dipilih oleh operator di real time sesuai dengan

kondisi lingkungan yang diamati. !i samping itu, kontrol radar dapat dibuat

untuk secara otomatis mengenali kondisi lingkungan saat telah berubah dan

secara otomatis pilih, tanpa bantuan operator, yang parameter operasi radar

yang tepat untuk memaksimalkan kinerja.

e#o3)n!. elombang radar yang paling umum adalah kereta berulang

singkat pulsa. 4entuk gelombang lainnya yang digunakan dalam radar ketika

tujuan tertentu perlu mencapai yang tidak dapat dicapai dengan kereta pulsa.

CW (sinus kontinu gelombang) yang digunakan pada beberapa radar khusus

untuk pengukuran kecepatan radialdari pergeseran frekuensi doppler. &" I CW


20/28

(frekuensi%modulated CW) adalah digunakan ketika rentang diukur dengan

gelombang CW (4ab. +*). 7ompresi pulsa bentuk gelombang (Chap. +>)

digunakan ketika resolusi pulsa pendek tapi energi dari pulsa panjang yang

diinginkan. adar "#$ (bab. +5 dan +8) dengan rendah frekuensi pengulangan

pulsa (P&s) dan radar doppler pulsa (4ab. +=) dengan tinggi P&s sering

menggunakan bentuk gelombang dengan beberapa interval pengulangan pulsa

untuk menghindari jangkauan dan I atau doppler ambiguitas.

1." RADAR EUATION

"ungkin gambaran yang paling berguna faktor tunggal yang mempengaruhi

kinerja radar adalah persamaan radar yang memberikan jangkauan radar dalam

hal karakteristik radar. alah satu bentuk persamaan ini memberikan daya

sinyal yang diterima Pr sebagai

isi kanan telah ditulis sebagai produk dari tiga faktor yang meakili nama

proses -sik yang terjadi. &aktor pertama adalah kekuatan kepadatan pada jarak

r meter dari radar yang memancarkan kekuatan Pt att dari antena gain

Gt . Pembilang dari faktor kedua adalah target penampang di meter persegi.

Bilai penyebut bertanggung jaab atas perbedaan pada jalur kembali dari

radiasi elektromagnetik dengan rentang adalah sama dan dengan penyebut dari

faktor pertama, yang menjelaskan perbedaan di jalur luar. asil kali dari dua

istilah pertama meakili kekuatan meter per persegi dikembalikan ke radar.

/ntena aperture efektif daerah Ae memotong sebagian dari kekuatan dalam

jumlah yang diberikan oleh produk dari tiga faktor. 0ika jangkauan maksimum

radar Rmax dide-nisikan sebagai yang menghasilkan kekuatan yang diterima


21/28

Pr yang sama dengan penerima sinyal minimum dideteksi Smin ,

persamaan radar tersebut dapat ditulis

7etika antena yang sama digunakan untuk kedua pemancar dan menerima,

gain transmisi t dan aperture efektif penerima /e terkait dengan

Gt =4 π Ae / λ2

, di mana λ adalah panjang gelombang radar energi

elektromagnetik .!engan mensubtiusikan ke persamaan (+.) memberikan dua

bentuk lain dari radarO persamaan O

Contoh persamaan radar yang diberikan di atas berguna untuk perhitungan

dari kinerja jangkauan tetapi persamaan tersebut terlalu disederhanakan dan

tidak memberikan hasil yang realistis. 0angkauan yang diprediksi pada

umumnya terlalu optimis. etidaknya ada dua alasan utama mengapa bentuk

sederhana dari persamaan radar tidak memprediksi dengan akurat jangakauan

radar yang sebenarnya. Pertama, tidak termasuk berbagai kerugian yang dapat

terjadi pada radar. 7edua, target penampang dan sinyal terdeteksi minimum

statistik di alam. ehingga spesi-kasi range harus dilakukan dalam hal statistik.

Penjabaran dari persamaan jangkauan sederhana untuk menghasilkan berbagai

prediksi yang bermakna adalah subjek Chap. . "eskipun range masuk sebagai

daya keempat dalam Persamaan. (+.3), dapat muncul sebagai kubus, seperti

persegi, atau sebagai daya pertama dalam situasi tertentu, beberapa di

antaranya dijelaskan nanti di bagian ini dan dalam bab%bab lainnya.

elain penggunaannya untuk prediksi jangkauan, persamaan radar

membentuk dasar yang baik untuk desain sistem aal dengan memberikan


22/28

panduan untuk kelebihan dan kekurangan di antara berbagai parameter yang

masuk ke dalam kinerja radar.

"inimum sinyal terdeteksi Smin , yang muncul dalam persamaan radar,

adalah kuantitas statistik dan harus dijelaskan dalam hal probabilitas deteksi

dan probabilitas alarm palsu. $ni dibahas secara lebih rinci dalam 4ab. J untuk

tujuan ini itu sudah cukup untuk menyatakan baha untuk sinyal untuk menjadi

andal terdeteksi itu harus lebih besar dari noise (umumnya +> sampai > d4)

pada titik di mana penerima pengambilan deteksi yang dibuat. inyal terdeteksi

minimum dapat dinyatakan sebagai rasio signal%to%noise ($B) diperlukan untuk

saat deteksi handal noise penerima. Boise penerima dinyatakan relatif terhadap

noise termal yang akan dihasilkan oleh penerima yang ideal. 7ebisingan termal

adalah sama dengan kT , di mana k adalah konstanta 4oltKmann, T

adalah suhu, dan adalah bandidth penerima. Boise penerima noise

termal dikalikan dengan faktor ! n , noise -gure penerima. Penerima noise

-gure diukur relatif terhadap suhu acuan T 0=290 " (sekitar suhu kamar), dan

faktor kT 0 menjadi 4 x 10−21

# / $% . inyal terdeteksi minimum dalam

persamaan radar dapat ditulis

7ada

ng%kadang faktor T 0 ! n diganti dengan T & , suhu sistem noise

Pembahasan di atas dari persamaan radar itu dalam hal daya sinyal."eskipun daya adalah karakteristik dipahami dari bentuk gelombang radar

biasa yang terdiri dari pulsa persegi panjang, dengan bentuk gelombang lebih

rumit energi sinyal total sering ukurannya lebih mudah dari gelombang

pendeteksian. al ini juga lebih tepat untuk alasan teoritis. asio energi sinyal


23/28

energi suara, dilambangkan '/ ( 0 , adalah parameter yang lebih mendasar

daripada signal%to%noise (daya) rasio dalam analisis teoritis berdasarkan teori

deteksi statistik. #idak peduli apa bentuk gelombang yang diterima, jika

penerima dirancang sebagai -lter cocok puncak signal%to%noise (poer) rasio

pada output dari -lter yang cocok adalah 2 ' / ( 0 .

Mntuk pulsa persegi panjang lebar ) daya sinyal '/) dan kekuatan

suara adalah ( 0 mana energi ' 1 sinyal, ( 0 1 noise energi, atau

kekuatan suara per unit bandidth (tersedia noise seragam dengan frekuensi),

dan

% bandith penerima . !engan substitusi ini,

Smin menjadi

k T 0 ! n(

'

( 0

)/ ) "enggantikan ke Persamaan. (+.) memberikan

!imana 't = Pt ) adalah energi yang terkandung dalam gelombang yang

ditransmisikan. "eskipun Persamaan. (+.5) mengasumsikan pulsa persegi

panjang, dapat diterapkan untuk setiap gelombang asalkan 't ditafsirkan

sebagai energi yang terkandung dalam gelombang yang ditransmisikan dan

penerima noise -gure ! n dirancang sebagai -lter cocok. 4eberapa hasil yang

dipublikasikan teori deteksi radar memberikan probabilitas deteksi dan

probabilitas alarm palsu dalam hal S / ( bukan '/ ( 0 . 7etika hasil ini

mengasumsikan optimal (cocok%-lter) pengolahan, nilai%nilai yang diperlukan

dari '/ ( 0 untuk digunakan dalam persamaan radar dapat diperoleh dari hasil


24/28

diterbitkan untuk S / ( atau faktor visibilitas seperti yang dijelaskan dalam

4ab. .

Persamaan radar dapat dimanipulasi menjadi berbagai bentuk, tergantung

pada aplikasi tertentu. 4eberapa contoh diberikan di baah.

Pe#ckn. !alam situasi ini radar diasumsikan untuk melacak terus

menerus atau sorot target untuk selang aktu t 0 . Persamaan (+.5) berlaku,

sehingga #racking, atau searchlighting%, persamaan radar

!imana Pav t 0= 't . !engan demikian, dalam radar pelacakan yang harus

melihat untuk jarak jauh, daya rata%rata harus tinggi, aktu pada target harus

panjang, dan antena harus dari ukuran listrik yang besar ( Gt ,) dan ukuran

-sik besar ( Ae ). &rekuensi tidak masuk secara eksplisit. 7arena lebih mudah

mekanis untuk memindahkan antena kecil dari satu besar, radar pelacakan

biasanya ditemukan pada frekuensi yang lebih tinggi, di mana lubang kecil

dapat memiliki keuntungan yang tinggi dan dengan demikian produk Gt A e

memadai.

Persamaan radar didasarkan pada pendeteksian. ebuah radar pelacakan

juga harus dirancang untuk akurasi sudut yang baik. /kurasi sudut yang baik

dicapai dengan beamidth sempit (besar Gt ) dan dengan '/ ( 0 tinggi

(besar

Ae). ehingga produk

Gt Ae besar konsisten dengan akurasi

pelacakan yang baik serta pendeteksian yang baik.

5o#u3e Pencrin. /sumsikan baha radar harus mencari volume sudut

* steradians di t & aktu. 0ika berkas antena subtends sudut *+


25/28

steradians, gain antena G+ adalah sekitar 4 π /*+ . 0ika berkas antena

berdiam sebuah t 0 aktu di setiap arah subtended oleh balok, total aktu

scan t &=t 0 */*+ "engganti ekspresi ini ke dalam Persamaan. (+,5) dan

mencatat baha 't = Pav t 0

0adi untuk radar pencari volume dua parameter penting untuk

memaksimalkan rentang adalah kekuatan pemancar rata%rata dan aperture

antena. etiap penurunan aktu untuk memindai volume atau peningkatanvolume pencarian harus disertai dengan peningkatan yang sesuai dalam produk

Pav A e . Perhatikan baha frekuensi tidak masuk secara eksplisit.

633in!. 7etika deteksi sinyal radar dibatasi oleh sumber suara eksternal,

seperti suara jammer yang disengaja dan bukan oleh kebisingan penerima,

parameter penting dalam menentukan kinerja kisaran yang sedikit berbeda dari

yang disajikan di atas (4ab. A). 7ekuatan suara penerima per unit bandidth

sekarang ditentukan oleh jammer daripada angka kebisingan penerima. 7etika

radar adalah melakukan pencarian volume dan daya jamming masuk dari arah

tertentu melalui sidelobes, jangkauan maksimum dapat ditulis

!imana & 1 tingkat sidelobe relatif terhadap balok utama (jumlah

kurang dari kesatuan)

R - 1 kisaran jammer

- 1 jammer bandith

P - 1 jammer listrik


26/28

G - 1 gain antena jammer

dan '/ ( 0 adalah rasio energi sinyal untuk kekuatan suara per unit bandidth

yang diperlukan untuk deteksi handal. Parameter penting adalah daya rata%rata.

#he sidelobes antena juga penting. Persamaan ini berasal dengan

menggantikan k T o ! n dalam Pers. (+.=) kekuatan suara nge per unit

bandidth yang akan masuk radar penerima%antena sidelobes. $ni hanya

berlaku ketika kebisingan penerima normal diabaikan dibandingkan dengan

kebisingan jamming.

7etika radar searchlighting target dengan jammer, modus operasi kadang%

kadang disebut burnthrough, rentang menjadi

Parameter radar penting adalah daya rata%rata, aktu pengamatan, dan

keuntungan transmisi%antena. entang maksimum kuadrat daripada pangkat

empat seperti dalam bentuk lain dari persamaan radar. Perhatikan baha di

tidak nge contoh halnya ilayah aperture antena masuk secara eksplisit.

ebuah aperture besar mengumpulkan lebih sinyal, tetapi juga mengumpulkan

suara lebih jamming. /ngka kebisingan penerima tidak masuk karena

diasumsikan baha suara jamming jauh lebih besar dari kebisingan penerima.

!engan demikian di lingkungan yang bising satu mungkin tidak mendapatkan

keuntungan dari upaya untuk merancang penerima dengan sensitivitas paling

dalam. !ua contoh di atas dari kemacetan persamaan radar yang

penyederhanaan.


27/28

oleh sel resolusi radar. Permukaan (tanah atau laut) kekacauan digambarkan

oleh rasio gema kekacauan ke daerah diterangi oleh radar. 7oe-sien kekacauan

normalisasi ini dinotasikan 0

Pertimbangkan radar pulsa melihat target dan kekacauan di sudut

merumput rendah. 0ika deteksi single%pulsa diasumsikan, rasio signal%to%

kekacauan adalah

/tau

!imana R 1 kisaran kekacauan Patch

/+ 1 aKimuth beamidth

c 1 kecepatan propagasi

) 1 lebar pulsa

ϕ 1 "erumput sudut

7ekacauan patch diasumsikan ditentukan aKimuth dengan lebar balok

antena dan dalam kisaran koordinat dengan lebar pulsa. asio S /0

mengambil peran mirip dengan '/ ( 0 rasio kebisingan termal. $tu harus

besarnya cukup untuk mencapai deteksi yang handal. tatistik kekacauan

umumnya berbeda dari statistik kebisingan termal tetapi, sebagai tebakan

pertama ketika tidak ada informasi lain yang tersedia, nilai%nilai yang diperlukan

dari S /0 mungkin diambil untuk menjadi orang%orang dari '/ ( 0 . al ini

penting baha ketergantungan berbagai memasuki linear bukan sebagai


28/28

kekuatan keempat. 0adi untuk mendeteksi target di kekacauan sinar radar harus

sempit dan lebar pulsa harus pendek. !engan asumsi selain yang di atas,

parameter radar penting untuk mendeteksi target di kekacauan mungkin

berbeda. 0ika hit n diterima per pemindaian dan jika kekacauan berkorelasi

dari pulsa untuk pulsa, tidak ada perbaikan dalam S /0 diperoleh karena akan

menjadi jika kebisingan termal, bukan kekacauan, yang pembatasan.

Tugas Radar Dan Navigasi

Documents

Transcript of Tugas Radar Dan Navigasi