Upload
ismu-nagh-x-trone
View
259
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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"
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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)
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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,
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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 $& keduanya masuk ke dalam mi2er yang
bernama phase detector.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
6/28
4lok diagram dari radar "#$ (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 $& locking lainnya
dihasilkan untuk me:relock: fase dari CW coho sampai denyut yang ter:lock: lainnya
datang.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
7/28
4." De#$%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)
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
9/28
dopplernya sama dengan prf atau multiple thereof.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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. $ndra besarnya radar gema dari kebisingan atau kekacauan di sekitar
dekat dari target dan kegunaan informasi ini untuk membangun thresholdsehingga kebisingan atau kekacauan gema yang menolak di ambang pintu dan
tidak bingung sebagai target oleh tracker otomatis. ayangnya, C&/
mengurangi kemungkinan deteksi. al ini juga menghasilkan kerugian pada
rasio signal%to%noise, dan mendegradasi resolusi jangkauan. C&/ atau yang
setara diperlukan ketika komputer pelacakan otomatis tidak dapat menangani
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
19/28
besar jumlah sinyal echo, tetapi harus dihindari jika mungkin. 7etika operator
digunakan untuk membuat keputusan ambang batas, C&/ bukanlah suatu
keharusan seperti kapasitas terbatas sistem otomatis karena operator biasanya
dapat mengenali gema karena kekacauan atau peningkatan kebisingan (seperti
jamming) dan tidak membingungkan mereka dengan target yang diinginkan.
"enampilkan. #ampilan untuk radar surveillance biasanya tabung sinar katoda
dengan PP$ (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 (/!#). $ni kadang%kadang disebut
menampilkan dibersihkan%up sejak kebisingan dan kekacauan latar belakang
dihapus.
&ontro# Rdr. ebuah radar modern dapat beroperasi pada frekuensi
yang berbeda dalam 4and, dengan bentuk gelombang yang berbeda dan
pemrosesan sinyal yang berbeda, dan dengan berbagai polarisasi sehingga
memaksimalkan kinerjanya di baah environ berbeda kondisi mental.
Parameter radar ini mungkin perlu diubah sesuai cuaca lokal, lingkungan
kekacauan (yang jarang seragam dalam aKimut dan kisaran), gangguan ke atau
dari peralatan elektronik lainnya, dan (jika militer radar) sifat lingkungan FC"
bermusuhan. Parameter yang berbeda, dioptimalkan untuk setiap situasi
tertentu, dapat diprogram ke dalam radar depan aktu dalam mengantisipasi
lingkungan, atau mereka dapat dipilih oleh operator di real time sesuai dengan
kondisi lingkungan yang diamati. !i samping itu, kontrol radar dapat dibuat
untuk secara otomatis mengenali kondisi lingkungan saat telah berubah dan
secara otomatis pilih, tanpa bantuan operator, yang parameter operasi radar
yang tepat untuk memaksimalkan kinerja.
e#o3)n!. elombang radar yang paling umum adalah kereta berulang
singkat pulsa. 4entuk gelombang lainnya yang digunakan dalam radar ketika
tujuan tertentu perlu mencapai yang tidak dapat dicapai dengan kereta pulsa.
CW (sinus kontinu gelombang) yang digunakan pada beberapa radar khusus
untuk pengukuran kecepatan radialdari pergeseran frekuensi doppler. &" I CW
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
20/28
(frekuensi%modulated CW) adalah digunakan ketika rentang diukur dengan
gelombang CW (4ab. +*). 7ompresi pulsa bentuk gelombang (Chap. +>)
digunakan ketika resolusi pulsa pendek tapi energi dari pulsa panjang yang
diinginkan. adar "#$ (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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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 *+
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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
8/19/2019 Tugas Radar Dan Navigasi
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.