Rahasia RADAR
Militer! Pasti itu yang terlintas di benak kita kalau mendengar istilah
Radar.
Padahal radar sangat luas aplikasinya, tidak hanya dalam dunia militer!
Teknologinya sendiri sangat sederhana dan asyik untuk dipelajari.
RADAR sebenarnya merupakan singkatan dari " Radio Detection and
Ranging".
Teknologi ini berakar dari teknologi gelombang mikro (microwave).
Prinsip yang jadi kunci utama teknologi ini adalah pantulan gelombang mikro dan
sesuatu yang disebut Doppler Effect (Efek Doppler).
Untuk bisa memahami prinsipnya lebih mudah, kita bisa analogikan
dengan gelombang suara (Gambar 1).
Dalam gelombang suara kita mengenal
yang disebut gema (echo).
Kalau gelombang suara kita menumbuk suatu
permukaan, gelombang itu pasti langsung dipantulkan kembali.
Yang kita dengar
adalah gema dari suara awal.
Gambar 1 Analogi dengan prinsip gema pada gelombang suara
.
Dalam teknologi radar, gelombangnya adalah gelombang mikro.
Gelombang mikro dipancarkan oleh transmitter. Jika menumbuk suatu permukaan
maka gelombang ini juga mengalami pemantulan. Pantulannya ini diterima oleh
alat penerima (receiver) karena gelombang mikro tidak dapat dilihat maupun
didengar seperti gelombang suara biasa. Jika receiver yang digunakan mendeteksi
pantulan gelombang yang dipancarkan tadi, itu berarti ada suatu benda yang
menyebabkan terpantulnya gelombang tersebut. Jarak benda tersebut dapat
dihitung dengan mudah jika kita tahu waktu saat gelombang pertama kali
dipancarkan sampai pantulannya dideteksi..
Gambar 2 Pemantulan gelombang mikro oleh pesawat
Efek Doppler juga bisa dipahami dengan analogi pada gelombang suara.
Ilustrasi yang paling mudah adalah suara sirene ambulans. Dari kejauhan kita
biasanya mendengar sirene itu melengking tinggi (frekuensinya tinggi), tetapi
begitu jaraknya semakin dekat, apalagi sewaktu lewat di depan kita, suaranya
tidak lagi melengking (frekuensinya lebih rendah). Perubahan frekuensi yang
sampai pada pendengar inilah yang disebut Doppler Effect atau Doppler Shift.
Kenapa ini bisa terjadi?
Misalnya kecepatan suara 600 mph atau 1/6 mil/detik (bergantung juga
pada tekanan udara, temperatur, dan kelembaban). Ini berarti jarak 1 mil akan
ditempuh selama 6 detik. Kalau ambulans mulai membunyikan sirenenya sewaktu
jaraknya masih 1 mil dari kita, berarti gelombang suaranya baru akan sampai di
telinga kita 6 detik kemudian. Tetapi suara yang kita dengar adalah seluruh
gelombang suara yang dibunyikan selama 1 menit tersebut (gelombang suara
selama 1 menit kita dengar selama 54 detik). Jika kecepatan ambulans itu sendiri
60 mph, berarti dalam waktu 1 menit ambulans akan berada tepat di depan kita.
Ini berarti gelombang suara pada detik ke-60 langsung sampai ke telinga kita saat
itu juga. Yang terjadi adalah, jumlah gelombang suara selama 1 menit dipadatkan
ke 54 detik karena adanya penundaan selama 6 detik tadi. Ini berarti frekuensinya
bertambah sehingga saat ambulans mendekati kita, suaranya terdengar
melengking. Tetapi saat ambulans tepat di depan kita dan mulai menjauh lagi,
frekuensi berkurang dan suaranya tidak lagi terdengar melengking seperti semula.
Gambar 3 Efek Doppler
Dalam teknologi radar, kedua prinsip ini dikombinasikan. Gema/pantulan
gelombang mikro diukur perubahan frekuensinya (frekuensi pantulan pasti
berbeda dengan frekuensi gelombang yang dipancarkan) sehingga bisa ditentukan
jarak dan kecepatan benda.
Tetapi jika gelombang suara dapat dianalogikan dengan gelombang mikro,
kenapa kita harus repot-repot menggunakan gelombang mikro? Kenapa kita tidak
menggunakan gelombang suara saja?
Jawabnya mudah sekali! Semua orang pasti bisa mendengar gelombang
suara, jadi jika kita menggunakan gelombang suara untuk mendeteksi keberadaan
dan kecepatan suatu benda, bisa-bisa dunia ini ramai dengan hiruk-pikuk suara
yang tiada habisnya. Tapi tunggu, kan bisa saja kita menggunakan suara pada
frekuensi yang tidak dapat didengar manusia (ultrasound)? Ada masalah lain yang
menjadi alasannya: gelombang suara tidak dapat merambat di udara pada jarak
terlalu jauh (maksimal sekitar 1 mil). Lagipula, gelombang pantulannya biasanya
sangat lemah sehingga susah sekali untuk dideteksi.
Karena alasan-alasan itulah kita memanfaatkan gelombang mikro! Kalau
di dalam air, gelombang suara masih bisa digunakan untuk tujuan yang sama.
Teknologinya disebut Sonar (Sound Radar). Tapi di udara kita harus
menggunakan microwave.
Data-data yang didapatkan melalui alat penerima gelombang mikro yang
dipantulkan kemudian diolah, dan biasanya ditampilkan dalam bentuk gambar
(Imaging Radar). Perubahan frekuensi yang dideteksi sangat bergantung pada
permukaan benda yang memantulkan gelombang mikro tersebut. Bahkan tetesan
air hujan pun bisa memantulkannya. Ini sebabnya radar bisa juga digunakan untuk
memperkirakan cuaca. Jika gelombang mikro menumbuk pada permukaan datar,
permukaan itu diilustrasikan sebagai daerah yang berwarna lebih gelap. Jika
menumbuk pada permukaan yang kasar, misalnya pepohonan di hutan, gambarnya
diilustrasikan sebagai daerah yang lebih terang. Inilah caranya membuat semacam
peta dari data yang didapatkan melalui radar (Gambar 4). Jika hujan lebat, gambar
yang didapat pasti lebih gelap dibanding saat cuaca cerah.
Gambar 4 Contoh Imaging Radar
Aplikasi radar memang dimulai dari Perang Dunia II. Saat itu banyak
diproduksi bom dan pesawat-pesawat yang menggunakan radar untuk
mengarahkan gerakannya. Di waktu malam hari atau saat gelap dan berkabut,
pesawat masih dapat terbang dengan aman dengan bantuan radar. Transmitter
memancarkan gelombang mikro, kemudian receiver (yang berada pada antena
yang sama) menunggu datangnya gelombang yang dipantulkan. Jika tidak ada
pantulan, berarti tidak ada apa-apa di depannya sehingga pesawat bisa terus
melaju dengan aman. Jika gelombang pantulan terdeteksi, itu berarti ada sesuatu
yang harus dihindari supaya tidak terjadi tabrakan. Tentu saja dunia militer sangat
banyak memanfaatkan teknologi ini.
Tetapi kehidupan kita sehari-hari juga banyak mengaplikasikan teknologi
ini. Yang paling dekat adalah sewaktu kita pergi ke pertokoan, mal, dan
supermarket. Biasanya kita menemui pintu yang otomatis membuka saat ada yang
mendekat.
Darimana pintu itu tahu bahwa kita ada di dekatnya?
Yang menjadi
"mata"nya adalah Radar! Gelombang mikro dipancarkan dan menumbuk tubuh
kita.
Dari situ bisa diketahui bahwa ada yang bergerak mendekat.
Program
komputer yang sudah disusun langsung memerintahkan pintu untuk membuka.
Saat gelombang mikro yang dipancarkan tidak lagi dipantulkan, pintu
diperintahkan untuk menutup kembali.
(Yohanes Surya)
