Antena dan Radom Radar Cuaca

Antena dan Radom Radar CuacaKanton Lumban Toruan M.Si

PendahuluanAntena radar merupakan antarmuka antara ruang bebas dan waveguide dari transmitter. Antena berfungsi sebagai alat pengrim akhir dan alat penerima awalSelama transmisi, energi dari pemancar diaktifkan menuju antena oleh duplekser, dan antena memancarkan energi ke ruang angkasa. Pada saat menerima, sinyal diterima pada antena dan digabungkan ke jalur transmisi yang dihubungkan ke duplekser, dan diteruskan ke receiver.Fungsi utama antena adalah membentuk pancaran beam sehingga energi yang ditransmisikan terkonsentrasi pada arah yang dikehendaki. Antena dapak dikatakan sebagai matadari radarSyarat-syarat AntenaMemiliki gain forward atau gain direktif yang tinggiMemiliki beam width yang sempitMemiliki tingkat sidelobe yang rendahMemiliki Broad-banding - sehingga antena dapat mengirim dan menerima pulsa radar tanpa distorsi dan lolos untuk semua frekuensi operasi dalam gelombang pita frekuensi yang dialokasikan.

Penampang Antena

Jenis-jenis AntenaAntenna Phased ArrayAntena phased array memiliki celah datar yang dirangkai dari sejumlah besar elemen radiasi yang serupa seperti dipol atau slot, fasa dan amplitudonya dapat dikontrol. Bentuk radiasi dapat diprediksi secara tepat dan arah beam dapat ditentukan. Phased array memungkinkan scanning beam secara elektronik untuk derajat tertentu yang membuat gerakan mekanis antenna yang tidak perlu

Jenis AntenaReflektor ParabolaReflektor parabola memancarkan semua radiasi pada fokus dalam beam paralel .Jenis antena radar cuaca ini memberikan beam sempit yang meningkatkan kinerja radar secara signifikan. Reflektor parabola cocok terutama pada frekuensi gelombang pendek karena menjadi besar dibandingkan dengan panjang gelombang. Kebanyakan antena yang digunakan dalam aplikasi radar cuaca adalah Reflektor Parabola.

Reflektor Parabola

3. Offset feed reflectorAntena piringan Offset-feed memiliki reflektor yang merupakan bagian dari reflektor parabolik normal. Jika bagian tengah piring tidak termasuk, maka semua beam terpancar tanpa terhalang oleh antenna feed dan tiang pendukung.Suatu piringan offset-feed memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada piring konvensional dari celah yang sama.

Offset feed reflector

Karakteristik dasar Antenna1. Antenna GainGain =

Hubungan antara gain antena dan lebar beam tergantung pada distribusi arus yang melalui celah. Untuk antena tipe reflektor kadang-kadang menggunakan rumus berikut:

Kekuatan medan maksimum terpancar dari antenna Kekuatan medan terpancar dari antenna refrensi

Dimana dan adalah lebar beam setengah-daya, dalam derajat, diukur dalam dua bidang utamaAntena2. Pola AntennaAntena dengan diameter besar:Gain lebih besar Sensitivitas dari sistem tinggiBeamwidth yang sempit

Lebar beam dari antena reflektor Parabolik

Dimana adalah lebar beam, adalah panjang gelombang dan D adalah diameter antena.

Beam dan Side lobe antena Parabolik

Bagian utama antenna radarAntena terdiri dari :Rangkaian gelombangmikro, Rangkaian listrik , Sistem mekanis.

1. Rangkaian GelombangmikroRangkaian gelombangmikro terdiri dari reflektor parabolik dan feed horn memasok gelombang elektromagnetik ke reflektor parabolaFungsi rangkaian gelombangmikro adalah untuk memancarkan pulsa gelombang elektromagnetik dari pemancar, untuk mengkonsentrasikan sinyal energi frekuensi radio yang dihamburkan karena partikel hujan dll, dan mentransfernya ke penerima melalui mekanisme driveRangkaian listrikRangkaian listrik terdiri dari motor drive, resolver, slip-ring dan lain-lain. Motor Drive memutar antena secara azimuth (AZ) dan elevasi (EL). Resolver mendeteksi sudut rotasi pada AZ dan EL sebagai detektor sudut.

Slip-ring mensuplai power untuk poros motor AZ dan EL antara bagian yang berputar dan bagian yang tetap.Juga mentransfer data sudut dari sistem servo loop. Resolover membuat sistem loop servo dan komponen lain mengendalikan kecepatan rotasi dan posisi antena secara tepatRangkaian listrik mengontrol rotasi dan posisi antena pada azimut dan elevasSistem mekanisTerdiri dari Gear El dan AzSistem mekanikal diatur oleh sistem drive daya transmisi untuk memutar antena.

Rotary JointAntena juga terdiri dari rotary joint yang memungkinkan mentransfer energi RF antara waveguide tetap dan antena yang beputar.

Diagram Antena

Pedesta & reflektorPedestal memegang reflektor dan peralatan lain, Reflektor biasanya terdiri dari partisi permukaan piringan padat dengan struktur belakang kaku

Slip ring

Waveguide & Feed hornWaveguide adalah perangkat transmisi yang mengendalikan penjalaran gelombang elektromagnetik sehingga gelombang dipaksa untuk mengikuti jalan yang ditentukan oleh struktur fisik pemanduwaveguide berupa tabung logam persegi panjang berongga.Horn piramida dipakai untuk mengumpankan gelombang elektromagnetik ke reflektor parabolaGelombang elektromagnetik dipancarkan melalui feed horn. Dipancarkan ke reflektor parabolik, di mana akan dibentuk menjadi pensil beam biasanya kurang dari 1 derajat dan kemudian dipaancarkan ke angkasa bebas

RADOM RADARFungsi Radom adalah pelindung agar antena dapat bertahan dalam kondisi cuaca buruk, Angin kencang, Badai Salju,dllPelindung terhadap sampah-sampah, DllTerbuat dari fiberglassRadomes harus kuat secara mekanik.Tipe RadomIgloo: radome ini dibagi menjadi potongan-potongan yang lebih kecil dengan sambungan horizontal atau vertikal biasa

Tipe RadomOrange Peel: radome terbagi menjadi strip vertikal yang relatif besar dengan sebagian besar sendi vertikal.

Tipe RadomQuasi-Random: radome ini dibagi menjadi beberapa bagian yang tidak teratur tanpa pilihan arah bersama

Lampu Obstruksi

SEKIAN

Pressure dry air

Pressurewindow

Horn

EL rotary joint

AZ rotary joint

Wave guide

Pressure dry airSupplyed from the Dehydrator

Dry Air Pressure in both Waveguide and Rotary Joint