Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921.
seperti gambar :1. Pola radiasi Antena terdiri dari side lobe dan main lobe. Main lobe atau main beam adalah
lobe yang mengandung arah radiasi maksimumyang berfungsi untuk iluminasi dan Side lobe adalah suatu
lobe dari radiasi dalam beberapa arah selain lobe yang diharapkan. Antena radar mempunyai karakteristik
untuk mengkonsentrasikan keluaran pemancar kedalam beam yang narrow sempit , ini mengakibatkan
peningkatan nilai power density di dalam beam.
Gambar 1. Pola radiasi antena Sifat-sifat antenna yang harus dipenuhi yaitu
gain dari antena , sebab Gain adalah parameter yang penting dalam transmitter. Dan bandwidth dari sinyal
yang ditransmisikan menentukan, diantaranya resolusi jangkuanrange radar dan kemampuan frekuensi radar
Jika respon suatu antena terutama dalam arah tunggal, maka sebagian besar responsnya merupakan
suatu main beam. Beamwidth –3 dB merupakan lebar berbentuk sudut dari main beam dengan respon 3
dB12 power dari respon maksimum peak. Beamwidth –3 dB merupakan pengukuran yang
berubah-ubah dari lebar respon beam antenna. Beamwidth antenna yang besar secara elektrik
berhubungan dengan panjang dan panjang gelombang dari antena.
θ
3
= λD
eff
radians = 180 π λD
eff
derajat Keterangan :
D
eff
= Panjang effective dari antenna dalam bidang yang dikehendaki.
λ = panjang gelombang satuan sesuai dengan D
eff
θ
3
= Beamwdth –3 dB dalam bidang sama . Panjang efektif dari antenna besar berhubungan dengan
panjang fisik dengan suatu factor yang dinamakan panjang efisiensi.
D
eff
= η
L
D meter Keterangan :
D
eff
= panjang efektif m η
L
=efisiensi panjang tidak mempunyai dimensi D
= panjang phisik yang sebenarnya. Bentuk suatu antenna akan berpengaruh terhadap
bentuk beam dari aperture antena Beberapa antena radar menghasilkan beams yang
mempunyai bagian melintang berbentuk lingkaran circular cross-section yang dinamakan pencil
beams
dan antenna yang lain berbentuk rectangularempat persegi panjang atau ovoid bulat
telur dan menghasilkan azimut dan elevasi beamwidt
h yang berbeda, bentuk beamwidth tersebut dinamakan fan beam.
3. SISTEM GERAKAN BEAM
Antena radar secara normal berotasi atau berputar secara berkesinambungan pada kecepatan tetap .
Antena phase array dapat fixtetap dengan beam yang di switch secara elektronik atau dapat rotasi
secara konstan ... Dalam semua kejadian, persoalan adalah terletak pada antenna yang selama beroperasi
tidak tepat, dan titik persoalan pada manusia yang mendiami tempat dengan waktu yang tidak tentu. Ini
dapat terjadi dengan mengikuti jalan pada test berikut suatu sasaran yang surut pada azimut tertentu
yang berhubungan dengan terjadinya penyinaran terhadap manusia dalam area tersebut. Hal tersebut
ada dua kejadian dasar yang dipakai untuk gerakan beam secara mekanik dan secara elektronik dan
kombinasi dari keduanya yaitu :
1. Beam yang berotasi atau scan suatu
lengkunganbusur secara berkesinambungan pada kecepatan konstan atau dengan suatu
pola scan tertentu dan diprediksi secara berulang.
2. Beam bergerak tanpa pola gerakan yang
diprediksi. Prediksi adalah suatu cara untuk keandalan
suatu sistim pengulangan dari gerakan yang dapat diaplikasikan secara matematik untuk menentukan
waktu rata-rata pemaparanpenyinaran power density terhadap subyek yang berdiam dalam sekitar
radar. Bila secara berkesinambungan beam berputar menyinari manusia, maka lama pemaparan hanya
sebentar dari waktu total yang diambil untuk satu revolusi. Jadi power density rata-rata merupakan
serpihan yang diukur pada lokasi dari subyek dalam hal ini orang, jika beam dalam kondisi stationary
tidak bergerak dan lurus untuk penyinaran terhadap manusia.
4. BAHAYA RADIASI
Radar merupakan suatu radiator gelombang RF yang termasuk dalam microwave band menurut
penelitian berbahaya ini disebabkan karena radiasi dalam microwave band terjadi akibat dari
pemanasan. Thermal effects berhubungan dengan pemanasan tubuh manusia karena penyerapan energi
120
Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921.
RF. Hal ini berhubungan dengan power density yang dipaparkan terhadap tubuh manusia.
Batas standard pemamaran untuk personil menurut batas pemaparan yang diijinkan , diambil dari
U.S. Air Force Technical 31 Z-10-4 yaitu : untuk frekuensi antara 10 MHz dan 300 GHz yaitu 10
mWcm
2
untuk pemaparan secara berkesinambungan atau 3600 mW-scm
2
dalam periode 6 menit. Semua pemaparan harus dibatasi untuk maksimum.
5. ANALISA GERAKAN BEAM ANTENA.
Antena radar biasanya berputar 360 dalam
azimut secara kontinyu dengan kecepatan konstan seperti terlihat dalam gambar 2. Dalam kondisi
seperti terlihat dalam gambar 2 , seorang manusia yang disinari pancaran sinyal radiasi berada pada jarak yang
dikatakan medan jauh far field, maka tempat tersebut diberi simbul X, dan diasumsiasikan bahwa beam
berotasi secara kontinyu pada 6 rpm radian per menit. Maka X keberadaan orang tersebut akan disinari
setiap perputaran.
Gambar 2. Rotasi beam power density pada medan jauh.
Power density pada putaran tunggal yaitu pada titik X bergantung dengan lebar beam dan antenna berputar
360 . Faktor ini berhubungan dengan faktor rotasi yang
diberi simbol f
r.
Titik X berlokasi dalam daerah medan jauh, maka perbandingan meliputi lebar beam 3 dB dari
beam dan sudut total dari satu revolusi 360
o
. Jika beam berhenti dan langsung tertuju pada titik X, maka
power density beam dalam kondisi stationary pada sumbu beam dapat diukur. Pengukuran power density
dan fr merupakan pemaparan dari subyek dan biasanya berhubungan terhadap power density putaran rata-rata
yang dinamakan S
r. .
Contoh perhitungan diasumsiasikan power density S dalam kondisi beam tidak bergerak adalah S= 300
Wm
-2
pada titik X dan lebar beam beamwidth adalah 3
o
. Maka untuk mendapatkan nilai power density rotasi rata-rata dalam kondisi beam tidak bergerak adalah
kelipatan dari faktor rotasi f
r .
. Jadi power density rata-rata dapat diperhitungkan sebagai berikut :[3]
Power Density putaran rata-rata S
r
= f
r
x power density Wm
-2
. …………….1
3 derajad
ur putaranbus
derajad dBbeamwith
f
r
=
2 f
r
= 3360 = 0,0083. S
r
= 0,0083 x 300 = 2,49 Wm
-2.
Batas power density yang diperoleh dari hasil perhitungan ini , kemudian dibandingkan dengan
batas power density untuk pemaparan radiasi secara berkesinambungan pada frekuensi yang bersangkutan
,yang diijinkan sesuai standard yang sudah berlaku di internasional
Untuk metode perhitungan waktu dapat diberikan sebagai berikut :
Lama satiu rotasi 6 rotasi dalam 60 detik = 10 detik. Lama satu pemaparan penyinaran= 3
o
360
o
x 10 detik = 0,083 dt.
i wakturotas
penyinaran aran
waktupemap f
r
=
3 =
0083 ,
10 083
, =
dt dt
Dalam kondisi medan dekat near Field, beam
width ditentukan sebagai dimensi terbesar dari aperture suatu antenna dalam bidang rotasi. Maka f
r
adalah panjang aperture dalam bidang rotasi dibagi 2
π dikalikan jarak antenna ke subyek. Contoh :
Diasumsiasikan pengukuran power density pada X lihat gambar 2 adalah 600 Wm
-2
dan rotasi 360
o
. Titik X adalah adalah 20 m dari antenna dan panjang
aperture adalah 5 m.
F
r
= 5 2 π x 20 = 0,0398
S
r
= 600 x 0,0398 = 23,88 Wm
-2
Metode medan dekat near field dari perhitungan adalah konservatif yang dipandang dari
titik keamanan. Secara umum dalam kondisi ini memungkinkan untuk menentukan power density
dari beam dalam kondisi tidak bergerak diberikan untuk memberikan suatu ijin terhadap power density
putar S
r
yang mengacu terhadap standard-standard yang sudah berlaku.
6. KESIMPULAN
Radar merupakan sumber radiasi, dimana radiasi RF secara umum mempunyai efek terhadap
tubuh manusia ,yaitu merupakan transfer energi medan elektromagnet terhadap tubuh .Hal tersebut
secara tidak langsung berhubungan dengan power density yang merupakan faktor kritis dalam evaluasi
bahaya. Maka Teori dari perhitungan power density rata-rata dari pancaran antenna dalam medan jauh
121
