Studi Sistem Transponder Pada Distance Measuring Equipment (DME) 1119 Ground Station Di PT.Angkasa Pura II Bandar Udara Polonia Medan

(1)

STUDI SISTEM TRANSPONDER PADA DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) 1119 GROUND STATION DI PT.ANGKASA PURA

II BANDAR UDARA POLONIA MEDAN.

Skripsi

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

METARYA S. NABABAN

050801060

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN


(2)

PERSETUJUAN

Judul

:STUDI SISTEM TRANSPONDER PADA

DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) 1119 GROUND STATION DI PT. ANGKASA PURA II BANDAR UDARA POLONIA MEDAN.

Kategori : SKRIPSI

Nama : METARYA.S.NABABAN

Nomor Induk Mahasiswa : 050801060

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Diluluskan di Medan, Juni 2010

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua, Pembimbing :

Dr. Marhaposan Situmorang Drs.TakdirTamba,M.Eng.Sc


(3)

PERNYATAAN

Studi Sistem Transponder Pada Distance Measuring Equipment (DME) 1119 Ground Station Di PT.Angkasa Pura II Bandar Udara Polonia Medan.

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2010

METARYA.S.NABABAN 050801060


(4)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Pemurah lagi Maha Penyayang yang telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tulisan yang berjudul STUDI SISTEM

TRANSPONDER PADA DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) 1119 GROUND STATION DI PT. ANGKASA PURA II BANDAR UDARA POLONIA MEDAN yang dilaksanakan di PT.Angkasa Pura II Bandar Udara

Polonia Medan sesuai dengan waktu yang ditetapkan.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan pengarahan dan bmbingan kepada penulis, Pak Ery Suibari Yusuf, Pak Winneth Tamake Unggu, selaku pembimbing di lapangan yang telah memberikan bimbingan, waktu dan tenaga kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada kepada Ketua dan Sekretaris Jurusan Departemen Fisika DR. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon. MSi, Dekan FMIPA USU DR. Eddy Marlianto, MSc serta semua Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada teman-teman saya Toni Aprianto Manik, Widya Hastuti(oneng),Mawadha(wamadha),bg alex ’04,kak maulina ’04 dan semua mahasiswa Fisika khususnya stambuk 2005.

Akhirnya tidak terlupakan ucapan terima kasih kepada yang paling kucintai dan kusayangi Ayahanda K.Nababan dan Ibunda R.Sinaga yang telah memberikan dukungan baik materil maupun moril selama mengikuti perkuliahan, kepada abang saya Aryanto yang telah membantu saya baik materil dan motivasi selama saya menyelesaikan tugas akhir saya,dan seluruh keluarga yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis ucapkan terima kasih.


(5)

ABSTRAK

DME (Distance Measuring Equipment) merupakan sebuah perangkat bantu navigasi yang berfungsi sebagai pengukur jarak antara pesawat dengan bandara (ground station). DME memiliki dua bagian utama, yaitu Transpoder yang berada di ground station dan Interogator yang berada pada pesawat. Sistem DME pada pesawat memperoleh informasi yang selalu diperbarui tentang jarak kemiringan dan letak pesawat terhadap bandara. Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa kode yang terdapat pada interogator pesawat yang akan dikirimkan pada DME, pertanyaan dari interogator pada pesawat tersebut kemudian mentriger (memicu) DME akan mengirimkan pulsa jawaban pada pesawat dengan frekuensi yang berbeda. Pesawat mengetahui jarak dari DME berdasarkan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim oleh pesawat dengan sinyal yang diterima dipesawat dan kemudian di nyatakan dalam nautical miles.


(6)

A Studies of Transponder System In Distance Measuirng Equipment (DME) 1119 Ground Station at PT . Angkasa Pura II Polonia Airport Medan.

ABSTRACT

DME (Distance Measuring Equipment) is a tool of navigation that serves as a measure of the distance between the aircraft airport (Earth station). DME consists of two main parts, namely Transpoder in the Earth station and the interrogator in the aircraft. The aircraft DME system no longer updated information on the slope and the distance to the airport where the aircraft. DME principle of work is given to the question of the aircraft embedded into the aircraft that the interrogators will be sent to the DME, the interrogators in the aircraft then mentriger (of activation) pulse DME questions send responses to aircraft with different frequencies code. Aircraft to determine the distance from the DME based on the time difference between the signals sent by the aircraft with the signal received and then in dipesawat expressed in nautical miles.


(7)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1

1.2. Tujuan Penelitian 2

1.3. Batasan Masalah 2

1.4. Manfaat Penelitian 2

1.5. Metodologi Penelitian 3

1.6. Tempat Penelitian 3

1.7. Sistematika Penulisan 3

Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1. Model Sistem Komunikasi 5

2.2. Prinsip Radio 6

2.2.1. Panjang gelombang, amplitudo, dan Siklus 7

2.2.2. Propagasi Gelombang Radio 8

2.2.3. Jarak dan Amplitudo 9

2.2.4. Frekuensi dan Panjang Gelombang 9

2.2.5. Ground Gelombang, Sky Gelombang, dan Direct Gelombang 9

2.2.6. Signal range-pengaruh frekuensi,power dan terrain 11

2.3. Modulasi 11

2.4. Frekuensi Bands(Pita Frekuensi) 14

2.4.1. Penggunaan Frekuensi 15

2.4.2. Karakteristik Frekuensi 16

2.4.3. Bandwidth 17

2.4.4. Impedansi Antenna 18

2.4.5. Efisiensi Antenna 19

2.5. Modulasi Amplitudo 20

2.6. Modulasi Frekuensi 20

2.6.1. Pemancar FM 21

2.7. Osilator 22

2.7.1. Osilator Kristal 22


(8)

2.9. Filter 24

2.9.1. Low Pass Filter 25

2.9.2. Band Pass Filter 26

2.10. Mixer 27

2.11. Receiver Pada Pesawat 29

Bab 3 Transponder Ground Station Pada Distance Measuring Equipment (Dme) 1119 Dan Sistem Kalibrasi 3.1. Prinsip Kerja DME 30

3.2. Prinsip Kerja Transponder Ground Station 37

3.3. Sistem Kalibrasi Alat 43

3.3.1. Proses Kalibrasi 45

3.4. Metode Pengukuran 46

Bab 4 Analisis Data 4.1. Spesifikasi Alat Distance Measuring Equipment (DME) 1119 48

4.2. Analisis Data Pengkururan Ground Check DME 50

4.3. Analisis Data Jarak Ground Range terhadap Ketinggian Terbang 51

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 54

5.2 Saran 54

Daftar Pustaka


(9)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Band frekuensi dari rendah ke tinggi 15 Tabel 4.1. Data Monitor unit AMS Ground Check Transponder DME (Tx1) 47 Tabel 4.2. Data Monitor AMS Ground Check Transponder DME (Tx2) 47 Tabel.4.3. Data Ground Range (jarak horizontal) terhadap tinggi terbang 49 Tabel.4.4. Data Ground Range (jarak horizontal) terhadap tinggi terbang 50


(10)

DARTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Pemodelan Sistem 6

Gambar 2.2. Gelombang radio 7

Gambar 2.3. Propagasi Gelombang Radio 10

Gambar 2.4. a) Gelombang pembawa tidak termodulasi,b) termodulasi sebesar 50 %, c) termodulasi penuh (100%) 11

Gambar 2.5.Gelombang modulasi kontinyu (CW) 13

Gambar 2.6 Gelombang pulsa termodulasi 14 Gambar 2.7.Modulasi frekuensi dengan dua sinyal yaitu sinyal analog dan

digital 20

Gambar 2.8. Osilator Kristal 23

Gambar 2.9. Penguat RF tala tunggal 24

Gambar 2.10. (a) rangkaian Low pass filter, (b) Respon Frekuensi LPF 25 Gambar 2.11. (a) Rangkaian band pass filter, (b) Respon frekuensi BPF 26 Gambar 2.12. Diagram blok penyampur penambahan 28 Gambar 2.13. Diagram blok penyampur perkalian 28 Gambar 2.14. Prinsip Sederhana proses modulasi 29 Gambar 3.1 Letak DME di runway (landasan bandara) 30 Gambar 3.2 Hubungan pesawat terbang dengan DME ground station 30

Gambar 3.3. Bentuk pulsa mode X 31

Gambar 3.4. Bentuk pulsa mode Y 32

Gambar 3.5 Blok Diagram DME 33

Gambar 3.6. Bentuk sinyal Interrogation dan sinyal reply 34 Gambar 3.7. Prinsip Kerja Transponder Ground Station

(dalam Pengukuran Jarak) 35

Gambar 3.7. Blok Diagram Transponder 36

Gambar 3.8. Grafik sinyal interogasi DME. 37

Gambar 3.9. Blok diagram monitor unit 39

Gambar 3.10.Blok diagram monitor Reply Delay 40


(11)

ABSTRAK

DME (Distance Measuring Equipment) merupakan sebuah perangkat bantu navigasi yang berfungsi sebagai pengukur jarak antara pesawat dengan bandara (ground station). DME memiliki dua bagian utama, yaitu Transpoder yang berada di ground station dan Interogator yang berada pada pesawat. Sistem DME pada pesawat memperoleh informasi yang selalu diperbarui tentang jarak kemiringan dan letak pesawat terhadap bandara. Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa kode yang terdapat pada interogator pesawat yang akan dikirimkan pada DME, pertanyaan dari interogator pada pesawat tersebut kemudian mentriger (memicu) DME akan mengirimkan pulsa jawaban pada pesawat dengan frekuensi yang berbeda. Pesawat mengetahui jarak dari DME berdasarkan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim oleh pesawat dengan sinyal yang diterima dipesawat dan kemudian di nyatakan dalam nautical miles.


(12)

A Studies of Transponder System In Distance Measuirng Equipment (DME) 1119 Ground Station at PT . Angkasa Pura II Polonia Airport Medan.

ABSTRACT

DME (Distance Measuring Equipment) is a tool of navigation that serves as a measure of the distance between the aircraft airport (Earth station). DME consists of two main parts, namely Transpoder in the Earth station and the interrogator in the aircraft. The aircraft DME system no longer updated information on the slope and the distance to the airport where the aircraft. DME principle of work is given to the question of the aircraft embedded into the aircraft that the interrogators will be sent to the DME, the interrogators in the aircraft then mentriger (of activation) pulse DME questions send responses to aircraft with different frequencies code. Aircraft to determine the distance from the DME based on the time difference between the signals sent by the aircraft with the signal received and then in dipesawat expressed in nautical miles.


(13)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada setiap bandar udara terutama yang jalur penerbangannya padat, pendeteksian posisi pesawat baik yang sedang menuju maupun yang meninggalkan bandara sangat penting. Hal ini untuk menjaga kemungkinan kecelakaan pada jalur penerbangan. Dalam pelaksanaan tugasnya, seorang pilot tidak pernah luput dari berbagai tantangan baik keadaan cuaca yang kadangkala berubah seketika maupun medan sepanjang jalur penerbangan yang dilaluinya.

Khususnya pada saat pesawat mendarat,seringkali hal ini merupakan kekhawatiran bagi seorang pilot untuk mendaratkan pesawatnya apalagi pada saat cuaca buruk (berkabut). Untuk itu maka di tuntut adanya fasilitas pelayanan keselamatan penerbangan yang memadai baik fasilitas peralatan diground station maupun fasilitas peralatan di pesawat itu sendiri.

Maka disini peranan alat bantu navigasi DME (Distance Measuring Equipment) sangat penting kegunaannya dimana alat bantu navigasi ini fungsinya yaitu memberikan informasi jarak yang akurat kepada pesawat terbang terhadap stasiun DME di darat sangat dibutuhkan oleh pesawat untuk melakukan proses landing (mendarat).Khususnya DME yang diletakkan di darat (ground station).


(14)

I.2 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui waktu pengiriman sinyal (waktu sinyal pancar dan

waktu sinyal balasan) dari pesawat ke stasiun DME ground station dan sebaliknya.

2. Untuk mengetahui parameter – parameter pengukuran yang digunakan dalam proses pengoperasian sinyal yang diterima dan dipancarkan oleh transponder DME (ground station).

I.3 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, penulis mempunyai batasan dalam penelitian alat transponder DME ini yaitu :

1. DME (Distance Measuring Equipment) yang diteliti merupakan DME yang berada pada Ground station (yang dipasang bersamaan dengan ILS (Instrument Landing Sistem)).

2. Sinyal yang diteliti pada sinyal yang diterima dan dipancarkan pada transponder DME berasal dari pesawat yang akan landing di bandara polonia yaitu pesawat penumpang (pesawat boeing) tidak termasuk pesawat militer ataupun helikopter.

3. Materi yang mencakup hanya mengenai proses pengoperasian transponder DME yaitu mengenai batasan frekuensi yang dipancarkan dan diterima pada transponder DME,proses interogasi signal dan reply signal yang dipancarkan dan diterima hanya pada transponder DME ground station.


(15)

I.4 Manfaat Penelitian

1. Diharapkan tugas akhir ini memberikan informasi mengenai sistem transponder ground station pada Distance Measuring Equipment (DME) 1119.

2. Diharapkan tugas akhir ini dapat memberikan informasi mengenai jarak landing pesawat yang akurat dan waktu pemancaran sinyal dari pesawat ke station DME di bandara.

I.5. Metodologi Penelitian

a) Metode Studi Literatur

dengan melakukan studi dengan mencari dan mengumpulkan referensi mengenai Distance Measuring Equipment yang digunakan di Instrument Landing Sistem.

b) Metode Konsultasi

Yang dilakukan dengan konsultasi interaktif dengan dosen pembimbing dan pembimbing instansi yang berkompeten langsung dengan peralatan DME pada instrument landing sistem.

c) Metode Pengukuran

Data yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data di kapangan mengenai proses dan prosedur sistem kalibrasi alat pada transponder DME ground station.

d) Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh disesuaikan dengan keakuratan data pada parameter pengukuran transponder DME ground station.


(16)

I.6. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di PT.ANGKASA PURA (PERSERO) BAGIAN TEKNIK NAVIGASI DAN RADAR Bandar Udara Polonia Medan.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada masing-masing bab adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan

Menjelaskan secara singkat tentang latar belakang penelitian,tujuan penelitian,batasan masalah, dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data,analisa data serta pembahasan. Bab III Transponder Ground Station Pada Distance Measuring Equipment (DME) 1119 Dan Sistem Kalibrasi .

Membahas mengenai prinsip kerja Distance Measuring Equipment (DME) dibandara polonia medan, prinsip kerja transponder ground station DME, monitor unit transponder,monitor reply delay,spesifikasi DME dan sistem kalibrasi alat.

Bab IV Analisis Data

Bab ini membahas tentang pengolahan data yang berisi pengolahan hasil pengamatan dan analisis data penelitian.


(17)

Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini memuat tentang kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran untuk penelitian selanjutnya.


(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pemodelam Sistem Komunikasi

Sinyal listrik digunakan dalam sistem komunikasi karena relatif gampang dikontrol. Sistem komunikasi listrik ini mempekerjakan sinyal listrik untuk membawa informasi dari satu tempat ke tempat yang lain.

Pemodelan dari sistem komunikasi listrik ditunjukkan pada gambar 1.1. Tujuan dari sistem adalah untuk memindahkan informasi dari satu tempat, yang disebut sumber, ke tempat lain yang disebut tujuan. Sumber informasi mengeluarkan sinyal yang bisa berupa sinyal analog atau digital (diskrit). Output dari sumber disebut pesan. Sumber analog mengeluarkan sinyal pesan dalam bentuk gelombang kontinyu. Contoh sumber informasi analog adalah microphone yang mengubah suara manusia menjadi sinyal gelombang listrik. Sumber digital mengeluarkan pesan dalam bentuk deretan simbol-simbol diskrit, contohnya keyboard komputer.

Untuk informasi yang berupa besaran bukan listrik diubah menjadi besaran listrik dengan menggunakan transducer. Proses ini terjadi pada bagian pemancar. Sedangkan pada bagian penerima terjadi proses sebaliknya, dimana besaran non-listrik diubah menjadi besaran non-listrik. Transducer yang dipergunakan antara lain microphone, speaker, kamera, atau tabung CRT.

Ada tiga bagian penting pada setiap sistem komunikasi, yaitu pemancar, penerima, dan kanal komunikasi. Pemancar melakukan suatu proses supaya sinyal yang ditransmisikan sesuai dengan karakteristik kanal komunikasi yang digunakan untuk mendapatkan transmisi yang efisien. Atau dengan kata lain pemancar mempunyai fungsi untuk menyiapkan sinyal informasi yang akan


(19)

dikirim sedemikian rupa sehingga bisa mengatasi hambatan yang diberikan oleh kanal. Proses yang dilakukan dalam pemancar antara lain modulasi dan coding.

Kanal transmisi adalah media elektrik yang menjembatani jarak antara sumber dan tujuan komunikasi. Media ini bisa berupa kawat tembaga, kabel koaksial, udara (radio), serat optik atau media lainnya. Setiap kanal memberikan rugi-rugi transmisi atau redaman, sehingga daya sinyal berkurang dengan peningkatan jarak.

Gambar 2.1. Pemodelan Sistem Komunikasi

Penerima melakukan proses pada sinyal keluaran dari kanal untuk memperoleh kembali sinyal pesan/informasi. Karena adanya pengaruh noise, distorsi dan interferensi, sinyal yang diperoleh kembali tidak persis sama dengan aslinya. Operasi yang dilakukan pada penerima antara lain penguatan, demodulasi dan decoding untuk membalikkan proses yang dilakukan pada pemancar dengan kesalahan sekecil mungkin. Filtering juga salah satu fungsi penting yang dilakukan oleh penerima.

Tanpa memandang teknologi yang dipergunakan, ada dua hal yang secara mendasar membatasi transmisi informasi, yaitu bandwith dan noise.

II.2 Prinsip Radio

Sebuah pemancar radio memancarkan gelombang ke udara dengan cara yang sama seperti sebuah batu yang menghasilkan gelombang ketika jatuh ke dalam air. Gelombang berjalan keluar dari titik asal dan menjadi lebih kecil dan


(20)

lebih kecil sampai akhirnya semua gelombang tersebut hilang karena energi yang terdapat dalam gelombang tersebut telah terdisipasi/habis.

Gelombang radio merupakan energi elektromagnetik. Ketika gelombang tersebut meninggalkan pemancar radio,gelombang merambat melalui ruang seperti pada contoh di atas. Jika gelombang ini mengenai sebuah antena penerima maka energi mereka mereproduksi duplikat yang tepat dari pola gelombang yang ditransmisikan dalam penerima. Dengan cara ini, informasi yang dibawa gelombang dapat dikirim dari satu titik ke titik yang lain di dalam jangkauan kerja dari pemancar.

II.2.1 Panjang gelombang, amplitudo, dan Siklus

Bentuk dasar dari sebuah gelombang radio adalah gelombang sinus. Gelombang sinus ini lewat dari titik pusat disebut sebagai nol, atau titik nol, sampai puncak, kembali ke nol, lalu ke sebuah palung(ke dasar), dan kembali ke nol. Pola ini merupakan salah satu siklus gelombang yang lengkap yaitu satu bukit dan satu lembah. Jumlah siklus per detik yang melewati titik tertentu disebut sebagai frekuensi. Frekuensi ini dikenal dengan satuan hertz. (1 hertz = 1 cycle / sec.)

Puncak gelombang adalah jarak yang sama terpisah. Hal ini berlaku baik di titik asal dan pada titik di mana gelombang sudah hampir hilang. Jarak dari puncak satu gelombang yang lain dikenal sebagai panjang gelombang. Sementara panjang gelombang tetap sama, amplitudo berkurang sebagai gelombang keluar dari titik asal (amplitudo adalah puncak ketinggian diukur dari nol / titik nol). Jarak linier yang sebenarnya dari gelombang ke gelombang diukur dalam meter. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, atau, 300 juta meter per detik. (186.000 mil / detik.)


(21)

Karena kecepatan ini adalah konstan, perlu dicatat bahwa semakin kecil jarak dari titik dasar gelombang ke titik dasar gelombang, semakin banyak siklus per detik yang dapat dilalui dalam waktu yang ditentukan. Atau, semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi frekuensi.

Rumus sederhana untuk menunjukkan bagaimana karakteristik ini berhubungan:

Speed = Frekuensi x Panjang gelombang

v = f x λ………(2.1)

Dalam kebanyakan kasus mengenai penerbangan, frekuensi berada dalam kisaran beberapa juta hertz, atau megahertz (MHz).

II.2.2. Propagasi Gelombang Radio

Seperti kita ketahui bahwa apabila kita transmit, pesawat kita memancarkan gelombang radio yang ditumpangi oleh audio kita. Gelombang radio tadi diterima oleh receiver lawan bicara kita dan oleh receiver itu gelombang radionya dihilangkan dan audio kita ditampung lewat speaker.

Gelombang radio yang dipancarkan tadi berupa gelombang elektromagnetik bergerak menuruti garis lurus. Gelombang radio mempunyai sifat seperti cahaya, ia dapat dipantulkan, dibiaskan, direfraksi dan dipolarisasikan. Kecepatan rambatannya sama dengan kecepatan sinar ialah 300.000 km tiap detik Dapat kita bayangkan bila gelombang radio bisa mengelilingi dunia, maka dalam satu detik bisa keliling dunia sebanyak 7 kali.

Sebuah gelombang radio, akan menyebarkan gelombangnya dengan berbagai cara, yang semuanya tergantung pada frekuensi, atau panjang gelombang. Ketika frekuensi lebih dari dua puluh Kilohertz (dua puluh ribu siklus per detik) yang dimasukkan ke dalam sebuah udara; energi elektromagnetik ditransmisikan ke ruang angkasa dalam bentuk gelombang radio. Gelombang radio dapat diperbanyak dengan cara gelombang langsung, gelombang langit, atau gelombang tanah. (Lihat diagram pada halaman berikutnya).


(22)

II.2.3. Jarak dan Amplitudo

Panjang gelombang gelombang radio tetap sama saat mereka melakukan perjalanan dari titik mula mereka. Namun kekuatan atau amplitudo akan menurun.

II.2.4. Frekuensi dan Panjang gelombang

Frekuensi adalah jumlah siklus yang melewati sebuah titik dalam waktu tertentu. Ada hubungan langsung antara frekuensi dan panjang gelombang. Jika panjang gelombang adalah PENDEK, maka frekuensi yang TINGGI. Jika panjang gelombang adalah PANJANG, maka frekuensi adalah RENDAH.

II.2.5.Ground Gelombang, Sky Gelombang, dan Direct

Gelombang

Gelombang tanah(ground waves) – gelombang berjalan di sepanjang

permukaan bumi, dan kecuali pada frekuensi rendah hanya dapat digunakan untuk jarak yang relatif pendek. Rentang frekuensi yang diberikan lebih panjang di atas air, dan lebih sedikit atas tanah. Jarak jangkauan gelombang tanah dapat ditingkatkan dengan menggunakan kekuatan yang lebih tinggi dari pemancar.

Sky gelombang (sky waves) - tercermin kembali dari atas atmosfer, atau

ionosfer, dan karena itu berguna untuk rentang waktu yang lama. Untuk alasan ini gelombang langit (sky waves) dapat mengitari dunia. Mungkin ada kesenjangan dalam cakupan walaupun, karena gelombang kembali hanya akan mencerminkan sudut tertentu saja. Jarak dan efisiensi refleksi bervariasi dengan frekuensi, waktu, waktu tahun, dan juga lebih dari siklus 11 tahun. Hal ini membuat pemilihan frekuensi terbaik untuk jarak jangkauan/kisaran tertentu cukup kompleks.


(23)

Gambar 2.3. Propagasi Gelombang Radio

Gelombang langsung (direct waves) - berlaku di semua frekuensi dan efek dari

gelombang langit tidak terpantulkan. Gelombang ini terbatas pada line-of-sight. Untuk alasan ini gelombang langsung hanya berguna untuk jarak terbatas karena kelengkungan bumi. Gangguan juga disebabkan oleh bukit-bukit, gedung-gedung tinggi dan penghalang lain. Perhatikan bahwa gelombang frekuensi yang lebih tinggi langsung juga terpantul oleh benda-benda logam. Ini adalah prinsip dasar dari radar.

Gelombang radio juga menunjukkan dua karakteristik yang mempengaruhi penerimaan sinyal pada titik tertentu. Ini adalah:

SKIP zona - adalah zona antara titik di mana gelombang tanah tidak lagi

digunakan dan titik di mana gelombang yang dipantulkan digunakan pertama mencapai bumi.

SKIP JARAK - adalah jarak antara pemancar dan titik terdekat di mana

gelombang pantul yang dapat digunakan kembali ke bumi.

II.2.6 Signal Range - Pengaruh Frekuensi, Power, dan Terrain

Untuk mendapatkan suatu rentang frekuensi yang efektif itu tergantung pada jenis gelombang, (tanah, langit, langsung) jumlah kekuatan pemancar, dan


(24)

jenis dataran (flat atau pegunungan). Pada frekuensi tertentu (lower band) gangguan atmosfer dapat mempengaruhi transmisi.

II.3 Modulasi

Modulasi adalah proses yang dilakukan pada sisi pemancar untuk memperoleh transmisi yang efisien dan handal. Modulasi melibatkan dua buah sinyal, yaitu sinyal pemodulasi, yang merepresentasikan pesan yang akan dikirim, dan carrier (gelombang pembawa) yang sesuai dengan aplikasi yang diterapkan. Gelombang itu sendiri tidak banyak menggunakan metode tanpa menambahkan informasi yang diperlukan bagi pengguna.

Agar mampu membawa informasi, jika hanya untuk mengidentifikasi itu sendiri, gelombang radio harus diatur atau diubah. Cara termudah adalah dengan mengubah gelombang dan mematikan dalam pola yang telah ditetapkan. Hal ini disebut transmisI gelombang kontinu (CW) transmisi Nama yang lebih umum adalah kode Morse. Sayangnya, kode Morse, atau CW, adalah sangat lambat dan merupakan metode yang kurang canggih untuk transfer informasi komunikasi modern / dalam persyaratan navigasi.

Gambar 2.4. a) Gelombang pembawa tidak termodulasi,b) termodulasi sebesar 50 %, c) termodulasi penuh (100%)

Mengacu pada informasi sebelumnya, frekuensi dan panjang gelombang saling terkait. Jika salah satu berubah yang lain akan berubah juga. Baik mengubah frekuensi atau panjang gelombang adalah(disebut) modulasi frekuensi. Mengubah amplitudo disebut modulasi amplitudo. Kedua metode ini berguna untuk


(25)

menambahkan informasi gelombang radio yang lebih dikenal dengan singkatannya yaitu FM dan AM.

Modulasi amplitudo atau modulasi frekuensi gunanya untuk membawa informasi yang dibutuhkan dari pemancar ke penerima. Dasar gelombang radio hanyalah sebuah medium transmisi yang dikenal sebagai CARRIER WAVE, atau carrier.

Dalam bentuk yang disederhanakan, pembawa dimodulasi memindahkan informasi dari sumber ke tujuan, di mana pembawa akan dihapus dan informasi di pulihkan lagi untuk digunakan.

Bentuk yang paling sederhana adalah modulasi amplitudo, (PM) dan ini adalah metode yang digunakan untuk komunikasi ATS. Dalam kasus ini, amplitudo pengangkut diubah untuk mengizinkan informasi modulasi suara untuk dilaksanakan. Sistem navigasi lain memancarkan sinyal yang bervariasi sesuai dengan arah mereka dari navaid. Hal ini memungkinkan peralatan udara untuk menentukan di mana pesawat relatif terhadap antena pemancar.

Ada juga rentang sangat panjang sistem navigasi yang menggunakan gelombang tanah yang memperluas cakupan dareah jangkauannya, terutama untuk daerah yg melintasi samudra. Sebuah sinyal frekuensi sangat rendah ditransmisikan untuk mencapai jangkauan maksimum.

Modulasi juga merupakan variasi secara sistematis dari parameter gelombang carrier secara proporsional terhadap sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Jika amplitudo sinyal informasi mem-variasi amplitudo suatu gelombang carrier sinus, maka akan terbentuk sinyal termodulasi amplitudo (AM-Amplitude Modulation). Variasi juga bisa diberikan pada frekuensi atau phase sinyal carrier, yang menghasilkan sinyal termodulasi frekuensi (FM) atau termodulasi phase (PM). Semua metode untuk modulasi carrier sinusoidal


(26)

dikelompokkan sebagai modulasi gelombang kontinyu (Continuous Wave modulation).

Gambar 2.5 .Gelombang modulasi kontinyu (CW)

(a) modulasi amplitudo ; (b) modulasi PM ; (c) modulasi FM

Sistem transmisi jarak jauh menggunakan modulasi CW dengan frekuensi carrier jauh lebih tinggi dibandingkan komponen frekuensi tertinggi sinyal pemodulasi. Spektrum sinyal termodulasi akan merupakan suatu pita frekuensi yang berada didekat frekuensi carrier. Untuk alasan itu, dikatakan bahwa modulasi CW menghasilkan suatu pergeseran frekuensi.

Sebagai contoh, dalam pemancaran sinyal AM, spektrum pesan suara manusia berada dalam batasan 100-4000 Hz. Jika digunakan carrier dengan frekuensi 1000 KHz, maka spektrum sinyal termodulasi akan berada diantara 996 KHz s/d 1004 KHz.

Metode modulasi lain, yang disebut modulasi pulsa, mempunyai deretan pulsa-pulsa periodik sebagai carrier. Gambar 2.6 menunjukkan suatu bentuk gelombang PAM (Pulse Amplitude Modulation). Gelombang PAM ini terdiri dari deretan sample (cuplikan) dari sinyal analog diatasnya. Proses pengambilan sample dari sinyal analog disebut dengan proses sampling. Dengan sampling yang tepat, keseluruhan sinyal bisa direkonstruksi dari sample-nya.


(27)

Dalam sistem PAM, tidak semua bagian sinyal ditransmisikan, tapi hanya sample/cuplikan sinyal yang diambil dalam interval waktu tertentu. Frekuensi pengambilan sample disebut frekuensi sampling yang harus memenuhi :

f

s ≥ 2 fm

dengan f

m frekuensi maksimum sinyal pesan

.

Gambar 2.6 Gelombang pulsa termodulasi

Modulasi pulsa tidak menghasilkan pergeseran spektrum frekuensi yang diperlukan untuk transmisi yang efisien seperti halnya modulasi CW. Karena itu, beberapa pemancar mengkombinasikan modulasi pulsa dan modulasi CW.

II.4. Frekuensi Bands (Pita Frekuensi)

Sinyal radio dibagi ke dalam beberapa klasifikasi. Frekuensi adalah salah satu cara mengklasifikasikan band radio yang berbeda karena rentang frekuensi tertentu mempunyai sifat yang serupa.

Berikut ini adalah tabel dari; ini adalah:

Nama band Singkatan band

Frekuensi Panjang gelombang

> 100,

ELF 1 3–30 Hz

100,000 km – 10,000 km

SLF 2 30–300 Hz 10,000 km – 1000

km

ULF 3 300–3000 Hz 1000 km – 100 km

VLF 4 100 km – 10 km

LF 5 30–300 kHz 10 km – 1 km

MF 6 300–3000 kHz 1 km –


(28)

VHF 8 30–300 MHz 10 m – 1 m

UHF 9 300–3000

MHz 1 m –

SHF 10 100 mm – 10 mm

EHF 11 30–300 GHz 10 mm – 1 mm

Di atas 300

GHz < 1 mm Tabel 2.1. Band frekuensi dari rendah ke tinggi

Catatan: frekuensi antara 225 dan 400MHz tumpang tindih baik band VHF dan

UHF. Namun dalam penerbangan, frekuensi ini semua disebut sebagai UHF untuk membedakan mereka dari frekuensi VHF yang lebih rendah. (Pesawat militer menggunakan rentang frekuensi UHF untuk komunikasi. Sebagian besar pesawat sipil menggunakan frekuensi sampai sekitar 136MHz).

II.4.1 Penggunaan Frekuensi

Setiap band frekuensi memiliki karakteristik tertentu yang sesuai untuk aplikasi khusus,

VLF digunakan untuk rentang waktu yang lama sistem navigasi seperti VLF

Sistem Navigasi dan Omega. Frekuensi untuk operasi VLF Navigasi adalah 15 - 30KHz, sementara Omega beroperasi antara 10 dan 14KHz. Kedua metode navigasi terdiri dari sejumlah pemancar yang berlokasi di seluruh dunia. Masing-masing pemancar mengirim sinyal pada interval berjangka waktu (relatif terhadap situs lain) yang memungkinkan penerima udara untuk menerima beberapa bantalan elektronik dalam pergantian yang cepat. Dari bantalan ini penerima dapat triangulasi posisi yang sekarang. Akurasi khas adalah 2 - 4NM seluruh dunia.

LF / MF band-band ini digunakan untuk Non-Directional Beacon (NDB). Ini

adalah salah satu perdana enroute dan alat bantu pendekatan non- presisi yang digunakan di seluruh dunia. Frekuensi operasi untuk NDBs adalah 190


(29)

- 415KHz dan 510 - 535KHz. Beacon mengirimkan sinyal kontinu non-directional yang memungkinkan penerima navaid udara untuk menunjukkan bantalan dari NDB dari pesawat dalam penerbangan.

HF digunakan untuk komunikasi jarak jauh. Atlantik Utara lalu lintas udara

tingkat tinggi berkomunikasi hampir secara eksklusif pada HF untuk Amerika Utara dan Eropa sementara digunakan untuk fasilitas ATS enroute.

VHF / UHF yang digunakan untuk komunikasi dengan 117,975 sampai 136MHz

ditetapkan oleh ICAO untuk penerbangan sipil. Beberapa jenis Navaid, seperti Very high frequency Omni-directional Range (VOR), sistem Navigasi Udara Taktis (TACAN), dan Instrument Landing System (ILS) juga menggunakan frekuensi ini. Jangkauan Navaids berkisar dari beberapa ratus 108.1MHz Megahertz, tergantung pada peralatan.

SHF/EHF- digunakan untuk radar dan komunikasi satelit dan sistem navigasi.

ATC dan radar militer beroperasi pada banyak frekuensi SHF danEHF. Global Positioning System (GPS) menggunakan 1.227,6 dan 1575.42MHz untuk memberikan informasi posisi dalam + / - 100 meter di seluruh dunia. Meskipun dirancang dan digunakan oleh militer Amerika Serikat, sistem navigasi ini menjadi sangat menarik bagi penerbangan pengguna. Karena itu berbasis satelit, tidak ada tanah infrastruktur yang diperlukan, sehingga dapat digunakan di lokasi manapun di bumi.

II.4.2 Karakteristik Frekuensi

LF / MF memiliki keunggulan dalam rentang relatif panjang, biasanya sistem antena besar, variasi dalam kekuatan sinyal propagasi akibat perubahan, dan gangguan atmosfer.

MF yang digunakan untuk penerbangan radio beacon (NDBs) dan beberapa stasiun radio komersial. Ini juga terganggu karena badai dan beacon pada frekuensi yang sama. (kisaran meningkat pada malam hari yang


(30)

memungkinkan penerimaan simultan NDBs lain pada frekuensi yang sama)

Catatan: Semakin rendah frekuensi, antena yang lebih besar karena panjang antena harus merupakan kelipatan panjang gelombang.

II.4.3 Bandwidth

Suatu antena dapat diartikan sebagai suatu tranduser antara saluran transmisi atau pandu gelombang dalam suatu saluran transmisi dan suatu medium yang tak terikat (zona bebas) tempat suatu gelombang elektromagnetik berpropagasi (biasanya udara),ataupun sebaliknya. Dalam aplikasinya, suatu antena dapat berfungsi selain sebagai media pemancar gelombang elektromagnetik, juga sebagai pe nerima gelombang elektromagnetik secara efisien dan berpolarisasi sesuai dengan struktur yang dimilikinya. Selain itu, untuk meminimalkan refleksi gelombang pada titik antara saluran transmisi dan titik catuantena, maka suatu antena harus mempunyai kesesuaian (matched) dengan salurantransmisi yang digunakan.

Bandwidth atau lebar pita frekuensi dari suatu antena adalah daerah frekuensi kerja suatu antena yang dibatasi oleh VSWR tertentu. Biasanya bandwidth dibatasi pada Voltage Standing Wave Rratio (VSWR) ≤ 1,5. Pada antena pita lebar atau broadband, bandwidth merupakan perbandingan antara frekuensi atas dengan frekuensi bawah, contoh : bandwidth 10:1 mengindikasikan bahwa frekuensi atas 10 kali lebih tinggi dari frekuensi bawah. Sedangkan pada antena pita sempit atau narrowband, bandwidth dinyatakan dalam persentase dari perbedaan frekuensi (atas dikurangi bawah) yang melewati frekuensi tengah bandwidth, contoh: bandwidth 5% mengindikasikan bahwa perbedaan frekuensi adalah 5% dari frekuensi tengah bandwidth. Adapun persamaan untuk mendapatkan bandwith yang diinginkan dinyatakan dengan :


(31)

dimana : BW = bandwidth lebar pita, MHz untuk VSWR < 2:1 f = frekuensi operasi, GHz

t = tebal bahan, dalam inchi (kebanyakan ketebalan board tersedia dalam satuan 1/32 inchi = 0,794 mm)

II.4.4 Impedansi Antena

Impedansi antena didefinisikan sebagai perbandingan antara medan elektrik terhadap medan magnetik pada suatu titik, dengan kata lain pada sepasang terminal maka impendansi antena bisa didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan terhadap arus pada terminal tersebut.

………(2.5)

Impedansi antena merupakan hal yang penting dalam perancangan antenna karena sebenarnya antena itu sendiri berfungsi sebagai penyepadan impedansi antenna tersebut dengan impedansi saluran. Penyepadan ini perlu dilakukan supaya terjadi transfer daya maksimum dari sumber ke antena atau sebaliknya. Impedansi suatu saluran (antena) ditentukan oleh ukuran, konstruksi fisik dan bahan serta frekuensi kerja antena tersebut.

II.4.5 Efisiensi Antena

Efisiensi total antena digunakan untuk menghitung rugi-rugi pada terminal input dan pada struktur antena. Beberapa rugi-rugi terjadi karena:

· Pemantulan (refleksi) karena ketidaksepadanan impendansi antara saluran dengan antena.


(32)

Konsep bandwidth berlaku baik pada sinyal maupun sistem sebagai ukuran kecepatan. Jika sinyal berubah dengan cepat terhadap waktu, kandungan frekuensi (spektrum) dari sinyal tersebut melebar, dan disebut bahwa sinyal tersebut mempunyai bandwidth yang besar. Dalam sistem, kemampuan suatu sistem untuk mengikuti variasi sinyal mengacu pada respons frekuensi atau bandwidth transmisinya. Setiap sistem komunikasi mempunyai bandwidth yang terbatas yang membatasi kecepatan variasi sinyal.

Untuk komunikasi real-time diperlukan bandwidth transmisi yang cukup untuk mengakomodasi spektrum sinyal. Distorsi akan terjadi jika bandwidth yang diperlukan tidak mencukupi. Sebagai contoh, beberapa megahertz bandwidth diperlukan untuk transmisi video sinyal televisi, sedangkan untuk suara manusia bandwidth sebesar 4 KHz sudah memadai. Untuk sinyal digital dengan kecepatan r simbol perdetik memerlukan bandwitdh minimal sebesar r/2.

Untuk transmisi informasi yang tidak real-time, bandwidth yang tersedia menentukan kecepatan maksimal transmisi sinyal. Waktu yang diperlukan untuk mengirim sinyal informasi berbanding terbalik dengan ketersediaan bandwidth. Jadi semakin besar bandwith yang tersedia, semakin cepat waktu transmisi yang diperlukan.

II.5 Modulasi Amplitudo

Secara umum, modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung dari modulasi yang diberikan. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut


(33)

II.6. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation)

Modulasi ini menggunakan frekuensi dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan phase dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah frekuensi sinyal analognya.

Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan (ditumpangkan). Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut :

Uc = Ac sin (wc + θc)………..(2.15)

Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai 'Ac' akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen 'wc + θc'. Jika yang diubah-ubah adalah komponen 'wc' maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen 'θc' yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM).

Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi (m) dimana : m = Perubahan frekuensi (peak to peak Hz) / frekuensi modulasi (Hz). Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplituda dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.


(34)

II.6.1 Pemancar FM

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

1. FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi

2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage 3. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang

dibutuhkan oleh sistem antena

4. Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem

5. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan

6. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar

7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antenna.

II.7. Osilator

Osilator adalah rangkaian yang berfungsi untuk membangkitkan osilasi listrik. Pada umumnya rangkaian osilator dapat menghasilkan efek feedback (umpan balik) dari output ke inputnya untuk mempertahankan osilasi. Karena energi untuk mempertahankan osilasi berasal dari dari power supply dc maka rangkaian osilator disebut pengubah energi dc menjadi ac. Rangkaian akan


(35)

berosilasi pada frekuensi dimana pergeseran fasanya adalah nol dan perolehannya sama dengan atau lebih besar dari satu. Besarnya osilasi dibatasi oleh didorongnya penguat itu ke dalam daerah ketidaklinierannya, dimana perolehannya akan berkurang. Jenis osilator yang diperlukan untuk menunjang pembahasan ini adalah osilator kristal.

II.7.1. Osilator Kristal

Salah satu jenis osilator LC adalah osilator kristal seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah yang dibentuk dari zat-zat crystalline tertentu.

RFC

Vcc R1

CB

output R2

C2

C1

C B

E

Gambar 2.13 Osilator Kristal

Bila pada kristal dikenankan tekanan mekanik,maka akan timbul medan elektrostatis diantara permukaannya. Sebaliknya bila tegangan diberikan pada elektroda-elektroda di kedua permukaannya maka akan ada tekanan mekanik pada kristal. Energi listrik pada permukaan kristal menghasilkan tekanan mekanik pada kristal. Tekanan ini menghasilkan medan elektrostatis dimana akan menghasilkan tekanan lagi. Proses ini teradi berulang-ulang. Terjadinya getaran mekanik dari kristal,kedua kejadian ini dapat dibuat timbal balik secara terus-menerus dan mengambil energi listrik untuk menggantikan energi yang hilang dalam bentuk panas selama cycle(putaran). Fungsi dari kristal adalah untuk menghasilkan tegangan osilasi dan frekuensi yang ditentukan pada kristal tersebut ditentukan oleh struktur mekanik dari kristal. Kristal Quartz umumnya banyak digunakan


(36)

karena kekuatan mekaniknya yang tinggi dan kristal yang demikian dapat ditompangkan dengan frekuensi yang mencapai jutaan putaran perdetik.

II.8. Penguat RF

Penguat RF yang ditala biasanya digunakan untuk memberikan penguatan dan selektifitas ujung depan pada pesawat penerima radio untuk memisahkan sinyal-sinyal yang masuk dari antenna, sehingga diperoleh penyaringan (filter) band pass yang tepat yang diperlukan pada penguat-penguat frekuensi antara (IF) pada pesawat penerima tersebut,dan menyediakan penyaringan untuk menghilangkan harmonisa pada rangkaian pemancar. Pada gambar dibawah ditunjukkan sebuah penguat RF yang ditala.

Vcc

R2 C

e R1

Vin

RL

Re

Gambar 2.14 Penguat RF tala tunggal

Rangakaian talanya ialah primer dari transformator yang bekerja sebagai kopling penguat beban.

Penguat daya RF yang ideal harus menunjukkan perolehan daya yang tinggi, nosie figure rendah dan fungsi pindah (transfer) linier dengan daerah dinamis yang luas,yakni kemampuan menangani sinyal masuk yang besar tanpa distorsi antar modulasi atau distorsi modulasi silang,stabilitas dinamis yang baik,admitansi pindah balik rendah sehingga antenna akan terisolasi dari


(37)

penyampur dan osilator lokal,dan selektifitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF,frekuensi bayangan dan frekuensi respon pulsa lainnya ke dalam masukan penyampur.

II.9. Filter

Filter diperlukan untuk memisahkan sinyal yang diinginkan dari sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki. Selain itu filter juga memperkecil pengaruh kebisingan dan interferensi pada sinyal yang diinginkan tersebut. Filter dibuat dari berbagai jenis, ada yang aktif dan ada yang pasif. Kombinasi rangkaian R,K,C akan membentuk rangkaian filter pasif. Namun jika menambahkan kompnen lain misalnya penguat (Op-Amp) maka didapatlah filter jenis aktif. Filter aktif mempunai banyak kelebihan dibandingkan dengan filter pasif,terutama karena ukurannya kecil,lebih ringan atau murah,serta memberikan banyak keluluasaan dalam rancangan filter. Kekurangan filter aktif yaitu harus diperlukan catu daya.Sebuah filter sekaligus akan mengubah amplitudo dan fasa sinusoida yang melewatinya.

II.9.1. Low Pass Filter

Low Pass Filter merupakan filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi rendah sampai frekuensi kritis hingga batas 3 dB (frekuensi cut-off) dari suatu sinyal masukan dengan sedikit atenuasi. Untuk frekuensi yang lebih dari frekuensi cut-off, maka level keluarannya akan turun dengancepat menuju nol. Untuk mengatenuasikan frekuensi-frekuensi tinggi dan melewatkan frekuensi renbdah digunakan suatu konduktor.


(38)

Vo C L/2 L/2 -+

Gambar 2.15 Rangkaian Low pass filter

dari gambar diatas dapat dihitung besaran L,C,fc dan impedansi Z0 yang khusus untuk frekuensi cut-off dari filter tersebut dengan persamaan:

L = 0 0 f Z µ ………(2.16) C= 0 0 1 Z f µ ……….(2.17)

Z0= R0

4 1 2 LC ω − ...(2.18)

Dimana R0 = L /C yaitu resistansi impedansi yang tidak tergantung pada frekuensi,dan

f0=

LC

π

1

………(2.19)

LPF yang digunakan adalah tipe T,oleh karena itu memakai dua buah induktor yang disusun seri sehingga harga L merupakan setengah dari harga di atas,sedangkan besaran C-nya tetap.

II.9.2. Band Pass Filter

Band pass filter akan melewati sinyal dengan frekuensi di dalam band spesifikasinya,dan menekan sinyal dengan frekuensi diluar band tersebut. Dengan kata lain, band pass hanya melewatkan jalur tengah dan meredam frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Untuk meredam frekuensi tertentu,digunakan sebuah rangkaian resonansi LC paralel yang digabungkan dengan rangkaian LC seri seperti pada gambar 2.16 dibawah ini;


(39)

Gambar 2.16. Rangkaian band pass filter

Impedansi output total adalah : Z0 = R0

(

)

1 2 2 1 1 2 4 1 1 C L C L ω ω − − ………..(2.20)

f 1 = π 2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 C L C L C L C

L + −

………....(2.21)

f2 = π 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 C L C L C L C

L + −

………...(2.22)

II.10 Mixer

Mixer digunakan untuk konversi frekuensi dan merupakan komponen penting dalam frekuensi radio modern (RF) sistem.Sebuah mixer mengkonversi daya RF pada satu frekuensi menjadi daya pada frekuensi lain untuk membuat pemrosesan sinyal lebih mudah dan juga murah.

Alasan mendasar untuk konversi frekuensi adalah untuk memungkinkan amplifikasi sinyal yang diterima pada frekuensi selain dari RF, atau audio, frekuensi.

Setiap alat linier dapat berperan sebagai mixer (penyampur).sifat tidak linier diperlukan untuk menghasilkan frekuensi-frekuensi yang tidak ada pada masukan. Pemilihan rancangan didasarkan kepada anggapan-anggapan tentang perolehan,noise,figure stabilitas,daerah dinamis dan kemungkinan pembangkitan


(40)

komponen frekuensiyang tidak diinginkan yang dapat menghasilkan distorsi intermodulasi dan distorsi modulasi silang.

Keluaran dari penyampur biasanya langsung diteruskan ke sebuah penguat IF (amplifier IF) yang berfungsi sebagai suatu filter band pass yang lebarnya cukup untuk melewatkan jalur sisi sekitar IF dan memberikan perolehan yang diperlukan untuk meningkatkan sinyal hingga ke tingkat detaksi terakhir.

1. Mixer Penambahan

Penyampur penambahan terjadi bila sinyal masukan ditambahkan begitu saja pada keluaran sebuah osilator lokal dan kemudian diteruskan lewat sebuah alat dengan fungsi transfer yang tidak linier seperti misalnya dioda.

Alat tak linier

Osilator lokal

Peng.If dan Filter K.Vif

Vo (fs) C L + + + (fo+Vo) fo fs fo+fs fo-fs Vs (fs) (fo-fs)

Gambar 2.17 Diagram blok penyampur penambahan

Sinyal masukan Vs dengan frekuensi fs mengandung jalur sisi modulasi yang ditambahkan secara langsung pada keluaran dari osilator lokal Vopada frekuensi fo. Sinyal-sinyal yang telah ditambahkan,diteruskan melalui sebuah alat tak linier misalnya dioda yang keluarannya mengandung suatu komponen yang sebanding dengan kuadrat dari masukannya.

Keluaran dari penyampur mengandung banyak komponen-komponen sinyal,termasuk frekuensi selisih (fo-fs),frekuensi jumlah (fo+fs) dan frekuensi kedua masukan yaitu f0 dan fs serta beberapa harmonisa dari masing-masing komponen. Komponen yang dihasilkan penyampur dilewatkan ke penguat IF yang berfungsi sebagai filter band pass untuk memperoleh keluaran frekuensi selisih.


(41)

2. Penyampur perkalian

Penyampur perkalian terjadi bila transkonduktasni rangkaian penyampur dib uat untuk berubah dengan tegangan osilator lokal,sehingga arus keluaran menjadi suatu fungsi dari hasil kali Vo dan Vs.

Alat tak Linier

Osilator lokal

Peng.If Dan Filter

K.Vif Vs.Vo

Vo (fs)

C L

Gambar 2.18 Diagram blok penyampur perkalian.

II.11 Receiver Pada Pesawat

Sinyal yang dipancarkan oleh peralatan ILS bandara adalah hasil sinyal modulasi. Modulasi adalah suatu proses pada satu frekuensi tinggi,dimana frekuensi tinggi itu diubah-ubah sesuai dengan informasi atau suatu sinyal yang dimasukkan. Frekuensi tinggi ini disebut frekuensi pembawa (Carrier Frekuensi) dan sinyal yang dimasukkan adalah frekuensi rendah. Modulasi yang terjadi pada pemancar Localizer, Glide Path dan Marker Beacon adalah “modulasi Amplitudo”(AM). Modulasi Amplitudo merupakan proses modulasi dengan cara mengubah amplitudo gelombang pembawa yang dilakukan oleh sinyal informasi. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


(42)

modulator Demodulator Tegangan

Atau arus

PENGIRIM PENERIMA

Gelombang pembawa

Gelombang pembawa yang telah dimodulasi

Sinyal modulasi Diambil kembali

Gambar 2.19. Prinsip Sederhana proses modulasi

Gelombang pembawa yang belum dimodulasikan mempunyai harga amplitudo maksimum yang tetap dan frekuensi yang lebih tinggi daripada sinyal pemodulasi.(sinyal informasi),tetapi apabila sinyal pemodulasi telah diselipkan maka harga amplitudo maksimum darai gelombang pembawa akan berubah-ubah sesuai dengan harga-harga sesaat dari sinyal pemodulasi tersebut dan bentuk gelombang luar dari harga-harga amplitudo gelombang yang telah dimodulasi tersebut adalah sama dengan bentuk gelombang sinyal informasi yang asli atau dengan kata lain gelombang sinyal pemodulasi telah diselipkan pada gelombang pembawa.

II.12 Sistem Pendekatan Jarak Pendaratan.

landasan dalam nautical mile. Ketika digunakan bersama-sama dengan ILS(Instrument Landing System), DME sering diletakkan di antara kedua ujung landasan dengan jarak ke masing-masing ujung landasan. Dalam pendaratan di mana DME digunakan sebagai pengganti marker beacons, pesawat harus punya paling sedikit satu unit DME yang berfungsi sebelum memulai pendekatan. Pada setiap Bandar udara ada 3 tiga titik yang harus diketahui oleh setiap pesawat yang akan melakukan pendaratan. Yaitu Outer Marker,Middle Marker dan inner Marker,pada Bandar udara polonia medan marker hanya ada dua yaitu outer marker dan inner marker.


(43)

1. Outer Marker

Outer marker dimodulasikan oleh tone 400 Hz dan bentuk inisialnya adalah dash Dash dan berada pada jarak 3,9 Nm dari landing threshold bandara. Frekuensi carriernya adalah 75 MHz.

2.Middle Marker

Middle marker dimodulasikan oleh tone 1300 Hz dan bentuk inisialnya adalah dash dot dan berada pada jarak 3500 ft (1050 m) dari landing threshold. Frekuensi carriernya adalah 75 MHz.


(44)

BAB III

TRANSPONDER GROUND STATION PADA DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) 1119 DAN SISTEM KALIBRASI

III.1. Prinsip Kerja DME (Distance Measuring Equipment)

DME adalah fasilitas bantu navigasi udara yang memberikan informasi jarak yang akurat kepada pesawat terbang terhadap stasiun DME di darat. Distance Measuring Equipment merupakan sistem aktif yang melengkapi pesawat udara dengan memberi informasi jarak dimana jarak yang terukur merupakan jarak darat antara pesawat terbang dengan instrumen DME yang dipasang pada ground station. landasan dalam nautical mile. DME ini dipasang bersama dengan peralatan instrument landing system lainnya yang ada dibandara. DME (Distance Measuring Equipment) adalah alat navigasi udara yang berfungsi memberikan informasi jarak kepada pesawat, jarak yang di berikan adalah sudut miring antara pesawat dan transmiter dari DME ini.

Bandar udara Polonia Medan mempunyai buah DME,yaitu DME merek Raytheon buatan Canada dan DME merek Toshiba buatan jepang.DME Raytheon dignakan untuk fasilitas pendaratan sedangkan DME Toshiba digunakan apabila DME Raytheon mengalami kerusakan.


(45)

VOR/DME

VOR/DME

05

23 LANDASAN PESAWAT

U

S

T B

230O

50O

Gambar 3.1 Letak DME di runway (landasan bandara)

Dari gambar diatas, maka letak DME Raytheon sekitar 50o dan merek Toshiba sekitar 230o sehingga letaknya segaris dengan center line dari landasan pesawat.

DME (ground station)

)

REPLY

INTERROGATION

JARAK TERUKUR

ALTIMETER

Gambar 3.2 Hubungan pesawat terbang dengan DME ground station Gambar diatas menunjukkan hubungan pesawat terbang dengan DME, maka jarak pancar

D =

2 .t

C

...(3.1) Dimana : D = jarak pancar (m)


(46)

t = waktu (s)

sebagai pengukur ketinggian pesawat terbang digunakan suatu alat yang dinamakan altimeter.

DME juga merupakan sebuah sistem radar sekunder, di mana sepasang pulsa ditransmisikan dari DME pesawat pemancar (disebut interogator) ke stasiun tanah DME di mana ia diterima oleh sebuah transponder. DME yang diletakkan didalam daerah bandara disebut Terminal DME ( TDME ).

Bagian utama dari DME yaitu : antenna,antenna changeover,transponder, monitor, dan control.

Pada dasarnya DME merupakan sebuah transponder yang mana akan memancarkan sinyal reply jika ia telah menerima sinyal introgator dari pesawat.Transponder merupakan suatu sistem yang berfungsi sebagai pendeteksi sinyal pertanyaan dari pesawat terbang.Sinyal yang diterima kemudian dikodekan dan diolah,selanjutnya dipancarkan kembali sebagai sinyal jawaban. Dan sinyal jawaban tersebut akan memberikan petunjuk letak dan posisi pesawat untuk mendarat dengan bantuan marker beacon yang telah ditentukan jaraknya terhadap runway.

DME mempunyai 2 mode yang dibedakan berdasarkan jarak antara pulsa dalam satu pasang pulsa. Mode tersebut yaitu :

(1). Mode X

Pasangan pulsa terpisah 12 micro second. Lebar pulsa adalah 3,5 micro second.

12µS

50µS

12µS

3,5µS 3,5µS


(47)

Gambar 3.3. Bentuk pulsa mode X (2). Mode Y

Pasangan pulsa terpisah sejauh 36 micro second untuk interogasi dan 30 micro second untuk transponder.

Lebar pulsa adalah 3,5 micro second.

30µS

50µS

30µS

3,5µS 3,5µS

MODE Y

Gambar 3.4. Bentuk pulsa mode Y

Dalam dunia penerbangan , besarnya jarak yang terukur dengan satuan Nautical Mile (NM),dimana : 1 NM = 1,85 Km = 12,35 µS.

Blok Diagram DME

Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa kode yang terdapat pada interogator pesawat yang akan dikirimkan pada DME, pertanyaan dari interogator pada pesawat tersebut kemudian mentriger (memicu) DME akan mengirimkan pulsa jawaban pada pesawat dengan frekuensi yang berbeda. Pesawat mengetahui jarak dari DME berdasarkan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim oleh pesawat dengan sinyal yang diterima dipesawat dan kemudian di nyatakan dalam nautical miles.DME beroperasi pada frekuensi VHF sehingga pancarannya line of sight.

DME dapat dibagi menjadi 6 bagian besar yaitu : transponder,monitor unit,control unit,power supply,directional coupler dan transper switch. Transponder,monitor unit,power supply dan directional coupler terdiri dari dua buah. Tujuannya agar informasi bagi pesawat terbang tidak berhenti bila terjadi


(48)

kerusakan pada salah satu unit tersebut, dalam hal ini dikontrol oleh blok kontrol unit.

Gambar 3.5 Blok Diagram DME

Transponder switch berfungsi sebagai selektor untuk menghubungkan antena dengan transponder melalui directional coupler, sedangkan power supply digunakan sebagai pencatu daya untuk tiap-tiap blok. Dummy Load berfungsi sebagai beban pada saat ada pengetesan/perbaikan dari transponder.

Pulsa pertanyaan pada DME pesawat dipancarkan secara terus menerus dengan pasangan pulsa yang tetap pada sebuah antena. Pulsa Pertanyaan diterima antena DME di ground station. Jika sinyal ini dapat diterima,transponder memberikan jawaban dengan sepasang pulsa dari pulsa RF yang berurutan. Pulsa jawaban yang diterima oleh pesawat penerima dengan lebar pulsa yang tetap,sehingga penundaan waktu pada saat pulsa dipancarkan sampai pulsa jawaban diterima oleh pesawat diterjemahkan terhadap suatu pengukuran jarak dan dihasilkan informasi jarak pada kokpit pesawat. Sinyal pertanyaan dan jawaban digambarkan seperti di bawah ini .


(49)

PANCAR TERIMA

PROSES SINYAL

Tp = 50µS

T1 T2

TERIMA PANCAR

Gambar 3.6. Bentuk sinyal Interrogation dan sinyal reply Sebagai persyaratan umum DME ada 6 yaitu :

1. Forward Power (kwalitas dan pancaran transmitter) maksimum sebesar 5 kw.

2. Receiver sensitivity (sensitivitas penerima pada transponder) sebesar -125 dBW.

3. Pulsa Counter (jumlah pasangan pulsa yang dipancarkan),sebesar 2700 pulsa/second atau 1350 pasangan pulsa per second.

4. Identification signal (informasi identitas bandar udara) sebesar 1350 Hz. 5. Pulsa space (jarak tiap-tiap pulsa ) sebesar 12 µS untuk mode X dan 30 µS

untuk mode Y.Untuk DME Polonia Medan digunakan mode X dimana pulsa spacenya 12 µS.

6. Reply Delay (lama proses sinyal) sebesar 50 µS.

III.2. Prinsip Kerja Transponder Ground Station DME

Transponder merupakan suatu sistem yang berfungsi sebagai pendeteksi sinyal pertanyaan dari pesawat terbang. Sinyal yang diterima kemudian dikodekan dan diolah,selanjutnya dipancarkan kembali sebagai sinyal jawaban kepesawat terbang. Transponder yang dimiliki Perum Angkasa Pura II Polonia Medan menggunakan mode X, baik untuk sinyal pertanyaan maupun untuk sinyal jawaban.

Lebar band frekuensi sinyal pertanyaaan yang diterima adalah 1025 MHz sampai 1150 MHz. Lebar Band frekuensi jawaban yang dipancarkan oleh DME adalah 962 sampai 1213 MHz. Untuk DME Raytheon menggunakan cahnnel 86 X, dimana frekuensi sinyal pertanyaan yang diterima adalah 1110 MHz dan


(50)

frekuensi jawaban yang dipancarkan adalah 1173 MHz. Sebagai suatu persayaratan, frekuensi IF dari transponder harus 63 MHz untuk tiap-tiap channel.

Altitude (feet)

Slant range(NM)

Ground Range (NM)

Gambar 3.7. Prinsip Kerja Transponder Ground Station (dalam Pengukuran Jarak) Pengukuran jarak yang dilakukan dengan membandingkan lama pengiriman sinyal pertanyaan sampai menerima sinyal jawaban. Kecepatan sinyal pancaran yang dihasilkan mendekati kecepatan cahaya (3.108 m/s), sehingga pesawat dianggap diam sewaktu mengirim sinyal pertanyaan sampai menerima sinyal jawaban. DME (Distance Measuring Equipment) memberikan informasi jarak kepada pesawat, jarak yang di berikan adalah jarak miring(slant range) antara pesawat dan transmiter dari DME ini dan bukan jarak sesungguhnya antara pesawat dan DME.

Biasanya ground range (garis horizontal) dan ketinggian (altitude) telah diketahui jaraknya dan pesawat akan menghitung slant range (sisi miring/jarak


(51)

pancar) dengan peralatan yang ada di pesawat, secara manual bisa dihitung dengan rumus

r2 = x2 + y2 ...(3.2) dimana : r = rentang miring (slant range)

x = ground range y = altitude (ketinggian)

Selain itu rumus yang dapat digunakan untuk mengukur jarak pesawat ke ground stasion transponder DME dan sebaliknya yaitu :

Keterangan :

Keakuratan jarak yang dihasilkan sekitar 0,2 % dari jarak sesungguhnya atau berkisar ±180 meter. Blok diagram dari transponder dapat dilihat dari gambar dibawah ini.


(52)

Signal pertanyaan dari pesawat terbang diterima oleh receiver melalui blok diplexer, blok ini berfungsi sebagai pengatur. Setelah sinyal pertanyaan diterima, selanjutnya diolah oleh blok sinyal processor. Sinyal processor melakukan fungsi sebagai berikut:

 call sign

 Reply (jawaban)

 Squitter (Random).

Gambar 3.8. grafik sinyal interogasi DME.

Setiap channel memiliki dua codings berbeda (X dan Y) yang memiliki jarak pulsa yang berbeda. Grafik ini menunjukkan karakteristik waktu sinyal DME untuk masing-masing saluran.

Transponder memancarkan berbagai macam jenis pulsa. Pulsa yang dipancarkan oleh transponder secara berurutan berdasarkan prioritasnya adalah sebagai berikut :


(53)

(1).Signal identifikasi (Identification Pulses)

Signal ini dipancarkan dengan kode morse tiap 30 detik. Signal ini berfungsi untuk memberikan informasi lokasi Bandara kepada pesawat. Pada Bandara Polonia signal identifikasi yang dipancarkan yaitu MDN.

(2).Signal reply

Signal ini dipancarkan oleh transponder apabila menerima signal interogasi, dengan mode yang sama tetapi frekuensi berbeda, berdasarkan frekuensi kerja transponder DME tersebut. Selisih dari frekunsi interogasi dengan frekuensi replay sebesar 63 MHz. Lamanya waktu antara signal interogasi dengan signal reply (delay time) sebesar 50 µs.

(3).Signal squitter

Pulsa ini dipancarkan setiap saat. Pulsa ini merupakan pulsa membawa dari pulsa reply dan akan tetap dipancarkan secara random walaupun transpoder tidak menerima pulsa interrogator. Apabila transponder tidak menerima pulsa interrogator dan tidak sedang memancar pulsa Ident, pulsa squiter akan terpancar tanpa membawa muatan ( ident maupun reply ). Pulsa ini diambil kembali kemudian diberikan ke AGC ( Automtic Gain Control ) yang berfungsi untuk mengatur power generator pulsa squitter. Signal squitter yang dipancarkan merupakan pasangan pulsa (pulse pair) dengan jumlah 2700 pps (pulse pair per second).

Monitor Unit Transponder

Monitor unit merupakan suatu unit yang berfungsi untuk memonitor parameter transponder,antara lain:

a. forward power b. receiver sensitivity c. ident signal

d. pulsa space e. reply delay


(54)

Apabila transponder bekerja tidak sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan,maka monitor akan mendeteksi perubahan tersebut dan membangkitkan sinyal alarm sebagai tanda bahwa pada transponder terjadi kesalahan. Gambar berikut menunjukkan blok diagram dari monitor unit.

Gambar 4.1. blok diagram monitor unit

Monitor unit menghasilkan pulsa pertanyaan yang digunakan untuk menginterogasi penerima DME, dalam hal ini diberikan kepada penerima transponder. Setelah diproses maka pulsa jawaban dipancarkan dan dimonitor oleh monitor unit sehingga memberikan suatu sinyal alarm pada saat keluaran tidak normal.

Pada blok diagram Mod Driver memberikan sinyal untuk Interrogation Sinyal Generator (ISG) Unit,biasanya osilator 50 Hz memberikan pulsa trigger.


(55)

Output osilator ini dimungkinkan pada saat trigger select switch pada posisi normal dan dimodulasi dengan osilator 63 MHz.

Sinyal ini digunakan untuk menghasilkan pulsa 9,6 µs dan 3,5µs secara berulang-ulang. Sinyal ini juga di delay sebesar 12 µs (mode X) dan 30 µs (mode Y) dan dihubungkan terhadap transponder melalui directional coupler (D/C).

Setelah transponder mengalami proses delay selama 50 µs maka dihasilkan pulsa jawaban yang masih termodulasi. Pulsa Jawaban ini dihubungkan terhadap blok power dan receiver sensitivity. Dalam blok ini kedua sinyal pertanyaan dan jawaban dibentuk menjadi pulsa digital. Output dari rangkaian ini digunakan untuk memonitor reply delay,identifikasi sinyal,pulsa counter,receiver sensitivity,power dan pulsa spacing.

Dalam blok monitor reply delay dibandingkan pulsa pertanyaan dan pulsa jawaban. Apabila salah satu dari blok ini bekerja secara tidak normal maka akan dibangkitkan pulsa alarm card no.1.

Monitor Reply Delay

Monitor reply delay adalah salah satu bagian dari monitor unit yang berfungsi untuk memonitor pemrosesan sinyal jawaban yang dipancarkan ke pesawat terbang dari transponder. Dengan demikian diketahui, apakah waktu pemrosesan sinyal jawaban dihasilkan sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan yaitu sebesar 50 µs ± 1 µs.


(56)

Pada dasarnya,pendeteksian lamanya proses sinyal pertanyaan untuk mendapatkan pulsa jawaban sebesar 50 µs adalah dengan cara membandingkan pulsa pertanyaan yang telah di delay sebesar 50 µs dengan pulsa jawaban yang telah mengalami proses (delay) sebesar 50 µs juga.

Blok ISG unit memberikan pulsa pertanyaan terhadap transponder dan sistem delay pada blok monitor reply delay secara bersamaan. Pulsa pertanyaan ini di delay selama 50 µs,setelah pulsa pertanyaan pada transponder menghasilkan pulsa jawaban yang telah mengalami proses selama 50 µs,selanjutnya kedua pulsa pertanyaan yang telah didelay tersebut secara bersamaan dideteksi pada blok reply delay detektor. Apabila delay dari salah satu atau keduanya tidak terpenuhi (50 µs ±1µs) maka alarm akan dibangkitkan karena memungkinkan untuk terjadinya kerusakan sistem pemancaran pada salah satu blok kabinet DME dan memerlukan pemeriksaan alat yang lebih rutin (kalibrasi alat).

III.4 Sistem Kalibrasi Alat

Kalibrasi adalah pengujian ketelitian pengukuran suatu peralatan dengan membandingkan dengan ukuran dasar yang telah ditentukan.

Kalibrasi melayani 2 fungsi yaitu:

1. Menetapkan atau mengoreksi kesalahan setelah perakitan (Commisioning) dan pemindahan alat.

2. Untuk memperoleh atau menetapkan konstanta yang merupakan koreksi kesalahan sistimatika yang diperkenan kan dalam pengoperasian sistim sampai ketelitian yang dibutuhkan.

Didalam kalibrasi ini terdapat dua metode, yaitu: a. Metoda pertama

Kalibrasi yang meliputi pengukuran arah sudut pendaratan untuk menentukan sudut pendaratan untuk menentukan kesalahan dan mengoreksi kesalahan itu sebagai fungsi sudut pendaratan.


(57)

b. Metode Kedua

Kalibrasi yang memantau target dimana lintasan pendaratan telah di ketahui dengan pasti.

Untuk memperoleh ketelitian yang maksimum, sistim harus dikalibrasi sedapat mungkin di bawah kondisi yang dapat dioperasikan. Selain itu dapat juga mengkalibrasi antenna pemancar yang berguna dalam memperkecil kesahlahan dan selanjutnya dilakukan kalibrasi keteknikan apakah tepat atau tidak untuk semua sistim.Secara umum penerbangan kalibrasi (Flight Inspection) terbagi menjadi empat jenis yaitu:

1. Site Evaluation

penerbangan kalibrasi jenis ini (site evaluation) dilakukan dalam rangka menguji bagi kelayakan suatu bandara dengan kondisi sekitarnya dalam rangka penambahan/pemasangan fasilitas navigasi terutama Instrument Landing System.

2. Commisioning

Penerbangan Commisioning (Flight Commisioning) dilakukan sebagai pengujian terhadap fasilitas navigasi penerbangan yang baru selesai dipasang untuk menguji semua besaran parameter dan kinerja agar sesuai dengan standar,untuk selanjutnya untuk melengkapi informasi sebagai dukungan operasional bahwa pada bandara tersebut telah dipasang fasilitas navigasi baru.

3. Periodic

penerbangan kalibrasi jenis ini (Periodic Flight Inspection) adalah penerbangan inspeksi yang dilakukan secara berkala guna menguji/mengetahui beberapa besaran parameter dan kinerja peralatan agar tetap sesuai dengan standar yang ditetapkan, sebagai acuannya adalah hasil Flight Commisioning.

4. Special

Penerbangan kalibrasi ini (Special Flight Inspection) dilakukan yang disebabkan adanya perubahan secara sistem atau kejadian penting,antara


(58)

lain kecelakaan pesawat,perubahan atau modifikasi terhadap peralatan untuk meningkatkan dukungan pelayanan penerbangan.

Penerbangan spesial ini juga diperlukan bilamana ada laporan dari penerbang tentang tidak berfungsi peralatan sesuai dengan standar, pada penerbangan spesial ini semua parameter peralatan akan di setting ulang dan sebagai acuan adalah hasil penerbangan.

3.4.1 Proses Kalibrasi

Peralatan kalibrasi yang dipergunakan adalah sebagai berikut :

1. Pesawat Kalibrasi dan Navigasi

Pesawat kalibrasi adalah sebuah pesawat khusus yang diberikan nama “Pesawat Laboratorium Kalibrasi dan Navigasi Telecomunication”

2. Seperangkat Theodolit.

Theodolit adalah seperangkat peralatan yang gunanya untuk menentukan arah pesawat kalibrasi tersebut.

Pesawat kalibrasi pertama sekali arahnya ditujukan ke stasiun pemancar ILS yang terdapat pada pos masing-masing pemantau di ground stasiun. Dari arah ini pesawat kalibrasiterbang level run untuk memperoleh data sudut Glide Path. Pilot pesawat harus mengikuti instruksi dari petugas pemantau,pada derajat berapa sudut pendaratan yang ditunjukkan pada indikator meter.

Hasil yang terdapat pada indikator meter bagi penunjuk arah/sudut pendaratan direkam pada pesawat selanjutnya hasil tersebut diubah menjadi tingkat derajat kesalahan yang ditunjukkan dari permulaan prosedur.


(59)

III.5. Metode Pengukuran

Pengukuran karakteristik perangkat ILS terdiri dari dua bagian, yaitu:

a. Pengukuran pada stasiun bumi dimana sistim pengukuran terbagi dua yaitu:

 Ground Check (Week Maintenance)

 Flight Check (Periodik Maintenance)

Pengukuran pada bagian ground check adalah untuk penentuan standarisasi pemancar Localizer (penentuan azimut center line) dan pemancar Glide Path (penuntun sudut pendaratan) pada pesawat terbang yang dilakukan pada seperangkat peralatan ILS di stasiun Bumi (Ground Stasiun) yang merupakan stasiun pemancar. Untuk periodik flight check maintenance ini dilakukan pada saat pesawat kalibrasi datang ke lokasi.

b. Pengukuran pada pesawat kalibrasi

Pengukuran pada bagian (a) adalah untuk penentuan standarisasi pemancar Localizer (penentuan azimut center line),pemancar Glide Path (penuntun sudut pendaratan) dan DME(distance Measuring Equipment)pada pesawat terbang yang dilakukan pada seperangkat peralatan ILS di stasiun Bumi (Ground Stasiun) yang merupakan stasiun pemancar. Untuk periodik flight check maintenance ini dilakukan pada saat pesawat kalibrasi datang ke lokasi.

Pengukuran yang dilakukan dengan peralatan pesawat terbang merupakan penerima yaitu pesawat yang bernama “Pesawat Laboratorium Kalibrasi Navigasi dan Telekomunikasi”. Pada saat ini kita melakukan adjusment (penyetelan) untuk mendapatkan asimut dan sudut pendartan pesawat sesuai instruksi dari pesawat kalibrasi.

Untuk menjaga agar sistim selalu dalam keadaan kondisi baik maka diadakan perawatan peralatan (ground check) dalam interval waktu tertentu secara periodik, yaitu sekali setiap minggu dengan mengoreksi dan mengukur bagian-bagian tertentu pada stasiun pemancar.Untuk mengetahui apakah peralatan masih


(60)

baik atau tidak maka diadakan kalibrasi sekali 4 bulan. Pengukuran untuk pesawat kalibrasi dilakukan di Curug (Tangerang).

Perangkat peralatan DME diperiksa berdasarkan suatu patokan /ketetapan tertentu (berupa data-data) dengan parameter yang sudah ditentukan/ditetapkan.


(61)

BAB IV ANALISIS DATA

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui parameter-parameter pengukuran transponder ground station pada DME dan menganalisis waktu pancar pesawat dari ground station DME 1119 ke pesawat dan sebaliknya.

4.1. Spesifikasi Alat Distance Measuring Equipment (DME) 1119

Transmitter

- Lebar Bidang Frekuensi 960 – 1215 MHz

- Stabilitas Frekuensi ± 0,002 %

- Lebar Pulsa 3,5 ± 0,5 µs

- Jarak Pulsa

Channel mode x 12 ± 0,5 µs

Channel mode y 30 ± 0,5 µs

- Radiasi daya efektif 39dBW

- Jumlah Pulsa 2700 ± 90 pps

- Jumlah Pulsa Squitter 2700 pps

- Jumlah Pulsa Identifikasi 1350 ± 2 % pps.

Antenna

- Penguatan 8,5 dBi

- Radiasi Pancaran

Vertikal 60

Horizontal ± 1 dB

- Daya

Rata-rata 100 watt

Maksimum 5 Kw.

- Daerah Frekuensi 961 – 1213 MHz.


(62)

Receiver

- Lebar Bidang Frekuensi 1025 – 1150 MHz

- Stabilitas Frekuensi ± 60 KHz

- Sensitivitas Penerima - 125 dBw

- Frekuensi IF 63 MHz

- Lebar Bidang frekuensi IF 3 MHz.

Monitor

- Sensitivitas penerima 6 dB ± 1 dB

- Penundaan jawaban dari transponder dev 1,0 ± 0,2 µs - Radiasi Puncak Daya Output 2,5 ± 0,5 dB

- Space Pulsa Output 0,625 ± 0,375 µs

- Jumlah Pulsa Output 3000 ± 75 pps

Signal Processor

- Pasangan pulsa yang diterima

Channel mode x 12 ± 0.5 µs

Channel mode y 36 ± 0.5 µs

- Pasangan pulsa yang ditolak

Channel mode x 12 ± 1.4 µs

Channel mode y 36 ± 1.4 µs

- Penundaan Jawaban

Channel mode x 34 – 52 µs

Channel mode y 48 – 52 µs

- Toleransi Reply Delay 0,5 µs antara –125 dBw –80 dB + 0,25 µs antara 80 dBw –60 dBw

- Efisiensi Jawaban 70 %


(63)

4.2. Analisis Data Pengkururan Ground Check DME

Berdasarkan penelitian dilapangan,diperoleh pengecekkan parameter DME sebagai berikut:

Tabel 4.1. Data Monitor unit AMS Ground Check Transponder DME (Tx1)

Tx Space(µs) Tx PRF (PPS)

Delay(µs)

12 ± 0.0 1078 50± 0.4

12 ± 0.0 1080 50± 0.2

12 ± 0.0 1081 50± 3.1

12 ± 0.0 1039 50± 0.2

Interrogation Signal Generator

S.G Space(µs)

S.G PRF (PPS)

Delay(µs)

12 ± 0.2 103 50±1.0

12 ± 0.8 102 50±0.9

12 ± 0.6 103 50±1.0

12 ± 0.2 102 50±0.8

Tabel 4.2. Data Monitor AMS Ground Check Transponder DME (Tx2)

Tx Space(µs) Tx PRF (PPS)

Delay(µs)

12 ± 0.4 993 50± 3.1

12 ± 0.4 996 50± 3.1

12 ± 0.4 953 50± 3.1

12 ± 0.0 1002 50± 3.1

Interrogation Signal Generator

S.G Space(µs)

S.G PRF (PPS)

Delay(µs)

12 ± 0.0 101 50±0.3

12 ± 0.2 102 50±0.2

12 ± 0.0 102 50±0.6

12 ± 0.0 102 50±0.8

Data pada Tx1 dan Tx2 diperoleh dari monitor unit yang berfungsi untuk menampilkan data forward power, receiver sensitivity,ident signal, pulsa space,reply delay. Monitor unit menghasilkan pulsa pertanyaan yang digunakan untuk menginterogasi penerima DME. Setelah diproses maka pulsa jawaban


(64)

dipancarkan dan dimonitor oleh monitor unit sehingga apabila keluaran tidak normal maka monitor unit akan memberikan suatu sinyal alarm .

. Hasil dari data Interrogation Signal Generator diperoleh dari monitor reply delay yang terletak pada cabinet DME. Dari data hasil penelitian Pada Interrogation Signal generator(ISG) unit memberikan pulsa pertanyaan terhadap transponder dan sistem delay pada blok monitor reply delay secara bersamaan Pulsa pertanyaan ini di delay selama 50 µs,setelah pulsa pertanyaan pada transponder menghasilkan pulsa jawaban yang telah mengalami proses selama 50 µs,selanjutnya kedua pulsa pertanyaan yang telah didelay tersebut secara bersamaan dideteksi pada blok reply delay detektor. Apabila delay dari salah satu atau keduanya tidak terpenuhi (sebesar 50 µs ±1µs) maka alarm akan dibangkitkan karena memungkinkan untuk terjadinya kerusakan sistem pemancaran pada salah satu blok kabinet DME dan memerlukan pemeriksaan alat yang lebih rutin (kalibrasi alat).Data hasil pengechekkan secara rutin dapat dilihat pada tabel berikut ini:

4.3. Analisis Data Jarak Ground Range terhadap Ketinggian terbang

DME akan mengukur jarak dalam garis lurus ke suar tanah (miring rentang), tidak jauh dari titik di tanah secara vertikal di bawah pesawat (kisaran tanah). Perbedaannya secara umum tidak signifikan, kecuali bila secara langsung melalui sebuah mercusuar, di mana jarak yang ditampilkan adalah ketinggian di atas mercusuar. Tabel dibawah menunjukkan besarnya efek ini.


(65)

Tabel.4.3. Data Ground Range (jarak horizontal) terhadap tinggi terbang.

Jenis Pesawat Ground Range (NM)

Altitude (Feet)

A330 15 4780

A330 14 4460

A330 13 4140

A330 12 3820

A330 11 3500

A330 10 3180

A330 9 2870

A330 8 2550

A330 7 2230

A330 6 1910

A330 5 1590

A330 4 1270

A330 3 960

A330 2 640

A330 1 320

A330 0.5 160

A330 Thr 50

A330 TD 0

Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan station pemancar dibumi dengan penerima pad pesawat ”flight check” dan data yang diperoleh dapat dilihat dari tower yang ada dibandara. Dari hasil data yang diperoleh maka untuk mencari slant range (jarak miring) dari antenna transponder ke pesawat dan sebaliknya adalah dengan menggunakan rumus 3.2 :

r2 = x2 + y2...(3.2)

Rentang miring (sisi miring) pada jarak horizontal 15 NM sebesar : Anggap ground range sebagai X dan ketinggian sebagaiY maka :

X = 15 Nm = 27780 m Y = 4780 ft = 1434 m

R =

( ) ( )

x 2 + y 2

R =

(

27780

) ( )

2 + 1434 2 R = 773784756 = 27817 m

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √


(66)

Maka untuk menghitung waktu yang dibutuhkan dengan persamaan 3.1 yaitu : D = 2 t . c ...(3.1) Dimana: D = Jarak pancar (sisi miring ) m

C = kecepatan cahaya (3.108 m/s)

T = waktu (anggap t pancar(interrogasi) = t terima(reply)) Maka :

t =

(

)

s m m c D / 10 . 3 27817 . 2 . 2 8

= = 18544,6.10-8 s t = 185,446 µs

Untuk selanjutnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini dengan perhitungan yang sama.

Tabel.4.4. Data Ground Range (jarak horizontal) terhadap Waktu Pancar.

Jenis Pesawat Ground Range (NM)

Altitude (Feet) Waktu(µs)

(interogation dan reply)

A330 15 4780 185,446

A330 14 4460 173.083

A330 13 4140 160.72

A330 12 3820 148,356

A330 11 3500 135,8313

A330 10 3180 123,63

A330 9 2870 111,268

A330 8 2550 98,906

A330 7 2230 86,5413

A330 6 1910 74,178

A330 5 1590 61,815(OM)

A330 4 1270 49,452

A330 3 960 37,089

A330 2 640 24,726

A330 1 320 12,363

A330 0.5 160 6,1816(MM)

A330 Thr 50 0,9557(IM)

A330 TD 0 0

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √


(67)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Dari hasil analisis data waktu pancar pesawat terbang di Bandara Polonia

Medan yang sesuai dengan fungsi Marker Beacon. Pada Outer Marker adalah 61,815 μs , dan pada Middle Marker adalah 6,1816 μs.

2. Dari data hasil pengukuran/pengecekkan keadaan parameter transponder ground station pada DME tidak terlalu menunjukkan perubahan nilai yang terlalu signifikan atau perubahan nilai nya tidak terlalu besar dengan nilai ketetapan/standar yang sudah ada.Dengan demikian peralatan tersebut masih dapat dioperasikan di bandara polonia .

V.2. SARAN

1. Agar gangguan pada transponder mudah diamati sebaiknya tampilan dari monitor tidak hanya dengan menggunakan lampu indikator tetapi menggunakan display agar lebih jelas besarnya penundaan yang diberikan dan dihubungkan dengan alarm yang memiliki suara dengan frekuensi yang berbeda dari setiap kesalahan yang diberikan.

2. semoga skripsi ini dapat bermanfaat untuk menjadi bahan acuan untuk penelitian selanjutnya dan berguna sebagai bahan referensi untuk kalangan mahasiswa yang mengerjakan tugas akhir .


(68)

DAFTAR PUSTAKA

Direktorat Jenderal Perhubungan Udara. 2005. Operations & Maintenance Manual 1119 DME. Jakarta : Divisi Fasilitas Elektronika Penerbangan.

Proakis, John G.1997. Pemrosesan Sinyal Digital. Jilid 1. Jakarta : Prenhallindo. Roddy, Dennis dan Coolen, John. 2001. Komunikasi Elektronik. Jilid 1. Edisi

ke-4. Jakarta : Prenhallindo.

Suhana. 2004. Teknik Telekomunikasi. Cetakan Ke-8 . Jakarta : Pradnya Paramitha.

Shrader, Robert L. 1991. Komunikasi Elektronika. Jilid 1. Edisi ke-5. Jakarta : Erlangga.

Widjanarka, Wijaya. 2006. Teknik Digital. Jakarta : Erlangga.

Yusuf, E. Subari. 2005. Student Guide Navaids Distance Measuring Equipment (DME). Medan : Akademi Teknik Keselamatan Penerbangan.

, Instrument Landing Sistem DME . Diakses pada tanggal 12 desember

, Distance Measuring Equipment . Diakses Pada tanggal 23 desember2009 , Teori Navigasi Distance Measuring Equipment di bandara . Diakses pada tanggal 05/01/2010.


(69)

LAMPIRAN

Data Harian Ground Check Transponder DME (Tx1) Tanggal Pemancar(Tx) Space(µs) Pulse Repetition Freq.

(PPS)

Delay (µs)

10/21/2009 Tx1 12 ± 0.0 1078 50 ± 0.4

Tx2 12 ± 0.4 993 50 ± 3.1

10/22/2009 Tx1 12 ± 0.0 1080 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 996 50 ± 3.1

10/23/2009 Tx1 12 ± 0.0 1081 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 953 50 ± 3.1

10/24/2009 Tx1 12 ± 0.0 1039 50 ± 0.4

Tx2 12 ± 0.0 1002 50 ± 3.1

10/26/2009 Tx1 12 ± 0.0 1076 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 1002 50 ± 1.0

10/29/2009 Tx1 12 ± 0.0 1076 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 999 50 ± 0.2

10/30/2009 Tx1 12 ± 0.0 1075 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 1003 50 ± 0.4

10/31/2009 Tx1 12 ± 0.0 1083 50 ± 0.4

Tx2 12 ± 0.0 1005 50 ± 0.0

11/2/2009 Tx1 12 ± 0.0 1002 50 ± 0.0

Tx2 12 ± 0.0 1002 50 ± 0.0

11/5/2009 Tx1 12 ± 0.0 1024 50 ± 1.2

Tx2 12 ± 0.4 1002 50 ± 0.3

11/6/2009 Tx1 12 ± 0.0 1036 50 ± 0.2

Tx2 12 ± 0.4 1026 50 ± 0.1

11/9/2009 Tx1 12 ± 0.0 1035 50 ± 0.2


(70)

Data Harian Ground Check Transponder DME (Tx1) (pada Interrogation Signal Generator)

Tanggal I.S.G

Pemancar(Tx)

S.G. space(µs)

S.G.Pulse Repetition Freq. (PPS)

Delay (µs)

10/21/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.2 103 50 ± 1.0

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 104 50 ± 0.8

10/22/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.4 105 50 ± 0.9

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 102 50 ± 0.2

10/23/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.4 104 50 ± 1.0

I.S.G Tx2 12 ± 0.2 104 50 ± 0.5

10/24/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.6 102 50 ± 0.9

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 101 50 ± 0.4

10/26/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.8 101 50 ± 0.8

I.S.G Tx2 12 ± 0.4 106 50 ± 1.0

10/29/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.1 104 50 ± 0.4

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 101 50 ± 0.2

10/30/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.2 102 50 ± 0.8

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 104 50 ± 0.4

10/31/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.0 106 50 ± 1.0

I.S.G Tx2 12 ± 0.6 104 50 ± 0.5

11/2/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.4 106 50 ± 0.9

I.S.G Tx2 12 ± 0.8 102 50 ± 0.0

11/5/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.6 103 50 ± 1.2

I.S.G Tx2 12 ± 0.4 106 50 ± 0.3

11/6/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.4 101 50 ± 0.2

I.S.G Tx2 12 ± 0.0 104 50 ± 0.1

11/9/2009 I.S.G Tx1 12 ± 0.0 104 50 ± 0.2


(71)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

GgAg