Hasil dan Pembahasan RENCANA CAPAIAN, HASIL, DAN PEMBAHASAN

193

34.2 Hasil dan Pembahasan

Pada triwulan pertama tahun ini telah dilakukan hal‐hal sebagai berikut. 1. Modul LNA dalam proses pengadaan 2. Modul RF Switch dalam proses pembuatan PCB 3. Perancangan sistem Radar UWB impulse 4. Perancangan modul‐modul yang akan dibuat sendiri 5. Modul‐modul yang akan dibeli dan komponen‐komponen dalam proses pengadaan 6. Realisasi modul‐modul pulse generator dan sampling down converter dalam proses pembuatan PCB Pada triwulan kedua tahun ini telah dilakukan hal‐hal sebagai berikut. 1. Realisasi dan pengujian Modul RF Switch 2. Realisasi sistem Radar UWB impulse 3. Realisasi dan pengujian modul‐modul pulse generator dan sampling down converter Pada triwulan ketiga tahun ini telah dilakukan hal‐hal sebagai berikut. 1. Pengujian modul‐modul yang dibeli. 2. Pengujian dan perbaikan modul pulse generator. 3. Penulisan KTI tentang pulse generator. 4. Pengujian modul sampling down converter. 5. Realisasi dan pengujian antena Rancangan Hardware Sebagai perbandingan, terlebih dulu akan disampaikan dagram blok Radar UWB FM‐CW dan cara kerjanya. Gambar 1 menunjukkan diagram blok Radar UWB FM ‐CW. Gambar 1. Diagram blok Radar UWB FM‐CW. 194 Gambar 2 menunjukkan diagram blok Radar UWB impulse. Gambar 2. Diagram blok Radar UWB impulse Secara sederhana prinsip kerja sistem Radar UWB impulse dapat dijelaskan sebagai berikut. Clock Generator membangkitkan sinyal clock dengan frekuensi 125MHz. Sinyal ini digunakan langsung sebagai sinyal referensi untuk DDS dan dibagi 4 oleh Frequency Divider menjadi sinyal trigger dengan frekuensi 7.8125MHz untuk Pulse Generator dan sampling clock untuk ADC. Pulse Generator membangkitkan sinyal impulse dengan lebar berkisar puluhan hingga ratusan picosecond, dengan pulse repetition frequency PRF sama dengan frekuensi sinyal trigger. Kemudian sinyal impulse diperkuat oleh power amplifier PA dan dipancarkan melalui antena pemancar. Sinyal impulse yang dipancarkan akan dipantulkan oleh target dan diterima kembali oleh antena penerima. Selanjutnya diperkuat oleh low noise amplifier LNA dan diteruskan ke Sampling Down Converter. DDS diprogram, melalui USB, supaya menghasilkan sinyal, dengan frekuensi sedikit lebih kecil dari PRF, yang akan digunakan sebagai sinyal referensi untuk Sampling Down Converter. Sampling Down Converter akan menghasilkan sinyal intermediate frequency IF yang akan diteruskan ke ADC untuk didigitalkan, kemudian di kirim ke PC melalui USB, untuk diproses di PC. Realisasi Modul‐Modul dan Sistem Pada prototipe awal, hanya modul Pulse Generator dan modul modul Sampling Down Converter yang akan dikembangkan sendiri. Untuk modul‐modul yang lain, seperti modul DDS, PA, LNA, ADC, dan USB, kita akan menggunakan modul ‐modul yang sudah ada. Menurut literatur, lazimnya Pulse Generator dibuat dengan memanfaatkan sifat dioda Step Recovery Diode SRD, yang mampu menghasilkan pulsa yang sangat sempit pada saat dia berpindah dari keadaan menghantar dan ke keadaan tidak menghantar ketika tegangan antara katoda dan anoda dibalik. Transistor NPN juga dilaporkan menghasilkan efek yang sama ketika berpindah dari keadaan off ke keadaan on. Pulsa sempit juga bisa dibangkitkan dengan microstrip. Untuk DDS FREQUENCY DIVIDER 125MHz CLOCK GENERATOR ADC PA LNA SAMPLING DOWN CONVERTER PULSE GENERATOR USB TO PC 195 pengembangan Pulse Generator kita akan mencoba menggunakan kombinasi antara transistor NPN atau SRD dan microstrip. Gambar 3. Diagram skematik rangkaian Pulse Generator berbasis transistor NPN Gambar 4. Desain PCB Pulse Generator berbasis transistor NPN Gambar 5. Diagram skematik rangkaian Pulse Generator berbasis SRD dengan bias negatif. 196 Gambar 6. Desain PCB Pulse Generator berbasis SRD dengan bias negatif. Modul Sampling Down Converter dikembangkan dengan komponen utama berupa Sampling Phase Detector. Gambar 7. Diagram skematik rangkaian Sampling Down Converter. Gambar 8. Desain PCB Sampling Down Converter. Di samping itu, untuk modul RF Switch untuk Sistem Radar UWB FM‐CW juga telah dibuat desain PCB. 197 Gambar 9. Desain PCB RF Switch. Pengukuran Pembangkit ImpulsePicopulse Rangkaian pembangkit picopulse direalisasikan di atas sebuah PCB FR4 double sided dengan ketebalan 1,6mm. Microstrip yang dihubungkan ke ground memiliki panjang sekitar 15mm dan lebar sekitar 0,2mm. Transistor yang digunakan adalah BFP420. Untuk gate NAND digunakan IC 74ACT00 yang memiliki propagation delay sekitar 5ns. Pengukuran dilakukan menggunakan digital sampling oscilloscope 11801C dari Tektronix, yang dilengkapi dengan sebuah sampling head SD‐22. Sampling head ini memiliki bandwidth 12,5GHz. Bandwidth sebesar ini cukup memadai untuk pengukuran sebuah pulse yang ditargetkan memiliki lebar sekitar 200ps. Gambar 10. menunjukkan bentuk picopulse yang diukur sebelum dioda. Gambar 10. Bentuk sinyal sebelum dioda penyearah Gambar 11. menunjukkan bentuk picopulse yang diukur setelah dioda. Bagian negatif dan ringing setelah picopulse telah jauh berkurang. 198 Gambar 11. Bentuk sinyal sesudah dioda penyearah Gambar 12. menunjukkan bentuk picopulse di mana oscilloscope diset untuk mendapatkan 200psdiv. Tinggi pulse terbaca sekitar 4,5 kotak pada 200mVdiv, atau sekitar 900mV. Pulse diukur dengan attenuator 9dB, dengan demikian level pulse yang terukur adalah sekitar 2,5V. Gambar 12. Bentuk sinyal diperbesar Gambar 13. menunjukkan rangkaian picopulse. Jarak antara picopulse terbaca sekitar 2,55 kotak, dengan oscilloscope diset untuk mendapatkan 50nsdiv, atau sekitar 127,5ns. Ini sama dengan PRF sekitar 7,8MHz. Gambar 13. Pengulangan pulse 199 Untuk mengkonfirmasi hasil pengukuran di atas, kami juga melakukan pengukuran menggunakan spectrum analyzer Anritsu MS2721A. Gambar 14. menunjukkan spektrum frekuensi dari sinyal rangkaian picopulse. Sinyal tersebut memiliki nul pertama pada frekuensi sekitar 5,6GHz. Gambar 14. Spektrum frekuensi rangkaian picopulse Gambar 15. menunjukkan detail dari spektrum frekuensi picopulse. Jarak antara puncak atau harmonik frekuensi yang berdekatan adalah sekitar 2,6 kotak pada 3MHzdiv, atau sekitar 7,8MHz. Perbedaan frekuensi yang ditunjukkan oleh marker juga sekitar angka ini. Gambar 15. Detail spektrum frekuensi pulse ™ OUTPUT rencana sesuai yg tercantum dalam proposal NO. OUTPUT RENCANA REALISASI CAPAIAN KETERANGAN 15. Publikasi Ilmiah p. Jurnal Nasional 1 buah 1 buah 75 Judul “Perancangan dan Realisasi Sistem Radar Penembus Dinding UWB‐ FM ‐CW 500‐3000 Mhz”, telah disubmit ke Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi. 200 q. Prosiding Internasional ‐ ‐ ‐ r. Prosiding Nasional ‐ 1 buah 100 Judul: “Pembangkit Picopulse Berbasis Transistor Bipolar NPN Untuk Radar Ultra Wideband”, Prosiding Seminar Ilmu Pengetahuan Teknik 2013 16. Contoh Produk jelaskan spesifikasi lengkapnya 1 unit ‐ 75 Prototype Radar Through Wall UWB Impulse, sudah selesai, namun belum berfungsi Perlu perbaikan modul sampling down converter 17. HKI i. Paten ‐ ‐ j. Merk ‐ ‐ dst 35. KENDALA DAN PERMASALAHAN Kegiatan ini membutuhkan sebuah digital sampling oscilloscope yang belum dimiliki PPET. Dana telah dianggarkan untuk pembelian alat tersebut. Namun karena kesalahan survey harga, ternyata dana yang dianggarkan tidak mencukupi untuk membeli dengan harga normal, sehingga pengadaannya sempat tertunda. Untunglah pihak pabrikan di luar negeri pada akhirnya bersedia memberi potongan harga, sehingga pengadaan digital sampling oscilloscope bisa dilakukan. Hasil pengujian terhadap modul sampling down converter yang telah direalisasikan menunjukkan bahwa modul tersebut belum berfungsi sebagaimana yang diharapkan. Karena modul tersebut merupakan modul utama, belum berfungsinya modul tersebut mengakibatkan belum berfungsinya seluruh sistem radar. Modul sampling down converter merupakan salah satu modul yang dikembangkan sendiri. Keberhasilan pengembangan modul ini adalah indikator dari keberhasilan pengembangan sistem radar ultra wideband pulse. Untuk itu upaya harus dan akan terus dilakukan untuk merealisasikan prototipe modul sampling down converter yang berfungsi.

36. KESIMPULAN