Gambar 5: Model kanal
4.3. Penerima
Sistem penerima terdiri dari antenna penerima, filter BPF, LNA, dan IQ demodulator.
Model antenna penerima sama dengan antenna pemancar, begitu juga dengan BPF sama dengan BPF
yang ada di pemancar. Untuk LNA dimodelkan dengan amplifier juga namun dengan parameter yang
berbeda dengan power amplifier pada pemancar. LNA yang digunakan adalah ZRL-3500+ dari Mini-
Circuits.
Untuk IQ demodulator menggunakan ADL5382 dari Analog Devices. Dari datasheet komponen dapat
dilihat bahwa IQ demodulator pada dasarnya adalah 2 buah mixer dengan LO masing-masing mixer fasanya
berbeda . Oleh karena itu, dalam simulasi ini IQ
demodulator dimodelkan dengan 2 buah mixer yang diberi LO dengan beda fasa
Keluaran dari IQ demodulator kemudian dilewatkan ke lowpass filter
LPF untuk mendapatkan komponen I dan Q berupa sinyal DC. Kemudian sinyal DC tersebut disampling
dan dikuantisasi menggunakan ADC 16 bit untuk selanjutnya diolah menggunakan DSP sehingga
diperoleh suatu citra. Namun demikian karena keterbatasan simulator, dalam tulisan ini untuk hasil
simulasi hanya sampai mendapatkan A-scan saja. Untuk B-scan dan C-scan yang merupakan
pengembangan dari A-scan dapat dilakukan ketika pengukuran di lapangan. Gambar 6 adalah model
penerima.
Gambar 6: Model penerima
4.4. Transceiver dan Kanal
Model untuk masing-masing bagian sudah dijelaskan di atas seperti pemancar, kanal, dan
penerima. Berikutnya adalah pemodelan secara keseluruhan dari ketiga bagian tersebut. Gambar 7
menunjukkan model system secara keseluruhan.
Gambar 7: Model sistem keseluruhan transceiver dan kanal
Untuk mendapatkan hasil A-scan dari suatu benda, penulis menggunakan waktu tunda sebagai
parameter yang mewakili kedalaman suatu benda. Misalnya untuk benda dengan kedalaman 0.2 m
penulis menggunakan waktu tunda
detik. Sedangkan untuk kalibrasi dilakukan dengan men-set
waktu tunda detik.
Gambar 8: Keluaran IQ demodulator Inphase 0.2 m
Gambar 9:Keluaran IQ demodulator Quadrature 0.2 m
Hasil keluaran dari simulasi ini adalah berupa sinyal inphase riil dan quadrature imajiner sebagai
keluaran dari IQ demodulator. Kedua sinyal tersebut kemudian diproses menggunakan bantuan MATLAB
®
untuk mendapatkan A-scan. Gambar 8 dan gambar 9 adalah sinyal inphase dan quadrature keluaran IQ
demodulator untuk benda dengan kedalaman 0.2 m. Sedangkan untuk hasil A-scan-nya dapat dilihat pada
gambar 10.
72
Gambar 10: A-scan untuk benda dengan Jarak 0.2 meter
Dari gambar 10 terlihat bahwa jaraknya bukan 0.2 m tetapi 1.508 m. Untuk mendapatkan hasil
yang sebenarnya kita bandingkan dengan hasil kalibrasi. Hasil A-scan kalibrasi dapat dilihat pada
gambar 11. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa sebelum ada waktu tunda pun sudah terjadi pergeseran
fasa karena komponen RF yang ditunjukkan seolah- olah ada sebuah benda pada jarak 1.296 m. Dengan
kata lain hasil dari simulasi untuk jarak 0.2 m dikurangkan terlebih dahulu dengan hasil kalibrasi dan
hasilnya adalah jarak yang sebenarnya. Dalam kasus ini untuk mendapatkan hasil A-scan yang sebenarnya
untuk jarak benda 0.2 m di dalam tanah adalah 1.508- 1.296 = 0.212 m. Hasilnya cukup mendekati yang
sebenarnya dengan perbedaan sebesar 0.212-0.2 = 0.012 m atau 1.2cm.
Gambar 11: Kalibrasi A-scan
Gambar 12 menunjukkan perbandingan hasil A-scan untuk benda dengan jarak 0.2 m kiri, 1 m tengah,
dan 2 m kanan. Dari gambar tersebut terlihat bahwa untuk jarak 0.2 m, 1 m, dan 2 m berturut-turut tertulis
1.508 m, 2.286 m, dan 3.276 m. Dengan melakukan offset kalibrasi menjadi 0.212 m, 0.99 m, dan 1.98 m.
Hasilnya memang tidak tepat sama dengan yang sebenarnya namun sudah cukup mendekati yang
sebenarnya dengan perbedaan terbesar 0.02 m atau 2 cm pada benda dengan jarak 2 m dengan resolusi 9.5
cm. Artinya kesalahan masih dalam batas toleransi.
Gambar 12: A-scan 3 benda
Sebagai perbandingan, gambar 13 merupakan hasil A-scan dari pengukuran menggunakan Vector
Network Analyzer VNA yang dilakukan di GPR Test Range
milik Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro LTRGM ITB. Permitivitas
relatif pasir yang digunakan adalah 5.1 dan benda dikubur di dalam pasir sedalam kurang lebih 0.2 m.
Benda yang dikubur berbentuk silinder. Rentang frekuensi dan jumlah sample dibuat sama dengan
simulasi yaitu 700-1398.5 MHz dan 128 sample.
Gambar 13:. A-scan hasil pengukuran menggunakan VNA
5. KESIMPULAN
Kategori