Prosiding.Seminar.Radar.Nasional.2007
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
SEMINAR RADAR NASIONAL
Prosiding
Gedung Widya Graha LIPI
Jakarta, 18 – 19 April 2007
PENYELENGGARA :
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (PPET-LIPI)
dan
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI – ITB)
bekerjasama dengan
International Research Centre for Telecommunications and
Radar (IRCTR) Delft University of Technology (TU Delft) The
Netherlands
Jakarta, 18 – 19 April 2007
ii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
ISBN : 9-793-68869-6
Hak cipta © 2007 oleh Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi – LIPI
Hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang menyalin, memproduksi dalam segala bentuk, termasuk
mem-fotocopy, merekam, atau menyimpan informasi, sebagian atau seluruh isi dari buku ini tanpa ijin
tertulis dari penerbit.
Prosiding Seminar Radar Nasional / [editor by] Goib Wiranto, Mashury Wahab, A.A. Lestari,
A.B. Suksmono, Rustini S. Kayatmo, Purwoko Adhi.
vi + pp.; 21,0 x 29,7 cm
ISBN : 9-793-68869-6
Radio Detecting and Ranging (Radar)
Technical editing by Yusuf Nur Wijayanto, Dadin Mahmudin, and Yudi Yulius Maulana.
Cover design by Yadi Radiansah.
Diterbitkan oleh :
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi (PPET)
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI)
Kampus LIPI Jl. Sangkuriang, Bandung
Telp. (022) 2504661 Fax. (022) 2504659
Website : www.ppet.lipi.go.id
Jakarta, 18 – 19 April 2007
iii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pelindung
Deputi Ilmu Pengetahuan Teknik LIPI
Ketua Umum
Yuyu Wahyu
Panitia Pengarah
Endon Bharata, IRCTR-IB
Nana Rachmana, ITB
Mashury Wahab, LIPI
Syamsu Ismail, LIPI
Rustini S Kayatmo, LIPI
Purwoko Adhi, LIPI
Eko Tjipto Rahardjo, UI
Lilik Hendradjaja, Dephan
Adang Suwandi, ITB
Masbah RT Siregar, LIPI
Tatang A. Taufik, BPPT
Hiskia Sirait, LIPI
Andriyan B Suksmono, ITB
A Andaya Lestari,IRCTR-IB
Panitia Pelaksana
Iqbal Syamsu, LIPI
Yusuf Nur Wijayanto, LIPI
Folin Oktafiani, LIPI
Sulistyaningsih, LIPI
Dedi, LIPI
Yadi Radiansah, LIPI
Zaenul Arifin, LIPI
Popi Sumarni, LIPI
Lisdiani, LIPI
Endang Ridwan, LIPI
Ridwan Effendi, ITB
Andi Kirana, RCS
Gunawan Handayani, ITB
Pamungkas Daud, LIPI
Fredrika H K, LIPI
Iip Syarif Hidayat, LIPI
Deni Permana K, LIPI
Sri Hardiati, LIPI
Yudi Yulius Maulana, LIPI
Dadin Mahmudi, LIPI
Jakarta, 18 – 19 April 2007
iv
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
KATA PENGANTAR
Ungkap syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya
sehingga Seminar Radar Nasional pada tanggal 18 – 19 April 2007 ini dapat terselenggara.
Selanjutnya kami mengucapkan selamat datang di kota Jakarta kepada para peserta seminar, pembicara
kunci, pemakalah poster dan para undangan lainnya. Adapun maksud dan tujuan diadakannya seminar ini
adalah menjadi sarana sosialisasi dan forum pertukaran informasi antara para pakar, peneliti dan
pengguna Radar, sehingga di akhir seminar ini diharapkan akan dapat dibentuk suatu wadah Asosiasi
Radar Indonesia (ASRI) atau Ikatan Ahli Radar Indonesia (IARI) yang akan membantu pemerintah dalam
permasalahan Radar di Indonesia. Suatu hal yang tidak mustahil bila teknologi, kebijakan dan pemecahan
masalah tentang Radar akan terungkap dalam seminar ini.
Seminar ini menghadirkan pembicara tamu dari pengarah/pembuat kebijakan dalam bidang Radar.
Akhirnya panitia mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya kepada Deputi IPT – LIPI, pembicara
undangan, peserta dan semua pihak yang telah membantu hingga terselenggaranya acara ini.
”Selamat dan sampai jumpa di seminar – seminar berikutnya”
Jakarta, 19 April 2007
Panitia
Jakarta, 18 – 19 April 2007
v
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Daftar Isi
Susunan Panitia ................................................................................................................. iv
Kata Pengantar ................................................................................................................... v
Daftar Isi ............................................................................................................................ vi
Daftar Makalah ................................................................................................................ vii
Jakarta, 18 – 19 April 2007
vi
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Daftar Makalah
1. Pengunaan UAIS dan Radar Pengawas Pantai Untuk Monitoring Wilayah Perairan
Indonesia ......................................................................................................................................... 1
Mashury Wahab
2. Pengaturan Footprint Pada GPR Dengan Modified Dipole Array ....................................... 8
A Adya Pramudita, A Kurniawan, A Bayu Suksmono, A Andaya Lestari
3. Pembuatan Voltage Controlled Oscilator untuk Perangkat Pemancar Jamming ............... 14
Elan Djaelani, Daday Ruhiat
4. Frequency Modulation Continuous Wave (FM-CW) Radar ................................................. 21
Rustini Soemaryato Kayatmo
5. Potensi Electromagnetic Interference (EMI) dari Pancaran Sinyal Radar Spurious........... 26
Sri Hardiati
6. Perancangan Antena Mikrostrip Linear Tapered Slot Bentuk V dengan Pencatu CPW
untuk Aplikasi Radar .................................................................................................................... 31
Fitri Yuli Zulkifli, Bayu Aji, Eko Tjipto Rahardjo
7. Pendekatan Citra Radar menggunakan Parameter Time Return dan Power Return ........ 35
Yusuf Nur Wijayanto
8. Ganesha Avionics Air Traffic Control System, Pemanfaatan RADAR dalam Bidang
Pemanduan Lalu Lintas Udara Penerbangan Sipil .................................................................... 40
Oon Arfiandwi Martyono, Riza Satria Perdana
9. A Novel Ultra Wide Band (UWB) Antenna for Monostatic Microwave Radar (MMR) ..... 46
Rudy Yuwono
10. Prinsip-Prinsip Dasar dan Pertimbangan Desain dari Radar Penembus Permukaan
dengan Teknik Sintesa Frekuensi (SFCW-GPR) ........................................................................ 51
Andriyan B. Suksmono, Adya Pramudita, Endon Bharata, A. Andaya Lestari, Nana Rachmana
11. Pemrosesan Sinyal untuk Data A-Scan GPR ......................................................................... 58
Deni Yulian, A. Andaya Lestari
12. Pengukuran Late - Time - Ringing Antenna Menggunakan Sistem impulse GPR ......... 63
Liarto, A.A. Lestari, E. Bharata
13. Beberapa Fitur pilihan pada Search-Radar yang diperlukan untuk peningkatan
Efektifitas Operasi Radar dalam Aplikasi Pesawat Patroli Maritim........................................ 67
Heri Eka Permana
14. State Feedback Robust Tracking Controller Based on Preview - Control Approach
(Teori).............................................................................................................................................. 74
Estiko Rijanto
15. Design of Radar Antenna Tracking Servo Using State Feedback Robust Tracking
Controller Based on Preview - Control Approach (Aplikasi) ................................................... 80
Estiko Rijanto
Jakarta, 18 – 19 April 2007
vii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
16. Perancangan dan Realisasi Antena Wire Dipole Pengukur Dielektrik Tanah
Menggunakan Metode FDTD 3D .................................................................................................. 86
Yuyu Wahyu, Andik Setiawan, Folin Oktafiani, A.A Lestari
17. Shaking Mechanism Dynamics for Micro-strip Array Antenna Used in Surveillance
Coastal Radars ............................................................................................................................... 93
Edwar Yazid, Estiko Rijanto
18. Perhitungan Faktor Reflektivitas Radar dan Intensitas Hujan dari Pengukuran
Distribusi Ukuran Titik Hujan di Surabaya ............................................................................... 99
Lince Markis, Gamantyo Hendrantoro, Achmad Mauludiyanto
19. Pengukuran Variasi Temporal Curah Hujan di Surabaya dengan Disdrometer Optic 103
Muriani, Gamantyo Hendrantoro, Achmad Mauludiyanto
20. Analisa dan Simulasi Traffic Monitoring Kendaraan Bermotor menggunakan
Bistatic Radar ............................................................................................................................... 107
Pamungkas Daud, R Nurmansyah Yarnaka, Heroe Wijanto
21. Fasilitas Pengujian Antena GPR di ITB .............................................................................. 116
E. Bharata1, A.A. Lestari1, A.B. Suksmono, T.P. Soetikno D. Yulian, Liarto, A.G. Yarovoy, dan L.P.
Ligthart
22. Perancangan dan Implementasi Antena Monopole 1GHz untuk Aplikasi Borehole
GPR ............................................................................................................................................... 121
Nana Rachmana, M.Nuramzan Iftari, Andriyan B Suksmono
23. Karakteristik Curah Hujan di Kotaagang menggunakan Radar Atmosfer
Katulistiwa .................................................................................................................................... 126
Suaydhi
24. Model Antena Pita Lebar Perbahan Limbah dan Uji Hipotesa Antena ........................... 132
Soetamso
25. Peranan Radar Surveillance (PSR/SSR) dalam Pelayanan Lalu Lintas Udara di
Indonesia dan ADS-B sebagai Sistem Alternatif ...................................................................... 139
Abdullah Agus Ma’rufi, Moch. Abdul Azis
Jakarta, 18 – 19 April 2007
viii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Penggunaan UAIS dan Radar Pengawas Pantai
untuk Monitoring Wilayah Perairan Indonesia
Mashury Wahab
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi (PPET) – LIPI
Jl. Cisitu 21/154D Bandung, 40135, Indonesia
Phone: 022- 2504661, Fax: 022- 2504659, Email: [email protected]
Abstract
Application of a UAIS and coastal surveillance Radar system to monitor Indonesian waters and also to improve
the safety on sea is described in this paper. Integration of the UAIS systems with Radar systems in a network
will increase the number of Indonesian waters that can be covered and safety guidance can be received by a
larger number of ships. Accidents at the harbor can be minimized due to the traffic of incoming and outgoing
vessels. Securing Indonesian waters against foreign infiltration can be improved by using this UAIS and Radar
system. The ongoing research and development of the coastal surveillance Radar at the research centre for
electronics and telecommunications (PPET-LIPI) including its milestones is also presented in this paper.
Keywords: UAIS, coastal surveillance Radar, network, ships, safety and milestones.
Abstrak
Dalam tulisan ini dipaparkan tentang aplikasi UAIS dan Radar pengawas pantai yang dapat digunakan untuk
memonitor wilayah perairan Indonesia dan juga untuk meningkatkan keselamatan pelayaran. Integrasi sistem
UAIS bersama Radar dalam suatu jaringan memungkinkan banyak wilayah perairan yang dapat dicakup serta
panduan keselamatan pelayaran akan dapat diterima oleh banyak kapal. Kecelakaan dipelabuhan akibat kapal
keluar masuk dapat dihindari. Pengamanan wilayah perairan Indonesia terhadap penyusupan asing dapat
dikurangi dengan menggunakan system UAIS dan Radar ini. Penelitian dan pengembangan Radar pengawas
pantai yang sedang berlangsung di pusat penelitian elektronika dan telekomunikasi (PPET-LIPI) juga
dipresentasikan dalam tulisan ini termasuk langkah-langkah pencapaiannya (milestone).
Kata Kunci: UAIS, Radar pengawas pantai, jaringan, kapal-kapal, keselamatan, dan pencapaian.
kapal-kapal tersebut bertemu dan juga
kompatibilitas komunikasi antar kapal-stasiun
dipantai-kapal. Pada saat komunikasi antar
kapal, informasi navigasi tambahan akan
memungkinkan petugas kapal untuk mengidentifikasi dan melacak kapal serta
memberikan informasi kunci dalam rangka
menghindari tabrakan. Kapal-kapal yang
dilengkapi UAIS akan lebih mudah dideteksi
pada saat cuaca buruk dan ombak tinggi
dilautan.
Pada saat berhubungan dengan stasiun
dipantai, kapal-kapal tidak perlu lagi untuk
berkomunikasi lisan dengan stasiun karena
peralatan AIS akan melakukannya secara
otomatis. Lalulintas komunikasi radio menjadi
berkurang dan Petugas distasiun tidak perlu
setiap waktu memanggil kapal-kapal untuk
melapor. Tetapi, Petugas tetap selalu dapat
memonitor keberadaan kapal.
Aplikasi lain dari UAIS adalah:
• Transmisi pesan pendek ke kapal
tertentu berkenaan dengan bahaya
I. Pendahuluan
A. Universal Automatic Identification System
(UAIS)
UAIS (Universal Automatic Identification
System) adalah sistem transponder pemancar
diatas kapal yang beroperasi dalam pita VHF
untuk maritim [4]. Sistem ini mampu untuk
secara otomatis mengirimkan informasi kapal
seperti identifikasi, posisi, tujuan, panjang dan
jenis kapal serta informasi keselamatan lainnya.
Informasi ini disampaikan ke kapal-kapal
lainnya dan juga ke stasiun pengamatan ditepi
pantai. Transponder AIS juga memungkinkan
pesan pendek keselamatan navigasi untuk
dikirimkan ke kapal tertentu atau ke semua
kapal disekitar kapal yang mengirimkan pesan.
Jangkauan transmisi efektif dari transponder
UAIS akan tergantung daya transmisi dan
tinggi antena. Secara umum, jangkauan ini
sekurang-kurangnya 20 mil laut (36 Km).
Istilah Universal digunakan karena sistem
UAIS mempunyai standar internasional untuk
menjamin kompatibilitas antar kapal apabila
Jakarta, 18 – 19 April 2007
1
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
•
•
•
memungkinkan wilayah perairan Indonesia
dapat dimonitor sepanjang waktu sehingga
tindakan illegal seperti pencurian ikan,
perompakan, penyelundupan dapat segera
dilakukan antisipasi.
Pengamanan wilayah Indonesia termasuk
pulau-pulau terluar/terdepan akan sangat
terbantu dengan adanya Radar pantai. Hal ini
didukung oleh fakta-fakta berikut [1, 2]:
Wilayah Indonesia terdiri dari lebih 17
ribu pulau dan 2/3 diantaranya berupa
lautan.
Jarak dari Sabang di NAD ke Jayapura
di Papua +/- 3 ribu mil laut (5.556 km).
Jumlah Kapal TNI-AL 117 buah dan
77 kapal diantaranya berusia 21-60
tahun.
Perbandingan jumlah kapal terhadap
luas wilayah perairan: 1:72 ribu km
persegi.
Dibutuhkan sekitar 350 kapal patroli
untuk seluruh wilayah perairan.
navigasi, manajemen lalulintas dan
pelabuhan.
AIS dengan bantuan alat lain juga
dapat mengirimkan data lingkungan
real-time tentang ombak, arus dan jarak
pandang.
Transmisi data Radar.
Membantu dalam pencarian kapal yaitu
untuk kepentingan SAR (search and
rescue).
International Maritime Organization (IMO)
sesuai dengan mottonya ‘perjalanan laut yang
aman dan laut yang bersih’ telah menyetujui
standar unjuk kerja AIS pada tahun 1997 yang
diajukan oleh negara-negara skandinavia dan
Eropa barat [4]. IMO menentukan semua kapal
baru harus dilengkapi UAIS sejak 1 Juli 2002
dan pada Juli 2008 semua kapal harus sudah
memiliki perangkat UAIS [4].
B. Radar Pengawas Pantai
Pengamanan dan pengawasan wilayah
NKRI yang terdiri dari lebih 17.000 pulau
dengan 2/3 wilayah terdiri dari lautan
memerlukan aparat dan peralatan yang
berjumlah sangat besar. Pada kenyataannya,
kemampuan TNI-AL dan Polri untuk
mengawasi wilayah RI sangat terbatas sehingga
wilayah perairan Indonesia rawan akan
pencurian ikan, pelanggaran wilayah oleh
kapal-kapal asing, pembajakan kapal laut dan
penyelundupan.
Salah satu cara untuk meningkatkan
kemampuan
aparat
pemerintah
dalam
mengawasi dan mengamankan wilayah adalah
dengan menggunakan Radar pengawas pantai
untuk mengawasi pergerakan kapal laut
sehingga dapat dicegah tindakan-tindakan yang
dapat merugikan NKRI dan juga tabrakan kapal
apabila hendak merapat ke pelabuhan.
Pemasangan Radar pengawas pantai dengan
daya besar (high power) di kapal atau dipinggir
daratan (sekitar pantai) dapat digunakan untuk
mengawasi wilayah laut yang luas sampai
beberapa puluh mil laut atau sampai wilayah
zona ekonomi eksklusif (ZEE).
Selain untuk mengawasi wilayah perairan
Indonesia, Radar juga berperan sangat penting
dalam mengatur lalulintas transportasi laut.
Kapal-kapal yang masuk dan keluar pelabuhan
dapat diatur sehingga terhindar dari tabrakan
terutama pada saat cuaca buruk. Penggunaan
Radar
pantai
(dengan
alat
UAIS)
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Merupakan suatu tugas berat bagi
pemerintah dalam hal pengadaan Radar dari
luar negeri untuk memenuhi kebutuhan Radar
pengawas pantai untuk wilayah Indonesia yang
panjang garis pantainya 5000 km dimana
jumlah Radar yang dibutuhkan sangat besar.
Hal ini diperburuk oleh kondisi perekonomian
bangsa yang sedang terpuruk ini sehingga tidak
memungkinkan pemerintah untuk membeli
banyak peralatan Radar dari luar negeri yang
umumnya bernilai sangat mahal (dari U$10.000
sampai dengan jutaan U$ dollar). Hal ditambah
oleh sulitnya mekanisme pembelian Radar yang
bernilai strategis dibidang keamanan.
Gambar 1. Contoh Radar Pengawas Pantai.
2
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
instalasi, informasi statis yang berhubungan
dengan kapal harus dimasukkan ke memori alat
UAIS antara lain identitas, panjang, jenis kapal,
dan lokasi antena. Unit akan dilengkapi
minimal dengan keyboard dan display yang
berfungsi untuk mengetahui status informasi
alat dan target.
Pada saat dalam perjalanan, peralatan
UAIS akan memancarkan secara kontinyu dan
automatis posisi dari kapal serta semua
informasi statis dan dinamis sesuai dengan
standar IMO. Operator harus memasukkan data
yang berhubungan dengan perjalanan, antara
lain:
• Ketinggian kapal dibawah air
• Jenis kargo berbahaya yang dibawa
• Tujuan dan perkiraan sampai
• Rute yang digunakan
• Status navigasi sesungguhnya
Gambar
3
memperlihatkan
daerah
jangkauan Radar pantai apabila dilakukan
instalasi Radar pantai diseluruh Indonesia.
Daerah jangkauan ini ditentukan oleh daya
pancar, penguatan antena, polarisasi antena dan
lebar berkas (beamwidth).
Setiap Radar pantai dilengkapi alat UAIS
untuk kemudahan identifikasi kapal-kapal yang
dimonitor. Kemudian, semua Radar pantai
dihubungkan oleh suatu network (jaringan)
sehingga bisa terintegrasi. Dikarenakan kondisi
Indonesia yang terdiri dari kepulauan, maka
komunikasi antara Radar pantai satu dengan
lainnya dan juga dengan stasiun pusat
dilaksanakan melalui satelit sehingga bisa lebih
andal.
II. Sistem UAIS
Dalam gambar 4, diperlihatkan suatu
skenario lalu lintas laut dimana ada tiga kapal
yang saling berhubungan satu sama lain
melalui peralatan UAIS mereka. Kapal-kapal
tersebut juga berhubungan dengan stasiunstasiun (yang memiliki Radar pantai
didalamnya) yang ada dipulau-pulau yang
dilewati serta dengan sebuah anjungan minyak
lepas pantai. Melalui komunikasi ini, kapalkapal dapat terhindar dari tabrakan dan dapat
mengenali satu sama lain. Informasi navigasi
termasuk cuaca juga diterima kapal-kapal untuk
membantu kelancaran perjalanan. Stasiunstasiun dipulau-pulau yang dilewati turut
memandu dan memonitor kapal-kapal termasuk
kapal-kapal yang akan berlabuh.
International Telecommunication Union
(ITU) telah menentukan dua alokasi kanal VHF
untuk UAIS yaitu pada frekuensi 161.975MHz
dan 162.025MHz. Standar teknis untuk UAIS
disetujui oleh ITU pada November 1998.
Kriteria teknis yang ditentukan antara lain:
z Karakteristik Transceiver
z Modulasi
z Format data, pesan dan kemasan
z TDMA (time division multiple access)
z Manajemen Kanal
Tampilan pada suatu peralatan UAIS yang
berada dipusat pengendali (master station)
diperlihatkan dalam gambar 6 [3]. Simbol
bintang menandakan keberadaan kapal-kapal
internasional yang tertangkap oleh sistem UAIS,
sementara simbol bulat adalah kapal-kapal
yang tidak memakai UAIS. Kapal-kapal
dengan simbol bulat bisa merupakan kapal
lokal ataupun kapal internasional (asing).
Contoh spesifikasi minimum untuk UAIS
diperlihatkan pada Tabel 1 [5].
Dalam gambar 5 [6], diperlihatkan
sebuah blok diagram sistem UAIS yang
terhubung dengan sumber daya, antena, dan
bermacam-macam peralatan/sensor dikapal
termasuk sistem navigasi terintegrasi. Pada saat
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Gambar 2. Contoh Alat Sistem UAIS
3
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Gambar 3. Illustrasi jangkauan deteksi Radar di seluruh wilayah Indonesia.
Pulau
Pulau
Kapal 3
Anjungan
Minyak Lepas
Pantai
Stasiun 2
Kapal 2
Pulau
Stasiun 1
Kapal 1
Pulau
Gambar 4. Contoh konfigurasi sistem UAIS.
Tabel 1. Spesifikasi Sistem UAIS.
Jakarta, 18 – 19 April 2007
4
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Gambar 5. Contoh Blok Diagram dari Sebuah Perangkat UAIS.
Gambar 6. Contoh tampilan pada peralatan UAIS.
Jakarta, 18 – 19 April 2007
5
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
digunakan
di
Indonesia
maka
akan
mempermudah
integrasi
dalam
satu
jaringan/network karena tidak memerlukan
interface/adapter antar perangkat lunak dan
keras yang berbeda seperti apabila digunakan
jenis Radar yang berbeda-beda.
III. Sistem Radar Pengawas Pantai
Pada saat ini dilakukan pembuatan satu
Radar pantai di PPET-LIPI. Komponen Radar
pantai yang dibuat terdiri dari perangkat
pengolah citra Radar, antena, pemancar dan
penerima.
Terdapat dua jenis Radar yang paling utama
yaitu Radar pulse dan Continuous Wave (CW).
Kombinasi Radar jenis ini dengan teknik-teknik
modulasi lain melahirkan banyak jenis-jenis
Radar lain, seperti Radar Frequency-modulated
Continuous Wave (FM-CW). Secara prinsip,
teknologi perangkat keras Radar tidak banyak
mengalami perubahan. Dibandingkan perangkat
kerasnya, perkembangan teknologi perangkat
lunak untuk Radar berkembang pesat sehingga
banyak informasi yang dapat diperoleh melalui
penggunaan Radar seperti: jarak obyek,
kecepatan obyek, bentuk obyek dan kontour dari
obyek (3 dimensi). Dikarenakan hal ini, peranan
perangkat lunak di Radar semakin vital.
Pada penelitian ini, kami melakukan disain
dan implementasi antena mikrostrip yang
bersifat modular yang memiliki nilai inovasi
dibandingkan antena-antena Radar yang sudah
ada. Disain dan implementasi sistem transmitter
dan receiver Radar dilakukan dengan
bekerjasama dengan IRCTR. Disain dan
implementasi perangkat lunak pengolahan citra
Radar khusus juga kami lakukan dalam
penelitian ini. Jadi, melalui penelitian ini kami
dapat memberikan unsur keterbaruan (novelty)
karena baik perangkat keras maupun perangkat
lunak bukan merupakan suatu copy atau plagiat
dari sistem Radar yang sudah ada.
Dipilih tipe Radar FM-CW dalam penelitian
ini sehingga tidak diperlukan komponen
magnetron yang umumnya dipakai di Radar tipe
Pulse dan berharga sangat mahal. Radar ini
memiliki daya pancar yang kecil tetapi dapat
menjangkau daerah yang luas. Antena yang
digunakan tipe modular sehingga penguatan
antena dapat ditambah untuk menjangkau
wilayah yang lebih luas. Pengalaman dalam
penelitian Radar telah dilakukan oleh beberapa
Institusi di Indonesia sejak beberapa tahun yang
lalu seperti ITB dan LIPI tetapi belum intensif
dan kontinyu sehingga belum memberikan hasil
yang memadai.
Kemampuan dalam pembuatan Radar harus
dibangun untuk menghindari ketergantungan
dari luar negeri serta prosedur pembelian Radar
yang rumit. Hal ini ditambah oleh kenyataan
bahwa apabila hanya satu tipe Radar pantai yang
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Synchronizer
Transmitter
Antenna
Power Supply
Video
Display Unit
Receiver
Antenna Control
Gambar 7. Blok diagram Radar FM-CW.
Blok diagram Radar secara umum dapat
direpresentasikan pada Gambar 7 [7]. Sistem
Radar terbagi atas dua bagian utama yaitu
transmitter (pemancar) dan receiver (penerima).
Hasil deteksi Radar akan ditampilkan oleh
display unit yang mengolah sinyal yang diterima
dari bagian Receiver menjadi suatu gambar yang
dapat diinterpretasikan dengan mudah oleh
pengguna. Terdapat dua antena yang masingmasing digunakan untuk memancarkan sinyal
Radar ke obyek yang ingin diamati dan untuk
menerima sinyal Radar yang dipantulkan oleh
obyek. Antenna control yang berfungsi untuk
mengatur agar gerakan antenna sesuai dengan
tampilan dilayar dari display unit. Synchronizer
berfungsi untuk menyesuaikan sinyal-sinyal
yang dikirimkan oleh transmitter dengan
tampilan yang diinginkan di display unit.
IV. Langkah-langkah Untuk Merealisasikan Radar Pengawas Pantai Yang
Dilengkapi UAIS
Untuk mencapai sasaran penelitian yaitu
suatu sistem Radar pengawas pantai yang
dilengkapi dengan UAIS, maka tim peneliti dari
PPET-LIPI telah menetapkan milestones
(langkah-langkah pencapaian) sebagai berikut:
• Tahun 2006: Disain Antena, Disain
Perangkat Lunak (software) dan
Disain Perangkat Keras (hardware).
6
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
•
•
•
tindakan illegal termasuk penyusupan kapal
asing di perairan Indonesia. Pembuatan jaringan
Radar akan sangat membantu pengawasan
wilayah
Indonesia
secara
menyeluruh.
Kemandirian bangsa dalam pembuatan Radar
harus
dibangun
untuk
menghindari
ketergantungan terus menerus dari pihak luar
negeri.
Tahun 2007: Implementasi Antena,
Perangkat Lunak dan Keras.
Tahun 2008: Integrasi seluruh bagian
sistem dan juga dengan peralatan
UAIS, Testing dan Kalibrasi.
Setelah tahun 2008, akan dilakukan
pengembangan Radar pengawas
pantai kedalam satu jaringan/network.
V. Hasil dan Pembahasan
VII. Daftar Pustaka
Dalam tulisan ini telah dipresentasikan
tentang sistem UAIS dan Radar serta integrasi
antara kedua sistem ini. Sistem Radar yang
dilengkapi oleh UAIS sangat membantu untuk
mengatur lalu lintas laut diwilayah Indonesia
serta meningkatkan keselamatan pelayaran
terlebih lagi pada saat cuaca buruk. Pengawasan
wilayah Indonesia juga dapat dilakukan
sepanjang waktu tanpa mengeluarkan ongkos
besar untuk patroli kapal. Apabila ada tindakan
illegal diwilayah perairan Indonesia, aparat yang
berwenang dapat segera bertindak.
Spesifikasi dan blok diagram sistem UAIS
serta blok diagram sistem Radar juga telah
dipresentasikan. Langkah-langkah pencapaian
sasaran dalam penelitian berkelanjutan ini juga
telah disampaikan.
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
VI. Kesimpulan
[7]
Sistem UAIS dan Radar yang terintegrasi
untuk meningkatkan keselamatan pelayaran
dilaut dan pengawasan perairan Indonesia telah
dipresentasikan dalam tulisan ini. Penggunaan
Radar pengawas pantai akan sangat membantu
aparat yang berwenang untuk mencegah
Jakarta, 18 – 19 April 2007
7
Harian Kompas, ’ Indonesia Butuh
Ratusan Kapal Patroli Laut’, 11
September 2003.
Poedjo Purnomo,’ Menjaga Laut Sungguh
Tidak Mudah’, Harian Kompas, 4
Nopember 2004.
Haemiwan Fathony, ’ Pemanfaatan ICT
Untuk Mengamankan Selat Malaka’,
Detikinet, 13 September 2005.
IALA/AISM, ’ IALA Guidelines on the
Universal
Automatic
Identification
System (AIS),’ Volume 1, Part 1Operational Issues, Edition 1.1, December
2002.
OFCOM, ‘ UK Interface Requirement
2025’, Version 2.0, July 2005.
SAILOR, ’SAILOR UAIS 1900’, Product
brochure dan diakses dari www.sailor.dk.
Leo P. Ligthart, ’Short Course on Radar
Technologies’, International Research
Centre
for
Telecommunicationstransmission and Radar, TU Delft,
September 2005.
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pengaturan Footprint pada GPR dengan Modified Dipole Array
1,2)
A. Adya Pramudita, 1)A. Kurniawan, 1)A. Bayu Suksmono, 1)A.Andaya Lestari
1) International Research Centre for Telecommunications and Radar – Indonesian Branch (IRCTR-IB)
STEI - ITB, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia ,Phone: +62-22-2501661, +62-22-2534134
2)Unika Atmajaya Jakarta Indonesia , [email protected]
Abstrak
Footprint antena merupakan parameter penting untuk mendapatkan hasil deteksi yang bagus dalam survey
GPR. Kondisi tanah yang berbeda-beda, yang menutupi objek akan mempengaruhi ukuran footprint antenna
sehingga diperlukan antenna yang memiliki kemampuan adaptasi terhadap kondisi tanah yang berbeda-beda.
Antena tersebut harus mampu menjaga agar footprint relatif konstan pada kondisi tanah yang berbeda-beda.
Footprint antena berhubungan dengan dimensi dari antena. Pada paper ini, Modified dipole array diusulkan
sebagai antenna adaptif terhadap footprint untuk aplikasi GPR. Dengan menggunakan RF switch circuit, maka
elemen pada array yang akan dicatu dapat dipilih bersesuaian dengan footprint yang akan dihasilkan. Jika
coupling antar elemen pada array begitu signifikan maka skenario adaptasi tersebut akan gagal. Pembebanan
resistif digunakan untuk menekan level coupling antar elemen array.
Kata kunci : Footprint, Antena Adaptif, Modified Dipole, Coupling, Pembebanan Resistif.
namun memiliki karakteristik yang relatif sama.
Footprint antenna akan besar jika dimensi antena
besar dan sebaliknya. Kemudian dengan
menggunakan RF Switch sirkit maka akan
dipilih elemen array yang akan dicatu
bersesuaian dengan footprint yang akan
dihasilkan. RF Switch sirkit berfungsi untuk
memilih elemen yang akan dicatu.
Coupling antar elemen pada array menjadi
penting untuk dipertimbangkan berhubungan
dengan skenario pengaturan footprint pada
paragraf sebelumnya. Jika level coupling antar
elemen besar maka skenario pengaturan
footprint dengan antenna array seperti yang
dijelaskan sebelunya akan gagal. Terdapat
beberapa metode yang yang telah diteliti untuk
menekan level coupling. Level coupling pada
dipole array dapat ditekan dengan melapisi
radiator dengan substrat dielektrik[6]. Level
coupling pada dipole array dapat ditekan hingga
dibawah -30 dB dengan memberikan slit, dan
memasang metal penghalang
[7]. Metode
tersebut tidak mendukung untuk mendapatkan
desain yang kompak.
Pada penelitian yang kami lakukan
sebelunya menunjukan bahwa pembebanan
resistif dapat menekan level coupling anatar
elemen pada array [8]. Tapi di sisi lain
pembebanan resistif dapat mengurangi efisiensi
radiasi. Namum pada system GPR masalah ini
dapat dipebaiki dengan lebih sederhana pada
postprocessing. Sistem antena array ditunjukan
pada gambar 2..
Methode Momonet (MoM) dipilih sebagai
metode numeric untuk analisa pada penelitian
Pendahuluan
Pada setiap survey GPR terdapat
kemungkinan bahwa objek yang akan dideteksi
terkubur pada kondisi tanah yang berbeda-beda.
Kondisi tanah yang berbeda-beda akn
menyebabkan hasil pendeteksian yang berbedabeda. Sehingga menjadi suatu hal penting bahwa
antenna yang digunakan memiliki kemampuan
adaptasi terhadap kondisi tanah yang berbedabeda tersebut.. Untuk mendapatkan hasil
pendeteksian yang optimum maka pengaturan
footprint menjadi hal yang penting. Footprint
yang optimum sebanding dengan dimensi luasan
dari objek yang akan dideteksi. Jika footprint
antenna terlalu besar maka akan menghasilakn
clutter yang besar. Jika footprint terlalu kecil
maka akan sulit dalam mengenali objek.
Pengaturan
footprint
menjadi
suatu
tantangan dalam riset-riset pada bidang GPR.
Pada paper ini dikembangkan sebuah antenna
yang memiliki kemampuan adaptasi terhadap
kondisi tanah yang berbeda-beda sedemikin
hingga footprint dapat terjaga relatif konstan.
Pada paper ini dikaji array Modified dipole
untuk antena adaptif terhadap footprint. Telah
dijelaskan sebelumnya bahwa footprint antenna
berhubungan dengan dimensi antena. Penelitian
sebelumnya menunjukan bahwa pengaturan
footprint dilakukan dengan mengatur flare angle
dari antenna wire bow-tie [1],[3]. Mengatur flare
angle dari antena wire-bowtie berarti mengubahubah aperture antena. Sistem antenna array yang
diuslukan terdiri dari beberapa elemen antenna
yang memiliki dimensi yang berbeda-beda,
Jakarta, 18 – 19 April 2007
8
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
ini. Dipilihnya metode momen mengacu pada
sistem GPR yang dimana antenna adaptif akan
diimplementasikan. Antena adaptif yang akan
dikembangkan
dimplementasikan
Stepped
Frequency Continuous Wave (SFCW) GPR.
SFCW-GPR adalah radar domain frekuensi.
Suatu N-lement array dapat dimodelkan sebagai
suatu N-port network. Matrik Scattering dan
matrik impedansi dapat dihitung dengan
menggabungkan antara MoM dengan persamaan
N-port Network .
aplikasi SFCW maka kriteria yang harus
dipenuh tidak terlalu ketat dibanding impulse
radar. Terutama masalah liniearitas fasa. Pada
SFCW
linearitas
fasa
tidak
menjadi
pertimbangan yang terlalu penting seperti pada
impulse radar [2].
Untuk mendapatkan kemampuan adaptasi
mengatur footprint pada kondisi tanah yang
berbeda-beda maka diusulkan suatu antena array
dengan elemen penyusun yang memiliki dimensi
berbeda-beda. Kemudian secara elektronik akan
dilakukan pengaturan elemen yang akan dicatu
dengan
rangkaian
RF
Switch.
Untuk
mendapatkan footprint yang besar maka elemen
yang dicatu diplih yang besar, begitu pula
sebaliknya. Sedang elemen yang lain yang tidak
dicatu, menjadi elemen yang diharapkan tidak
menghasilkan radiasi yang signifikan yang
diakibatkan adanya efek coupling.
Efek
coupling harus ditekan seminimal mungkin
sehingga skenario untuk mengatur footprint
antena dengan memilih elemen antena yang
akan dicatu, tidak gagal.
Percobaan sebelumnya menunjukan bahwa
pembebanan resistif pada ujung-ujung antenna
microstrip dipole dapat mereduksi coupling
antar elemen secara signifikan[8]. Walaupun
pembebanan secara resistif akan menurunkan
efisiensi radiasi, tapi pada aplikasi GPR dapat
dilakukan kompensasi pada postprocessing.
Teknik ini lebih sederhana dan lebih efektif
dalam menekan coupling dibanding beberapa
teknik yang telah diteliti sebelumnya.
Berdasarkan hal diatas maka antenna adaptif
untuk SFCW GPR dirancang menggunakan
struktur array dengan pembebanan resistif dan
pengaturan
pencatuan
secara
eletronik
menggunakan RF switch.
Modified dipole array dikaji sebagai antenna
adaptif terhadap footprint untuk GPR.
SFCW-GPR
Salah satu kendala dalam sistem radar
impulse adalah melakukan pembangkitan pulsa
sempit yang akan ditembakkan pada objek target.
Semakin sempit pulsa, maka semakin komplek
metode dan piranti yang digunakan. Dengan
konsep relasi Transformasi Fourier maka
pembangkitan pulsa dapat didekati dengan
sintesa frekuensi, yaitu dengan melakukan
penyapuan dari frekuensi rendah ke frekuensi
tinggi. Sistem SFCW-GPR ditunjukan pada
gambar 1.
A/D
Conv.
+
IFFT
Frequency
Synthesizer
I
Display
Q
Quadrature
Mixer
Resistive load
TX antenna
RX antenna
Gambar 1: Sistem SFCW GPR
Struktur Array untuk Antena Adaptif
terhadap Footprint
Substrate
dielektric
Ground plane
Perancangan antena untuk aplikasi GPR
selalu mengacu pada suatu kebutuhan aplikasi
tertentu. Jadi sangat tidak mungkin suatu antena
dapat digunakan secara universal untuk berbagai
aplikasi dengan kinerja yang setara. Untuk
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Feeding circuit
RF
Gambar 2: Modified microstrip dipole array
dengan pembebanan resisitif.
9
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Dari konsep dasar perancangan tersebut
yang perlu dikaji adalah bentuk dari elemen
array dan bentuk array sedemikian hingga
antenna memiliki karakteristik ultra wideband
dan memiliki impedansi input yang relatif
konstan pada rentang frekuensi penyapuan
SFCW GPR(500 Mhz-5 Ghz). Selain itu juga
perlu
dipertimbangkan
supaya
antenna
rancangan mempunyai bentuk yang kompak.
Bentuk susunan yang konsentris akan
menghasilkan bentuk yang kompak.
Resistor
Gambar 3: Bebeapa bentuk modified
dipole array yang dikaji.
Simulasi
Antena didesain untuk diimplementasikan
pada Stepped Frequency Continuous Wave
(SFCW) GPR. SFCW-GPR adalah radar domain
frekuensi. Sehingga pada kasus ini MoM adalah
metode analisa yang tepat sebab MoM adalah
analisa pada domain frekuensi. Suatu N-lement
array dapat dimodelkan sebagai suatu N-port
network.
Matrik Scattering dan matrik
impedansi
dapat
dihitung
dengan
menggabungkan antara MoM dengan persamaan
N-port Network[8]. Parameter Scattering, S nm ,
dimana n ≠ m menunjukan level coupling
antar elemenn and m .
Pada paper ini dibanding beberapa bentuk
modified dipole array sepeti ditunjukan pada
gambar 3. Setiap modified dipole array didesain
dengan stuktur microstrip pada substat dielectrik
FR4-epoxy dengan εr=4.4 dan ketebalan 3.2 mm.
Resistor
Gambar 3: Bebeapa bentuk modified
dipole array yang dikaji.
Gambar 4: Struktur Mikrostrip untuk modified
dipole pada gambar 3.
Hasil simulasi menunjukan bahwa bentuk
dari modified dipole berpengaruh terhadap level
coupling antar elemen pada array. Pada simulasi
ditunjukan bahwa modified dipole memiliki
bentuk-bentuk
transisi
mendadak
akan
menghasilkan level coupling yang lebih tinggi.
Hal ini disebabkan karena daerah pada transisi
mendadak akan meradiasikan EM lebih efektif
disbanding tempat lain. Bentuk modified dipole
yang memiliki karakteristik pada level coupling
dan efisiensi, ditunjukkan pada gambar 3.
Bentuk susunan modified dipole nampak
mendukung untuk mendapatkan desain yang
kompak.
Via1 Via2 Via3
R1 R2
R1
(Resistive Load)
Resistor
Jakarta, 18 – 19 April 2007
10
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
-15
100 ohm
S12&S21
S13&S31
S23&S32
-20
Magnitude of scattering parameters
Resistor
(dB)
RF
Switch
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-55
-60
0.5
Element-3
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
Element-2
Gambar 7: Level Coupling antar elemen pada
modified dipole array.
Gambar 5: Modified Dipole Array
dengan pembebanan resistif.
300
Real Part (port 1)
Real Part (port 2)
Real Part (port 3)
Imaginary Part (port 1)
Imaginary Part (port 2)
Imaginary Part (port 3)
250
Input Impedance port 1, 2, 3
Gambar 6 sampai gambar 9 menunjukkan
hasil simulasi MoM dari modified dipole array
pada gambar 5. Hasil simulasi menunjukan
bahwa tiap elemen pada array memiliki
karakteristik yang relatif sama (gambar 6,8,9).
Parameter Scattering, S nm , dimana n ≠ m
menunjukan level coupling antar elemenn and m.
S12 menunjukan level coupling antara Element1 dan Element-2. Nampak bahwa pembebanan
resistif dapat menenkan level coupling dengan
baik. Coupling antar elemen yang berdekatan
relative sama(S12,S21), dan akan menurun
dengan bertambahnya jarak(S13). VSWR pada
port 1,2,3 menunjukkan bahwa tiap elemen
selain memiliki karakterisit yang relatif sama,
juga menunjukan bahwa tiap elemen juga
memiliki karakteristik ultrawidband.
100
50
-50
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
Gambar. 8 Impedansi input port 1, 2, 3
5
Magnitude of scattering parameters (dB)
Magnitude of scattering parameters (dB)
150
0
0
S11
S22
S33
-5
200
-10
-15
VSWR port 1
VSWR port 2
VSWR port 3
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
-20
1
0.5
-25
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
-30
Gambar .9 VSWR pada port 1, 2, 3
-35
-40
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Dengan asumsi bahwa antenna akan
diletakan sangat dekat dengan permukaan tanah ,
maka kajian ukuran footprint yang dihasilkan
didekati dengan analisa medan dekat. Medan
dekat sebanding dengan daerah yang diiluminasi.
Jika setiap elemen yang aktif/ dicatu pada array
5
frequency (GHz)
Gambar 6: Return Loss pada port 1, 2, 3
dari modified microstrip dipole array
dengan beban resistif 100 Ohm
Jakarta, 18 – 19 April 2007
11
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
menghasilkan daerah medan dekat yang
berbeda-beda maka skenario pengaturan
footprint dengan sistem array berhasil. Hasil
simulasi menunjukan bahwa perbedaan elemen
array yang dicatu akan menghasilkan luasan
medan dekat yang berbeda. Elemen dengan
dimensi besar akan menghasikan daerah medan
dekat yang besar, begitu juga sebaliknya.
Sehinga hasil simulasi tersebut menunjukkan
bahwa footprint anten dapat dilakukan dengan
sistem antenna array diatas.
Port 1
Antenna TX
εr=4 µr=3
h= 10 cm
Antenna RX
Port 2
Gambar 10: Model pengukuran footprint
Table II: Footprint antenna modified dipole
array dengan elemen aktif yang berbeda-beda
Table I : Medan dekat modified dipole array dengan
elemen aktif yang berbeda-beda
Active
Magnitude of
Contour
element
Near Field
representation
Element-1
Active
element
Element-1
Footprint antena
10
0.018
8
0.01
3
02
0.
0.028
23
0.0
8
0.0
23
9
0.018
0.028
0. 018
2
0. 023
8
0.01
1
2
3
4
5
7
8
9
10
0.018
9
18
0.0
6
0.0
28
3
02
0.
8
0.01
33
0. 0
0. 028
7
0.
0
0.023
0.028
0.
02
3
8
0.028
Element-3
6
23
0.0
18
Element-2
0.0183
0.02
33
0. 0
3
1
0.023
0.028
4
Element-2
0.023
0. 018
5
0.018
6
33
0.0
0.028
7
5
0.
02
8
0.02
8
3
1
1
2
3
4
5
8
01
0.
6
7
8
9
8
9
10
9
0.018
0
0.028 . 023
0.0
28
6
0.023
0.018
0.0
0.02 18
3
0.028
0.
02
8
7
8
0.01
23
0.0
8
5
3
0.
02
3
0.02
8
0.02
8
0.023
0.018
2
1
18
0.0
3
0.02
4
18
0.0
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Element-3
0.028
0. 02
0. 018 3
2
Pemodelan untuk simulasi footprint berdasar
atas model pengukuran footprint pada gambar
10. Dimana antenna TX diletakkan sangat dekat
dengan permukaan tanah dan antenna RX
diletakkan didalam tanah dengan kedalaman h.
Kemudian Antena TX digerakkan men-scan
luasan yang akan diobservasi. Sehingga jika
S12n(f) adalah scattering parameter antara port 1
Antena TX yang ditempatkan pada titk n dengan
port 2, yang dihitung dengan metode Mom dan
N-port network Equation, maka S12n(f)
menunjukan fungsi transfer dari media. Jika S1(f)
adalah spectral dari monocycle pulse yang
disintesa oleh Frekuensi sinteser, maka output
dari port 2 S2n(f) adalah S1(f). S2n(f). Setelah
dilakukan rekonstruksi maka didapatkan S2n(t).
Berdasarkan nilai S2n(t) footprint dapat
ditentukan.
8
0.01
23
0.0
0.023
33
0.0
0. 023 8
1
0.0
4
1
2
3
4
5
6
7
Kesimpulan
Pembebanan Resistif yang digunakan dapat
menekan level coupling secara siknifikan
sehingga hanya elemen yang dicatu saja yang
efektif meradiasi sedangkan elemen lain yang
tidak dicatu tidak efektif meradiasi. Hal ini
12
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Technologies and Applications, vol. 3, no.
4, pp. 345-376, October 2002.
[6] Pisti B Katehi, “Mutual Coupling Between
Microstrip Dipoles in Multielement
Arrays”, IEEE Transaction Antenna And
Propagation. Vol 37, No. 3, March 1989.
[7] Tatsuo Itoh, “Planar Antenna Arrays for
Ku/Q Bands”, Department of Electrical
Engineering, University of California, Los
Angeles, California 90095. Final Report
2000-2001 for MICRO Project 00-041:
Rockwell Science Center.
[8] A.
Pramudita,
A.Kurniawan,
A.B
Suksmono, “ Resistive Loading for
Coupling Reduction Between element in
array antenna for GPR”, Proceeding of
Joint International Conference on TSSAWSSA, Bandung, Dec 2006. R. S. Elliott
and G. J. Stern." The design of microstrip
dipole arrays including mutual coupling,
Part I: Theorq ." IEFE Trans.Antennas
Propagation. vol ,4P-29. pp. 757-760.
Sept. 1981.
[9] G. J. Stern and R. S. Elliott, "The design
of microstrip dipole arrays Includlng
mutual coupling, Part 11: Experiment."
IEEE Trans.Antennas Propagation.. vol.
AP-29. pp. 761-165. Sept. 1981.
[10] N. G. Alcxopoulos and I. E. Rana.
"Mutual impedance computation between
printed dipoles.".IEEE Trans.Antennas
Propagation.vol. AP-29, Jan.1981.
[11] D. M. Pozar, "Input impedance and
mutual coupling of rectangular microstrip
antenna”,
IEEE Trans. Anrennas
Propagution.vol.AP-30. Nov. 1982.
[12] E. Rana and N. G. Alexopoulos, "Current
distribution and input impedance of
printed dipole,”IEEE Trans. Antennas
Propagation vol. AP-29.Jan 1981(447 k
terjadi karena arus induksi akan diserap oleh
beban resistif pada tiap elemen parasif.
Struktur konsentrik dapat direalisasikan
pada Modified dipole array sehingga
mendukung untuk mendapatkan bentuk yang
kompak. Hasil simulasi menunjuka bahwa
elemen array yang memiliki bentuk-bentuk
transisi mendadak akan memiliki level coupling
yang lebih tinggi.
Hasil simulasi menunjukan bahwa setiap
elemen aktif pada antena array menghasilkan
luasan medan dekat yang berbeda. Ukuran
medan dekat sebanding dengan dimensi antena.
Begitu juga hasil simulasi footprint pada Tabel
II juga menunjukan kesimpulan yang sama.
Sehingga disimpulkan bahwa pengaturan
footprint dapat dilakukan dengan sistem antenna
array yang diusulkan.
Referensi
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
A.A. Lestari, Antennas for Improved
Ground Penetrating Radar: Modeling
Tools, Analysis and Design, Ph.D.
dissertaion,
Delft
University
of
Technology, The Netherlands, 2003.
J. Daniel, Ground Penetrating Radar 2nd
Edition, IEE Radar Sonar, Navigation And
Avionics Series 15, 2004.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Adaptive wire bow-tie antenna for GPR
applications”, IEEE Transactions on
Antennas and Propagation, vol. 53, no. 5,
pp. 1745-1754, May 2005.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Numerical and experimental analysis of
circular-end wire bow-tie antennas over a
lossy ground”, IEEE Transactions on
Antennas and Propagation, vol. 52, no. 1,
pp. 26-35, January 2004.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Analysis and design of improved
antennas for GPR”, Subsurface Sensing
Jakarta, 18 – 19 April 2007
I
13
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pembuatan Voltage Control Oscilator untuk Perangkat Pemancar Jamming
Elan Djaelani1),Daday Ruhiat2)
Pusat Penelitian Informatika-LIPI
Jl.Cisitu No.21/154D.Kompleks LIPI Bandung.40135
Telp.022-2504711,Fax.022-2504712
2)
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi-LIPI
Jl.Cisitu No.21/154D.Kompleks LIPI Bandung.40135
Telp.022-2504660,Fax.022-2504659
1)
Abstract
Research on developing of Voltage Control Oscilator (VCO) for a jamming signal transmitter unit has been
carried out. A jamming signal transmitter is a radio transmitter used to destroy the function of electronic
communication system. Jamming’s done by using a signal with same frequency and much higher power level. It
makes the receiver will detect only the higher power jamming signal, lost the intended signal, and cause
communication trouble of totally mulfunction.
A jamming signal transmitter unit requires a wide bandwidth. VCO has to work on higher frequency in order to
gain a wide enough deviation, because increasing the working frequency higher increaser the deviation
proportionally.
Output of the VCO worked on high frequency has a wide bandwidth. Because intended signal should have lower
frequency, mixing process have to be done. This system’s called heterodyne system.
Output of the mixing process, with LO frequency, is the IF operating frequency of jamming transmitter. It will
be bandpass -filtered out, amplified up to certain signal level and it will be transmitted through a broadband
antenna. After several trial’s completed, the reserach succesfully results a VCO prototype for the jamming
transmitter unit.
Keywords : Voltage Control Oscilator, jamming, IF.
Abstrak
Telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan Voltage Control Oscilator (VCO) untuk keperluan perangkat
pemancar jamming. Perangkat pemancar jamming adalah pemancar radio yang digunakan untuk melumpuhkan
sistim komunikasi elektronik dengan cara menimpa atau menutupi sinyal dari suatu pemancar dengan sinyal lain
( sinyal jamming) yang mempunyai frekuensi sama dan daya yang lebih besar, sehingga penerima hanya akan
mendeteksi sinyal jamming yang mempunyai daya lebih besar, ini akan mengakibatkan komunikasi terganggu atau
bahkan macet sama sekali.
VCO dengan bandwidth yang lebar diperlukan untuk membuat sinyal jamming pada perangkat pemancar
jamming. Untuk memperoleh deviasi (penyimpangan) yang cukup lebar, suatu VCO harus bekerja pada frekuensi
yang lebih tinggi, semakin tinggi frekuensi kerja VCO maka deviasi yang terjadi adalah berbanding lurus.
Pembuatan VCO bekerja pada frekuensi lebih tinggi akan mencapai bandwidth yang lebar,karena frekuensi
keluaran yang dikehendaki lebih rendah, diperlukan proses penurunan frekuensi dengan demikian perlu proses
mixing dan sistim ini disebut dengan system heterodyne
Dari proses mixing dengan frekuensi LO diperoleh frekuensi IF, dalam hal ini daerah frekuensi operasi pemancar
jamming.
Selanjutnya setelah dilewatkan kedalam suatu Bandpass Filter frekuensi IF tersebut diperkuat oleh suatu
Amplifier sehingga menghasilkan daya tertentu untuk selanjutnya dipancarkan melalui sebuah Antena broadband.
Setelah melalui percobaan percobaan telah dapat diperoleh prototipe VCO yang diperlukan perangkat pemancar
jamming.
Kata kunci: Voltage Control Oscilator, Jamming, IF.
suatu pemancar dengan sinyal lain ( sinyal
jamming) yang mempunyai frekuensi sama dan
daya yang lebih besar , sehingga penerima hanya
akan mendeteksi sinyal jamming yang
mempunyai daya lebih besar, ini akan
1. Pendahuluan
Perangkat pemancar jamming adalah
pemancar radio yang
digunakan untuk
melumpuhkan sistim komunikasi elektronik
dengan cara menimpa atau menutupi sinyal dari
Jakarta, 18 – 19 April 2007
14
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
mengakibatkan komunikasi terganggu atau
bahkan macet sama sekali.
Perangkat pemancar jamming akan dibuat
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Daerah frekuensi: 30MHz – 80 Mhz
Sistem: Pemancar Heterodyne
Modulasi : Modulasi Frekwensi / Modulasi
Amplituda.
Input Modulasi : Wideband Noise
Pembawa : Sweeper 30 – 80 Mhz
Waktu Sweep : Variable
Power Output : 100Watts
Harmonic Frekuensi out of band- 45 dB
Antenna : Broadband Omnidirectional
2. Dasar Teori
2.1. Sawtooth Signal
Perangkat pemancar jamming dirancang
berdasarkan prinsip dari sweeper oscillator.
VCO inputnya diberikan suatu sinyal berbentuk
gigi gergaji (sawtooth) maka pada output VCO
akan terjadi penyimpangan (deviasi frekuensi)
sesuai dengan besaran frekuensi pemodulasi
(sawtooth signal).
Sebagaimana diperlihatkan pada gambar
bentuk dari sebuah sinyal gigigergaji.
Blok diagram perangkat pemancar jamming
seperti pada gambar 1.
Gambar2: Sinyal gigi gergaji (sawtooth)
Pada gambar 2. diperlihatkan saat t1 start
dari sinyal sawtooth maka, frekuensi VCO
mulai bergerak mengikuti bentuk sinyal tersebut
dan akan berakhir pada saat t2 stop dan
seterusnya. Pengulangan akan terjadi pada
periode
berikutnya
sehingga
kecepatan
pengulangan ditentukan oleh besarnya frekuensi
dari sawtooth tersebut, jadi kecepatan sweeping
dari VCO ditentukan oleh besarnya frekuensi
dari sawtooth oscillator.
Gambar 1: Blok diagram perangkat pemancar
jamming.
VCO 310-360 Mhz : berfungsi untuk
membangkitkan sinyal
pembawa (carrier)
frekuensi 310Mhz –360 Mhz
Preamplifier : berfungsi untuk memeperkuat
sinyal yang berasal dari oscillator VCO
Sawtooth Generator : berfungsi untuk
membangkitkan sinyal gigi gergaji 50 – 200 Hz
Noise
Generator
:
berfungsi
untuk
membangkitkan sinyal Noise
Sum : berfungsi untuk menjumlah /
menggabungkan
Local
Oscillator
:
berfung
Seminar Radar Nasional 2007
SEMINAR RADAR NASIONAL
Prosiding
Gedung Widya Graha LIPI
Jakarta, 18 – 19 April 2007
PENYELENGGARA :
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (PPET-LIPI)
dan
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI – ITB)
bekerjasama dengan
International Research Centre for Telecommunications and
Radar (IRCTR) Delft University of Technology (TU Delft) The
Netherlands
Jakarta, 18 – 19 April 2007
ii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
ISBN : 9-793-68869-6
Hak cipta © 2007 oleh Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi – LIPI
Hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang menyalin, memproduksi dalam segala bentuk, termasuk
mem-fotocopy, merekam, atau menyimpan informasi, sebagian atau seluruh isi dari buku ini tanpa ijin
tertulis dari penerbit.
Prosiding Seminar Radar Nasional / [editor by] Goib Wiranto, Mashury Wahab, A.A. Lestari,
A.B. Suksmono, Rustini S. Kayatmo, Purwoko Adhi.
vi + pp.; 21,0 x 29,7 cm
ISBN : 9-793-68869-6
Radio Detecting and Ranging (Radar)
Technical editing by Yusuf Nur Wijayanto, Dadin Mahmudin, and Yudi Yulius Maulana.
Cover design by Yadi Radiansah.
Diterbitkan oleh :
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi (PPET)
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI)
Kampus LIPI Jl. Sangkuriang, Bandung
Telp. (022) 2504661 Fax. (022) 2504659
Website : www.ppet.lipi.go.id
Jakarta, 18 – 19 April 2007
iii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pelindung
Deputi Ilmu Pengetahuan Teknik LIPI
Ketua Umum
Yuyu Wahyu
Panitia Pengarah
Endon Bharata, IRCTR-IB
Nana Rachmana, ITB
Mashury Wahab, LIPI
Syamsu Ismail, LIPI
Rustini S Kayatmo, LIPI
Purwoko Adhi, LIPI
Eko Tjipto Rahardjo, UI
Lilik Hendradjaja, Dephan
Adang Suwandi, ITB
Masbah RT Siregar, LIPI
Tatang A. Taufik, BPPT
Hiskia Sirait, LIPI
Andriyan B Suksmono, ITB
A Andaya Lestari,IRCTR-IB
Panitia Pelaksana
Iqbal Syamsu, LIPI
Yusuf Nur Wijayanto, LIPI
Folin Oktafiani, LIPI
Sulistyaningsih, LIPI
Dedi, LIPI
Yadi Radiansah, LIPI
Zaenul Arifin, LIPI
Popi Sumarni, LIPI
Lisdiani, LIPI
Endang Ridwan, LIPI
Ridwan Effendi, ITB
Andi Kirana, RCS
Gunawan Handayani, ITB
Pamungkas Daud, LIPI
Fredrika H K, LIPI
Iip Syarif Hidayat, LIPI
Deni Permana K, LIPI
Sri Hardiati, LIPI
Yudi Yulius Maulana, LIPI
Dadin Mahmudi, LIPI
Jakarta, 18 – 19 April 2007
iv
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
KATA PENGANTAR
Ungkap syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya
sehingga Seminar Radar Nasional pada tanggal 18 – 19 April 2007 ini dapat terselenggara.
Selanjutnya kami mengucapkan selamat datang di kota Jakarta kepada para peserta seminar, pembicara
kunci, pemakalah poster dan para undangan lainnya. Adapun maksud dan tujuan diadakannya seminar ini
adalah menjadi sarana sosialisasi dan forum pertukaran informasi antara para pakar, peneliti dan
pengguna Radar, sehingga di akhir seminar ini diharapkan akan dapat dibentuk suatu wadah Asosiasi
Radar Indonesia (ASRI) atau Ikatan Ahli Radar Indonesia (IARI) yang akan membantu pemerintah dalam
permasalahan Radar di Indonesia. Suatu hal yang tidak mustahil bila teknologi, kebijakan dan pemecahan
masalah tentang Radar akan terungkap dalam seminar ini.
Seminar ini menghadirkan pembicara tamu dari pengarah/pembuat kebijakan dalam bidang Radar.
Akhirnya panitia mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya kepada Deputi IPT – LIPI, pembicara
undangan, peserta dan semua pihak yang telah membantu hingga terselenggaranya acara ini.
”Selamat dan sampai jumpa di seminar – seminar berikutnya”
Jakarta, 19 April 2007
Panitia
Jakarta, 18 – 19 April 2007
v
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Daftar Isi
Susunan Panitia ................................................................................................................. iv
Kata Pengantar ................................................................................................................... v
Daftar Isi ............................................................................................................................ vi
Daftar Makalah ................................................................................................................ vii
Jakarta, 18 – 19 April 2007
vi
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Daftar Makalah
1. Pengunaan UAIS dan Radar Pengawas Pantai Untuk Monitoring Wilayah Perairan
Indonesia ......................................................................................................................................... 1
Mashury Wahab
2. Pengaturan Footprint Pada GPR Dengan Modified Dipole Array ....................................... 8
A Adya Pramudita, A Kurniawan, A Bayu Suksmono, A Andaya Lestari
3. Pembuatan Voltage Controlled Oscilator untuk Perangkat Pemancar Jamming ............... 14
Elan Djaelani, Daday Ruhiat
4. Frequency Modulation Continuous Wave (FM-CW) Radar ................................................. 21
Rustini Soemaryato Kayatmo
5. Potensi Electromagnetic Interference (EMI) dari Pancaran Sinyal Radar Spurious........... 26
Sri Hardiati
6. Perancangan Antena Mikrostrip Linear Tapered Slot Bentuk V dengan Pencatu CPW
untuk Aplikasi Radar .................................................................................................................... 31
Fitri Yuli Zulkifli, Bayu Aji, Eko Tjipto Rahardjo
7. Pendekatan Citra Radar menggunakan Parameter Time Return dan Power Return ........ 35
Yusuf Nur Wijayanto
8. Ganesha Avionics Air Traffic Control System, Pemanfaatan RADAR dalam Bidang
Pemanduan Lalu Lintas Udara Penerbangan Sipil .................................................................... 40
Oon Arfiandwi Martyono, Riza Satria Perdana
9. A Novel Ultra Wide Band (UWB) Antenna for Monostatic Microwave Radar (MMR) ..... 46
Rudy Yuwono
10. Prinsip-Prinsip Dasar dan Pertimbangan Desain dari Radar Penembus Permukaan
dengan Teknik Sintesa Frekuensi (SFCW-GPR) ........................................................................ 51
Andriyan B. Suksmono, Adya Pramudita, Endon Bharata, A. Andaya Lestari, Nana Rachmana
11. Pemrosesan Sinyal untuk Data A-Scan GPR ......................................................................... 58
Deni Yulian, A. Andaya Lestari
12. Pengukuran Late - Time - Ringing Antenna Menggunakan Sistem impulse GPR ......... 63
Liarto, A.A. Lestari, E. Bharata
13. Beberapa Fitur pilihan pada Search-Radar yang diperlukan untuk peningkatan
Efektifitas Operasi Radar dalam Aplikasi Pesawat Patroli Maritim........................................ 67
Heri Eka Permana
14. State Feedback Robust Tracking Controller Based on Preview - Control Approach
(Teori).............................................................................................................................................. 74
Estiko Rijanto
15. Design of Radar Antenna Tracking Servo Using State Feedback Robust Tracking
Controller Based on Preview - Control Approach (Aplikasi) ................................................... 80
Estiko Rijanto
Jakarta, 18 – 19 April 2007
vii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
16. Perancangan dan Realisasi Antena Wire Dipole Pengukur Dielektrik Tanah
Menggunakan Metode FDTD 3D .................................................................................................. 86
Yuyu Wahyu, Andik Setiawan, Folin Oktafiani, A.A Lestari
17. Shaking Mechanism Dynamics for Micro-strip Array Antenna Used in Surveillance
Coastal Radars ............................................................................................................................... 93
Edwar Yazid, Estiko Rijanto
18. Perhitungan Faktor Reflektivitas Radar dan Intensitas Hujan dari Pengukuran
Distribusi Ukuran Titik Hujan di Surabaya ............................................................................... 99
Lince Markis, Gamantyo Hendrantoro, Achmad Mauludiyanto
19. Pengukuran Variasi Temporal Curah Hujan di Surabaya dengan Disdrometer Optic 103
Muriani, Gamantyo Hendrantoro, Achmad Mauludiyanto
20. Analisa dan Simulasi Traffic Monitoring Kendaraan Bermotor menggunakan
Bistatic Radar ............................................................................................................................... 107
Pamungkas Daud, R Nurmansyah Yarnaka, Heroe Wijanto
21. Fasilitas Pengujian Antena GPR di ITB .............................................................................. 116
E. Bharata1, A.A. Lestari1, A.B. Suksmono, T.P. Soetikno D. Yulian, Liarto, A.G. Yarovoy, dan L.P.
Ligthart
22. Perancangan dan Implementasi Antena Monopole 1GHz untuk Aplikasi Borehole
GPR ............................................................................................................................................... 121
Nana Rachmana, M.Nuramzan Iftari, Andriyan B Suksmono
23. Karakteristik Curah Hujan di Kotaagang menggunakan Radar Atmosfer
Katulistiwa .................................................................................................................................... 126
Suaydhi
24. Model Antena Pita Lebar Perbahan Limbah dan Uji Hipotesa Antena ........................... 132
Soetamso
25. Peranan Radar Surveillance (PSR/SSR) dalam Pelayanan Lalu Lintas Udara di
Indonesia dan ADS-B sebagai Sistem Alternatif ...................................................................... 139
Abdullah Agus Ma’rufi, Moch. Abdul Azis
Jakarta, 18 – 19 April 2007
viii
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Penggunaan UAIS dan Radar Pengawas Pantai
untuk Monitoring Wilayah Perairan Indonesia
Mashury Wahab
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi (PPET) – LIPI
Jl. Cisitu 21/154D Bandung, 40135, Indonesia
Phone: 022- 2504661, Fax: 022- 2504659, Email: [email protected]
Abstract
Application of a UAIS and coastal surveillance Radar system to monitor Indonesian waters and also to improve
the safety on sea is described in this paper. Integration of the UAIS systems with Radar systems in a network
will increase the number of Indonesian waters that can be covered and safety guidance can be received by a
larger number of ships. Accidents at the harbor can be minimized due to the traffic of incoming and outgoing
vessels. Securing Indonesian waters against foreign infiltration can be improved by using this UAIS and Radar
system. The ongoing research and development of the coastal surveillance Radar at the research centre for
electronics and telecommunications (PPET-LIPI) including its milestones is also presented in this paper.
Keywords: UAIS, coastal surveillance Radar, network, ships, safety and milestones.
Abstrak
Dalam tulisan ini dipaparkan tentang aplikasi UAIS dan Radar pengawas pantai yang dapat digunakan untuk
memonitor wilayah perairan Indonesia dan juga untuk meningkatkan keselamatan pelayaran. Integrasi sistem
UAIS bersama Radar dalam suatu jaringan memungkinkan banyak wilayah perairan yang dapat dicakup serta
panduan keselamatan pelayaran akan dapat diterima oleh banyak kapal. Kecelakaan dipelabuhan akibat kapal
keluar masuk dapat dihindari. Pengamanan wilayah perairan Indonesia terhadap penyusupan asing dapat
dikurangi dengan menggunakan system UAIS dan Radar ini. Penelitian dan pengembangan Radar pengawas
pantai yang sedang berlangsung di pusat penelitian elektronika dan telekomunikasi (PPET-LIPI) juga
dipresentasikan dalam tulisan ini termasuk langkah-langkah pencapaiannya (milestone).
Kata Kunci: UAIS, Radar pengawas pantai, jaringan, kapal-kapal, keselamatan, dan pencapaian.
kapal-kapal tersebut bertemu dan juga
kompatibilitas komunikasi antar kapal-stasiun
dipantai-kapal. Pada saat komunikasi antar
kapal, informasi navigasi tambahan akan
memungkinkan petugas kapal untuk mengidentifikasi dan melacak kapal serta
memberikan informasi kunci dalam rangka
menghindari tabrakan. Kapal-kapal yang
dilengkapi UAIS akan lebih mudah dideteksi
pada saat cuaca buruk dan ombak tinggi
dilautan.
Pada saat berhubungan dengan stasiun
dipantai, kapal-kapal tidak perlu lagi untuk
berkomunikasi lisan dengan stasiun karena
peralatan AIS akan melakukannya secara
otomatis. Lalulintas komunikasi radio menjadi
berkurang dan Petugas distasiun tidak perlu
setiap waktu memanggil kapal-kapal untuk
melapor. Tetapi, Petugas tetap selalu dapat
memonitor keberadaan kapal.
Aplikasi lain dari UAIS adalah:
• Transmisi pesan pendek ke kapal
tertentu berkenaan dengan bahaya
I. Pendahuluan
A. Universal Automatic Identification System
(UAIS)
UAIS (Universal Automatic Identification
System) adalah sistem transponder pemancar
diatas kapal yang beroperasi dalam pita VHF
untuk maritim [4]. Sistem ini mampu untuk
secara otomatis mengirimkan informasi kapal
seperti identifikasi, posisi, tujuan, panjang dan
jenis kapal serta informasi keselamatan lainnya.
Informasi ini disampaikan ke kapal-kapal
lainnya dan juga ke stasiun pengamatan ditepi
pantai. Transponder AIS juga memungkinkan
pesan pendek keselamatan navigasi untuk
dikirimkan ke kapal tertentu atau ke semua
kapal disekitar kapal yang mengirimkan pesan.
Jangkauan transmisi efektif dari transponder
UAIS akan tergantung daya transmisi dan
tinggi antena. Secara umum, jangkauan ini
sekurang-kurangnya 20 mil laut (36 Km).
Istilah Universal digunakan karena sistem
UAIS mempunyai standar internasional untuk
menjamin kompatibilitas antar kapal apabila
Jakarta, 18 – 19 April 2007
1
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
•
•
•
memungkinkan wilayah perairan Indonesia
dapat dimonitor sepanjang waktu sehingga
tindakan illegal seperti pencurian ikan,
perompakan, penyelundupan dapat segera
dilakukan antisipasi.
Pengamanan wilayah Indonesia termasuk
pulau-pulau terluar/terdepan akan sangat
terbantu dengan adanya Radar pantai. Hal ini
didukung oleh fakta-fakta berikut [1, 2]:
Wilayah Indonesia terdiri dari lebih 17
ribu pulau dan 2/3 diantaranya berupa
lautan.
Jarak dari Sabang di NAD ke Jayapura
di Papua +/- 3 ribu mil laut (5.556 km).
Jumlah Kapal TNI-AL 117 buah dan
77 kapal diantaranya berusia 21-60
tahun.
Perbandingan jumlah kapal terhadap
luas wilayah perairan: 1:72 ribu km
persegi.
Dibutuhkan sekitar 350 kapal patroli
untuk seluruh wilayah perairan.
navigasi, manajemen lalulintas dan
pelabuhan.
AIS dengan bantuan alat lain juga
dapat mengirimkan data lingkungan
real-time tentang ombak, arus dan jarak
pandang.
Transmisi data Radar.
Membantu dalam pencarian kapal yaitu
untuk kepentingan SAR (search and
rescue).
International Maritime Organization (IMO)
sesuai dengan mottonya ‘perjalanan laut yang
aman dan laut yang bersih’ telah menyetujui
standar unjuk kerja AIS pada tahun 1997 yang
diajukan oleh negara-negara skandinavia dan
Eropa barat [4]. IMO menentukan semua kapal
baru harus dilengkapi UAIS sejak 1 Juli 2002
dan pada Juli 2008 semua kapal harus sudah
memiliki perangkat UAIS [4].
B. Radar Pengawas Pantai
Pengamanan dan pengawasan wilayah
NKRI yang terdiri dari lebih 17.000 pulau
dengan 2/3 wilayah terdiri dari lautan
memerlukan aparat dan peralatan yang
berjumlah sangat besar. Pada kenyataannya,
kemampuan TNI-AL dan Polri untuk
mengawasi wilayah RI sangat terbatas sehingga
wilayah perairan Indonesia rawan akan
pencurian ikan, pelanggaran wilayah oleh
kapal-kapal asing, pembajakan kapal laut dan
penyelundupan.
Salah satu cara untuk meningkatkan
kemampuan
aparat
pemerintah
dalam
mengawasi dan mengamankan wilayah adalah
dengan menggunakan Radar pengawas pantai
untuk mengawasi pergerakan kapal laut
sehingga dapat dicegah tindakan-tindakan yang
dapat merugikan NKRI dan juga tabrakan kapal
apabila hendak merapat ke pelabuhan.
Pemasangan Radar pengawas pantai dengan
daya besar (high power) di kapal atau dipinggir
daratan (sekitar pantai) dapat digunakan untuk
mengawasi wilayah laut yang luas sampai
beberapa puluh mil laut atau sampai wilayah
zona ekonomi eksklusif (ZEE).
Selain untuk mengawasi wilayah perairan
Indonesia, Radar juga berperan sangat penting
dalam mengatur lalulintas transportasi laut.
Kapal-kapal yang masuk dan keluar pelabuhan
dapat diatur sehingga terhindar dari tabrakan
terutama pada saat cuaca buruk. Penggunaan
Radar
pantai
(dengan
alat
UAIS)
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Merupakan suatu tugas berat bagi
pemerintah dalam hal pengadaan Radar dari
luar negeri untuk memenuhi kebutuhan Radar
pengawas pantai untuk wilayah Indonesia yang
panjang garis pantainya 5000 km dimana
jumlah Radar yang dibutuhkan sangat besar.
Hal ini diperburuk oleh kondisi perekonomian
bangsa yang sedang terpuruk ini sehingga tidak
memungkinkan pemerintah untuk membeli
banyak peralatan Radar dari luar negeri yang
umumnya bernilai sangat mahal (dari U$10.000
sampai dengan jutaan U$ dollar). Hal ditambah
oleh sulitnya mekanisme pembelian Radar yang
bernilai strategis dibidang keamanan.
Gambar 1. Contoh Radar Pengawas Pantai.
2
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
instalasi, informasi statis yang berhubungan
dengan kapal harus dimasukkan ke memori alat
UAIS antara lain identitas, panjang, jenis kapal,
dan lokasi antena. Unit akan dilengkapi
minimal dengan keyboard dan display yang
berfungsi untuk mengetahui status informasi
alat dan target.
Pada saat dalam perjalanan, peralatan
UAIS akan memancarkan secara kontinyu dan
automatis posisi dari kapal serta semua
informasi statis dan dinamis sesuai dengan
standar IMO. Operator harus memasukkan data
yang berhubungan dengan perjalanan, antara
lain:
• Ketinggian kapal dibawah air
• Jenis kargo berbahaya yang dibawa
• Tujuan dan perkiraan sampai
• Rute yang digunakan
• Status navigasi sesungguhnya
Gambar
3
memperlihatkan
daerah
jangkauan Radar pantai apabila dilakukan
instalasi Radar pantai diseluruh Indonesia.
Daerah jangkauan ini ditentukan oleh daya
pancar, penguatan antena, polarisasi antena dan
lebar berkas (beamwidth).
Setiap Radar pantai dilengkapi alat UAIS
untuk kemudahan identifikasi kapal-kapal yang
dimonitor. Kemudian, semua Radar pantai
dihubungkan oleh suatu network (jaringan)
sehingga bisa terintegrasi. Dikarenakan kondisi
Indonesia yang terdiri dari kepulauan, maka
komunikasi antara Radar pantai satu dengan
lainnya dan juga dengan stasiun pusat
dilaksanakan melalui satelit sehingga bisa lebih
andal.
II. Sistem UAIS
Dalam gambar 4, diperlihatkan suatu
skenario lalu lintas laut dimana ada tiga kapal
yang saling berhubungan satu sama lain
melalui peralatan UAIS mereka. Kapal-kapal
tersebut juga berhubungan dengan stasiunstasiun (yang memiliki Radar pantai
didalamnya) yang ada dipulau-pulau yang
dilewati serta dengan sebuah anjungan minyak
lepas pantai. Melalui komunikasi ini, kapalkapal dapat terhindar dari tabrakan dan dapat
mengenali satu sama lain. Informasi navigasi
termasuk cuaca juga diterima kapal-kapal untuk
membantu kelancaran perjalanan. Stasiunstasiun dipulau-pulau yang dilewati turut
memandu dan memonitor kapal-kapal termasuk
kapal-kapal yang akan berlabuh.
International Telecommunication Union
(ITU) telah menentukan dua alokasi kanal VHF
untuk UAIS yaitu pada frekuensi 161.975MHz
dan 162.025MHz. Standar teknis untuk UAIS
disetujui oleh ITU pada November 1998.
Kriteria teknis yang ditentukan antara lain:
z Karakteristik Transceiver
z Modulasi
z Format data, pesan dan kemasan
z TDMA (time division multiple access)
z Manajemen Kanal
Tampilan pada suatu peralatan UAIS yang
berada dipusat pengendali (master station)
diperlihatkan dalam gambar 6 [3]. Simbol
bintang menandakan keberadaan kapal-kapal
internasional yang tertangkap oleh sistem UAIS,
sementara simbol bulat adalah kapal-kapal
yang tidak memakai UAIS. Kapal-kapal
dengan simbol bulat bisa merupakan kapal
lokal ataupun kapal internasional (asing).
Contoh spesifikasi minimum untuk UAIS
diperlihatkan pada Tabel 1 [5].
Dalam gambar 5 [6], diperlihatkan
sebuah blok diagram sistem UAIS yang
terhubung dengan sumber daya, antena, dan
bermacam-macam peralatan/sensor dikapal
termasuk sistem navigasi terintegrasi. Pada saat
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Gambar 2. Contoh Alat Sistem UAIS
3
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Gambar 3. Illustrasi jangkauan deteksi Radar di seluruh wilayah Indonesia.
Pulau
Pulau
Kapal 3
Anjungan
Minyak Lepas
Pantai
Stasiun 2
Kapal 2
Pulau
Stasiun 1
Kapal 1
Pulau
Gambar 4. Contoh konfigurasi sistem UAIS.
Tabel 1. Spesifikasi Sistem UAIS.
Jakarta, 18 – 19 April 2007
4
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Gambar 5. Contoh Blok Diagram dari Sebuah Perangkat UAIS.
Gambar 6. Contoh tampilan pada peralatan UAIS.
Jakarta, 18 – 19 April 2007
5
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
digunakan
di
Indonesia
maka
akan
mempermudah
integrasi
dalam
satu
jaringan/network karena tidak memerlukan
interface/adapter antar perangkat lunak dan
keras yang berbeda seperti apabila digunakan
jenis Radar yang berbeda-beda.
III. Sistem Radar Pengawas Pantai
Pada saat ini dilakukan pembuatan satu
Radar pantai di PPET-LIPI. Komponen Radar
pantai yang dibuat terdiri dari perangkat
pengolah citra Radar, antena, pemancar dan
penerima.
Terdapat dua jenis Radar yang paling utama
yaitu Radar pulse dan Continuous Wave (CW).
Kombinasi Radar jenis ini dengan teknik-teknik
modulasi lain melahirkan banyak jenis-jenis
Radar lain, seperti Radar Frequency-modulated
Continuous Wave (FM-CW). Secara prinsip,
teknologi perangkat keras Radar tidak banyak
mengalami perubahan. Dibandingkan perangkat
kerasnya, perkembangan teknologi perangkat
lunak untuk Radar berkembang pesat sehingga
banyak informasi yang dapat diperoleh melalui
penggunaan Radar seperti: jarak obyek,
kecepatan obyek, bentuk obyek dan kontour dari
obyek (3 dimensi). Dikarenakan hal ini, peranan
perangkat lunak di Radar semakin vital.
Pada penelitian ini, kami melakukan disain
dan implementasi antena mikrostrip yang
bersifat modular yang memiliki nilai inovasi
dibandingkan antena-antena Radar yang sudah
ada. Disain dan implementasi sistem transmitter
dan receiver Radar dilakukan dengan
bekerjasama dengan IRCTR. Disain dan
implementasi perangkat lunak pengolahan citra
Radar khusus juga kami lakukan dalam
penelitian ini. Jadi, melalui penelitian ini kami
dapat memberikan unsur keterbaruan (novelty)
karena baik perangkat keras maupun perangkat
lunak bukan merupakan suatu copy atau plagiat
dari sistem Radar yang sudah ada.
Dipilih tipe Radar FM-CW dalam penelitian
ini sehingga tidak diperlukan komponen
magnetron yang umumnya dipakai di Radar tipe
Pulse dan berharga sangat mahal. Radar ini
memiliki daya pancar yang kecil tetapi dapat
menjangkau daerah yang luas. Antena yang
digunakan tipe modular sehingga penguatan
antena dapat ditambah untuk menjangkau
wilayah yang lebih luas. Pengalaman dalam
penelitian Radar telah dilakukan oleh beberapa
Institusi di Indonesia sejak beberapa tahun yang
lalu seperti ITB dan LIPI tetapi belum intensif
dan kontinyu sehingga belum memberikan hasil
yang memadai.
Kemampuan dalam pembuatan Radar harus
dibangun untuk menghindari ketergantungan
dari luar negeri serta prosedur pembelian Radar
yang rumit. Hal ini ditambah oleh kenyataan
bahwa apabila hanya satu tipe Radar pantai yang
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Synchronizer
Transmitter
Antenna
Power Supply
Video
Display Unit
Receiver
Antenna Control
Gambar 7. Blok diagram Radar FM-CW.
Blok diagram Radar secara umum dapat
direpresentasikan pada Gambar 7 [7]. Sistem
Radar terbagi atas dua bagian utama yaitu
transmitter (pemancar) dan receiver (penerima).
Hasil deteksi Radar akan ditampilkan oleh
display unit yang mengolah sinyal yang diterima
dari bagian Receiver menjadi suatu gambar yang
dapat diinterpretasikan dengan mudah oleh
pengguna. Terdapat dua antena yang masingmasing digunakan untuk memancarkan sinyal
Radar ke obyek yang ingin diamati dan untuk
menerima sinyal Radar yang dipantulkan oleh
obyek. Antenna control yang berfungsi untuk
mengatur agar gerakan antenna sesuai dengan
tampilan dilayar dari display unit. Synchronizer
berfungsi untuk menyesuaikan sinyal-sinyal
yang dikirimkan oleh transmitter dengan
tampilan yang diinginkan di display unit.
IV. Langkah-langkah Untuk Merealisasikan Radar Pengawas Pantai Yang
Dilengkapi UAIS
Untuk mencapai sasaran penelitian yaitu
suatu sistem Radar pengawas pantai yang
dilengkapi dengan UAIS, maka tim peneliti dari
PPET-LIPI telah menetapkan milestones
(langkah-langkah pencapaian) sebagai berikut:
• Tahun 2006: Disain Antena, Disain
Perangkat Lunak (software) dan
Disain Perangkat Keras (hardware).
6
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
•
•
•
tindakan illegal termasuk penyusupan kapal
asing di perairan Indonesia. Pembuatan jaringan
Radar akan sangat membantu pengawasan
wilayah
Indonesia
secara
menyeluruh.
Kemandirian bangsa dalam pembuatan Radar
harus
dibangun
untuk
menghindari
ketergantungan terus menerus dari pihak luar
negeri.
Tahun 2007: Implementasi Antena,
Perangkat Lunak dan Keras.
Tahun 2008: Integrasi seluruh bagian
sistem dan juga dengan peralatan
UAIS, Testing dan Kalibrasi.
Setelah tahun 2008, akan dilakukan
pengembangan Radar pengawas
pantai kedalam satu jaringan/network.
V. Hasil dan Pembahasan
VII. Daftar Pustaka
Dalam tulisan ini telah dipresentasikan
tentang sistem UAIS dan Radar serta integrasi
antara kedua sistem ini. Sistem Radar yang
dilengkapi oleh UAIS sangat membantu untuk
mengatur lalu lintas laut diwilayah Indonesia
serta meningkatkan keselamatan pelayaran
terlebih lagi pada saat cuaca buruk. Pengawasan
wilayah Indonesia juga dapat dilakukan
sepanjang waktu tanpa mengeluarkan ongkos
besar untuk patroli kapal. Apabila ada tindakan
illegal diwilayah perairan Indonesia, aparat yang
berwenang dapat segera bertindak.
Spesifikasi dan blok diagram sistem UAIS
serta blok diagram sistem Radar juga telah
dipresentasikan. Langkah-langkah pencapaian
sasaran dalam penelitian berkelanjutan ini juga
telah disampaikan.
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
VI. Kesimpulan
[7]
Sistem UAIS dan Radar yang terintegrasi
untuk meningkatkan keselamatan pelayaran
dilaut dan pengawasan perairan Indonesia telah
dipresentasikan dalam tulisan ini. Penggunaan
Radar pengawas pantai akan sangat membantu
aparat yang berwenang untuk mencegah
Jakarta, 18 – 19 April 2007
7
Harian Kompas, ’ Indonesia Butuh
Ratusan Kapal Patroli Laut’, 11
September 2003.
Poedjo Purnomo,’ Menjaga Laut Sungguh
Tidak Mudah’, Harian Kompas, 4
Nopember 2004.
Haemiwan Fathony, ’ Pemanfaatan ICT
Untuk Mengamankan Selat Malaka’,
Detikinet, 13 September 2005.
IALA/AISM, ’ IALA Guidelines on the
Universal
Automatic
Identification
System (AIS),’ Volume 1, Part 1Operational Issues, Edition 1.1, December
2002.
OFCOM, ‘ UK Interface Requirement
2025’, Version 2.0, July 2005.
SAILOR, ’SAILOR UAIS 1900’, Product
brochure dan diakses dari www.sailor.dk.
Leo P. Ligthart, ’Short Course on Radar
Technologies’, International Research
Centre
for
Telecommunicationstransmission and Radar, TU Delft,
September 2005.
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pengaturan Footprint pada GPR dengan Modified Dipole Array
1,2)
A. Adya Pramudita, 1)A. Kurniawan, 1)A. Bayu Suksmono, 1)A.Andaya Lestari
1) International Research Centre for Telecommunications and Radar – Indonesian Branch (IRCTR-IB)
STEI - ITB, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia ,Phone: +62-22-2501661, +62-22-2534134
2)Unika Atmajaya Jakarta Indonesia , [email protected]
Abstrak
Footprint antena merupakan parameter penting untuk mendapatkan hasil deteksi yang bagus dalam survey
GPR. Kondisi tanah yang berbeda-beda, yang menutupi objek akan mempengaruhi ukuran footprint antenna
sehingga diperlukan antenna yang memiliki kemampuan adaptasi terhadap kondisi tanah yang berbeda-beda.
Antena tersebut harus mampu menjaga agar footprint relatif konstan pada kondisi tanah yang berbeda-beda.
Footprint antena berhubungan dengan dimensi dari antena. Pada paper ini, Modified dipole array diusulkan
sebagai antenna adaptif terhadap footprint untuk aplikasi GPR. Dengan menggunakan RF switch circuit, maka
elemen pada array yang akan dicatu dapat dipilih bersesuaian dengan footprint yang akan dihasilkan. Jika
coupling antar elemen pada array begitu signifikan maka skenario adaptasi tersebut akan gagal. Pembebanan
resistif digunakan untuk menekan level coupling antar elemen array.
Kata kunci : Footprint, Antena Adaptif, Modified Dipole, Coupling, Pembebanan Resistif.
namun memiliki karakteristik yang relatif sama.
Footprint antenna akan besar jika dimensi antena
besar dan sebaliknya. Kemudian dengan
menggunakan RF Switch sirkit maka akan
dipilih elemen array yang akan dicatu
bersesuaian dengan footprint yang akan
dihasilkan. RF Switch sirkit berfungsi untuk
memilih elemen yang akan dicatu.
Coupling antar elemen pada array menjadi
penting untuk dipertimbangkan berhubungan
dengan skenario pengaturan footprint pada
paragraf sebelumnya. Jika level coupling antar
elemen besar maka skenario pengaturan
footprint dengan antenna array seperti yang
dijelaskan sebelunya akan gagal. Terdapat
beberapa metode yang yang telah diteliti untuk
menekan level coupling. Level coupling pada
dipole array dapat ditekan dengan melapisi
radiator dengan substrat dielektrik[6]. Level
coupling pada dipole array dapat ditekan hingga
dibawah -30 dB dengan memberikan slit, dan
memasang metal penghalang
[7]. Metode
tersebut tidak mendukung untuk mendapatkan
desain yang kompak.
Pada penelitian yang kami lakukan
sebelunya menunjukan bahwa pembebanan
resistif dapat menekan level coupling anatar
elemen pada array [8]. Tapi di sisi lain
pembebanan resistif dapat mengurangi efisiensi
radiasi. Namum pada system GPR masalah ini
dapat dipebaiki dengan lebih sederhana pada
postprocessing. Sistem antena array ditunjukan
pada gambar 2..
Methode Momonet (MoM) dipilih sebagai
metode numeric untuk analisa pada penelitian
Pendahuluan
Pada setiap survey GPR terdapat
kemungkinan bahwa objek yang akan dideteksi
terkubur pada kondisi tanah yang berbeda-beda.
Kondisi tanah yang berbeda-beda akn
menyebabkan hasil pendeteksian yang berbedabeda. Sehingga menjadi suatu hal penting bahwa
antenna yang digunakan memiliki kemampuan
adaptasi terhadap kondisi tanah yang berbedabeda tersebut.. Untuk mendapatkan hasil
pendeteksian yang optimum maka pengaturan
footprint menjadi hal yang penting. Footprint
yang optimum sebanding dengan dimensi luasan
dari objek yang akan dideteksi. Jika footprint
antenna terlalu besar maka akan menghasilakn
clutter yang besar. Jika footprint terlalu kecil
maka akan sulit dalam mengenali objek.
Pengaturan
footprint
menjadi
suatu
tantangan dalam riset-riset pada bidang GPR.
Pada paper ini dikembangkan sebuah antenna
yang memiliki kemampuan adaptasi terhadap
kondisi tanah yang berbeda-beda sedemikin
hingga footprint dapat terjaga relatif konstan.
Pada paper ini dikaji array Modified dipole
untuk antena adaptif terhadap footprint. Telah
dijelaskan sebelumnya bahwa footprint antenna
berhubungan dengan dimensi antena. Penelitian
sebelumnya menunjukan bahwa pengaturan
footprint dilakukan dengan mengatur flare angle
dari antenna wire bow-tie [1],[3]. Mengatur flare
angle dari antena wire-bowtie berarti mengubahubah aperture antena. Sistem antenna array yang
diuslukan terdiri dari beberapa elemen antenna
yang memiliki dimensi yang berbeda-beda,
Jakarta, 18 – 19 April 2007
8
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
ini. Dipilihnya metode momen mengacu pada
sistem GPR yang dimana antenna adaptif akan
diimplementasikan. Antena adaptif yang akan
dikembangkan
dimplementasikan
Stepped
Frequency Continuous Wave (SFCW) GPR.
SFCW-GPR adalah radar domain frekuensi.
Suatu N-lement array dapat dimodelkan sebagai
suatu N-port network. Matrik Scattering dan
matrik impedansi dapat dihitung dengan
menggabungkan antara MoM dengan persamaan
N-port Network .
aplikasi SFCW maka kriteria yang harus
dipenuh tidak terlalu ketat dibanding impulse
radar. Terutama masalah liniearitas fasa. Pada
SFCW
linearitas
fasa
tidak
menjadi
pertimbangan yang terlalu penting seperti pada
impulse radar [2].
Untuk mendapatkan kemampuan adaptasi
mengatur footprint pada kondisi tanah yang
berbeda-beda maka diusulkan suatu antena array
dengan elemen penyusun yang memiliki dimensi
berbeda-beda. Kemudian secara elektronik akan
dilakukan pengaturan elemen yang akan dicatu
dengan
rangkaian
RF
Switch.
Untuk
mendapatkan footprint yang besar maka elemen
yang dicatu diplih yang besar, begitu pula
sebaliknya. Sedang elemen yang lain yang tidak
dicatu, menjadi elemen yang diharapkan tidak
menghasilkan radiasi yang signifikan yang
diakibatkan adanya efek coupling.
Efek
coupling harus ditekan seminimal mungkin
sehingga skenario untuk mengatur footprint
antena dengan memilih elemen antena yang
akan dicatu, tidak gagal.
Percobaan sebelumnya menunjukan bahwa
pembebanan resistif pada ujung-ujung antenna
microstrip dipole dapat mereduksi coupling
antar elemen secara signifikan[8]. Walaupun
pembebanan secara resistif akan menurunkan
efisiensi radiasi, tapi pada aplikasi GPR dapat
dilakukan kompensasi pada postprocessing.
Teknik ini lebih sederhana dan lebih efektif
dalam menekan coupling dibanding beberapa
teknik yang telah diteliti sebelumnya.
Berdasarkan hal diatas maka antenna adaptif
untuk SFCW GPR dirancang menggunakan
struktur array dengan pembebanan resistif dan
pengaturan
pencatuan
secara
eletronik
menggunakan RF switch.
Modified dipole array dikaji sebagai antenna
adaptif terhadap footprint untuk GPR.
SFCW-GPR
Salah satu kendala dalam sistem radar
impulse adalah melakukan pembangkitan pulsa
sempit yang akan ditembakkan pada objek target.
Semakin sempit pulsa, maka semakin komplek
metode dan piranti yang digunakan. Dengan
konsep relasi Transformasi Fourier maka
pembangkitan pulsa dapat didekati dengan
sintesa frekuensi, yaitu dengan melakukan
penyapuan dari frekuensi rendah ke frekuensi
tinggi. Sistem SFCW-GPR ditunjukan pada
gambar 1.
A/D
Conv.
+
IFFT
Frequency
Synthesizer
I
Display
Q
Quadrature
Mixer
Resistive load
TX antenna
RX antenna
Gambar 1: Sistem SFCW GPR
Struktur Array untuk Antena Adaptif
terhadap Footprint
Substrate
dielektric
Ground plane
Perancangan antena untuk aplikasi GPR
selalu mengacu pada suatu kebutuhan aplikasi
tertentu. Jadi sangat tidak mungkin suatu antena
dapat digunakan secara universal untuk berbagai
aplikasi dengan kinerja yang setara. Untuk
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Feeding circuit
RF
Gambar 2: Modified microstrip dipole array
dengan pembebanan resisitif.
9
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Dari konsep dasar perancangan tersebut
yang perlu dikaji adalah bentuk dari elemen
array dan bentuk array sedemikian hingga
antenna memiliki karakteristik ultra wideband
dan memiliki impedansi input yang relatif
konstan pada rentang frekuensi penyapuan
SFCW GPR(500 Mhz-5 Ghz). Selain itu juga
perlu
dipertimbangkan
supaya
antenna
rancangan mempunyai bentuk yang kompak.
Bentuk susunan yang konsentris akan
menghasilkan bentuk yang kompak.
Resistor
Gambar 3: Bebeapa bentuk modified
dipole array yang dikaji.
Simulasi
Antena didesain untuk diimplementasikan
pada Stepped Frequency Continuous Wave
(SFCW) GPR. SFCW-GPR adalah radar domain
frekuensi. Sehingga pada kasus ini MoM adalah
metode analisa yang tepat sebab MoM adalah
analisa pada domain frekuensi. Suatu N-lement
array dapat dimodelkan sebagai suatu N-port
network.
Matrik Scattering dan matrik
impedansi
dapat
dihitung
dengan
menggabungkan antara MoM dengan persamaan
N-port Network[8]. Parameter Scattering, S nm ,
dimana n ≠ m menunjukan level coupling
antar elemenn and m .
Pada paper ini dibanding beberapa bentuk
modified dipole array sepeti ditunjukan pada
gambar 3. Setiap modified dipole array didesain
dengan stuktur microstrip pada substat dielectrik
FR4-epoxy dengan εr=4.4 dan ketebalan 3.2 mm.
Resistor
Gambar 3: Bebeapa bentuk modified
dipole array yang dikaji.
Gambar 4: Struktur Mikrostrip untuk modified
dipole pada gambar 3.
Hasil simulasi menunjukan bahwa bentuk
dari modified dipole berpengaruh terhadap level
coupling antar elemen pada array. Pada simulasi
ditunjukan bahwa modified dipole memiliki
bentuk-bentuk
transisi
mendadak
akan
menghasilkan level coupling yang lebih tinggi.
Hal ini disebabkan karena daerah pada transisi
mendadak akan meradiasikan EM lebih efektif
disbanding tempat lain. Bentuk modified dipole
yang memiliki karakteristik pada level coupling
dan efisiensi, ditunjukkan pada gambar 3.
Bentuk susunan modified dipole nampak
mendukung untuk mendapatkan desain yang
kompak.
Via1 Via2 Via3
R1 R2
R1
(Resistive Load)
Resistor
Jakarta, 18 – 19 April 2007
10
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
-15
100 ohm
S12&S21
S13&S31
S23&S32
-20
Magnitude of scattering parameters
Resistor
(dB)
RF
Switch
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-55
-60
0.5
Element-3
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
Element-2
Gambar 7: Level Coupling antar elemen pada
modified dipole array.
Gambar 5: Modified Dipole Array
dengan pembebanan resistif.
300
Real Part (port 1)
Real Part (port 2)
Real Part (port 3)
Imaginary Part (port 1)
Imaginary Part (port 2)
Imaginary Part (port 3)
250
Input Impedance port 1, 2, 3
Gambar 6 sampai gambar 9 menunjukkan
hasil simulasi MoM dari modified dipole array
pada gambar 5. Hasil simulasi menunjukan
bahwa tiap elemen pada array memiliki
karakteristik yang relatif sama (gambar 6,8,9).
Parameter Scattering, S nm , dimana n ≠ m
menunjukan level coupling antar elemenn and m.
S12 menunjukan level coupling antara Element1 dan Element-2. Nampak bahwa pembebanan
resistif dapat menenkan level coupling dengan
baik. Coupling antar elemen yang berdekatan
relative sama(S12,S21), dan akan menurun
dengan bertambahnya jarak(S13). VSWR pada
port 1,2,3 menunjukkan bahwa tiap elemen
selain memiliki karakterisit yang relatif sama,
juga menunjukan bahwa tiap elemen juga
memiliki karakteristik ultrawidband.
100
50
-50
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
Gambar. 8 Impedansi input port 1, 2, 3
5
Magnitude of scattering parameters (dB)
Magnitude of scattering parameters (dB)
150
0
0
S11
S22
S33
-5
200
-10
-15
VSWR port 1
VSWR port 2
VSWR port 3
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
-20
1
0.5
-25
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
frequency (GHz)
-30
Gambar .9 VSWR pada port 1, 2, 3
-35
-40
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Dengan asumsi bahwa antenna akan
diletakan sangat dekat dengan permukaan tanah ,
maka kajian ukuran footprint yang dihasilkan
didekati dengan analisa medan dekat. Medan
dekat sebanding dengan daerah yang diiluminasi.
Jika setiap elemen yang aktif/ dicatu pada array
5
frequency (GHz)
Gambar 6: Return Loss pada port 1, 2, 3
dari modified microstrip dipole array
dengan beban resistif 100 Ohm
Jakarta, 18 – 19 April 2007
11
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
menghasilkan daerah medan dekat yang
berbeda-beda maka skenario pengaturan
footprint dengan sistem array berhasil. Hasil
simulasi menunjukan bahwa perbedaan elemen
array yang dicatu akan menghasilkan luasan
medan dekat yang berbeda. Elemen dengan
dimensi besar akan menghasikan daerah medan
dekat yang besar, begitu juga sebaliknya.
Sehinga hasil simulasi tersebut menunjukkan
bahwa footprint anten dapat dilakukan dengan
sistem antenna array diatas.
Port 1
Antenna TX
εr=4 µr=3
h= 10 cm
Antenna RX
Port 2
Gambar 10: Model pengukuran footprint
Table II: Footprint antenna modified dipole
array dengan elemen aktif yang berbeda-beda
Table I : Medan dekat modified dipole array dengan
elemen aktif yang berbeda-beda
Active
Magnitude of
Contour
element
Near Field
representation
Element-1
Active
element
Element-1
Footprint antena
10
0.018
8
0.01
3
02
0.
0.028
23
0.0
8
0.0
23
9
0.018
0.028
0. 018
2
0. 023
8
0.01
1
2
3
4
5
7
8
9
10
0.018
9
18
0.0
6
0.0
28
3
02
0.
8
0.01
33
0. 0
0. 028
7
0.
0
0.023
0.028
0.
02
3
8
0.028
Element-3
6
23
0.0
18
Element-2
0.0183
0.02
33
0. 0
3
1
0.023
0.028
4
Element-2
0.023
0. 018
5
0.018
6
33
0.0
0.028
7
5
0.
02
8
0.02
8
3
1
1
2
3
4
5
8
01
0.
6
7
8
9
8
9
10
9
0.018
0
0.028 . 023
0.0
28
6
0.023
0.018
0.0
0.02 18
3
0.028
0.
02
8
7
8
0.01
23
0.0
8
5
3
0.
02
3
0.02
8
0.02
8
0.023
0.018
2
1
18
0.0
3
0.02
4
18
0.0
Jakarta, 18 – 19 April 2007
Element-3
0.028
0. 02
0. 018 3
2
Pemodelan untuk simulasi footprint berdasar
atas model pengukuran footprint pada gambar
10. Dimana antenna TX diletakkan sangat dekat
dengan permukaan tanah dan antenna RX
diletakkan didalam tanah dengan kedalaman h.
Kemudian Antena TX digerakkan men-scan
luasan yang akan diobservasi. Sehingga jika
S12n(f) adalah scattering parameter antara port 1
Antena TX yang ditempatkan pada titk n dengan
port 2, yang dihitung dengan metode Mom dan
N-port network Equation, maka S12n(f)
menunjukan fungsi transfer dari media. Jika S1(f)
adalah spectral dari monocycle pulse yang
disintesa oleh Frekuensi sinteser, maka output
dari port 2 S2n(f) adalah S1(f). S2n(f). Setelah
dilakukan rekonstruksi maka didapatkan S2n(t).
Berdasarkan nilai S2n(t) footprint dapat
ditentukan.
8
0.01
23
0.0
0.023
33
0.0
0. 023 8
1
0.0
4
1
2
3
4
5
6
7
Kesimpulan
Pembebanan Resistif yang digunakan dapat
menekan level coupling secara siknifikan
sehingga hanya elemen yang dicatu saja yang
efektif meradiasi sedangkan elemen lain yang
tidak dicatu tidak efektif meradiasi. Hal ini
12
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Technologies and Applications, vol. 3, no.
4, pp. 345-376, October 2002.
[6] Pisti B Katehi, “Mutual Coupling Between
Microstrip Dipoles in Multielement
Arrays”, IEEE Transaction Antenna And
Propagation. Vol 37, No. 3, March 1989.
[7] Tatsuo Itoh, “Planar Antenna Arrays for
Ku/Q Bands”, Department of Electrical
Engineering, University of California, Los
Angeles, California 90095. Final Report
2000-2001 for MICRO Project 00-041:
Rockwell Science Center.
[8] A.
Pramudita,
A.Kurniawan,
A.B
Suksmono, “ Resistive Loading for
Coupling Reduction Between element in
array antenna for GPR”, Proceeding of
Joint International Conference on TSSAWSSA, Bandung, Dec 2006. R. S. Elliott
and G. J. Stern." The design of microstrip
dipole arrays including mutual coupling,
Part I: Theorq ." IEFE Trans.Antennas
Propagation. vol ,4P-29. pp. 757-760.
Sept. 1981.
[9] G. J. Stern and R. S. Elliott, "The design
of microstrip dipole arrays Includlng
mutual coupling, Part 11: Experiment."
IEEE Trans.Antennas Propagation.. vol.
AP-29. pp. 761-165. Sept. 1981.
[10] N. G. Alcxopoulos and I. E. Rana.
"Mutual impedance computation between
printed dipoles.".IEEE Trans.Antennas
Propagation.vol. AP-29, Jan.1981.
[11] D. M. Pozar, "Input impedance and
mutual coupling of rectangular microstrip
antenna”,
IEEE Trans. Anrennas
Propagution.vol.AP-30. Nov. 1982.
[12] E. Rana and N. G. Alexopoulos, "Current
distribution and input impedance of
printed dipole,”IEEE Trans. Antennas
Propagation vol. AP-29.Jan 1981(447 k
terjadi karena arus induksi akan diserap oleh
beban resistif pada tiap elemen parasif.
Struktur konsentrik dapat direalisasikan
pada Modified dipole array sehingga
mendukung untuk mendapatkan bentuk yang
kompak. Hasil simulasi menunjuka bahwa
elemen array yang memiliki bentuk-bentuk
transisi mendadak akan memiliki level coupling
yang lebih tinggi.
Hasil simulasi menunjukan bahwa setiap
elemen aktif pada antena array menghasilkan
luasan medan dekat yang berbeda. Ukuran
medan dekat sebanding dengan dimensi antena.
Begitu juga hasil simulasi footprint pada Tabel
II juga menunjukan kesimpulan yang sama.
Sehingga disimpulkan bahwa pengaturan
footprint dapat dilakukan dengan sistem antenna
array yang diusulkan.
Referensi
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
A.A. Lestari, Antennas for Improved
Ground Penetrating Radar: Modeling
Tools, Analysis and Design, Ph.D.
dissertaion,
Delft
University
of
Technology, The Netherlands, 2003.
J. Daniel, Ground Penetrating Radar 2nd
Edition, IEE Radar Sonar, Navigation And
Avionics Series 15, 2004.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Adaptive wire bow-tie antenna for GPR
applications”, IEEE Transactions on
Antennas and Propagation, vol. 53, no. 5,
pp. 1745-1754, May 2005.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Numerical and experimental analysis of
circular-end wire bow-tie antennas over a
lossy ground”, IEEE Transactions on
Antennas and Propagation, vol. 52, no. 1,
pp. 26-35, January 2004.
A.A. Lestari, A.G. Yarovoy, L.P. Ligthart,
“Analysis and design of improved
antennas for GPR”, Subsurface Sensing
Jakarta, 18 – 19 April 2007
I
13
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
Pembuatan Voltage Control Oscilator untuk Perangkat Pemancar Jamming
Elan Djaelani1),Daday Ruhiat2)
Pusat Penelitian Informatika-LIPI
Jl.Cisitu No.21/154D.Kompleks LIPI Bandung.40135
Telp.022-2504711,Fax.022-2504712
2)
Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi-LIPI
Jl.Cisitu No.21/154D.Kompleks LIPI Bandung.40135
Telp.022-2504660,Fax.022-2504659
1)
Abstract
Research on developing of Voltage Control Oscilator (VCO) for a jamming signal transmitter unit has been
carried out. A jamming signal transmitter is a radio transmitter used to destroy the function of electronic
communication system. Jamming’s done by using a signal with same frequency and much higher power level. It
makes the receiver will detect only the higher power jamming signal, lost the intended signal, and cause
communication trouble of totally mulfunction.
A jamming signal transmitter unit requires a wide bandwidth. VCO has to work on higher frequency in order to
gain a wide enough deviation, because increasing the working frequency higher increaser the deviation
proportionally.
Output of the VCO worked on high frequency has a wide bandwidth. Because intended signal should have lower
frequency, mixing process have to be done. This system’s called heterodyne system.
Output of the mixing process, with LO frequency, is the IF operating frequency of jamming transmitter. It will
be bandpass -filtered out, amplified up to certain signal level and it will be transmitted through a broadband
antenna. After several trial’s completed, the reserach succesfully results a VCO prototype for the jamming
transmitter unit.
Keywords : Voltage Control Oscilator, jamming, IF.
Abstrak
Telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan Voltage Control Oscilator (VCO) untuk keperluan perangkat
pemancar jamming. Perangkat pemancar jamming adalah pemancar radio yang digunakan untuk melumpuhkan
sistim komunikasi elektronik dengan cara menimpa atau menutupi sinyal dari suatu pemancar dengan sinyal lain
( sinyal jamming) yang mempunyai frekuensi sama dan daya yang lebih besar, sehingga penerima hanya akan
mendeteksi sinyal jamming yang mempunyai daya lebih besar, ini akan mengakibatkan komunikasi terganggu atau
bahkan macet sama sekali.
VCO dengan bandwidth yang lebar diperlukan untuk membuat sinyal jamming pada perangkat pemancar
jamming. Untuk memperoleh deviasi (penyimpangan) yang cukup lebar, suatu VCO harus bekerja pada frekuensi
yang lebih tinggi, semakin tinggi frekuensi kerja VCO maka deviasi yang terjadi adalah berbanding lurus.
Pembuatan VCO bekerja pada frekuensi lebih tinggi akan mencapai bandwidth yang lebar,karena frekuensi
keluaran yang dikehendaki lebih rendah, diperlukan proses penurunan frekuensi dengan demikian perlu proses
mixing dan sistim ini disebut dengan system heterodyne
Dari proses mixing dengan frekuensi LO diperoleh frekuensi IF, dalam hal ini daerah frekuensi operasi pemancar
jamming.
Selanjutnya setelah dilewatkan kedalam suatu Bandpass Filter frekuensi IF tersebut diperkuat oleh suatu
Amplifier sehingga menghasilkan daya tertentu untuk selanjutnya dipancarkan melalui sebuah Antena broadband.
Setelah melalui percobaan percobaan telah dapat diperoleh prototipe VCO yang diperlukan perangkat pemancar
jamming.
Kata kunci: Voltage Control Oscilator, Jamming, IF.
suatu pemancar dengan sinyal lain ( sinyal
jamming) yang mempunyai frekuensi sama dan
daya yang lebih besar , sehingga penerima hanya
akan mendeteksi sinyal jamming yang
mempunyai daya lebih besar, ini akan
1. Pendahuluan
Perangkat pemancar jamming adalah
pemancar radio yang
digunakan untuk
melumpuhkan sistim komunikasi elektronik
dengan cara menimpa atau menutupi sinyal dari
Jakarta, 18 – 19 April 2007
14
Prosiding
Seminar Radar Nasional 2007
mengakibatkan komunikasi terganggu atau
bahkan macet sama sekali.
Perangkat pemancar jamming akan dibuat
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Daerah frekuensi: 30MHz – 80 Mhz
Sistem: Pemancar Heterodyne
Modulasi : Modulasi Frekwensi / Modulasi
Amplituda.
Input Modulasi : Wideband Noise
Pembawa : Sweeper 30 – 80 Mhz
Waktu Sweep : Variable
Power Output : 100Watts
Harmonic Frekuensi out of band- 45 dB
Antenna : Broadband Omnidirectional
2. Dasar Teori
2.1. Sawtooth Signal
Perangkat pemancar jamming dirancang
berdasarkan prinsip dari sweeper oscillator.
VCO inputnya diberikan suatu sinyal berbentuk
gigi gergaji (sawtooth) maka pada output VCO
akan terjadi penyimpangan (deviasi frekuensi)
sesuai dengan besaran frekuensi pemodulasi
(sawtooth signal).
Sebagaimana diperlihatkan pada gambar
bentuk dari sebuah sinyal gigigergaji.
Blok diagram perangkat pemancar jamming
seperti pada gambar 1.
Gambar2: Sinyal gigi gergaji (sawtooth)
Pada gambar 2. diperlihatkan saat t1 start
dari sinyal sawtooth maka, frekuensi VCO
mulai bergerak mengikuti bentuk sinyal tersebut
dan akan berakhir pada saat t2 stop dan
seterusnya. Pengulangan akan terjadi pada
periode
berikutnya
sehingga
kecepatan
pengulangan ditentukan oleh besarnya frekuensi
dari sawtooth tersebut, jadi kecepatan sweeping
dari VCO ditentukan oleh besarnya frekuensi
dari sawtooth oscillator.
Gambar 1: Blok diagram perangkat pemancar
jamming.
VCO 310-360 Mhz : berfungsi untuk
membangkitkan sinyal
pembawa (carrier)
frekuensi 310Mhz –360 Mhz
Preamplifier : berfungsi untuk memeperkuat
sinyal yang berasal dari oscillator VCO
Sawtooth Generator : berfungsi untuk
membangkitkan sinyal gigi gergaji 50 – 200 Hz
Noise
Generator
:
berfungsi
untuk
membangkitkan sinyal Noise
Sum : berfungsi untuk menjumlah /
menggabungkan
Local
Oscillator
:
berfung