STUDI MENGENAI HASIL-HASIL PENELITIAN PROPAGASI Ka-BAND DENGAN OLYMPUS

STUDI MENGENAI
HASIL-HASIL PENELITIAN PROPAGASI
Ka-BAND DENGAN OLYMPUS

J

t

h :-;US't

TUGAS A - --ri;.
Trr-,..,a -L« c i

I T

i-

\kA

P

' - ~,

I PUTU EKA PUTRA GTRJ
2293 100 054
~'f

1

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRJ
INSTITUT TEKNOLOOI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA

1998

!1J

#:"- --<

Disusun oleh

I

~

STUD! MENGENAI
HASIL-HASIL PENELITIAN PROPAGASI
Ka-BAND DENGAN OLYMPUS

TUGAS AKHIR
Olajukan Guna Mamenuhi Sebagian Persyeraten
Untuk Memperoleh Geter Sarjana Teknik Elektro
Peda
Bldang Studt Teknik Telekomunikaal
Juruaan Teknlk Elektro
Fakultaa Teknologl lndustrl
lnatltut Taknologl Sepuluh Nopember
Surabaya

Mengatahui I Menyetujui

Dosen Pem~ing

{

I r. JIANG SU HARTO, M.Sc.
NIP. 130 520 753

SURA BAYA
Agustus, 1998

ABSTRAK

/',•m•l*•ll~:nvua

Tugas Al.htr tnt merupakan salah saru persyaratan al.dcmt~

untul.. mcmpcrolch gclur kcsarJanaan pada Bidang Studi Teknik Telekomuntl.ast,
Juru5an I el.ntl.. L:lcl.tro I ol.ultas Tcl.mk lndustn. Institut Tekoologt Scpuluh
Nopeml'Jl M\11
PAOA 1-REKUENSI 19.77 GHz DAN 29,65 GHz ....

GAMBAR

01

11 3

1>1 NGUIWRA!\1 RI::.DAMAN HUJAN 01 DAR\IISTADf

PADA FREKUI:NS1 19,77 GHz DAN 29,65 GHz ............ IIJ
GAMBM 5.16

PREDIKSI R.l:.DAMAN HUJAN DAH Dl DARMSTAD I
I'ADA FREKUENSI19,77 GHzDAN 29,65 01-lz ............ 121

---..,...... .....

\

C1AMBAR ~ 17

PRJ DIKSI RfDAMAN HUJAN DAH Dl KIRKKONtJMMI
P \DA FRfKVF'ISI 19.77 GHz DA-'J 29.65 GHz

PREDI~

GA\18AR 5 18

REDA.~

PADA fR
GAMBAR 5 JQ

GAMBAR 5 20

19.77 GHz DA.'l29.65 GJ lz

PRF-DIIo..SI

REDAMAN

: ~tMI

:?9.6~

HUJA.\J ITU-R D1 DARMSTADI

E KVE~SI

lo.IRKO'\

GHz

1:!1

HUJAN

1:!7

JTU-R

01

PADA FREK.UENSl 19.77 GH..- DA~
.... .. .... ................................ .... ...........

127

PFRBANDINGAN PENGUKURAN DENGAN PREDIKSI
l ~hDAMN

II UJAN

OJ

DARMSTADT

PADA

I· RLKlll:NSI 19,77 GHz .............................................. 130

OAMBAR 5.21

l'rRBANDINGAN PENGUKURAN DENGAN PREDIKSI
RIDAMAN JIUJAN

01

DARMSTADT

FRI· KUE\JSI 29.65 GHz.................. .. ........
GA \lBAR ~ 22

Pl RHAJI.DII\GAN P~GVKURA
RI::0At-.1AN

HUJAN

...... 130

'l DDIGA'\ PREDIIo..SI

OJ

KlRKKONUMMI

FRE lo..LE\JSI19.77GHz
G-\MilAR ~ 23

PAOA

PADA
13 1

PI·RBANDII\GAN PENGUKURAN DENGAN PRED!KSI
Rl OA\1.\:--.

HIJJA.'l

DI

KIRKKOl\\JM.\11

PADA

rRF- KUENSI 29.65 GHz. ..................... ................ ..... . 131

DAFTAR TABEL

IABl L J I

P,\RAMl lf-R TIPE AWAN UNTUK PREDIKSI REDM1A~
A\\'A :'II

..

... ... ......... ..... .. ....

...... ........

.. .... I 8

lABEL 2.2

RATA-RATA SI!·AT EMPAT TfPE AWAN. .........

'I ABEL 2. 3

DAFTAR KOEFISIEN k DAN a UNTUK POLARI5t1Sf

. .......... 29

VER I'!Kt\L DfiN HORISONTAL . ...................................... . 29

T1'1131:-.1. 2 4

MODEL CURAII I lUJAN RICE-HOLMBERG....................... 37

TAIJI'I. 2.5

I)ISTRJBUSI CURAH HUJAN CCIR ................................ 37

TABLL 2 6

DIS rRil3USI CURAH HUJAN GLOBAL CRA~

I ABEL 2 7

1\ll.AI STANDAR DEVIA$1................................ ........

47

TARIU I

'\l OKASI BA \10 FR.EKt:ENSl SATEUT

60

'IAH~1.4

SPL "ilf IKASI DA rA TEKNIK ................

71

I

... . ..

J8

l\lH-142

SPL"ill I._ASI BEACOl\ Ka-BA.'\'IL..........

Tt\Bl.L 4 3

H\Sil-H\Sil TESrBEACONPAYLOAD..............

n

T'\8£1 4 4

Sfl\' \1 -Sf..,YAL BEACO"' OL n1PUS..........

73

IARFI

I O._A 'il-l Ok.ASI PENELITIAN OLYMPUS...... . .. ...

78

4~

. . 71

'f ABEL 5.1

HAS II PERl Ill UNGA.l\ REDAMJ.\N OKSIGEN .... ............ 82

TABF.L 52

111\SIL I"ERIIITUNGAN REDAMAN UAP AIR ................... 85

TABI .1. 5.3

I IASJI. ~PI

R I

llTUNG AN RF.:OA.lv1AN GAS TOTAL .............. 87

TAUL L ~ 4

DATA RI·DAMAI\ AWAN OJ DARMSTADT ...

........ 88

5

PRI DIKSI REDAMA.'\ AV.A.'J OJ DARMST..o\DT

91

I ·\B£ I
~

TABE:.L 5.6

PI:RHlllJNGAN

REDAMA.'J

SCINTILASI

PADA
97

I ABU 57

II \SII

lABEL 58

Pt:RHITUt-.;GAN

DAR\1~T

Am

IIASII.

PFRHIIUNGAN

REDAMAN

SCINTILASI

..... ............... ....

REDAMAN

Dl
98

SC!NTILASI

OJ

f..IRKKONL MMI . ............ ......... ...... ........ ..... . ...... ....... 99
J'AAEL 5.9

liAS II, PERIIITUNGAN REDAMAN MELTING ................. 1 0 ~

'I ABEL 5.10

PI:RIIITUNGAN REDAMAN MELTlNG PADA BERBAGAI
FREKUF.NSI .. ............ ......................................................... I04

I AB~

f..ARAI-: TFRISTIK STASI UN BUMI .......

I..S II

fABII 5 12

..... ............

107

lfASII PENGUKURAN !NTENSITAS CURAH HUJAN Dl

f..IRKJ....O'JUMMI PERJODE I OKTOBER 1991 SAMPAJ
30 SEP'I E.\.1BER 1992 ..

1 ABEL~

IA~l

1.3

PEI\GUKL'RA~

lARFI 5 14

\>fBUR 1990

HASIL

........... 108

1:11TEl'SITAS Ct,'RAH HUJA'\ DI

O,\RMSTAD r
ou,~

...............................

PERIOD£

JM'UARJ

1990

. .... .................... ... ...... .. .

PENGUKURAN

REDAMAN

SAMPAI
.... IW

HUJAN

Dl

f..IRJ..J....ONLWv11 PFRIODE I OKTOBF.R 1991 SAMPAI
30 SEPTEMBI-.R 1992........................ .... ..................... .. .. Ill

1/\BH. 5 I~

If ·\ 'ill

Pl:t-;GUKUR/\N

0.'\RMSl \DI

PERIODE

REDAMAN
JA"\JUARI

HUJAN
1990

Df:.SFMBI::R 1990
T\IU· L ~ 16

IA~l

Dl

SA'v!P-\1

11 2

PFRHITli'\G/\1\ REDAMA' HUJA.' i METOD! D\11

DIIJ.\RMSTADl

1 ABU 5.17

IIASIL PI RHlTU~GAI'\

REDAMAN HUJA}.; MI::'TODE D/\11

01 KIRKI-..ONUMMI .................... .... ........ .......... ...... .. I:!0
I ARFI ~ I~

liAS II

PERIIJTLJNGAN REDAMAN I-lUJAN MF.TODI·

II U· R Dl DARMS'I ADT ....... ... .. ..................... ............. 125

Ti\13EU 19

111\SII. PERIII'IlfNGAN REDAMAN !lUJAN ME'IODf

Ti\1:3'

llll·R [)I KIRKKONUMMI.. ............................................... 126
. ~2 0

IIARGAR\1SERROR

............................................

132

BABI
PE DAHULUAN

\~(,

1.1. l \l \RBF I
l'c~tna

unt~

perkcmbnngan tcJ..nolog1 telekomunikasi mengharuskan k1ta

h:b1h mepo.:rba1~

didusarkan

~unl1tas

pudn

Berbaga1 penelinan yang sedang d1la~ukn

kcnvataan

bahwa masalah

umum

yang terus

d1cari

pcnyelcsaiannyn uduluh penycdim1n kana! kom unikasi ya ng daput menyal urkan
intbrma~

dcngun ~ap

Iebar. Padn ~btcm

s 1a s yang besar, kecepatan tinggi, serta bandwidth yang

komumkas1 satcht, hal eli atas ditandai dengan po.:nmgkatan

kcpadatan pcmaka1an frckucns1 di bawah Ku-band (14/12 GHz), seh1ngga
penehuan ~ang

mcngarah pada penggunaan pita frekuens1 yang leb1h ungg1 lag1

'I!'-llil.. ~ an~

bc(3r, ~ang

rcntang frel.ucn~J

~J

l. an

untul.. oks1geo redaman spes1fil.. terbe'l!f padu

5 GH7 hmgga 65.2 GHz.

Rc:komcnd.:J\J ITU-R RP/'.:.618-1 ( 1996) memberikan metode prooJI..sJ
ab. fis1l
Iebar ke arab \l!n~a

8\\811

dnentul.an oleh tipe dan bentul, l.eung~'a

dan honsontal serta ~trukmya

.

Dan sudut pandang rn1lro.

fh.1k dan termodmam•k a\\ an dnenrukan oleh temperatur. kandungan ca1ran
kcrapatan unr a1r Sehmgga semuanya 1tu memberikan suatu hal yang lcb•h sullt
dalam mcngctahu1 kond•s• nwan
Awan mcngnndung but iran air berdiamerer kurang dari 0, 1 mm,
scdongkon padu hujun mcm111k1 diameter butiran air antara 0, I mm h111gga 10
mm Awnn adolnh buuran air dan bukan uap air, terkadang awan memilil..i
kelcmbaban rclauf hnmp1r I00° o Rata-rata kandungan air dalam bemuk

Lat

ca1r

dalnm tl\\an bcrk1sar antara 0.05 hmgga 2 g.m' Sedangkan pada kabut mcm•llkl
kandungan k•ra-l..1ra 0.05 g m untul.. kabut sedang (jarak pengehbatan I.Jra-I.Jra
1

300 m) dan 0.5 g m untul. kabut tebal (Jarak pengelibatan k.ira-l.,ra 50 m) Tabel

2 I mcnun.tukl.an P~trame
Darm

~ tad

awan unrul.. prediks1 redaman awan d1 daerah

dan dacrah New York
Rt.:dnman ~ang

d1\ebabl.an a\\an pada link komunikas1 sateht sangat

berpengaruh pada freJ..ucns1 d1 al~

20 GHl terutama pada sudut eleva.s1 rendah

Scdangkan rcdamnn lnbut snngat berarll pada frekuensi di atas I 00 GI-l/ Pada
gambar 2 2 mcnunjukkan perbandmgan redaman spesi.fik oksigen, uap air dan
nwan scoagni rungsi lickucnsi.

16

TABEL2.1 s
PARAMETER AWAN
U!II"Tl 1-. PRFDIKSI REDA."W\ AWA.'\

I

Parameter
Percentage of Cumulo Ntmbus

-Pc:rccntal,'C of Cumulus

Darmstadt
2.000

Ne\\ Yorio;

2.300

l

4,000

tPerccnlagc ofNtmb~rau

3,000

I'

I

12,000

I

37.300

34,500

63,300

70,500

l,

0,433

0,227

O'o

0,705

0,956

Percentage of Stratus
1\:rccntagc ofTo1al Cloud Cover. P.

13.500

Model pcndcknlan yang digunakan adalab model Liebe yang dipau~n
dcnlfan model D/\11 (A~oka

Dissanayake. Jeremy E. Allnutt dan Falim llatdnra)

untuk tmgkat redaman pada prosentase wak'lll yang lam. Model tru dtturunkan
dcngan menggunakan stlill
sta~uk

3\\lln

~ecar

rata-rata dengan asumsr bahwa drstnbu.~

awan m.:ngtkutt probabthtas log-normal
Langkah-langl.ah perhllungan redarnan awan adatab sebagat benJ..ut·

Menghlu~:

redaman SpPtfiJ,; 3\\an dengan persamaan: 6

fq)

0.1820l2 f \'
a,=
}

dBlm

L'

"(~

J ...

I

Uum li.llol"l' ,'\ l'

l (t.I!K'

I~ )\

\tlllltJ I 1111 I t 0\mP..T.:o. kAI~
An~1$Tk)}.
~\VOntf.Jl
...II!HIII .\,1.._"-\M - t l'tflfU!IItlhlllo \'at ·U. \;o U\.

(2. 17)

dengun,
l

l'IM.~·•

,, ONII.AI\ lil·l(

rnr•Jl. U~M•b01,cdlu'9)p

Otl~

~k()J'I\Q

,\TtC~N

l\II'Aik.\ll!:\'1'1

1'991), p Ul"
.u

)7

' • (c . + :!) r. "
•

~lcn1hug

vnnabd tempcrntur relutn•e rnverse dengan persamaan
tJ=

•

c2 un

300
12 19)

t-173.15

Mcnghnung frc:l.uen~•

l'rmetrul dan 1econdtfl} ·

t,lrJ. 20.04 - 142.4 (0-lh-294 (0-1):

I.Cf)

•

•

5lllnta pcmJIIIVItv:
c..(t)

77,66 + 103 .3.(0- I)

C•

3,51

(2.22)

Mcngh1tung hagsan real dan unajsncr dari complex permlllvity o(woter

c 'Ill

(2 23)

,.. "!!)

(2 24 )

I Ull)tkuh 2 ·

Menghstung rcdaman ,fum puth total Act untuk tiap tipe a wan (1 - I sam pas 4 l
dsdapat dati pcrl..alsan redaman ~pesifk

''"
u,Sill(}

JH

dan veri/co/ extent dengan persamaan.
(2.25)

IH

Untul.: ~udt

dthun~:

elc1a~t

~clam

d~:nga

=angat penung untuk ststem margm r~ndah
pada pengopera\1an dengan frekuens1 nnggi dan sudut ele\asl rendah
Rel.omcnd;N 718-J mcmbenkan m.•un •anao dan loganrma smyal amplitudo
dalam

bcntu~

fung\1

rurbulen dan

hum1d~

frckuen~1.

\udut elcYast. diameter antena.

keng~a

dan

dan mdek refraks1 Karaberisrik armosfer untul. 1khm

Eropa dapat d1hhat pada lamp1ran I Penguk.uran dari Olympus relah dtperlua'
pada

frcl-u~:nM

percobaan hmgga mcncapat frekuensi 30 GHz.
TuJunn dari srud1 scmtilas1 ini adalah uotuk meramalkan besarnya

redumnn SCJI\lilas1 radl\ sinyal komunikasi untuk daerah tertentu serta frekucnsi
tcr~nu

,

diameter antcnu dnn sudut elevast

11

Adapun langkah-langkah untuk menghnung besamya redaman scmulast
adalah ~b:lgat

b.!nkut

J•.un)!kuh I:

\knentul..an h..rl!ll raUl-rata dan tc:mperarur dalam •c dan re/atn;e hunuduy dalam
per