bab ii dasar teori a. konsep dasar propagasi radio
TRANSCRIPT
Tugas Akhir
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
9
BAB II
DASAR TEORI
A. Konsep Dasar Propagasi Radio
Propagasi gelombang radio ialah mentransmisikan atau menyebarkan
gelombang elektromagnetik di udara bebas (free space). Gelombang
elektromagnetik pada umumnya dipengaruhi banyak faktor dalam bentuk
yang sangat kompleks diantaranya pengaruh keadaan cuaca, fenomena
luar angkasa, maupun permukaan bumi yang tidak rata. Mekanisme dasar
propagasi gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam, tetapi
secara umum dapat dikategorikan menjadi empat yaitu free space,
refleksi, difraksi dan scattering. Gambar 2.1 menunjukkan mekanisme
propagasi radio.
Gambar 2.1 Propagasi Gelombang Radio
[8]
(a) Free space
(b) Reflection
(c) Difraction
(d) Scattering
10
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Dari Gambar 2.1 dapat dijelaskan bahwa mekanisme propagasi radio
ada 4 macam, yang pertama ialah Free Space atau disebut juga propagasi
ruang bebas yaitu sinyal yang dipancarkan langsung diterima oleh antena
penerima sehingga tidak ada rugi yang disebabkan medium. Berikutnya
ialah refleksi atau pantulan terjadi pada saat suatu sinyal bertumbukan
dengan suatu sinyal yang lebih besar dibandingkan dengan panjang
gelombang sinyal tersebut. Sedangkan difraksi terjadi saat lintasan dari
gelombang dihalangi oleh permukaan yang tidak teratur baik tajam
maupun kecil, difraksi memungkinkan gelombang radio merambat
sepanjang permukaan bumi yang berbeda-beda ketinggiannya. Sementara
itu scattering terjadi ketika perambatan gelombang elektromagnetik
dihalangi oleh media yang mempunyai ukuran dimensi lebih kecil dari
panjang gelombang yang dikirim transmitter sehingga menyebabkan
pemantulan ke segala arah.
Selain macam-macam mekanisme propagasi, gelombang radio juga
memiliki beberapa jenis propagasi diantara mencakup propagasi antar dua
titik, gelombang permukaan, efek ketinggian antena dengan kuat sinyal,
atmosfer bumi, daerah dan jarak lompatan gelombang, dan lain-lain.
Adapun jenis propagasi radio yang diambil sebagai materi disini ialah
sebagai berikut:
11
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
1. Propagasi Antar Dua Titik di Bumi
Propagasi ini bekerja dengan sistem pancaran dua arah
menggunakan dua buah antena, yaitu antena pengirim dan antena
penerima.
Gambar 2.2 Berbagai Jenis Gelombang dan Pantulannya
[8]
Adapun jenis-jenis gelombang yang dipancarkan dapat dibedakan
menjadi 4 jenis. Pertama gelombang terarah atau propagasinya
segaris pandang (line of sight), yang kedua gelombang terpantul
yakni gelombang yang datang setelah adanya pantulan pada suatu
titik dipermukaan bumi, berikutnya gelombang permukaan dengan
cepat rambat gelombangnya merapat melalui permukaan bumi, dan
yang terakhir gelombang iosnosferik atau gelombang langit dengan
arah pancar gelombang yang mengarah ke atas langit meninggalkan
pemancar kemudian bengkok karena ada lapisan konduksi dari
atmosfer setelah itu kembali dikirim ke permukaan bumi.
12
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Gambar 2.3 Antena Pemancar Memancarkan Berbagai Jenis Gelombang
[8]
Pada Gambar 2.3 menjelaskan berbagai jenis gelombang
berdasarkan arah pancarannya dimana gelombang terarah, gelombang
terpantul dan gelombang permukaan bersama-sama muncul, maka
gabungan gelombang ini disebut sebagai gelombang tanah (ground
wave). Sementara itu gabungan antara gelombang terarah dan
gelombang yang dipantulkan bumi disebut dengan gelombang ruang
(space wave). Sedangkan gelombang langit (sky wave) merupakan
gelombang yang dipantulkan pada lapisan atmosfer, diantara ada
lapisan ionosfir yang berada pada ketinggian antara 50 hingga 400
kilometer diatas permukaan bumi dan lapisan troposfir yang berada
hanya pada ketinggian 10 kilometer di atas permukaan bumi dan
disebut dengan propagasi troposferik. Di antara lapisan troposfir dan
lapisan ionosfir ada suatu lapisan lagi yaitu lapisan stratosfir, pada
13
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
lapisan ini gelombang langit dan gelombang permukaan menjalar.
Mekanisme propagasi gelombang biasanya bergantung pada
frekuensinya.
Hubungan antara besar frekuensi dan jenis gelombang
propagasinya ditunjukan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Hubungan Antara Propagasi dan Frekuensi[8]
Frekuensi Propagasi pada umumnya
<500 KHz Gelombang permukaan
500 KHz s.d. 1,5 MHz
Gelombang permukaan untuk
jarak pendek dan gelombang
ionosferik untuk jarak yang lebih
panjang
1,5 MHz s.d. 30 MHz Gelombang ionosferik
>30 MHz Gelombang ruang dalam arah
segaris pandang (Line of sight)
Gelombang tanah dan gelombang langit pada Gambar 2.2 sebelah
kiri digunakan untuk memancarkan frekuensi-frekuensi rendah,
sedangkan untuk gelombang dengan daya besar dapat dipantulkan
beberapa kali untuk dapat melintasi benua (perhatikan Gambar 2.2
sebelah kanan). Baik tidaknya sinyal gelombang tanah dan
gelombang langit yang diterima bergantung pada kuat sinyal
pancaran dan distorsi yang ditimbulkan, selain itu gelombang langit
juga sangat dipengaruhi oleh fading sebagai hasil dari adanya
karakteristik ionosfir yang selalu berubah secara terus menerus.
14
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
2. Gelombang Permukaan
Pada penjelasan sebelumnya sudah dijelaskan bahwa gelombang
tanah (ground wave) pada prinsipnya dibentuk dibentuk dari dua
komponen gelombang yang terpisah yaitu gelombang permukaan
(surface wave) dan gelobang ruang (space wave). Untuk menentukan
apakah komponen gelombang tersebut masuk kategori gelombang
permukaan atau gelombang ruang cukup sederhana, pengertian dari
gelombang permukaan ialah gelombang yang menjalar sepanjang
permukaan bumi, sedangkan gelombang ruang adalah gelombang
yang menjalar diatas bumi. Arti kata “sepanjang” pada gelombang
permukaan ialah menjalar diatas penjalaran gelombang beberapa
puluh meter diatas permukaan bumi pada ketinggian antena.
Perhatikan Gambar 2.3
Gelombang permukaan mencapai penerima dengan cara menjalar
sepanjang permukaan tanah. Gelombang permukaan dapat mengikuti
kontur atau liku-liku permukaan tanah diatas bumi karena mengalami
proses difraksi (penyebaran). Pada saat gelombang permukaan
menemukan penghalang yang ukurannya lebih besar dari panjang
gelombang, maka gelombang tersebut cenderung akan melengkung
atau berbelok ke arah obyek. Sedangkan jika gelombang permukaan
menjalar melalui obyek yang lebih kecil maka penjalarannya tidak
menjadi masalah karena mengalami difraksi.
15
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Gelombang permukaan yang menjalar diatas tanah akan
menyebabkan berkurangnya daya pancar atau energi karena terjadi
pelemahan, akibatnya sinyal yang dikirim akan menjadi lebih kecil
sehingga diperlukan gelombang terpolarisasi vertikal untuk
mengurangi gelombang yang bersinggungan dengan permukaan
bumi. Gelombang permukaan biasanya dialami oleh gelombang
dengan frekuensi kurang dari 500 KHz dimana gelombang ini akan
mengalami perubahan propagasi akibat ketidaksempurnaan
koduktivitas atau daya hantar di permukaan bumi.[8]
Gambar 2.4 Gelombang Permukaan dan Gelombang Ruang
[8]
B. Konsep Dasar Sistem Komunikasi Radio Pada Navigasi Pesawat
Pesawat terbang pada dasarnya memiliki sistem komunikasi dua arah
yaitu pengirim (Rx) dan penerima (Tx), di mana pada pesawat penerima
terdiri dari pesawat penerima komunikasi dan pesawat penerima navigasi.
16
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Pesawat penerima komunikasi merupakan pesawat yang dipergunakan
untuk berkomunikasi dalam penerbangan, baik melalui media suara atau
menggunakan kode dan data-data navigasi, antara pesawat dengan
pesawat di udara atau pesawat dengan pengatur lalu lintas udara yang
berada di darat. Setiap pesawat memerlukan komunikasi agar
memperoleh informasi yang dibutuhkan untuk kelancaran dan
keselamatan penerbangan, baik itu informasi tentang bandara tujuan,
informasi cuaca dan data-data lain yang diperlukan selama penerbangan
berlangsung.[3]
Pada setiap pesawat modern harus dilengkapi pesawat penerima
navigasi agar penerbangan dapat berjalan lancar, aman, tertib, efisien dan
nyaman. Pesawat penerima navigasi yaitu pesawat penerima yang dapat
menerima dan mengolah sinyal atau kode yang berisi tentang informasi
navigasi untuk memandu dan mengarahkan sebuah pesawat terbang agar
sampai disuatu tujuan yang dikehendaki dengan selamat dan tepat.[3]
Navigasi pada transportasi udara adalah suatu cara yang memandu
pesawat atau menjadi acuan bagi pesawat apabila melakukan operasi
penerbangan dari suatu tempat ketempat lainnya dengan tepat dan selamat
tiba ditempat tujuan. Transportasi udara membutuhkan alat-alat bantu
navigasi dalam setiap kegiatan penerbangan pesawat dan pendaratan
pesawat.[2]
17
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Dalam sistem pengoperasian sistem penerbangan dan pendaratan ada
kalanya terdapat kendala, baik itu akibat pengaruh cuaca, redaman
atmosfir seperti hujan maupun jarak dan penghalang (obstacle) yang
berada di darat. Atas dasar itulah dibuat alat bantu navigasi udara dengan
spektrum frekuensi yang berbeda-beda sesuai dengan fungsinya, salah
satunya ialah spektrum frekuensi Very High Frequency (VHF) yang
memiliki keunggulan tahan terhadap redaman atmosfir seperti redaman
hujan, namun memiliki kekurangan terhadap jarak pancar dan penghalang
(obstacle) yang berada dalam wilayah pancaran. Alat bantu sistem
navigasi udara dengan spektrum frekuensi Very High Frequency (VHF)
ini digunakan pada perangkat Very High Omni-directional Range (VOR)
baik jenis doppler maupun jenis konvensional yang dipergunakan untuk
memandu sebuah pesawat untuk menuju ke sebuah bandara tertentu.[1,2]
Proses navigasi udara pada dasarnya memiliki proses perpindahan
komunikasi antar titik penerbangan pada saat pesawat masih mengudara,
pesawat harus melakukan cek poin karena semakin jauh pesawat
meninggalkan bandara maka akan semakin berkurang sinyal yang
diterima oleh pesawat dari bandara yang ditinggalkan. Sehingga pesawat
harus mendapat cek poin dari bandara lain yang berada pada jalur
penerbangan sesuai dengan jalur bandara yang dituju. Contohnya bandara
Adisutjipto Yogyakarta ingin ke bandara Penggung Cirebon maka,
bandara Adisutjipto Yogyakarta melalui jalur Wiskey one seven (W17)
18
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
harus mendapat cek poin di bandara Tunggul Wulung Cilacap sehingga
akan dapat menentukan arah ke jalur W17S menuju bandara Penggung
Cirebon. Dan contoh cek poin pada jalur penerbangan dapat dilihat pada
Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Jalur Penerbangan Indonesia[3]
Sistem navigasi udara memiliki instrumen atau alat bantu navigasi
seperti Doppler Very High Omni-directional Range (DVOR), Instrumen
Landing System (ILS), Marker Beacon, Radar, Non Direction Beacon
(NDB), dan Automatic Direction Finder (ADF). Adapun penjelasan dari
masing – masing alat navigasi ini adalah[3]
:
1. Doppler Very High Omni-directional Range (DVOR)
Merupakan fasilitas navigasi penerbangan yang bekerja pada
frekuensi radio dengan arah pancaran omnidirectional atau
dipancarkan kesegala arah yang memungkinkan penerbang untuk
19
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
menentukan arah penerbangannya kebandara yang dituju dalam
daerah jarak pancarnya. Alat ini bekerja pada getaran 108.0 – 117.95
Mhz dan berfungsi untuk memberikan azimuth dan bearing buatan
bagi pesawat dengan mengirimkan identitas dirinya dalam bentuk
sandi morse.
2. Instrumen Landing System (ILS)
Instrumen Landing System (ILS) adalah instrumen alat bantu
pendaratan (non visual) yang digunakan untuk membantu penerbang
melakukan prosedur pendekatan dan pendaratan pesawat disuatu
bandara. Alat ini bekerja pada getaran VHF dan terdiri dari localizer
landasan pacu, signal glide slope dan marker beacon untuk
menentukan lokasi pendaratan. Dimana peralatan localizer
memberikan sinyal radio pemandu azimuth yang memberikan
informasi berupa kelurusan pesawat terhadap garis tengah landasan
pacu/runway dan glideslope adalah berkas radio yang memandu
secara vertikal terhadap pesawat yang akan mendarat dengan
membuat sudut pendaratan yang tepat pada saat mendarat dilandasan
pacu.
3. Marker Beacon
Penggunaan marker beacon sangat berhubungan erat dengan ILS
dan VOR. Sinyal marker beacon digunakan untuk menunjukkan
posisi pesawat saat mendekati landasan pacu. Transmisi marker
20
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
beacon beroperasi pada frekuensi 75 Hz, dan berfungsi untuk
memberikan informasi berupa sisa jarak antara pesawat dan titik
pendaratan.
4. Non Direction Beacon (NDB)
Merupakan salah satu alat fasilitas navigasi penerbangan yang
bekerja pada gelombang AM dengan menggunakan frekuensi rendah
(low frequency) berkisar antara 190 – 535 Khz dan berfungsi untuk
mengarahkan pesawat kesuatu tempat yang dituju, atau untuk
menemukan dan menentukan tempat landasan pesawat.
5. Automatic Direction Finder (ADF)
Merupakan salah satu alat navigasi yang terletak pada pesawat
yang beroperasi pada frekuensi rendah sesuai dengan frekuensi NDB.
ADF berfungsi sebagai receiver untuk mengarahkan pesawat kesuatu
tempat yang dituju, atau untuk menemukan dan menentukan tempat
landasan pesawat.
6. Radar
Radio Detection and Ranging (Radar) adalah salah satu alat bantu
navigasi yang sangat potensial, baik dalam penentuan posisi maupun
pendeteksi objek tertentu. Radar menghasilkan pulsa-pulsa pendek
gelombang radio dan pancaran tersebut diarahkan pada area tertentu
melalui antena radar yang sering disebut dengan scanner.
21
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
C. Pengertian Doppler Very High Omni-directional Range (DVOR)
Doppler Very High Omni-directional Range (DVOR) merupakan alat
bantu navigasi penerbangan yang memancarkan sinyal berupa gelombang
radio dari ground station dan diterima oleh pesawat, sehingga penerbang
dapat menentukan jalur lintasan dan sudut azimuth relatif terhadap
bandara yang dituju. DVOR bekerja dengan menggunakan band Very
High Frequency (VHF) yang memiliki sifat Line of Sight untuk
memenuhi syarat propagasinya dan dipasang didalam atau diluar
lingkungan bandara sesuai dengan fungsinya. Data yang diambil dalam
penulisan tugas akhir ini diperoleh dari VOR pada Bandar udara Tunggul
Wulung Cilacap yang merupakan VOR jenis Doppler yang memiliki
daerah cakupan maksimum (maximum range) 175 nauctical miles
(315Km) dengan daya pancar antara 50 watt sampai 100 watt. DVOR
menggunakan antena tipe alford loop berjumlah 49 antena dengan sifat
omnidirectional yang memancarkan sinyalnya kesegala arah agar dapat
ditangkap oleh pesawat terbang. Namun DVOR yang dibahas ini
mempunyai daya pancar sebesar 62 watt dan menggunakan frekuensi
carrier sebesar 114Mhz. Sesuai data manual book Model 1150 Doppler
VHF Omnirange (DVOR) dengan toleransi awal operasi pada frekuensi
carrier +/-0.0005% dan memliki Effective Radiated Power minimum
23dBW[1]
. Berikut adalah gambar konfigurasi 49 Antena Doppler Very
High Omni-directional Range (DVOR).
22
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Gambar 2.6 Konfigurasi 49 Antena DVOR
D. Sistem Komunikasi Radio Pada Doppler Very High Omni-directional
Range (DVOR)
Komunikasi radio adalah suatu komunikasi modern yang
menggunakan gelombang elektromagnetik. Dimana saat gelombang
tersebut digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi
maupun radiasi, gelombang ini melintas dan merambat lewat udara serta
bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara. Tujuan dari
sistem yang menggunakan gelombang radio ini adalah untuk
mentransmisikan informasi dari antena pemancar yang disebut sebagai
pengirim (transmitter) ke antena penerima (receiver).
Dalam perambatannya dari antena pemancar ke antena penerima,
gelombang radio memiliki beberapa mekanisme perambatan dasar yang
mungkin. Mekanisme tersebut ialah Line of sight (LOS), pantulan
difraksi, dan hamburan. Adapun mekanisme yang dipergunakan pada
23
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
DVOR adalah sistem propagasi Line of sight (LOS), yang merupakan
lintasan gelombang radio yang mengikuti garis pandang. Transmisi ini
terjadi jika antena pemancar dan penerima dapat “saling melihat” yaitu
jika di antara keduanya dapat ditarik garis lurus tanpa hambatan apa
pun.Lintasan LOS merupakan lintasan yang menghasilkan daya yang
tertinggi di antara mekanisme-mekanisme yang lain. Dengan kata lain,
lintasan LOS menawarkan rugi-rugi lintasan (pathloss) yang terendah. Di
atas permukaan bumi, transmisi ini dibatasi jaraknya oleh lengkungan
bumi.[6]
Gambar 2.7 Propagasi Gelombang Radio
[7]
E. Alokasi Frekuensi (Frequency Bands Allocation)
Rentang frekuensi yang ada harus diatur sesuai dengan penggunaan
nya (disebut alokasi frekuensi) sehingga sistem-sistem radio yang ada
tidak saling mengganggu. Bidang frekuensi yang digunakan untuk
telekomunikasi menempati rentang 3 KHz hingga 3 THz. Berikut
merupakan klasifikasi frekuensi untuk beberapa sistem radio.
24
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Tabel 2.2 Alokasi Band Frekuensi
Nama Band Frekuensi Penggunaan Panjang
Gelombang
Very Low Frequency
(VLF) 3 - 30 KHz Maritim dan militer >10 Km
Low Frequency (LF) 30-300KHz Aeronotika, navigasi,
radio transoseanik 1-10 Km
Medium Frequency
(MF)
300-
3000KHz Siaran AM 100-1000 Km
High Frequency (HF) 3-30 MHz Radio CB, radio
amatir 10-100 m
Very High Frequency
(VHF)
30-
300MHz
Radio bergerak, TV
VHF, siaran FM,
aeronotika
1-10 m
Ultra High Frequency
(UHF)
300-
3000MHz
TV UHF, satelit, radio
bergerak 10-100 cm
Super High
Frequency(SHF) 3-30GHz Rele radio gel. mikro 1-10 cm
Extremely High
Frequency(EHF)
30-300
GHz
Radio dengan
pemandu gelombang 1-10 mm
Pada DVOR band frekuensi yang digunakan adalah VHF. Dimana
frekuensi kerja untuk DVOR adalah 108.0 – 117.95 Mhz. DVOR
mengirimkan sinyal informasi berupa azimuth atau bearing kepada
pesawat terbang terhadap titik VOR dengan membandingkan dua buah
signal navigasi yaitu 30Hz Reference yang dimodulasikan secara AM
terhadap carrier dan 30Hz Variable yang dimodulasikan terhadap
subcarrier secara FM dan terjadi diudara dengan deviasi +/- 480 Hz
akibat efek doppler[2]
. VHF menggunakan lintasan LOS yang dapat
diandalkan karena rugi-rugi lintasan (pathloss) yang rendah, namun pada
umumnya daya pancar DVOR yang diterima oleh pesawat tidak
25
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
sepenuhnya utuh sebesar daya pancar mula-mula. Hal ini terjadi karena
adanya pengaruh loss yang disebabkan oleh jarak maupun obstacle.
F. Receiver pada pesawat terbang
Sinyal yang dipancarkan DVOR adalah hasil sinyal modulasi.
Modulasi adalah suatu proses pada satu frekuensi tinggi, dimana
frekuensi tinggi itu diubah-ubah sesuai informasi atau suatu sinyal yang
dimasukkan. Frekuensi tinggi ini disebut frekuensi pembawa (Carrier
Frekuensi) dan sinyal yang dimasukkan adalah frekuensi rendah.
Modulasi yang terjadi pada antena sideband DVOR adalah modulasi
frekuensi (FM).[2]
Modulasi frekuensi merupakan proses modulasi dengan
cara mengubah frequency gelombang pembawa yang dilakukan oleh
sinyal informasi.[8]
Seperti pada Gambar 2.8 yang menjelaskan tentang
prinsip sederhana proses modulasi:
Modulator DemodulatorTegangan atau arus Gelombang
Pembawa
Yang telah
Dimodulasi
Sinyal modulasi
Diambil kembali
PenerimaPengirim
Gelombang
Pembawa
Gambar 2.8 Prinsip Sederhana Proses Modulasi[8]
Agar dapat membawa informasi dan mengidentifikasi gelombang
radio harus diatur atau diubah dengan mengubah gelombang dan
26
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
menetapkan pada pola yang telah ditetapkan, hal ini disebut transmisi
gelombang kontinu/Carrier Wave (CW) transmisi. Pada DVOR agar
dapat memancarkan sinyal pada Rx maka frequency harus diubah sesuai
pola yang telah ditetapkan. Dimana jika frekuensi sinyal informasi
memvariasi frequency suatu gelombang sinus, maka akan terbentuk sinyal
termodulasi frequency (FM). Dibawah ini merupakan gambar sinyal
analog asli dan yang dimodulasikan.
Gambar 2.9 Sinyal Analog Asli dan Sinyal Analog yang Dimodulasi
G. Perhitungan Link Budget
Perhitungan link budget merupakan perhitungan besarnya
penerimaan sinyal yang diterima oleh pesawat terbang sebagai Receiver
berdasarkan power yang ditransmisikan dari Doppler Very High Omni-
directional Range (DVOR) sebagai pemancar yang dipengaruhi redaman-
redaman (losses) dan penguatan-penguatan (gain) yang mempengaruhi
sampai ke receiver. Dalam perhitungan link budget, besarnya power yang
dipancarkan dari DVOR ke pesawat terbang, dipengaruhi oleh jenis
carrier, ukuran antena penerima, dan lokasi pesawat terbang.[9]
Melalui
perhitungan link budget ini sejumlah daya yang diterima oleh receiver
27
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
(pesawat terbang) akan dihitung dan jika dalam perhitungan atau
pengkalkulasian link budget optimal maka kinerja sistemnya pun akan
optimal.[4]
Dalam sistem transmisi gelombang radio pada DVOR terdapat
beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja dari sistem tersebut. Adapun
faktor-faktor yang mempengaruhi antara lain :
1. Antena
Antena merupakan suatu perangkat berfungsi untuk
mengirimkan sinyal informasi yang berasal dari pengirim dan
penerima dan juga mengubah sinyal informasi menjadi sebuah
gelombang elektromagnetik, selain itu antena juga berfungsi sebagai
penguat daya informasi yang dikirimkan dan mengubah gelombang
RF terbimbing menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya. Pada
antena dengan polarisasi omnidirectional gelombang sinyal informasi
dikirimkan kesegala arah, jadi tidak perlu diarahkan secara manual ke
tujuan yang bergerak (pesawat terbang) yang merupakan sebuah pola
serba sama dalam pemberian ruang radiasinya.[4]
2. Daya Pancar (PTX)
Merupakan daya yang dipancarkan dari transmitter/pengirim.
Daya pancar pada kondisi ini dalam kondisi murni atau dalam arti
belum mengalami penguatan. Sampai akan dikuatkan dayanya dan
dipancarkan menuju receiver/penerima.[4]
28
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
3. Gain antena
Gain antena mengukur kemampuan antena untuk mengirimkan
gelombang yang diinginkan kearah yang dituju. Besarnya nilai gain
dapat dicari menggunakan persamaan berikut[4]
:
=
....................................................................... (2.1)
x diagonal 1 x diagonal 2 ................................... (2.2)
...................................................... (2.3)
dengan :
G = penguatan (dB)
λ= panjang gelombang (m)
e = efisiensi (%)
Ae = Luas efektif (m)
A = luas fisik (m)
f = frekuensi yang digunakan (Hz)
c = cepat rambat gelombang (m/sec)
4. Cross section clutter dari area target
Target - target yang tidak diinginkan ketika sebuah radar
memancarkan sinyal dapat memantulkan sinyal kesegala arah
termasuk ke arah penerima radar, sinyal yang tidak diinginkan ini
disebut clutter. Besarnya daya sinyal Cross section clutter yang tidak
diinginkan ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus [10]
:
................................................. (2.4)
29
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
dengan :
Pt= daya pancar sinyal radar (W)
Gd= gain directivity antenna (dB)
λ= panjang gelombang (m)
σc= cross section scattered (m2)
R= jarak antara radar dengan target yang tidak dinginkan(m)
L= total loss (dB)
5. Line of Sight propagation path attenuation
Atenuasi adalah melemahnya sinyal yang diakibatkan oleh adanya
jarak yang semakin jauh yang harus ditempuh oleh suatu sinyal,
sebuah sinyal yang dilewatkan suatu medium seringkali mengalami
berbagai perlakuan dari medium atau kanal yang dilaluinya, dimana
sinyal yang melewati suatu medium mengalami pelemahan energi
yang dikenal sebagai atenuasi (pelemahan atau redaman) sinyal
atenuasi gelombang radio dapat di hitung dengan formula[5]
:
A = 32.5 + 20Log10F + 20Log10D.................................. (2.5)
dengan:
A = Attenuation (dB)
F = Frequency (MHz)
D = Distance (Km)
6. Pathloss
Redaman propagasi (Pathloss) merupakan rugi-rugi lintasan yang
menyatakan penyusutan sinyal diakibatkan oleh jarak yang ditempuh
suatu sinyal dan dinilai sebagai besaran positif dalam desibell (dB),
bisa juga didefinisikan sebagai perbedaan antara daya yang
30
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
ditransmisikan (oleh pemancar) dengan daya yang diterima (oleh
penerima). Dengan memperhitungkan perolehan antena pemancar dan
penerima, maka rugi-rugi lintasan dapat ditentukan sebagai[6]
:
Rumus dasar linear pathloss
PL =
................................................................... (2.6)
Pathloss dalam dB
PL (dB) = 10 log
................................................... (2.7)
Secara umum nilai pathloss yang mengalami perubahan kanal akan
berubah minus menjadi:
PL (dB) = - 10 log
................................................. (2.8)
Dimana nilai
= (
√
)
√ √ ............................. (2.9)
Setelah nilai daya kirim dan daya terima diuraikan, maka rumus free-
space pathloss menjadi
PL (dB) = - 10 log [
] .................................. (2.10)
dengan:
PL : rugi-rugi lintasan (dalam dB)
Pt : daya yang ditransmisikan (dalam watt)
31
Tugas Akhir BAB II
AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D308039
Pr : daya yang diterima (dalam watt)
Gt : gain antena pemancar
Gr : gain antena penerima
λ : panjang gelombang radio (dalam meter)
d : jarak antara antena pemancar dan antena penerima (Km)
7. Efek doppler pada antena Sideband
Efek doppler yang terjadi pada antena sideband menyebabkan
perubahan frekuensi dari gelombang yang diterima, perubahan terjadi
karena arah dan pergerakan antena yang selalu berubah dengan
kecepatan yang tetap[2]
.
F observed = fSB
................................... (2.11)
dengan :
F obseved = frekuensi antena sideband (MHz)
fSB = frekuensi sideband = 113.009.960 Hz
V = cepat rambat frekuensi = 3 x 108m/sec
Vo = kecepatan gerak penerima (asumsi1000m/detik)
= 2 π x 30
r = jari-jari lingkaran tengah 48 antena sideband (m)