BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pemodelam Sistem Komunikasi

Sinyal listrik digunakan dalam sistem komunikasi karena relatif gampang dikontrol. Sistem komunikasi listrik ini mempekerjakan sinyal listrik untuk membawa informasi dari satu tempat ke tempat yang lain.

Pemodelan dari sistem komunikasi listrik ditunjukkan pada gambar 1.1. Tujuan dari sistem adalah untuk memindahkan informasi dari satu tempat, yang disebut sumber, ke tempat lain yang disebut tujuan. Sumber informasi mengeluarkan sinyal yang bisa berupa sinyal analog atau digital (diskrit). Output dari sumber disebut pesan. Sumber analog mengeluarkan sinyal pesan dalam bentuk gelombang kontinyu. Contoh sumber informasi analog adalah microphone yang mengubah suara manusia menjadi sinyal gelombang listrik. Sumber digital mengeluarkan pesan dalam bentuk deretan simbol-simbol diskrit, contohnya keyboard komputer.

Untuk informasi yang berupa besaran bukan listrik diubah menjadi besaran listrik dengan menggunakan transducer. Proses ini terjadi pada bagian pemancar. Sedangkan pada bagian penerima terjadi proses sebaliknya, dimana besaran nonlistrik diubah menjadi besaran listrik. Transducer yang dipergunakan antara lain microphone, speaker, kamera, atau tabung CRT.

Ada tiga bagian penting pada setiap sistem komunikasi, yaitu pemancar, penerima, dan kanal komunikasi. Pemancar melakukan suatu proses supaya sinyal yang ditransmisikan sesuai dengan karakteristik kanal komunikasi yang digunakan untuk mendapatkan transmisi yang efisien. Atau dengan kata lain pemancar mempunyai fungsi untuk menyiapkan sinyal informasi yang akan

Universitas Sumatera Utara

dikirim sedemikian rupa sehingga bisa mengatasi hambatan yang diberikan oleh kanal. Proses yang dilakukan dalam pemancar antara lain modulasi dan coding. Kanal transmisi adalah media elektrik yang menjembatani jarak antara sumber dan tujuan komunikasi. Media ini bisa berupa kawat tembaga, kabel koaksial, udara (radio), serat optik atau media lainnya. Setiap kanal memberikan rugi-rugi transmisi atau redaman, sehingga daya sinyal berkurang dengan peningkatan jarak.

Gambar 2.1. Pemodelan Sistem Komunikasi Penerima melakukan proses pada sinyal keluaran dari kanal untuk memperoleh kembali sinyal pesan/informasi. Karena adanya pengaruh noise, distorsi dan interferensi, sinyal yang diperoleh kembali tidak persis sama dengan aslinya. Operasi yang dilakukan pada penerima antara lain penguatan, demodulasi dan decoding untuk membalikkan proses yang dilakukan pada pemancar dengan kesalahan sekecil mungkin. Filtering juga salah satu fungsi penting yang dilakukan oleh penerima.

Tanpa memandang teknologi yang dipergunakan, ada dua hal yang secara mendasar membatasi transmisi informasi, yaitu bandwith dan noise.

II.2 Prinsip Radio Sebuah pemancar radio memancarkan gelombang ke udara dengan cara yang sama seperti sebuah batu yang menghasilkan gelombang ketika jatuh ke dalam air. Gelombang berjalan keluar dari titik asal dan menjadi lebih kecil dan


lebih kecil sampai akhirnya semua gelombang tersebut hilang karena energi yang terdapat dalam gelombang tersebut telah terdisipasi/habis.

Gelombang radio merupakan energi elektromagnetik. Ketika gelombang tersebut meninggalkan pemancar radio,gelombang merambat melalui ruang seperti pada contoh di atas. Jika gelombang ini mengenai sebuah antena penerima maka energi mereka mereproduksi duplikat yang tepat dari pola gelombang yang ditransmisikan dalam penerima. Dengan cara ini, informasi yang dibawa gelombang dapat dikirim dari satu titik ke titik yang lain di dalam jangkauan kerja dari pemancar.

II.2.1 Panjang gelombang, amplitudo, dan Siklus

Bentuk dasar dari sebuah gelombang radio adalah gelombang sinus. Gelombang sinus ini lewat dari titik pusat disebut sebagai nol, atau titik nol, sampai puncak, kembali ke nol, lalu ke sebuah palung(ke dasar), dan kembali ke nol. Pola ini merupakan salah satu siklus gelombang yang lengkap yaitu satu bukit dan satu lembah. Jumlah siklus per detik yang melewati titik tertentu disebut sebagai frekuensi. Frekuensi ini dikenal dengan satuan hertz. (1 hertz = 1 cycle / sec.)

Puncak gelombang adalah jarak yang sama terpisah. Hal ini berlaku baik di titik asal dan pada titik di mana gelombang sudah hampir hilang. Jarak dari puncak satu gelombang yang lain dikenal sebagai panjang gelombang. Sementara panjang gelombang tetap sama, amplitudo berkurang sebagai gelombang keluar dari titik asal (amplitudo adalah puncak ketinggian diukur dari nol / titik nol). Jarak linier yang sebenarnya dari gelombang ke gelombang diukur dalam meter. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, atau, 300 juta meter per detik. (186.000 mil / detik.)


Karena kecepatan ini adalah konstan, perlu dicatat bahwa semakin kecil jarak dari titik dasar gelombang ke titik dasar gelombang, semakin banyak siklus per detik yang dapat dilalui dalam waktu yang ditentukan. Atau, semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi frekuensi.

Rumus sederhana untuk menunjukkan bagaimana karakteristik ini berhubungan: Speed = Frekuensi x Panjang gelombang v = f x λ…………………………………(2.1) Dalam kebanyakan kasus mengenai penerbangan, frekuensi berada dalam kisaran beberapa juta hertz, atau megahertz (MHz).

II.2.2. Propagasi Gelombang Radio

Seperti kita ketahui bahwa apabila kita transmit, pesawat kita memancarkan gelombang radio yang ditumpangi oleh audio kita. Gelombang radio tadi diterima oleh receiver lawan bicara kita dan oleh receiver itu gelombang radionya dihilangkan dan audio kita ditampung lewat speaker.

Gelombang

radio

yang

dipancarkan

tadi

berupa

gelombang

elektromagnetik bergerak menuruti garis lurus. Gelombang radio mempunyai sifat seperti cahaya, ia dapat dipantulkan, dibiaskan, direfraksi dan dipolarisasikan. Kecepatan rambatannya sama dengan kecepatan sinar ialah 300.000 km tiap detik Dapat kita bayangkan bila gelombang radio bisa mengelilingi dunia, maka dalam satu detik bisa keliling dunia sebanyak 7 kali. Sebuah gelombang radio, akan menyebarkan gelombangnya dengan berbagai cara, yang semuanya tergantung pada frekuensi, atau panjang gelombang. Ketika frekuensi lebih dari dua puluh Kilohertz (dua puluh ribu siklus per detik) yang dimasukkan ke dalam sebuah udara; energi elektromagnetik ditransmisikan ke ruang angkasa dalam bentuk gelombang radio. Gelombang radio dapat diperbanyak dengan cara gelombang langsung, gelombang langit, atau gelombang tanah. (Lihat diagram pada halaman berikutnya).


II.2.3. Jarak dan Amplitudo Panjang gelombang gelombang radio tetap sama saat mereka melakukan perjalanan dari titik mula mereka. Namun kekuatan atau amplitudo akan menurun.

II.2.4. Frekuensi dan Panjang gelombang Frekuensi adalah jumlah siklus yang melewati sebuah titik dalam waktu tertentu. Ada hubungan langsung antara frekuensi dan panjang gelombang. Jika panjang gelombang adalah PENDEK, maka frekuensi yang TINGGI. Jika panjang gelombang adalah PANJANG, maka frekuensi adalah RENDAH.

II.2.5.Ground Gelombang, Sky Gelombang, dan Direct Gelombang Gelombang tanah(ground waves) – gelombang berjalan di sepanjang permukaan bumi, dan kecuali pada frekuensi rendah hanya dapat digunakan untuk jarak yang relatif pendek. Rentang frekuensi yang diberikan lebih panjang di atas air, dan lebih sedikit atas tanah. Jarak jangkauan gelombang tanah dapat ditingkatkan dengan menggunakan kekuatan yang lebih tinggi dari pemancar.

Sky gelombang (sky waves) - tercermin kembali dari atas atmosfer, atau ionosfer, dan karena itu berguna untuk rentang waktu yang lama. Untuk alasan ini gelombang langit (sky waves) dapat mengitari dunia. Mungkin ada kesenjangan dalam cakupan walaupun, karena gelombang kembali hanya akan mencerminkan sudut tertentu saja. Jarak dan efisiensi refleksi bervariasi dengan frekuensi, waktu, waktu tahun, dan juga lebih dari siklus 11 tahun. Hal ini membuat pemilihan frekuensi terbaik untuk jarak jangkauan/kisaran tertentu cukup kompleks.


Gambar 2.3. Propagasi Gelombang Radio

Gelombang langsung (direct waves) - berlaku di semua frekuensi dan efek dari gelombang langit tidak terpantulkan. Gelombang ini terbatas pada line-of-sight. Untuk alasan ini gelombang langsung hanya berguna untuk jarak terbatas karena kelengkungan bumi. Gangguan juga disebabkan oleh bukit-bukit, gedung-gedung tinggi dan penghalang lain. Perhatikan bahwa gelombang frekuensi yang lebih tinggi langsung juga terpantul oleh benda-benda logam. Ini adalah prinsip dasar dari radar. Gelombang radio juga menunjukkan dua karakteristik yang mempengaruhi penerimaan sinyal pada titik tertentu. Ini adalah: •

SKIP zona - adalah zona antara titik di mana gelombang tanah tidak lagi digunakan dan titik di mana gelombang yang dipantulkan digunakan pertama mencapai bumi.

•

SKIP JARAK - adalah jarak antara pemancar dan titik terdekat di mana gelombang pantul yang dapat digunakan kembali ke bumi.

II.2.6 Signal Range - Pengaruh Frekuensi, Power, dan Terrain Untuk mendapatkan suatu rentang frekuensi yang efektif itu tergantung pada jenis gelombang, (tanah, langit, langsung) jumlah kekuatan pemancar, dan


jenis dataran (flat atau pegunungan). Pada frekuensi tertentu (lower band) gangguan atmosfer dapat mempengaruhi transmisi.

II.3 Modulasi Modulasi adalah proses yang dilakukan pada sisi pemancar untuk memperoleh transmisi yang efisien dan handal. Modulasi melibatkan dua buah sinyal, yaitu sinyal pemodulasi, yang merepresentasikan pesan yang akan dikirim, dan carrier (gelombang pembawa) yang sesuai dengan aplikasi yang diterapkan. Gelombang itu sendiri tidak banyak menggunakan metode tanpa menambahkan informasi yang diperlukan bagi pengguna.

Agar mampu membawa informasi, jika hanya untuk mengidentifikasi itu sendiri, gelombang radio harus diatur atau diubah. Cara termudah adalah dengan mengubah gelombang dan mematikan dalam pola yang telah ditetapkan. Hal ini disebut transmisI gelombang kontinu (CW) transmisi Nama yang lebih umum adalah kode Morse. Sayangnya, kode Morse, atau CW, adalah sangat lambat dan merupakan metode yang kurang canggih untuk transfer informasi komunikasi modern / dalam persyaratan navigasi.

Gambar 2.4. a) Gelombang pembawa tidak termodulasi,b) termodulasi sebesar 50 %, c) termodulasi penuh (100%)

Mengacu pada informasi sebelumnya, frekuensi dan panjang gelombang saling terkait. Jika salah satu berubah yang lain akan berubah juga. Baik mengubah frekuensi atau panjang gelombang adalah(disebut) modulasi frekuensi. Mengubah amplitudo disebut modulasi amplitudo. Kedua metode ini berguna untuk


menambahkan

informasi

gelombang

radio

yang

lebih

dikenal

dengan

singkatannya yaitu FM dan AM.

Modulasi amplitudo atau modulasi frekuensi gunanya untuk membawa informasi yang dibutuhkan dari pemancar ke penerima. Dasar gelombang radio hanyalah sebuah medium transmisi yang dikenal sebagai CARRIER WAVE, atau carrier.

Dalam bentuk yang disederhanakan, pembawa dimodulasi memindahkan informasi dari sumber ke tujuan, di mana pembawa akan dihapus dan informasi di pulihkan lagi

untuk digunakan.

Bentuk yang paling sederhana adalah modulasi amplitudo, (PM) dan ini adalah metode yang digunakan untuk komunikasi ATS. Dalam kasus ini, amplitudo pengangkut diubah untuk mengizinkan informasi modulasi suara untuk dilaksanakan. Sistem navigasi lain memancarkan sinyal yang bervariasi sesuai dengan arah mereka dari navaid. Hal ini memungkinkan peralatan udara untuk menentukan di mana pesawat relatif terhadap antena pemancar.

Ada juga rentang sangat panjang

sistem navigasi yang menggunakan

gelombang tanah yang memperluas cakupan dareah jangkauannya, terutama untuk daerah yg

melintasi samudra. Sebuah sinyal frekuensi sangat

rendah

ditransmisikan untuk mencapai jangkauan maksimum.

Modulasi juga merupakan variasi secara sistematis dari parameter gelombang carrier secara proporsional terhadap sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Jika amplitudo sinyal informasi mem-variasi amplitudo suatu gelombang carrier sinus, maka akan terbentuk sinyal termodulasi amplitudo (AM-Amplitude Modulation). Variasi juga bisa diberikan pada frekuensi atau phase sinyal carrier, yang menghasilkan sinyal termodulasi frekuensi (FM) atau termodulasi phase (PM). Semua metode untuk modulasi carrier sinusoidal


dikelompokkan sebagai modulasi gelombang kontinyu (Continuous Wave modulation).

Gambar 2.5 .Gelombang modulasi kontinyu (CW) (a) modulasi amplitudo ; (b) modulasi PM ; (c) modulasi FM

Sistem transmisi jarak jauh menggunakan modulasi CW dengan frekuensi carrier jauh lebih tinggi dibandingkan komponen frekuensi tertinggi sinyal pemodulasi. Spektrum sinyal termodulasi akan merupakan suatu pita frekuensi yang berada didekat frekuensi carrier. Untuk alasan itu, dikatakan bahwa modulasi CW menghasilkan suatu pergeseran frekuensi.

Sebagai contoh, dalam pemancaran sinyal AM, spektrum pesan suara manusia berada dalam batasan 100-4000 Hz. Jika digunakan carrier dengan frekuensi 1000 KHz, maka spektrum sinyal termodulasi akan berada diantara 996 KHz s/d 1004 KHz.

Metode modulasi lain, yang disebut modulasi pulsa, mempunyai deretan pulsa-pulsa periodik sebagai carrier. Gambar 2.6 menunjukkan suatu bentuk gelombang PAM (Pulse Amplitude Modulation). Gelombang PAM ini terdiri dari deretan sample (cuplikan) dari sinyal analog diatasnya. Proses pengambilan sample dari sinyal analog disebut dengan proses sampling. Dengan sampling yang tepat, keseluruhan sinyal bisa direkonstruksi dari sample-nya.


Dalam sistem PAM, tidak semua bagian sinyal ditransmisikan, tapi hanya sample/cuplikan sinyal yang diambil dalam interval waktu tertentu. Frekuensi pengambilan sample disebut frekuensi sampling yang harus memenuhi : f ≥2f s

m

dengan f frekuensi maksimum sinyal pesan m

.

Gambar 2.6 Gelombang pulsa termodulasi

Modulasi pulsa tidak menghasilkan pergeseran spektrum frekuensi yang diperlukan untuk transmisi yang efisien seperti halnya modulasi CW. Karena itu, beberapa pemancar mengkombinasikan modulasi pulsa dan modulasi CW. II.4. Frekuensi Bands (Pita Frekuensi)

Sinyal radio dibagi ke dalam beberapa klasifikasi. Frekuensi adalah salah satu cara mengklasifikasikan band radio yang berbeda karena rentang frekuensi tertentu mempunyai sifat yang serupa. Berikut ini adalah tabel dari; ini adalah:

Nama band

Singkatan

band ITU

Frekuensi

Panjang gelombang

< 3 Hz

> 100,000 km

Extremely low frequency

ELF

1

3–30 Hz

100,000 km – 10,000 km

Super low frequency

SLF

2

30–300 Hz

10,000 km – 1000 km

Ultra low frequency

ULF

3

300–3000 Hz

1000 km – 100 km

Very low frequency

VLF

4

3–30 kHz

100 km – 10 km

Low frequency

LF

5

30–300 kHz

10 km – 1 km

Medium frequency

MF

6

300–3000 kHz 1 km – 100 m

High frequency

HF

7

3–30 MHz

100 m – 10 m


Very high frequency

VHF

8

30–300 MHz

10 m – 1 m

Ultra high frequency

UHF

9

300–3000 MHz

1 m – 100 mm

Super high frequency

SHF

10

3–30 GHz

100 mm – 10 mm

Extremely high frequency

EHF

11

30–300 GHz

10 mm – 1 mm

Di atas 300 GHz

< 1 mm

Tabel 2.1. Band frekuensi dari rendah ke tinggi

Catatan: frekuensi antara 225 dan 400MHz tumpang tindih baik band VHF dan UHF. Namun dalam penerbangan, frekuensi ini semua disebut sebagai UHF untuk membedakan mereka dari frekuensi VHF yang lebih rendah. (Pesawat militer menggunakan rentang frekuensi UHF untuk komunikasi. Sebagian besar pesawat sipil menggunakan frekuensi sampai sekitar 136MHz). II.4.1 Penggunaan Frekuensi Setiap band frekuensi memiliki karakteristik tertentu yang sesuai untuk aplikasi khusus, VLF digunakan untuk rentang waktu yang lama sistem navigasi seperti VLF Sistem Navigasi dan Omega. Frekuensi untuk operasi VLF Navigasi adalah 15 - 30KHz, sementara Omega beroperasi antara 10 dan 14KHz. Kedua metode navigasi terdiri dari sejumlah pemancar yang berlokasi di seluruh dunia. Masing-masing pemancar mengirim sinyal pada interval berjangka waktu (relatif terhadap situs lain) yang memungkinkan penerima udara untuk menerima beberapa bantalan elektronik dalam pergantian yang cepat. Dari bantalan ini penerima dapat triangulasi posisi yang sekarang. Akurasi khas adalah 2 - 4NM seluruh dunia.

LF / MF band-band ini digunakan untuk Non-Directional Beacon (NDB). Ini adalah salah satu perdana enroute dan alat bantu pendekatan non- presisi yang digunakan di seluruh dunia. Frekuensi operasi untuk NDBs adalah 190


- 415KHz dan 510 - 535KHz. Beacon mengirimkan sinyal kontinu nondirectional yang memungkinkan penerima navaid udara untuk menunjukkan bantalan dari NDB dari pesawat dalam penerbangan.

HF digunakan untuk komunikasi jarak jauh. Atlantik Utara lalu lintas udara tingkat tinggi berkomunikasi hampir secara eksklusif pada HF untuk Amerika Utara dan Eropa sementara digunakan untuk fasilitas ATS enroute.

VHF / UHF yang digunakan untuk komunikasi dengan 117,975 sampai 136MHz ditetapkan oleh ICAO untuk penerbangan sipil. Beberapa jenis Navaid, seperti Very high frequency Omni-directional Range (VOR), sistem Navigasi Udara Taktis (TACAN), dan Instrument Landing System (ILS) juga menggunakan frekuensi ini. Jangkauan Navaids berkisar dari beberapa ratus 108.1MHz Megahertz, tergantung pada peralatan.

SHF/EHF- digunakan untuk radar dan komunikasi satelit dan sistem navigasi. ATC dan radar militer beroperasi pada banyak frekuensi SHF danEHF. Global Positioning System (GPS) menggunakan 1.227,6 dan 1575.42MHz untuk memberikan informasi posisi dalam + / - 100 meter di seluruh dunia. Meskipun dirancang dan digunakan oleh militer Amerika Serikat, sistem navigasi ini menjadi sangat menarik bagi penerbangan pengguna. Karena itu berbasis satelit, tidak ada tanah infrastruktur yang diperlukan, sehingga dapat digunakan di lokasi manapun di bumi.

II.4.2 Karakteristik Frekuensi LF / MF memiliki keunggulan dalam rentang relatif panjang, biasanya sistem antena besar, variasi dalam kekuatan sinyal propagasi akibat perubahan, dan gangguan atmosfer. MF yang digunakan untuk penerbangan radio beacon (NDBs) dan beberapa stasiun radio komersial. Ini juga terganggu karena badai dan beacon pada frekuensi yang sama. (kisaran meningkat pada malam hari yang


memungkinkan penerimaan simultan NDBs lain pada frekuensi yang sama)

Catatan: Semakin rendah frekuensi, antena yang lebih besar karena panjang antena harus merupakan kelipatan panjang gelombang.

II.4.3 Bandwidth Suatu antena dapat diartikan sebagai suatu tranduser antara saluran transmisi atau pandu gelombang dalam suatu saluran transmisi dan suatu medium yang tak terikat (zona bebas) tempat suatu gelombang elektromagnetik berpropagasi (biasanya udara),ataupun sebaliknya. Dalam aplikasinya, suatu antena dapat berfungsi selain sebagai media pemancar gelombang elektromagnetik, juga sebagai pe nerima gelombang elektromagnetik secara efisien dan berpolarisasi sesuai dengan struktur yang dimilikinya. Selain itu, untuk meminimalkan refleksi gelombang pada titik antara saluran transmisi dan titik catu antena, maka suatu antena harus mempunyai kesesuaian (matched) dengan saluran transmisi yang digunakan.

Bandwidth atau lebar pita frekuensi dari suatu antena adalah daerah frekuensi kerja suatu antena yang dibatasi oleh VSWR tertentu. Biasanya bandwidth dibatasi pada Voltage Standing Wave Rratio (VSWR) ≤ 1,5. Pada antena pita lebar atau broadband, bandwidth merupakan perbandingan antara frekuensi atas dengan frekuensi bawah, contoh : bandwidth 10:1 mengindikasikan bahwa frekuensi atas 10 kali lebih tinggi dari frekuensi bawah. Sedangkan pada antena pita sempit atau narrowband, bandwidth dinyatakan dalam persentase dari perbedaan frekuensi (atas dikurangi bawah) yang melewati frekuensi tengah bandwidth, contoh: bandwidth 5% mengindikasikan bahwa perbedaan frekuensi adalah 5% dari frekuensi tengah bandwidth. Adapun persamaan untuk mendapatkan bandwith yang diinginkan dinyatakan dengan :

……………….(2.4)


dimana : BW

= bandwidth lebar pita, MHz untuk VSWR < 2:1

f

= frekuensi operasi, GHz

t

= tebal bahan, dalam inchi (kebanyakan ketebalan board tersedia dalam satuan 1/32 inchi = 0,794 mm)

II.4.4 Impedansi Antena Impedansi antena didefinisikan sebagai perbandingan antara medan elektrik terhadap medan magnetik pada suatu titik, dengan kata lain pada sepasang terminal maka impendansi antena bisa didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan terhadap arus pada terminal tersebut.

……………………………………………(2.5)

Impedansi antena merupakan hal yang penting dalam perancangan antenna karena sebenarnya antena itu sendiri berfungsi sebagai penyepadan impedansi antenna tersebut dengan impedansi saluran. Penyepadan ini perlu dilakukan supaya terjadi transfer daya maksimum dari sumber ke antena atau sebaliknya. Impedansi suatu saluran (antena) ditentukan oleh ukuran, konstruksi fisik dan bahan serta frekuensi kerja antena tersebut. II.4.5 Efisiensi Antena Efisiensi total antena digunakan untuk menghitung rugi-rugi pada terminal input dan pada struktur antena. Beberapa rugi-rugi terjadi karena: · Pemantulan (refleksi) karena ketidaksepadanan impendansi antara saluran dengan antena. · Rugi – rugi konduksi dan dielektrika yang terjadi pada antena.


Konsep bandwidth berlaku baik pada sinyal maupun sistem sebagai ukuran kecepatan. Jika sinyal berubah dengan cepat terhadap waktu, kandungan frekuensi (spektrum) dari sinyal tersebut melebar, dan disebut bahwa sinyal tersebut mempunyai bandwidth yang besar. Dalam sistem, kemampuan suatu sistem untuk mengikuti variasi sinyal mengacu pada respons frekuensi atau bandwidth transmisinya. Setiap sistem komunikasi mempunyai bandwidth yang terbatas yang membatasi kecepatan variasi sinyal.

Untuk komunikasi real-time diperlukan bandwidth transmisi yang cukup untuk mengakomodasi spektrum sinyal. Distorsi akan terjadi jika bandwidth yang diperlukan tidak mencukupi. Sebagai contoh, beberapa megahertz bandwidth diperlukan untuk transmisi video sinyal televisi, sedangkan untuk suara manusia bandwidth sebesar 4 KHz sudah memadai. Untuk sinyal digital dengan kecepatan r simbol perdetik memerlukan bandwitdh minimal sebesar r/2.

Untuk transmisi informasi yang tidak real-time, bandwidth yang tersedia menentukan kecepatan maksimal transmisi sinyal. Waktu yang diperlukan untuk mengirim sinyal informasi berbanding terbalik dengan ketersediaan bandwidth. Jadi semakin besar bandwith yang tersedia, semakin cepat waktu transmisi yang diperlukan.

II.5 Modulasi Amplitudo Secara umum, modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung dari modulasi yang diberikan. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.


II.6. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation) Modulasi

ini

menggunakan

frekuensi dari sinyal analog

untuk

membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan phase dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah frekuensi sinyal analognya. Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan (ditumpangkan). Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut : Uc = Ac sin (wc + θc)………………………………..(2.15) Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai 'Ac' akan berubahubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen 'wc + θc'. Jika yang diubah-ubah adalah komponen 'wc' maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen 'θc' yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM). Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi (m) dimana : m = Perubahan frekuensi (peak to peak Hz) / frekuensi modulasi (Hz). Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplituda dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.


II.6.1 Pemancar FM Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu: 1. FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi 2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage 3. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena 4. Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem 5. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan 6. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar 7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antenna. II.7. Osilator Osilator adalah rangkaian yang berfungsi untuk membangkitkan osilasi listrik. Pada umumnya rangkaian osilator dapat menghasilkan efek feedback (umpan balik) dari output ke inputnya untuk mempertahankan osilasi. Karena energi untuk mempertahankan osilasi berasal dari dari power supply dc maka rangkaian osilator disebut pengubah energi dc menjadi ac. Rangkaian akan


berosilasi pada frekuensi dimana pergeseran fasanya adalah nol dan perolehannya sama dengan atau lebih besar dari satu. Besarnya osilasi dibatasi oleh didorongnya penguat itu ke dalam daerah ketidaklinierannya, dimana perolehannya akan berkurang. Jenis osilator yang diperlukan untuk menunjang pembahasan ini adalah osilator kristal.

II.7.1. Osilator Kristal Salah satu jenis osilator LC adalah osilator kristal seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah yang dibentuk dari zat-zat crystalline tertentu. Vcc RFC

R1 CB

C B

C2

C1

R2

E

output

Gambar 2.13 Osilator Kristal

Bila pada kristal dikenankan tekanan mekanik,maka akan timbul medan elektrostatis diantara permukaannya. Sebaliknya bila tegangan diberikan pada elektroda-elektroda di kedua permukaannya maka akan ada tekanan mekanik pada kristal. Energi listrik pada permukaan kristal menghasilkan tekanan mekanik pada kristal. Tekanan ini menghasilkan medan elektrostatis dimana akan menghasilkan tekanan lagi. Proses ini teradi berulang-ulang. Terjadinya getaran mekanik dari kristal,kedua kejadian ini dapat dibuat timbal balik secara terus-menerus dan mengambil energi listrik untuk menggantikan energi yang hilang dalam bentuk panas selama cycle(putaran). Fungsi dari kristal adalah untuk menghasilkan tegangan osilasi dan frekuensi yang ditentukan pada kristal tersebut ditentukan oleh struktur mekanik dari kristal. Kristal Quartz umumnya banyak digunakan


karena kekuatan mekaniknya yang tinggi dan kristal yang demikian dapat ditompangkan dengan frekuensi yang mencapai jutaan putaran perdetik.

II.8. Penguat RF Penguat RF yang ditala biasanya digunakan untuk memberikan penguatan dan selektifitas ujung depan pada pesawat penerima radio untuk memisahkan sinyal-sinyal yang masuk dari antenna, sehingga diperoleh penyaringan (filter) band pass yang tepat yang diperlukan pada penguat-penguat frekuensi antara (IF) pada pesawat

penerima tersebut,dan menyediakan penyaringan untuk

menghilangkan harmonisa

pada rangkaian pemancar. Pada gambar dibawah

ditunjukkan sebuah penguat RF yang ditala.

Vcc

RL R1

Vin

R2

Re

Ce

Gambar 2.14 Penguat RF tala tunggal Rangakaian talanya ialah primer dari transformator yang bekerja sebagai kopling penguat beban. Penguat daya RF yang ideal harus menunjukkan perolehan daya yang tinggi, nosie figure rendah dan fungsi pindah (transfer) linier dengan daerah dinamis yang luas,yakni kemampuan menangani sinyal masuk yang besar tanpa distorsi antar modulasi

atau distorsi modulasi silang,stabilitas dinamis yang

baik,admitansi pindah balik rendah sehingga antenna akan terisolasi dari


penyampur dan osilator lokal,dan selektifitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF,frekuensi bayangan dan frekuensi respon pulsa lainnya ke dalam masukan penyampur.

II.9. Filter

Filter diperlukan untuk memisahkan sinyal yang diinginkan dari sinyalsinyal yang tidak dikehendaki. Selain itu filter juga memperkecil pengaruh kebisingan dan interferensi pada sinyal yang diinginkan tersebut. Filter dibuat dari berbagai jenis, ada yang aktif dan ada yang pasif. Kombinasi rangkaian R,K,C akan membentuk rangkaian filter pasif. Namun jika menambahkan kompnen lain misalnya penguat (Op-Amp) maka didapatlah filter jenis aktif. Filter aktif mempunai banyak kelebihan dibandingkan dengan filter pasif,terutama karena ukurannya kecil,lebih ringan atau murah,serta memberikan banyak keluluasaan dalam rancangan filter. Kekurangan filter aktif yaitu harus diperlukan catu daya.Sebuah filter sekaligus akan mengubah amplitudo dan fasa sinusoida yang melewatinya.

II.9.1. Low Pass Filter Low Pass Filter

merupakan filter yang berfungsi untuk melewatkan

frekuensi rendah sampai frekuensi kritis hingga batas 3 dB (frekuensi cut-off) dari suatu sinyal masukan dengan sedikit atenuasi. Untuk frekuensi yang lebih dari frekuensi cut-off, maka level keluarannya akan turun dengancepat menuju nol. Untuk mengatenuasikan frekuensi-frekuensi tinggi dan melewatkan frekuensi renbdah digunakan suatu konduktor.


L/2

L/2

Vo

C +

Gambar 2.15 Rangkaian Low pass filter dari gambar diatas dapat dihitung besaran L,C,fc dan impedansi Z0 yang khusus untuk frekuensi cut-off dari filter tersebut dengan persamaan: L=

Z0 ………………………(2.16) µf 0

C=

1 …………………….(2.17) µf 0 Z 0

Z0= R0 1 − Dimana R0 =

ω 2 LC ....................(2.18) 4

L / C yaitu resistansi impedansi yang tidak tergantung pada

frekuensi,dan f0=

1 ……………………………………………………(2.19) π LC

LPF yang digunakan adalah tipe T,oleh karena itu memakai dua buah induktor yang disusun seri sehingga harga L merupakan setengah dari harga di atas,sedangkan besaran C-nya tetap.

II.9.2. Band Pass Filter Band pass filter akan melewati sinyal dengan frekuensi di dalam band spesifikasinya,dan menekan sinyal dengan frekuensi diluar band tersebut. Dengan kata lain, band pass hanya melewatkan jalur tengah dan meredam frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Untuk meredam frekuensi tertentu,digunakan sebuah rangkaian resonansi LC paralel yang digabungkan dengan rangkaian LC seri seperti pada gambar 2.16 dibawah ini;


Gambar 2.16. Rangkaian band pass filter

Impedansi output total adalah : Z0 = R0

f 1=

f2 =

1 2π 1 2π

(

) ……………………………………………………..(2.20)

1 − ω 2 L1C1 − 1 4ω 2 L2C1

L2C1 + L1C1 − L2C1 ……………………………....(2.21) L1C1 L2C1 + L1C1 − L1C1 ………………………………...(2.22) L1C1

II.10 Mixer Mixer digunakan untuk konversi frekuensi dan merupakan komponen penting dalam frekuensi radio modern (RF) sistem.Sebuah mixer mengkonversi daya RF pada satu frekuensi menjadi daya pada frekuensi lain untuk membuat pemrosesan sinyal lebih mudah dan juga murah. Alasan mendasar untuk konversi frekuensi adalah untuk memungkinkan amplifikasi sinyal yang diterima pada frekuensi selain dari RF, atau audio, frekuensi. Setiap alat linier dapat berperan sebagai mixer (penyampur).sifat tidak linier diperlukan untuk menghasilkan frekuensi-frekuensi yang tidak ada pada masukan. Pemilihan

rancangan

didasarkan

kepada

anggapan-anggapan

tentang

perolehan,noise,figure stabilitas,daerah dinamis dan kemungkinan pembangkitan


komponen frekuensiyang tidak diinginkan yang dapat menghasilkan distorsi intermodulasi dan distorsi modulasi silang. Keluaran dari penyampur biasanya langsung diteruskan ke sebuah penguat IF (amplifier IF) yang berfungsi sebagai suatu filter band pass yang lebarnya cukup untuk melewatkan jalur sisi sekitar IF dan memberikan perolehan yang diperlukan untuk meningkatkan sinyal hingga ke tingkat detaksi terakhir.

1. Mixer Penambahan

Penyampur penambahan terjadi bila sinyal masukan ditambahkan begitu saja pada keluaran sebuah osilator lokal dan kemudian diteruskan lewat sebuah alat dengan fungsi transfer yang tidak linier seperti misalnya dioda. Vs (fs)

+ (fo+Vo) + + C

L

Vo (fs)

Osilator lokal

Alat tak linier

Peng.If dan Filter

K.Vif

(fo-fs) fo fs fo+fs fo-fs

Gambar 2.17 Diagram blok penyampur penambahan Sinyal masukan Vs dengan frekuensi fs mengandung jalur sisi modulasi yang ditambahkan secara langsung pada keluaran dari osilator lokal Vopada frekuensi fo. Sinyal-sinyal yang telah ditambahkan,diteruskan melalui sebuah alat tak linier misalnya dioda yang keluarannya mengandung suatu komponen yang sebanding dengan kuadrat dari masukannya. Keluaran

dari

penyampur

mengandung

banyak

komponen-komponen

sinyal,termasuk frekuensi selisih (fo-fs),frekuensi jumlah (fo+fs) dan frekuensi kedua masukan yaitu f0 dan fs serta beberapa harmonisa dari masing-masing komponen. Komponen yang dihasilkan penyampur dilewatkan ke penguat IF yang berfungsi sebagai filter band pass untuk memperoleh keluaran frekuensi selisih.


2. Penyampur perkalian

Penyampur perkalian terjadi bila transkonduktasni rangkaian penyampur dib uat untuk berubah dengan tegangan osilator lokal,sehingga arus keluaran menjadi suatu fungsi dari hasil kali Vo dan Vs. Vs.Vo Alat tak Linier

L

C

Peng.If Dan Filter

K.Vif

Vo (fs)

Osilator lokal

Gambar 2.18 Diagram blok penyampur perkalian.

II.11 Receiver Pada Pesawat Sinyal yang dipancarkan oleh peralatan ILS bandara adalah hasil sinyal modulasi. Modulasi adalah suatu proses pada satu frekuensi tinggi,dimana frekuensi tinggi itu diubah-ubah sesuai dengan 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 pemancar Localizer, Glide Path dan Marker Beacon adalah “modulasi Amplitudo”(AM). Modulasi Amplitudo merupakan proses modulasi dengan cara mengubah amplitudo gelombang pembawa yang dilakukan oleh sinyal informasi. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


PENERIMA

Tegangan Atau arus

PENGIRIM

modulator

Demodulator

Sinyal modulasi Diambil kembali

Gelombang pembawa yang telah dimodulasi

Gelombang pembawa

Gambar 2.19. Prinsip Sederhana proses modulasi Gelombang pembawa yang belum dimodulasikan mempunyai harga amplitudo maksimum yang tetap dan frekuensi yang lebih tinggi daripada sinyal pemodulasi.(sinyal informasi),tetapi apabila sinyal pemodulasi telah diselipkan maka harga amplitudo maksimum darai gelombang pembawa akan berubah-ubah sesuai dengan harga-harga sesaat dari sinyal pemodulasi tersebut dan bentuk gelombang luar dari harga-harga amplitudo gelombang yang telah dimodulasi tersebut adalah sama dengan bentuk gelombang sinyal informasi yang asli atau dengan kata lain gelombang sinyal pemodulasi telah diselipkan pada gelombang pembawa.

II.12 Sistem Pendekatan Jarak Pendaratan. Distance Measuring Equipment (DME) memberikan pilot jarak ke landasan dalam nautical mile. Ketika digunakan bersama-sama dengan ILS(Instrument Landing System), DME sering diletakkan di antara kedua ujung landasan dengan delay yang diubah sehingga satu unit bisa memberikan informasi jarak ke masing-masing ujung landasan. Dalam pendaratan di mana DME digunakan sebagai pengganti marker beacons, pesawat harus punya paling sedikit satu unit DME yang berfungsi sebelum memulai pendekatan. Pada setiap Bandar udara ada 3 tiga titik yang harus diketahui oleh setiap pesawat yang akan melakukan

pendaratan.

Yaitu

Outer

Marker,Middle

Marker

dan

inner

Marker,pada Bandar udara polonia medan marker hanya ada dua yaitu outer marker dan inner marker.


1. Outer Marker Outer marker dimodulasikan oleh tone 400 Hz dan bentuk inisialnya adalah dash Dash dan berada pada jarak 3,9 Nm dari landing threshold bandara. Frekuensi carriernya adalah 75 MHz.

2.Middle Marker Middle marker dimodulasikan oleh tone 1300 Hz dan bentuk inisialnya adalah dash dot dan berada pada jarak 3500 ft (1050 m) dari landing threshold. Frekuensi carriernya adalah 75 MHz.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents