DESIGN SISTEM ANTENNA DUAL XL-BAND 3 M PENERIMA DATA INDERAJA RESOLUSI RENDAH STASIUN BUMI PAREPARE 2015

DESIGN SISTEM ANTENNA DUAL XL-BAND 3 M PENERIMA DATA INDERAJA RESOLUSI RENDAH STASIUN BUMI PAREPARE 2015

BALAI PENGINDERAAN JAUH PAREPARE PUSAT TEKNOLOGI DAN DATA PENGINDERAAN JAUH KEDEPUTIAN BIDANG PENGINDERAAN JAUH LAPAN

Sistem Antenna Dual XL-Band 3 Meter (2015)

I. PENDAHULUAN

Perubahan lingkungan global telah menjadi perhatian seluruh dunia. Satelit pengamatan bumi digunakan untuk mengamati perubahan lingkungan, maka dibuatlah sebuah penelitian untuk mengembangkan earth observation satellite (EOS). EOS series di kembangkan untuk tujuan pemantauan lingkungan bumi menggunakan teknologi penginderaan jauh dari ruang angkasa.Terra, Aqua dan NPP adalah beberapa contoh satelit EOS untuk pemantauan permukaan bumi, atmosfer dan kelautan. Sedangkan NOAA dan METOP merupakan contoh satelit EOS untuk pemantauan lingkungan dan cuaca. Satelit EOS melakukan perekaman permukaan bumi dengan berbagai sensor yang ada di dalam satelit. Data tersebut dikirimkan ke bumi melalui gelombang electromagnet dengan frekuensi X Band atau L-band. Data downlink diterima oleh antenna stasiun bumi. Antenna mengikuti gerakan satelit sesuai orbit prediction yang diambil dari data TLE. Kemampuan antenna dalam menerima data downlink tergantung dari gain antenna penerima, diilustrasikan. sebagai berikut.

Gambar 1: Ilustrasi Satelit Remote Sensing

Balai Penginderaan Jauh Parepare memiliki stasiun bumi penginderaan jauh, diharapkan memiliki kemampuan penerimaan dan pengolahan data penginderaan jauh satelit dengan standar internasional. Kontinuitas penerimaan dan ketersediaan data wilayah Indonesia merupakan keharusan dan memberikan dukungan bagi penguatan Sistem Bank Data Penginderaan Jauh Nasional (BDPJN) di Pusat Teknologi dan Data Penginderaan Jauh (Pustekdata) LAPAN.


1.1

Latar Belakang

Balai Penginderaan Jauh Parepare sebagai unit teknis di bawah Pustekdata, diharapkan mempu memberikan dukungan bagi Bank Data Penginderaan Jauh Nasional dalam hal kontinuitas penerimaan dan pengolahan data inderaja satelit. Kemampuan stasiun bumi BPJP saat ini yaitu dapat menerima dan mengolah data inderaja satelit resolusi rendah, menengah dan resolusi tinggi, tdd data satelit Terra, Aqua, NPP, Landsat-7, Landsat-8, SPOT-5 dan SPOT-6. Kemampuan ini meningkatkan kompleksitas operasional di Balai Penginderaan Jauh Parepare. Redundansi peralatan, integrasi peralatan, konektivitas dengan operator satelit, kecepatan pengolahan dan transmisi data merupakan beberapa faktor penting yang menjadi perhatian. Aliran proses dalam operasional Balai secara internal memerlukan kemampuan transmisi data yang cepat sehingga proses pengolahan data tidak terhambat dan meningkatkan kecepatan delivery data hasil produksi ke Pustekdata. Selanjutnya Pustekdata yang akan mendistribusikan data tersebut ke pengguna. Kemampuan pengolahan/produksi data near real time sudah menjadi tuntutan. Kebutuhan pengguna data inderaja satelit dalam hal monitoring lingkungan dan cuaca memerlukan informasi yang cepat dan dinamis. Untuk itu stasiun bumi sebagai sumber penerimaan data memegang peranan yang sangat penting. Dasar hukum pelaksanaan kegiatan ini adalah Renstra Pustekdata 2010-2014, Renstra Balai Penginderaan Jauh Parepare 2011-2014,Peraturan Kepala LAPAN Nomor 02 Tahun 2011 tentang “Organisasi dan Tata Kerja Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional”, serta Peraturan Kepala LAPAN Nomor 05 Tahun 2011 tentang “Organisasi dan Tata Kerja Unit Pelaksana Teknis”. Kegiatan ini juga merupakan bagian dari roadmap PUSTEKDATA yaitu menuju operasionalisasi BDPJN

dengan

memperkuat

operasional

sistem

akuisisi

data

multimisi

penginderaan jauh.

1.2

Permasalahan Stasiun Bumi Penginderaan Jauh multi misi saat ini merekam satelit EOS


seri terakhir seperti NPP. Satelit ini memiliki karakteristik yang berbeda dari sisi frekuensi downlink, modulasi, pengolahan data serta produk akhir yang dihasilkan. Di stasiun bumi BPJP, data satelit NPP diterima menggunakan antenna Seapace 5.1 beserta demodulator dan ingest dengan sistem Terascan. Kondisi yang ada belum mencukupi mengingat hanya satu sistem yang melakukan perekaman data secara simultan tanpa ada backup peralatan apabila terjadi kerusakan pada perangkat yang akan mengakibatkan perekaman data menjadi gagal. Antena x-band pengadaan tahun 2013 (Viasat) tidak dapat menerima data satelit NPP karena frekuensi kerjanya tidak sesuai untuk penerimaan datanya. Hal lain yang mendasari kegiatan ini adalah belum adanya kemampuan stasiun bumi BPJP untuk menerima data satelit lingkungan dan cuaca pada frekuensi L-band. Seluruh antena yang dimiliki bekerja pada frekuensi x-band. 1.3

Tujuan dan Sasaran

Tujuan: Membangun Stasiun Bumi Penginderaan Jauh multi-misi yang handal dan memiliki availabilitas tinggi. Sasaran: 1. Tersedianya infrastruktur penerimaan data yang handal dan memiliki availabilitas yang tinggi dengan kemampuan penerimaan pada frekuensi xband dan L-band 2. Mengurangi prosentase kegagalan akuisisi data satelit EOS dengan adanya redundansi


II. KONDISI EKSISTING DAN KEBUTUHAN DI BPJ PAREPARE 2.1.1 Kondisi Eksisting Sistem Stasiun Bumi Satelit Penginderaan Jauh Parepare 2.1.1 Sistem Penerima Data Satelit EOS Pengembangan stasiun

bumi

BPJP

memperhatikan

beberapa hal.

Availabilitas sistem harus di perhitungkan karena dengan availability yang tinggi kegagalantracking dapat dihindari.

Gambar 2: Gambar Ruang Server Saat ini belum ada redundansi untuk penerimaan data NPP, dan belum ada perangkat untuk penerimaan data L-band.

2.2

Spesifikasi Teknis Peralatan

Sistem Penerimaan Satelit EOS DB (Earth Orbit Satellit Direct Broadcast) Sistem penerimaan perekaman dan pengolahan data satelit EOS DB (Earth Orbit Satellit Direct Broadcast) adalah sebuah sistem yang terintegrasi mulai dari tracking, penerimaan, perekaman, pengolahan data satelit EOS DB. Sistem ini harus mampu bekerja pada frekuensi X Band dan L Band. Seluruh peralatan yang dilelang harus diinstal, dikonfigurasi dan diintegrasikan dengan sistem yang sudah ada di Balai Penginderaan Jauh.Instalasi dan integrasi sistem harus dilakukan oleh


engineer principal. A. Daftar Peralatan Yang Dibutuhkan 1.

Antenna System (Antena dan Positioner)

2.

Demodulator L Band dan X Band

3.

Sistem Control Antena, Recording dan Pengolahan Data Satelit

4.

Universal RF Matrix Switch 8 input x 8 Output Termasuk Software Remote ke Perangkat Matrix Switch 5.

Peralatan Tambahan

a.

Panel Box Power

b.

Kabel Power

c.

Cable Ladder

d.

Penangkal Petir dan Ground Body antenna

B. URAIAN DAN PENJELASAN 1. Antenna System (Antenna and Positioners) Antenna ini digunakan untuk melakukan tracking satelit LEO dan MEO. Adapun syarat teknis dari antenna tersebut adalah : N

Nama

Spesifikasi

Tracking

TERRA, AQUA, NPP, FY3, Metop,

Satelit

NOAA POES, FY1, FY3,

Keterangan

o 1

minimal 2

Diameter

Diameter dish antenna minimum 3 meter

3

Radome

4

Dehidrator

Radome pelindung antenna dari hujan dengan penangkal petir yang terinstall di atas radome. Dilengkapi Dehidrator sesuai standart

Radome disesuaikan dengan paket antenna Sesuai standart paket antenna

5.

G/T antenna

− Minimum 26.3 dB/K untuk X Band, G/T diukur di Antenna 9.5 dB/K L Band tanpa radome. − Minimum 24.5 dB/K X Band, 8 dB/K


L Band menggunakan radome 6

Kabel RF

Redaman Kabel maksimum <13 dB G/T

24.5

dB/K

di

pada jarak 85 (cukup disesuaikan di demodulator termasuk lapangan) meter pada frekuensi IF 720 redaman MHz

radome.

Penyedia menyediakan pemasangan konektor di

lapangan

melakukan

dan survey

sebelum instalasi 7

Frekuensi X 7700 MHz sampai dengan 8500 MHz Band

8

Frekuensi L 1682 MHz sampai dengan 1710 MHz Band

9

10

IF frekuensi 720 MHz

Frekuensi

input

ke

X Band

demodulator

LNC noise <50 K

Noise yang ditimbulkan

temperatur

oleh down converter

e 11

LNC overall 60 dB typical

Penguatan Low Noise

conversion

Converter

gain X to IF 12

output 119.5 MHz sampai dengan 147.5 MHz frekuensi L IF

Band 13

Kelengkapa

.

n elektrikal cabinet dan control outdoor

Emergency stop switch Audible warning annunciator Visual warning indicator

Emergency stop untuk menghentikan antenna apabila gerakan antenna membahayakan. Audio warning untuk mengetahui antenna akan bergerak Indikator visual apabila antenna akan bergerak.


14

Power

220 Volt plus minus 10% standar PLN

Penyusunan spesifikasi berdasarkan analisa kebutuhan dan referensi dari Ball Aerospace & Technologies Corp. : Interface Control Document, NPP Spacecraft High Rate Data (HRD) RFICD to the Direct-Downlink Stations (terlampir). Posisi kabel RF dan kabel power dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 3 Ilustrasi Kabel RF Dan Kabel Power

Kabel RF dan control antenna ditanam di dalam tanah dilindungi dengan pipa sebesar 5 inchi tipe AW kabel RF terukur sepanjang 85 meter. Bak kontrol untuk melihat posisi kabel dipasang sejumlah 4 titik. Posisi jalur kabel RF dan Kabel Power dipisah agar tidak saling interference.

2. Demodulator L Band dan X Band Demodulator X Band Demodulator X Band digunakan untuk memisahkan sinyal informasi dengan sinyal pembawa. Demodulator ini digunakan pada frekuensi X Band


N

Nama

Spesifikasi

Support Satellite

AQUA,

o 1

Terra,

NPP,

JPSS-1,

FY3-MPT,

Oceansat 2 (optional) 2.

Fitur

SQPSK/QPSK/BPSK demodulaot up to 40 MSPS Hardware Viterbi decoding for FEC Encoded downlinks-support single and dual channel decoding

3.

Input Frekuensi

720 MHz RF

4.

Komunikasi Data

USB (optional), RS 422, LVDS 50 Ohm TTL Clock dan NRZ data Output, Ethernet

5.

Tampilan Control

LCD, display receive signal level dan estimasi EB/No

6.

Input Konektor

N Female, impedansi 50 Ohm

7.

Input power dynamic -60 dBm to 0 dBm range

8.

Demodulator

<0.2 dB at ber 10 E-6 BER pada modulasi BPSK

Implementation Loss

dan QPSK

Demodulator L Band N

Nama

Spesifikasi

Support Satellite

Memiliki dua mode penerimaan

o 1

Geosyncron Weather ½ Viterbi GOES GVAR, GOES LRIT, MSG LRIT, MTSAT HRIT, MTSAT LRIT, Meteosat PDUS, Feng Yun 2 SVISSR, NOAA HRPT, Feng Yun 1 CHRPT, COMS LRIT, COMS HRIT All Mode Polar ¾ Viterbi NOAA HRPT, Feng Yun 1 CHRPT, METOP AHRPT, GOES GVAR, Meteosat PDUS, Feng


Yun 2 SVISSR, Feng Yun 3 HRPT

2

Fitur

3.

Input Frekuensi

QPSK/BPSK/PSK demodulation up to 3.5 MSPS Selectable RF inputs and IF bandwidths for multimode flexibility, Ethernet and USB control for setup, tuning, mode selection, and status 126 to 154 MHz RF

4.

Komunikasi Data

USB (optional), RS 422, LVDS 50 Ohm TTL Clock dan NRZ data Output, Ethernet

5.

Tampilan Control

LCD, display receive signal level dan status

6.

Input Konektor

N Female, impedansi 50 Ohm

7.

Input power dynamic -90 dBm to -20 dBm nominal range

8.

3.

Demodulator

0.5 tipilkal dB pada bit error rate 10 E-6 BER

Implementation Loss

pada modulasi BPSK dan QPSK

Sistem Control Antena, Recording dan Pengolahan Data Satelit Sitem perekaman yang mampu melakukan perekaman data hasil demodulator, sistem ini sekaligus melakukan manajemen tracking satelit dan perekaman data pada level 0. Syarat a. Merekam data satelit menjadi raw data TERRA, AQUA, NPP, FY3, Metop, NOAA POES, FY1, FY3, b. Berbasis GUI dapat diakses di semua komputer c. Operasional real time status dan performance. d. Mampu melakukan akuisisi secara otomatis, auto update TLE.

4.

Universal IF Matrix Switch 8 input x 8 Output Termasuk Software Universal IF Matrix Switch adalah perangkat untuk mengkoneksikan perangkat antenna dengan demodulator. Perangkat ini memiliki input IF dan


output IF. Dengan perangkat ini beberapa antenna dapat bekerja secara bersamaan, sehingga sebuah antenna dapat dikoneksikan dengan beberapa demodulator maupun beberapa antenna untuk beberapa demodulator. Perangkat ini dilengkapi software GUI untuk meremote dari jarak jauh. Input : 1. Antena 6.1 Meter 2 port. 2. Antena 5.4 Meter 2 port. 3. Antena X/L Band (Proposed) 1 port. Jumlah 5 port Output : 1. Demodulator X Existing 1 port 2. Demodulator X Band proposed 1 port 3. Demodulator High Rate 2 port 4. Demodulator High Rate 1 port 4. Spektrum analizer 1 port. Jumlah 6 port Persyaratan teknis perangkat tersebut adalah No

Spesifikasi

Keterangan

1.

Configuration 8 inputs by 8 outputs

Konfigurasi 8 Input dan 8 Output

2.

Impedansi 50 Ohm

Impedansi

sesuai

dengan

standar impedansi kabel 50 Ohm 3.

Konektor input SMA

4.

Remote Interface Ethernet

5.

Frequency Range minimum 20 MHz to 2000 MHz

6

Gain Unity (nominal)

Gain input dan gain output minimal redaman

sama

tidak

ada


7.

8.

9

Crosstalk Isolation: >65 dB frekuensi @20-500 MHz > 55 dB frekuensi @500-3000 MHz Off Isolation : >70 dB from 20 MHz to 1.5 GHz >60 dB from 1.5 GHz to 3 GHz Max signal level 0 dBm (no damage)

Menghindari

tercampurnya

sinyal diantara channel

Maksimum power yang bisa diterima

5.

10.

Noise figure <12 dB

11.

Remote Software

IP based GUI.

Peralatan Tambahan Peralatan tambahan adalah peralatan yang mendukung operasional sistem penerimaan. Peralatan ini menjaga agar operasional antenna dapat bertahan lama dan mengurangi kerusakan.

e.

Penangkal Petir dan Ground Body antenna Penangkal Petir Penangkal petir memiliki 1 air terminal berbahan tembaga di atas radome. Kemudian dihubungkan dengan 2 kawat BC 50 dari air terminal menuju pentanahan. Posisi kawat di dalam radome dengan sudut 180 derajat satu sama lain (saling tegak lurus). Di posisi bawah radome penangkal petir dihubungkan dengan 4 kabel ke sumur grounding melingkari radome. Pentanahan penangkal petir dilakukan dengan menanam 4 titik sumur grounding beserta stick rod (berbahan tembaga) dengan kedalaman minimum 5 meter dengan kabel BC 50 dengan metode sangkar faraday, sumur grounding dibuat dilengkapi dengan bak kontrol. Didalam bak kontrol dimasukkan zat aditif untuk mengurangi nilai tahanan tanah menggunakan bentonit atau campuran arang dan garam. Seluruh stick rod dihubungkan dengan


kabel BC 50 mengelilingi pondasi ditanam di dalam tanah sedalam 10 cm. Kabel penangkal petir di integrasikan ndengan tower utama penangkal petir. Panjang kabel ke penangkal petir induk sepanjang 70 meter total kabel BC 50 300 meter (termasuk untuk ground body). Penyambungan antara kabel dengan stick rod menggunakan las. Nilai tahanan tanah diharuskan di bawah 1 Ohm, apabila belum mencapai 1 Ohm penyedia diharuskan menambah jumlah stick rod sampai memenuhi nilai tahanan tanah di bawah 1 Ohm.

Gambar 7 : Posisi Ground Penangkal Petir f. Ground Body Body antenna dan kelistrikan disambungkan dengan ground body busbar di dalam ruang genset. Arester dipasang 2 unit. Arester 3 phasa pada posisi di panel di bawah antenna existing dan di atas genset di bawah antenna 3 meter. III.REKOMENDASI


1. Perlu adanya sistem redundant yang mampu merekam semua data satelit. Sistem ini dapat merekam data satelit pada lebih dari satu antenna. 2. Perlunya pengadaan dan rancang bangun sistem pengelolaan data satelit penginderaan jauh di Balai Penginderaan Jauh Parepare untuk mendukung operasional Bank Data Penginderaan Jauh Nasional. 3. Perlunya diakomodasikan kebutuhan sarana penunjang untuk mempertahankan kehandalan sistem produksi data satelit penginderaan jauh di Balai Penginderaan Jauh Parepare

DESIGN SISTEM ANTENNA DUAL XL-BAND 3 M PENERIMA DATA INDERAJA RESOLUSI RENDAH STASIUN BUMI PAREPARE 2015

Recommend Documents