A I
iiflfifiit I I
rl
Ilrrrl
:ilrmH:
I
I I
T II
I
II .IIIIII
I \IIII
I
Volumel I, No. t, Maret20ll ISSN:ll4l-8513
..TurnaI
Natural Jumal Natural diterbitkan setahun dua kali oleh Fakultas Matematika dan Ilmu PengetahuanAlam Unsyiah, melingkupi berbagaibidang ilmu dalam bidang MIPA. Natural Journal published semi annually covering all areas of mathematicsand natural sciences. Dewan Redaksi Editorial Board Ketua Redaksi Editor in Chief Dr Marwan, M.Si Wakil Ketua Redaksi Associate Editor Dr. Nurdin Saidi, M.Si Editor Dr Said Munzir, M.EngSc Departmentof Mathematics,Syiah Kaala Universitr, BandaAceh-Indonesia Dr Tulus, M.Si Depat'tmento/ Mathemqtics,University of SumateraU/ara, Medan-Indonesia Dr Mursal, M.Si Depqrlment oJ PhISics,Syiah Kuala Univercitt,,Banda Aceh-Indonesia Prol Dr Toto Winata Depafime t of Ph),sics,[nstitut TeknologiBandung, Bandung-lndonesia Dr Edi Rudi, M.Si Depatment ol Biologt, Syiah Kuala Universi1) , Batda Aceh-Indonesia Prol Dr Sudarmadji Depatlment o/ Bio log), University of Jember,Jember-Indonesia Dr Saitul, M.Si Department oJ Chemistry,Syiah Kuala Universi,r, BandaAceh-Indonesia Dr Kiairul Anam Depqrtment oJ Chemistry,Diponegoro Universi\,, Semarang-Indonesia Dr Rer. nat. Abdul Halim Bin Mohd Yusof BioprccessEngineeringDepartment, University ofTeknologi Malavsia, Skudai,Johor - Malaysia Redaktur Pelaksana Managing Editorial Ismiranda.S.Si Sirkulasi Circulalion Mulyani, A.Md Alamat Redaksi/Penerbit Editor Address FakultasMatematika dan Ilmu PengetahuanAlam UniversitasSyiah Kuala, Darussalam,BandaAceh - 231I I Telpon(0651)7410248,Fax. (0651)7551819
e-maiI :
[email protected]
w e b s i te :h @ Harga per-edisi : - BandaAceh - Luar BandaAceh
Rp 30.000 Rp 50.000
ISSN:ll4l-E513
Volune | |, No. I, Maret 201I
Jurnal
Nattnal Daftar Isi Drftrr Isl Atomlc Structurert the Surfrce of Crl.9Sr0.lRuO4 Ismail
l -6
PotcncyofJrv. Ginscng(Trllnum prnlculatum Orertn.) Root Enroct of Qurlity rd Vbbtllty of Micr Spcrm Rahmi,K- Eriani, dan Wdyasan
7 -10
Atteouationof mlcmwrvc slgnd by nln at Ks-Batrdfrcqucncy Gunawati
ll-r5
The Potentlrl of Jenl Cinr (Jrtropbr multlfidr L) Sccrtlon h HeallngNew-Wound€dMlcc SyadatL K. Eriani, dan A.Damhoeri
l6 - t 9
Antlfungal rctivity from rced of Ccrbcn oldollan rgrinrt Cendldr rlbicrns Murniana, Frida Oesman,Syahn Bahri, Lydia SeptaD, Nwdin Saidi
20 -23
E6ectof ProductionFtctor. oDPutlo Scirc Fbh Crpturc in thc FtuhPon Lrnpulo, Brndr Acoh REwan,IchsanSetiawandan Rana Mutia APrilla
24-29
Modellngthc Dynamlcsof Mshrle Rinidar. H*mon Mawengkang
30-38
On the ncrr tblrd ordcr ultttptotlcsolutlon of KdV end Bousdncrq Equotlons Mashuri, Marwon
39-42
Mlcrcscoplcstructure of micellver rnd kldney rftcr rdmlnlshrtion of N-Hcnne cxtrrct of Nlmbr Lcrvcs Fauziah. WidyaSai, Ria Ceriana
43-47
Alkrloidal Constituentsfrom Brrkof Cryptocrrya rugulo38 Nardin Saidi
4 8 -5 1
JurnolNoturol Vol.11,No.1,2011
ATTENUATION OF MICROWAVE SIGNAL BY RAIN AT KA-BAND FRECUENCY STUDY IN BANDA ACEH AND ENVIRONS Gunawati SyiahKuala, Jurusan Fisika,FMTPAUniversitas Banda Aceh Darussalam lrslruct Indonesia, a hugetropicalclimatecountrywith high rainmte,necdsa morccarcfulstudyon the implementation This is particularlyimpofiantbecausetheutilizationof the high of millimeterwav€operaringat the 30 CHz frequency. Rain of rain attenuetion. systemsshallbe intemrptedwith the pres€nce frequencies on nlillimeterwavecomnrunication could weakenmicrowavessignalbecauserain dropswill attenuatesignalcrossit. Accordingto statisticalprobability estinutingmodelbasedto cumulativedistribution by usingattenualion ofmicrowavescanbeestimated signalattenuation valueis equalto 9,16 of 0,01% sp€sificrain attenuation result,at the time perccntage of rainfallrate.Fromthe res€arch dB/Km. For the teneshiatline, the largerof line lengrhcrossover by microwavesin rainfallarca.The largerof rain with raisedelevation ofrain attenuation attenuation otl the satelliteline usedpredictionof DAH methods.thedecreasing anglecausedby smallerlength.Fromtheobtainedresult,it canb€ concludedthatfrecuercyup tp l0 GHz (Ka-Band)can rainfallratein BandaAcehis classiticatedinromediumtype,it is 49,6 for usein BandaAceh.because be recommended mn/h. ofKa-Band.DHA melhod rainl'allmte.l'requency Keyword: signalattenuation,
I, PENDAI{ULUAN Seiring dengan pesatnyapeningkatankebutuhan baik untuk data,suara,dan gambar, berkomunikasi maka diperlukan pemilihan pita frekuensi yang tepat. Pita liekuensi yang dipakai dalam sistem komunikasisatelit di Indonesiassmpai saat ini adalahfrekuensiC-Band,yang masih ketinggalan dibandingkannegara-negaramaju. Maka perlu di dilakukanterobosanbaru di bidangpersat€litan Indonesia,misalnyapemakaianfrekuensidiatasl0 GHz, yaitu Ku-Band(l I Vd l8 GHz) danKa-Band (18 Vd 40 GHz), karenasemakintinggi frekuensi akansemakinbesarbandwidthnya [3].
nrenimbulkan keraguan bahkan keengganan mayoritas pengguna satelit komunikasi di Indonesiasaatini karenabesamyaredamansinyal oleh hujan pada Ka-Band,mengingatIndonesia merupakannegarayang bercurahhujan cukup tinsgi [5].
Dalampenelitianini, akandihitungnilai redaman sinyal gelombangmikro padafrekuensiKa-Band yang terjadi akibat hujan yang turun di wilayah Banda Aceh dan sekitarnya. Sebelumnya penelitian yang sama sudah pernah dilakukan padatahun 1998[2]. untukwilayahkota Surabaya Diharapkanhasil penelitianini akan memberikan kontribusibagi sistemkomunikasidi Indonesia. Dalam perhitungan nilai redaman sinyal Alternatif penggunaanKa-Band mulai menjadi perhatianseriusberbagaipihakyangberkepentingan gelombangmiko oleh hujan yang terjadi di dua dalambidangsatelitkomunikasi.Hal ini disebabkan wilayah Banda Aceh, dihitung berdasarkan teresterial menggunakan lintasan. Pada lintasan penggunaan Ka-Band, adanyabeberapakeuntungan persamaanredaman spesifik dengan panjang seperti bandwidthyang lebih lebar. relatif lebih lintasandibatasihanya sampai5 Km, dan pada aman dari interferensidengan terestrial,ukuran metodaDAH [2]. lintasansatelitmenggunakan anlenadishyanglebihkecil danmurah,sertabanyak pada ini frekuensiKa-Band [4]. keuntungan lainnya serius, pemakaian Namun terdapatpermasalahan frekuensidi atas l0 GHz memangada masalah, II. METODA DAH (DISSANAYAKE ALLNUTT HATDAR) yaitu semakintinggi frekuensi,akansemakintinggi redaman sinyal yang diakibatkan oleh hujan. Redamanpada lintasansatelit, dihitung dengan Semakin tinggi redaman sinyal akan semakin menggunakan metodaDAH yang dikembangkan menurunkan link-availability-nya, sehingga ll
Attenuation of nicro\rave signal bj rain at Ka-Bond.freqtency (Gunatr)au)
Allnut dan Haidar!1. Metoda oleh Dissanayake, prediksiperedamarhujandari DAH ini, sejak2001 telahmenjadirekomendasi ITU untukdigunakandi (Recommendation no.ITU-RP.6l 8-7). Indonesia.
Redamanspesifik l,n dapatdihitungdengan rumus: (5) To = k(Ro.o)"
Sebelumnya dilakukanterlebihdahuluperhitungan rainfall rate, dimantnilai rainfall rate ini digunakan unluk menghitung nilai peredaman yang ditimbulkanoleh hujan (ruin atlenuation)dengan memakainretodeDAH . Dari nilai rain altenuation tersebutdapatdihitungperkiraan"link-availability" (keadaan dimana hubungan/linktidak terputus karenafemahnyasinyal) untuk sistemKa-Banddi Indonesia.
Y Langkoh5 : Menghitunglintasanhorizontaluntuk 0,01 %
perhitungan Adapunlangkah-langkah dalammetoda ini adalahsebagaiberikut: ) Langkohl : Tinggi hujan hx dihitung berdasarkanposisi garislintangbumidari stasiun: ,
0''(d(:1"
f(
hn = li-o.ots,,o-zy
o>2i:'
(l)
h = 'r 'sind
-h
""
Km
I
\.
)h
-h
\'
n.
)
*
I
D lnngkah 6 : MenghitungpanjanglintasanL. (Km) hujan: L *"rh ,, ,,, . ('l\ ""' l_= 'cosd Untuk| > 0, sedangkan untuk( { 0
L. = h- ,- !' sllt
(8)
t
(e) denganx = 36- lo1 x=0
untuk1o1< 36{) untukl
I Longkah8 : Panjanglintasanefektif oleh hujan L" (Km) diberikandenganpersamaan : ( l0) L" = L, rus,s.t
+sin d (3)
L. dalamKm
(6)
(2)
persamaan : Untuk8<5u.harusmenggunakan 2(h" h,) , -:-------------lsin'a+-
- o,3S[r - exp(-:r";]
D Langkah7 : Menghitunglintasanvertikal0,01%waktu: I
b Langkah 2 :^ Untuk 0 > 5", panjang lintasanmiring L, di bawahtinggi hujandiperolehdari :
L.
waKtu :
DenganR" adalahjari-jari efektif bumi (8500 Km). Y Langkahj : Proyeksi horizontal dari lintasan miring L* dapatdilihatpadaGambar-1.
I Langkoh9: Tingkatredamanyangmencapaiuntuk0,01% waktudati satutahunrata-rataadalah (l l) Ao,or= fn L" Y Langkahl0: Tingkatredamanyangdicapaiuntuk berbagai persentase wahu yanglain : 1,"
1-[o.nss*o.r:rnr,-r,.oairn.Lor-sinar-/,r
A - = A^. , , , 1 ' I
'
L ,co s0
Km
(r2)
probabilitasyang denganp adalahpersentase akandihitungdenganketentuan: untukp>l%,2=0 untukp < l% z = 0, untuklol > 36" z = -0,005(Ol - 360),untuk0 2 250danlol <
Canrbar L Skcma l-intasanMiring
Lr-
[0,0ri
JO
(4)
I Langkah 4 :
l2
Aoenuution of microwave signal by rain at Ka-Band frequency (Gunawati)
(lol - 36u)+ 1,8 4,25sin0, untuk0 z: -0,005
IV. PENGUKURANDAN ANALISIS
< 360 < 250danl
l. Penggunaanmetoda peramalanpada dasamya adalah untuk mempermudahperancangansuatu sistemkomunikasidenganmenghitungkarakteristik redamanpropagansioleh hujan pada suatujalur komunikasi.
RedamanPadaLintasanTercstrial
Redamanspesifikterhadapinlensitascurahhujan dalam: dinyatakan ( l4) ln = kR" Sedangkanuntuk redarnan efektif dinyatakan dalam: ( l5) A"11=yp Lr
III. PENGOLAHANDATA Di Aceh terdapat40 alat penakarhni8'n(raingauge) yang tersebardenganjarak jangkauansekitar 37 Km. Untuk Kota BandaAceh dan Aceh Besaralat penakarhujan ini terdapatdi BMG Blang Bintang Pengukurandilakukan denganmenggunakanalat penakarhujan konvensional(manuat raingauge) denganrangervaktu3 jam.
Pada lintasanterrestrial,ditinjau untuk lintasan 2, 3, 4 dan5 Km yangdianggapsebagai sepanjang jarak antar Base Tower S/4rror (BTS) pada frekuensi30-20 GHz. Dan hasil dari pengukuan wahu redamanefelctif untukberbagaipersentase pada Tabel-2 berikut : dilihat dapat rckrensil0 Cllz
ab€l -2 RedamanEfekli
Dalam penelitianini data yang akan digunakan untuk melihat besamyaredamanlerhadapsinyal gelombangmikro oleh hujan, yakni data curah hujanharianpadaBadanMeteorologidanGeofisika (BMG) di kawasanBlang Bintang Aceh Besar, tahun2009. NanggroeAcehDarussalam besamyaredamsn Namun sebelum menganalisa sinyal,terlebihdahuludihitungbesamyaintensilas hujan denganmengambilcurah hujan rnaksimum padatanggal2 April 2009 yakni sebesar143 mm. dapat Untuk datacurahhujan harian,intensitasnya metode dihitung dengan menggunakan bedkut: Mononobe,sebagai | _
R t, 1 2 4 \2 1
'- zt\t)
(13)
wrhu {tll
-\r-2 [b
.{.i- I Kt!
.\.!-,1Kr .{et-l(n
0001 0mi 001
:961
Il '5
l1r0i
ji.90
5r.i9
6t.96
l 66l
l 1l 0
ll l1
001 0l
$01 i68
lt it
l 8+ 0;{
l6i 106
0.i7 0l?
0j j
l16t 619 .].10 l]6 068 0ll
l0
il0
0..1.1
177.t0 8 {t 5 lTit
t7i3 818 109 l.6J
06: 0t7
Sebagaihasil perbandinganuntuk perbandingan pada jarak terrestrialdi tampilkan pada grafik berikut;
waklu 0.01 %oatau tntensitashujanpadapersentase jam 49,6 mm/h.Untukdals sebesar adalah sekitarI waktuyang persentase pada hujan curah intensitas laindapatdilihatpadaTabel-I berikutini.
ElektifpadaJalak2,3.4 dan Cambar-2.Redaman l0 CHz. 5 Km pad6Frek0ensi
20 CHz Efeklif padaFrekuensi Tabel3. Redaman
l3
Attenualion of microwave signal by rain al Ka-Banclfrequency (G n6t'ati)
Pana!!!.
lu- I l(n
lar- | I(n
l7 ? j
6 81 7
l06ll
: lil 908 ,1.10
-il.0l
$ll ,i9rl
ll0s
l6-6
137
.t69 l -.1 0il
:018 9ll J.!i
l.l-ll(n
n:lh itl
0.001 000.i 001 0.01 0.1 0!
036
I
016 016
l l0
-i.91
0I 009
006
r il j.l{
158 066
.{d-JI(l
T6bel 5. Estimasi lledaman Denran Melods DHA Pad6 Frekuensi:0 Ch, UnrulBeb€raDa SudutElevasr
Jl S i
r90
010
0i9 0.36
0.ll
0.l l
0!01
8.0:6
I821
l 8l l
0@ l
6,101
001 001 0l
r -]
::0r
I r00 1.016
Jarak2, 3,4dan Gambar-3. Redaman Efektifpada Gllz. 5 Kn oadaFrckuensi20
Padalintasansatelitingin dihitungperedamanpada sudut elevasi 14,120.i00. +5u. o6'0.aan 700 pada frekuensi yang sama yakni 30 dan 20 CHz dengan melode DAH. Tabel4. Estimasi Redaman Denqan Metod!DHAPadaFrekuensi SudutElevasi 30 Chz UntukBeberaDd Elaan {:
!!ea!i 60
El6Ei,'.i
.l8 r l l]l5
I 9r0
l.Il
1.618
r 199 r 0st
l.l16
0r 9l
t.to6 I t,sl 09t6
l:]l
0 9 tl 069E
0.759
016l
0 llJ
0 -rl9 0 ]8
0 5 ir 0101 0 :it 0 t1 9 0 lt:
El4.d 11,1: Ea$i l0 l] 1.]l
I lr j
0_el 0.01 00l 0l
99
l.lr i t.660
l0
7 685 i 966
I i9l t.:67 l6 ll l0 6 l
-:011 l.tt8
016l
0 661
,t :r
0$6
0t9r 0l 16
0 168
0 ti i 019 0 t6r 0 t78 010?
0 757 0 t5l 019 0
0tn 0l tl 011 8
0071
Penurunanbesar redamandengansudut elevasi yang meningkatdisebabkan oleh panjanglintasan efektif yang semakin kecil. Begitu juga bila ditinjau dari frekuensi,pada frekuensi30 GHz dengan persentasewaklu 0,001 7o dan sudul elevasi14,12hargaredamannya adalah12,422dB. Sedangkanpada frekuensi 20 GHz dengan persentasewahu dan sudut elevasiyang sama diperolehharga redamannyalebih kecil, yakni sebesar 8,026dB, redamansinyalyangdisebabkan oleh hujanmenjadilebih rendahbila bekerjapada frekuensiyanglebihrendahpula.
0l 8l
Sehinggadapat disimpulkan bahwa baik pada lintasanterestrialmaupunlintasansatelit(miring) semakin besar frekuensi semakin besar pula redamansinyal yang disebabkanoleh besarnya intemitascurahhujan.
0.i l l
0I0 0l r,{
"l
"l\ 'l'
0 Jll
| 5.r? I -'tt 0 906 0 6it
tr:6 1072
Cambar5. EstimasiRedamsnMeloda DHA DadaFrekuensi 2ocltz denganSudutElevasil4,l2o, 30o,45o, 600.dan750
R€daman Pada Linlrsan Satelit
0 mt
I661
l xl I 100 0 870 l0
2.
I6l l
t..l tl l 075 0.7E1 0t70 0108 0186 l) IEE 0116 0 07-(
Dari hasil-hasilyang telah diperoleh,terutama besarnya intensitascurahhujanuntukKota Banda Aceh yakni 49,6 mn/h (lergolongsedsng)dan redaman spesifik 9,16 dB/Km (dibawah l0 dB/Km) dapat dikatakanjelas ada kemungkinan pemakaian frekuensi Ka-band untuk sistem telekomunikasisatelitdi Indonesia.khususnvadi KotaBandaAceh.
\
--:-=:==-
Cambar4. EstimssiRedsmanM€lodaDHA padaFrekuensi30 CHz denganSudurEtevasll.f.l2o,30o.451600, den75"
Untuk frekuensi20 GHa di dapatkanperkiraan redamannyadengan mengikuti langkah-langkah yangsamapadametodaDHA l4
Attenration ol mioovave Itgnal by rain at Ka'Bandfrequency(Gunawati) ImpairmentsAlong Earth-SatelitPatl\./ot{tnal of IEEE Transaction on Antennas and Propagation,Volnffi 45, No.l0, November.
KESIMPULAN Untuk pemakaian frekucnsi Ka-Band pada sistem komunikasi tet€striol dan sstelit di da€rah Kots Banda Aceh dari hasil pcrhitunpn menunjukkan bahwa rcdaman sinyal gelombang miko yang ditimbulkan olch hujan masih dalam batss vsjar, yaitu dibawah l0 dB padapcrsenbsc*aktu 0'01 7o. Sehingga jelas sda harspan untuk pemakaian frekuensi diatas l0 GHZ (Ka-Band). Dcngm pcnulis merekomendasikan demikian disini pemakaianfrekuensiKa-Band untuk wilayah Bsnds Aceh.
Gunawati, 1998,Redanon Sintal Gelombotg Milvo Oleh Hujan Pada Frekuensi Ka'Bard. Tugas Akhir. Jurusan Fisika. Institut Teknologi SepuluhNovcmb€r.Surabsya. Hcnnan, 2008, Penggunaan Ku-band di Indonesia untuk Salelit Komunikasi:Analisis Link Satelit. http:l/www. dan bsain konckoow.cory'herman/bloq/. Copyrigh@20|0 Q2 Januari2010) Saiawan Eddy , E, 2000, PengenalanUmum Pita Frckucnsi Ka dan Industri Satclit Tclekomunikasi Pita Lebar Dunia. ISS/ NewsletterNumber4, Volume I, April 2000
UCAPAN TERIMA KAS|IA Penulis mcngucapkanterima kasih kepada Badan Meteorologi Klimatologi dan Gcofisika (BMKG) Blang Bintsng Aceh Bcsar, untuk pcrolehan data curahhujanpadatahun2009, schinsg penelitisnini dapatterlaksanadenganbaik-
).
REFERENSI l.
Disrsyanak€,A., J. Allnutt, F. Haidara,1997,A Pr€diction Model That Combines Rain Propag4tion Othcr And Attcnurtion
l5
Widodo, Prima Sctiyanto, 2006, Sudah Ku-Band di wattunya mengutnkan Salellik. 8: Ku-Band lssue Indonesia http://sstjournal.tcom.ohiou.cdty'is$e8/pers-s etivanto-indo,html, Copyrigh@2o09 (20 Dcsember2009).
