LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA MONOPULSE SURVEILLANCE SECONDARY RADAR PADA PENGATURAN LALU LINTAS UDARA PT. ANGKASA PURA II
Disusun oleh: Johan NIM : 4140412-065
Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta 2009
LEMBAR PENGESAHAN
Nama
: Johan
NIM
: 4140412-065
Fakultas/Jurusan
: Teknologi Industri/Teknik Elektro
Judul Tugas Akhir : Analisa Monopulse Surveilance Secondary Radar Pada Pangaturan Lalu Lintas PT. Angkasa Pura II
Jakarta,
Februari 2009
Menyetujui dan Mengesahkan Pembimbing,
Koordinator TA,
(Ir. AY Syauki, MBAT)
( Drs. Jaja Kustija, MSc)
Ketua Program Studi,
(Ir. Yudhi Gunardi, MT)
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Johan
NIM
: 4140412-065
Fakultas/Jurusan
: Teknologi Industri/Teknik Elektro
Judul Tugas Akhir
: Analisa Monopulse Surveilance Secondary Radar Pada Pangaturan Lalu Lintas PT. Angkasa Pura II
Dengan ini saya menyatakan yang sebenar-benarnya, bahwa Tugas Akhir ini hasil karya sendiri. Demikian surat pernyataan ini saya buat.
Jakarta, Februari 2009
( Johan )
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayahNya tugas akhir ini dapat diselesaikan. Dan salawat dan salam semoga selalu tercurah kepada nabi Muhammad SAW pembawa risalah yang tak pernah salah, juga kepada keluarga beliau, sahabat dan umat beliau yang mengikuti jejak langkahnya sampai hari akhir. Tugas akhir ini disusun dengan maksud untuk melengkapi syarat-syarat dalam rangka menyelesaikan Pendidikan Strata I Jurusan Elektro, Program Studi Tehnik Telekomunikasi di Fakultas Tehnologi Industri Universitas Mercu Buana, Jakarta. Untuk memenuhi kewajiban tersebut, maka diajukan skripsi dengan Judul “ Pengaturan Lalu Lintas Udara Menggunakan Monopulse Surveillance Secondary Radar Pada PT. (Persero) Angkasa Pura II”. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Yudhi Gunardi MT, selaku ketua Jurusan Tehnik Elektro. 2. Bapak Ir. AY Syauki MBAT, selaku dosen pembimbing. 3. Bapak Jaja Kustija MSc, selaku koordinator Tugas Akhir 4. Keluarga tercinta (Mama Dwi Retno Kurniati, Naufal Bakas Swara, dan Nakata Bagas Swara) yang selalu memjadikan motifasiku. 5. Seluruh Staf Pengajar dan karyawan Fakultas Tehnologi Universitas Mercu Buana Jakarta. 6. Seluruh Staff PT Panasonic Shikoku Electronics Indonesia dan teman-teman, khususnya Renny, Irma, Untung dan Bowo.
7. Rekan-rekan mahasisiwa Fakultas Tehnologi Universitas Mercu Buana Jakarta, khususnya jurusan Teknik Telekomunikasi (Teknik Elektro). 8. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Dan dengan mengucapkan Alhamdulillah saya dapat menyelesaikannya. Semoga lapoaran ini dapat bermanfaat bagi yang berkepentingan, guna menambah pengetahuan serta wawasan tentang perkembangan teknologi khususnya dalam bidang teknik Telekomunikasi. Kepada para pembaca atau pendengar yang arif dan bijaksana penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk perbaikan laporan ini.
Bekasi. Februari 2009
Penulis
ABSTRAK
Pengaturan
Lalu Lintas Udara
menggunakan Monopulse Surveillance
Secondary Radar pada PT. (Persero) Angkasa Pura II merupakan laporanran tugas akhir tentang penggunaan Monopulse Surveillance Secondary Radar (MSSR) dalam pengaturan lalu lintasudara disekitar wilayah cakupannya. Radar ini merupakan jenis radar yang dapat memberikan informasi tentang indentitas serta ketinggian pesawat. Laporan tugas akhir ini berisi data-data baik dari segi fisik maupun terknis penggunaan seperti fungsi serta spesifikasi dari perangkat-perangkat yang mendukung kinerja MSSR itu sendiri. Data-data didapatkan berdasarkan On the Job Tranning yang dilakukan selama 4 minggu di PT. (Persero) Angkasa pura II.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................................i HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................iii HALAMAN MOTTO.................................................................................................iv KATA PENGANTAR ................................................................................................v ABSTRAK. ................................................................................................................vii DAFTAR ISI .............................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................xi DAFTAR TABEL ......................................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1 1.2 Permasalahan ..............................................................................................1 1.3 Batasan Masalah .........................................................................................2 1.4 Tujuan Penulisan ........................................................................................2 1.5 Metode Penulisan.........................................................................................2 1.6 Sisitematika Pembatasan .............................................................................3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Definisi Radar ..............................................................................................4 2.2 Prinsip Dasar Radar .....................................................................................5 2.2.1. Antena ...............................................................................................6 2.2.2. Contoller Antena ..............................................................................7
2.2.3. Duplexer ............................................................................................7 2.2.4. Transmitter .......................................................................................7 2.2.5. Modulator .........................................................................................8 2.2.6. Frequency Generator Timing Control ..............................................8 2.2.7. Receiver ............................................................................................8 2.2.8. Signal Processor ...............................................................................8 2.2.9. Data Processor dan Display ..............................................................9 2.3. Jenis Radar ATC ........................................................................................9 2.3.1. Primary Surveilllance Radar ............................................................9 2.3.2. Secondary Surveillance Radar .........................................................10 2.4. Penggunaan Radar ATC sebagai Pengatur Lalu Lintas Udara .................14 2.5. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Radar ..................................15 2.5.1. Antena Radar ...................................................................................15 2.5.2. Lebar Pulsa ......................................................................................18 2.5.3. Daya Pantulan ..................................................................................18 2..5.4. Pulse Repetiition Frequency ...........................................................18 2.5.6. Noise Figure 9NF) ...........................................................................20 2.5.7. Luas Efektif Target ..........................................................................20 2.5.8. Intergation Process ..........................................................................21 2.5.9. Faktor- faktor Lain .......................................................................22 BAB III RADAR MSSR RSM 9701 3.1. Deskripsi Umum .......................................................................................23 3.1.1. Stasiun MSSR ..................................................................................23 3.1.2. Perangkat Outdoor ...........................................................................24 3.1.3. Perangkat Indoor .............................................................................26
3.1.4. Karakteristik MSSR RSM 9701 ......................................................27 3.2. Deskripsi Fungsional ................................................................................27 3.2.1. Antena Sekunder Monopulse AS 909 .............................................27 3.2.2. Mekanisme Pengaturan Antena EA 2000 .......................................29 3.2.3. Kabinet kontrol antena AA 2000 .....................................................29 3.2.4. Rotary Jain JTA ..............................................................................30 3.2.5. Kabinet Distribusi Power AE 2000 .................................................30 3.2.6. Azimuth Distribution unit ADU 2000 .............................................31 3.2.7. interrogator / Receiver IR 2000 .......................................................32 3.2.8. Reply Processor Corellator RPC 2000 ............................................34 3.2.9. Data Regrouping Unit DRU 2100 .................................................34 3.2.10. XOP 2100 .....................................................................................36 3.2.11. IRIS (Indicator Radar Information Sysytem) ...............................37 3.3. Deskripsi penggunaan MSSR RSM 9701 .................................................38 BAB IV ANALISA DATA ...............................................................................42 BAB V KESIMPULAN ...................................................................................49 DAFTAR PUSAKA ..........................................................................................50
.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Blok Radar Secara Umum .......................................................6 Gambar 2.2. Pola Scanning Antena Radar ..................................................................7 Gambar 2.3. Format Sinyal Interogasi .......................................................................11 Gambar 2.4. Format Sinyal Jawaban .........................................................................13 Gambar 3.1. Stasiun Monopulse Surveillance Secondary Radar ..............................23 Gambar 3.2. Menara Antena Stasiun MSSR .............................................................24 Gambar 3.3. Susunan Antena ....................................................................................25 Gambar 3.4. Perangkat indoor MSSR RSM 9701 .....................................................26 Gambar 3.5. Pola Radiasi Antena AS 900 .................................................................27 Gambar 3.6. Antena AS 909 ......................................................................................28 Gambar 3.7. Perangkat IR 2000 ................................................................................32 Gambar 3.8. Panel Depan dan Belakang DRU 2100 .................................................36 Gambar 3.9 Workstation IRIS ...................................................................................37 Gambar 3.10. Pulsa Jawaban Mode 3/A ....................................................................40 Gambar 3.11. Pulsa Jawaban Mode C .......................................................................40
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jarak Pulsa Mode Interogasi .......................................................................25 Tabel 2.2. Radar Cross Section ..................................................................................26
DAFTAR LAMPIRAN
MSSR RSM 9701 General Block Diagram ...............................................................L1 Effect of Radiation Pattern Side Lobes .......................................................................L2 Principle of Side Lobe Supression During Transmission (ISLS) and Reception (RSLS) ........................................................................................................................L3 Presentation of AS 909 in Polar Co-ordinates ............................................................L4 Principle of “Monopulse” Operation by use of “Difference” Pattern .......................L5 MSSR Dual Channel Radar System Configuration ....................................................L6
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Balakang Permasalahan Michael Faraday pada tahun 1831 menemukan penemuan penting mengenai sifat elektromagnetik yang menjadi cikal bakal terwujudnya radar. Sementara itu James C Maxwell mengkombinasikan antara kelistrikan dan kemagnetisan menjadi suatu persamaan yang saling terkait yang sering disebut persamaan Maxwell. Teoriteori dari penemu ini membuat orang untuk mrenciptakan radar secara rinci. Sekitar tahun 1990 hingga tahun 1930 berbagai usaha dan cara peneliti untuk menggunakan radar terutama dalam pengiriman pesan pada kapal laut untuk menghindarinya tabrakan atau kecelakan. Sehingga akhirnya dikembangkan juga untuk penggunaan lalu lintas pengaturan udara (Air Trafific Control) dan pengontrolan peluru kendali (Weapon Control) serta alat untuk pendeteksi keadaan cuaca. Radar sebagai suatu sistem banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, salah satunya adalah pengaturan lalu lintas udara. Jenis radar yang digunakan dalam hal ini dikelompakkan dalam jenis Radar Primer dan Radar Sekunder. Namun, dalam perkembangan radar sekunder lebih banyak dipakai dalam bidang ini. Namun pada prakteknya penggunaan radar ini masih banyak menemui kendala, seperti ketepatan dalam perhitungan azimuth dari objek dan kesalahan pengkodean objek.
1.2. Permasalahan Perhitungan azimuth dan pencegahan kesalahan dalam pengkodean objek diperlukan ketepatan yang tinggi dan sangat diperlukan untuk menghindari terjadinya
-1-
kesalahan-kesalahan dalam pengaturan lalu lintas udara. Sehingga PT Angkasa Pura II memilih penyedia layanan pengaturan lalu lintas udara dengan menggunakan sistem navigasi radar Monpulse Surveillance Secondary Radar (MSSR) .
1.3. Pembatasan Masalah Batasan masalah yang dibahas adalah mengenai analisa penggunaan radar Monopulse Surveillance Secondary Radar (MSSR) untuk pengaturan lalu lintas udara di Bandara Soekarno-Hatta yang diselengggarakan oleh PT Angkasa Pura II.
1.4. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan tugsas akhir ini adalah : a.
Untuk memberikan gambaran tentang sistem, cara kerja dan penggunaan perangkat radar Monopulse Surveillance Secondary Radar (MSSR).
b.
Untuk mengetahui waktu introgasi dan kerapatan daya minimum dan maksimum radar MSSR.
1.5. Metode Penulisan Penyusunan laporan tugas akhir ini mempunyai metode sebagai berikut : 1.5.1.Metode Penelitian Metode ini digunakan untuk memperoleh data melalui penelitian di lapangan dan membandingkan dengan buku referansi. 1.5.2.Metode Praktek Lapangan Metode ini digunakan dalam proses pengumpulan data dan pengolahan data. 1.5.3. Metode Kepustakaan
-2-
Metode ini dugunakan untuk mencari dan mengumpulkan bahan-bahan referensi yang berhubungan dengan topik yang akan dibahas. 1.5.4.Metode Bimbingan Metode ini digunakan untuk mendapatkan bimbingan dan saran-saran dari dosen pembimbing dan teknisi lapangan.
1.6. Sistematika Pembahasan Bab I, membahas Pendahuluan yang berisi tujuan penulisan, latar belakang masalah dan sistematika pembahasan. Bab II, membahas masalah teori penunjang dan dasar-dasar penulisan. Bab III, membahas mengenai operasi secara spesifik mengenai sistem dan unjuk kerja perangkat Monopulse Surveillance Secondary Radar (MSSR). Bab IV, membahas proses perhitungan dan pengolahan data yang diperoleh. Bab V, mengenai kesimpulan dan penutup.
-3-
BAB II TEORI DASAR
2.1. Definisi Radar Radar merupakan suatu sistem komunikasi radio yang digunakan untuk mendeteksi posisi, kecepatan, dan indentifikasi suatu objek yaga ada di dalam jangkauan radar dengan menggunakan gelombang elektromagnetik. Radar merupakan singkatan dari Radio Detection And Ranging. Kelebihan dari radar adalah mampu menyinari volume suatu tempat dengan menggunakan energi elektomagnetik dan mendeteksi energi yang dipantulkan oleh objek pada tempat tersebut. Radar dikembangkan mulai dari tahun 1930 sampai dengan sekarang, pada umumnya menggunakan lebar frekuensi gelombang mikro berkisar antara 0,5 GHz sampai dengan 100 GHz. Pengguanaan radar untuk berbagai hal keperluan sangat banyak, diantaranya : a. Mendeteksi dan mengatur jalan kapal laut agar tidak terjadi tabrakan. b. Navigasi pesawat udara dan kapal laut pada cuaca buruk dan malam hari. c. Mendeteksi, mengatur jalur dan mengindentifikasikan pesawat terbang dalam pengaturan lalu lintas udara (Air Traffic Control). d. Mengukur ketinggian diatas permukaan laut untuk pesawat udara dan navigasi peluru kendali atau rudal. e. Memberikan peringatan kepada pesawat musuh dan pesawat luar angkasa ketika jarak mereka sejauh seratus atau ribuan mil dari stsiun radar. f. Pemetaan daerah daratan dan lautan dari pesawat terbang dan pesawat luar angkasa. g. Mendeteksi objek (kendaraan) yang bergerak didaratan seperti tank.
-4-
h. Pengendali senjata, seperti meriam dan rudal. i. Mengukur jarak dan kecepatan unutk navigasi pesawat luar angkasa dan docking. j. Ketepatan pengukuran jarak dan / atau kecepatan objek di ruang angkasa dalam hal instrumentasi. k. Ketepatan pengukuran jarak survei di daratan. l. Mengukur dan mendeteksi objek dibawah permukaan bumi. m. Mengukur kecepatan kendaraan bermotor untuk keselamatan dan kontrol otomatis. Radar yang banyak digunakan sebagai pengatur lalu lintas udara dikelompakkan dalam jenis Radar ATC (Air Traffic Control). Radaar jenis ini digunakan untuk mendeteksi posisi dan identitas pesawat terbang yang melintas melewati wilayah jangkauan radar tersebut.
2.2. Prinsip Dasar Radar Sinyal radar yang berupa deretan pulsa pendek yang yang berulang-ulang (repetitive) dihasilkan oleh transmitter dan dipancarkan ke anngkasa dengan menggunakan antena. Duplexer berfungsi untuk mengatur sebuah antena yang dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal. Objek yang dideteksi dapat menangkap sinyal yang dikirimkan oleh radar dan dipantulkan kembali sebagian dari sinyal tersebut kearah radar. Gema yang dipantulkan, semuanya dikumpulkan pada antena radar dan kemudian dikuatkan oleh bagian penguat didalam receiver. Radar pada umumnya menentukan lokasi sebuah objek pada jarak dan sudut tertentu, akan tetapi sinyal gema juga dapat memberikan informasi mengenai keadaaan dari objek tersebut. Output pada receiver akan ditampilkan pada display, kemudian operator akan menentukan apakah objek yang dideteksi tersebut ada atau tidak, lalu akan diproses dengan menggunakan alat elektronik secara otomatis untuk
-5-
menunjukan keberadaan objek dan menentukan jalur objek dari pendeteksian yang dilakukan selama periode waktu tertentu. Dalam penggunaan Automatic Detection and Tracking (ADT) dalam pproses pendeteksian, operator biasanya ditunjukan deangn proses tracking objek tidak seperti pendeteeksian yang dilakukan dengan menggunakan radar biasa. Dalam beberapa aplikasi tertentu, prosses output radar akan dilakukan secara langsung untuk mengontrol sistem (misalnya : peluru kendali) tanpa menggunakan camput tangan atau peran dari operator. Secara umum diagram blok radar ditunjukkan pada gambar 1.
Antenna/ Antenna Contoller
a
Freq. Gen. Timing Control
target
o o
Duplexer Signal Processor
Receiver
Data Proc. Display Ext. Users
Gambar 2.1. Diagram Blok Radar Secara Umum 2.2.1. Antena Antena mengumpulkan sinyal iluminasi dalam suatu beam yang sempit kemudian dipancarkan dalam sebuah antena directive tunggal, menangkap sinyal gema dari oobjek dengan arah yang sama dan menyesuaikan sistem impedansi untuk medium perambatannya. Antena dapat dikendalikan sehingga radar dapat mencari objek dari beberapa arah. Perbedaan fungsi radar akan berpengaruh pada jenis pola scanning yang digunakan. Ada beberapa macam pola scanning radar yakni : a. Horizontal Scan
-6-
b. Vertikal dan Horizontal Scan c. Spiral Scan Dibawah ini macam-macam pola scanning antena radar :
(a) Horizontal Scan
(b) Vertikal dan Horizontal Scan
(c) Spiral Scan
Gambar 2.2 Pola Scanning Antena Radar 2.2.2. Controller Antena Controller
Antena
merupakan
pengatur
posisi
beam
antena
untuk
mendapatkan azimuth dan sudut elevasi yang diperlukan, serta menginformasikannya kebagian sistem pengendali dan pemroses data. Antena dikendalikan secara mekanik yakni pengendali secara bergantian mengaktifkan elekto mekanik dan elekto hidro mekanik.
2.2.3. Duplexer
Duplexer merupakan alat yang berfungsi pada antena sebagai penghubung sistem antena monostatik tunggal saat transmitter atau receiver sedang bekerja. Swicth atau penghubung yang digunakan adalah swicth elektronik, dimana bekerja dalam nano detik.
2.2.4. Transmitter
Transmitter menghasilkan sinyal radio yang digunakan untuk mendeteksi objek dan menerima gema yang dipantulkan oleh objek. Transmitter yang dapat digunakan
-7-
adalah jenis amplifier, dimana bentuk gelombang yang dihasilkan pada level yang rendah dan masih penguatan yang biasa disebut power oscillator, dimana sinyal iluminasi dihasilkan tergantung pada level energi yang digunakan.
2.2.5. Modulator
Modulator berfungsi untuk mengatur transmitter dalam kondisi ON atau OFF saat proses pembentukan pulsa. Modulator terbagi 2 yakni Modulator Level Tinggi dengan memasukkan tegangan DC sebagai transmitternya dan Modulator Level Rendah dengan control voltage untuk sebuah jaringan pada tabung transmisi, dimana control voltage adalah pulsa DC yang dihasilkan dari beberapa ratus volt tegangan dan beberapa ampere arus.
2.2.6. Frequency Generator Timing Control
Alat ini menghasilkan frekuensi dan sinyal sinkronasi yang diperlukan oleh sistem. Bagian ini menentukan kapan transmitter bekerja dan bagaimana sisitem yang lain bekerja yang berhubungan dengan waktu transmisi. Alat ini menggunkan direct control melalui parameter sistem.
2.2.7. Receiver
Receiver menguatkan sinyal sampai dengan level yang sesuai dengan komponekomponen berikutnya, seperti Signal Processor. Receiver menepis sinyal yang datang dan mengeluarkannya dari band yang terinterferensi dan mengoptimalkan respon pada jenis interfensi khusus.
2.2.8. Signal Processor
-8-
Alat ini berfungsi untuk memproses gema dari objek dan meningkatkan level sinyal gema tersebut untutk menekan interfensinya, sehingga dapat meningkatkan rasio sinyal terhadap interferensi. Signal Processor juga berfungsi untuk mendeteksi dan menentukan apakah objek yang terdeteksi ada atau tidak, juga mengetahui informasi dari objek mengenai jarak dan doppler shift.
2.2.9. Data Processor dan Display
Data Processor berfungsi untuk menyimpan proses pengolahan data mengenai lokasi objek yang dideteksi. Data Processor juga berfungsi sebagai servo track , yang memproses kesalahan sudut pada sinyal yang mengendalikan gerak antena. Display menampilkan informasi dalam bentuk yang dapat dipergunakan oleh operator radar. Jenis display yang digunakan adalah sebagai berikut : A-Scope, B-Scope, F-Scope atau P-Scope.
2.3. Jenis-jenis Radar ATC
Radar ATC terbagi menjadi 2 yakni : a. Primary Surveillance Radar (Radar Primer) b. Secondary Surveillance Radar (Radar Sekunder)
2.3.1. Primary Surveillance Radar
Prinsip dasarnya adalah saat objek yang melintasi daerah jangkauan radar terdeteksi olehnya maka radar memancarkan RF energi ke objek yang terdeteksi dan menerima gema dari RF energi yang dipantulkan oleh objek tersebut. Radar ini tidak memerlukan peran aktif dari objek dan untuk memancarkan RF energi tersebut diperlukan daya sekitar 3,5 Megawatt dengan frekuensi sebesar 1350 MHz.
-9-
2.3.2. Secondary Surveillance Radar
Radar ini memerlukan peran aktif dari objek dalam pendeteksian objeknya sehingga diperlukan alat yang dapat menjawab sinyal yang dikirimkan oleh stasiun radar. Alat yang terdapat dalam objek (pesawat) yang digunakn untuk menjawab sinyal dari stasiun radar disebut transponder, dengan bantuan alat ini maka stasiun radar tidak lagi mengandalkan pantulan gema dari pesawat.
Sinyal interogasi
merupakan sinyal berupa pulsa-pulsa yang dikirimkan oleh stasiun radar berisi tentang suatu interogasi kepada pesawat berkaitan dengan identitas dan keberadaan pesawat tersebut. Sinyal ini biasa disebut Mode. Sedangkan sinyal jawaban yang dikirimkan oleh transponder di pesawat adalah Code. Alat ini memerlukan daya untuk mengirimkan sinyal interogasi (Mode) sekitar 1,5 Killowatt dan frekuensi sebesar 1030 MHz. Radar ini memerlukan objek yang pasif, maka frekuensi yang digunakan untuk menerima sinyal jawaban (Code) sebesar 1090 Mhz. Peralatan yang ada di ground SSR terdiri dari pemutar antena, tower dengan perlengkapan pengaturan antena, transmitter-receiver yang biasanya disebut sebagai interrogator, serta reply signal processor yang biasanya disebut sebagai plot extractor atau digitizer. Sinyal interogasi yang dipancarkan oleh interrogator terdiri dari beberpa pulsa, yaitu pulsa P1,P2 dan P3. Saat mengirimkan sinyal interogasi (Mode), ada karakteristik khusus dari ketiga pulsa tersebut untuk mengetahui jenis pertanyaan yang ada pada sinyal interogasi tersebut tergantung dari jarak atau interval pulsa P1 dan pulsa P3 yang biasanya disebut sebagai “Mode”. Pulsa P1 dan P3 ini dikeluarkan oleh interrogation beam untuk mengetahui identitas dan ketinggian pesawat. Sedangkan pulsa P2 digunakn untuk mengontrol sinyal jawaban yang dipancarkan juga oleh sidelobe interrogation beam.
- 10 -
Sinyal interrogasi dipancarkan oleh ground stasion yang memiliki karakteristik dimana kedua pulsa yaitu P1 dan P3 dipancarkan melalui interrogation beam dari antena. Jarak antara dua pulsa ini akan menentukan isi data dari jawaban pada trasponder,sedangkan pulsa P2 dipancarkan dari control beam. Format sinyal
interogasi ditunjukan seperti gambar 2.3.
8µs 5µs 3µs
P1
P3
P3
Mode1 Mode2
P3
P3
Mode 3/A
Mode C
2µs
P2 Gambar 2.3. Format Sinyal Interogasi
Pulsa P1 dan
pulsa P3 dipancarkan melalui kanal interogasi dengan
perbedaaan jarak anatara P1 dan P3 yang menentukan jarak antara pulsa P1 dan P3 yang digunakan. Semua pulsa yang dipancarkan baik itu pulsa P1,P2 dan P3 memiliki durasi sebesar 0.8 mikrodetik.
- 11 -
Tabel 2.1 Jarak Pulsa Mode Interogasi
Mode
Jarak pulsa P1 dan P3
Fungsi
Pengguna
(mikrodetik) 1
3
Identifikasi
Militer
2
5
Identifikasi
Militer
3/A
8
Identitas
Militer/Sipil
B
17
Tidak digunakan
Militer/Sipil
C
21
D
25
Ketinggian Tidak digunakan
Sipil Sipil
Khusus untuk sipil biasanya menggunakan mode A dan mode C
untuk
mengetahui indenntitas dan ketinggian pesawat. Sedangkan untuk militer digunakan mode identifikasi untuk mengetahui apakah pesawat yang dideteksi tersebut pesawat sekutu atau pesawat musuh, oleh karena itu disebut dengan IFF (Indentify Friend or Foe). Akan tetapi ada mode keempat yang digunakan untuk militer yang disebut
dengan Mode 4, yakni mode keamanan yang dibuat untuk menghalangi kemungkinan mode yang lain diketahui oleh pesawat musuh.
Sinyal jawaban yang dipancarkan oleh pesawat untuk merespon sinyal interogasi. Dua pulsa yang ada pada sinyal jawaban adalah F1 dan F2 yang disebut sebagai pulsa frame atau bracket . Data dari pulsa-pulsa yang didalam frame sebanyak 12 pulsa berupa pulsa A,B,C dan D yang masing-masing terdiri dari pulsa 1, 2, dan 4. Pulsa dibagian tengah disebut pulsa X, akan tetapi pulsa X ini tidak digunakan dalam sinyal jawaban. Pulsa yang terakhir adalah pulsa Special Position Indicator (SPI) yang digunakan pada saat-saat tertentu. 12 Pulsa yang digunakan
terdiri dari 4096 kode yang menunjukkan data jawaban. Data yang ada pada jawaban
- 12 -
dihubungkan dengan pertanyaan yang diajukan melalui mode interogasi. Akan tetapi tidak semua mode jawaban dari 4096 kode digunakan pada semua jenis mode, seperti yang ditunjuk dibawah ini : Mode 1
32 Kode (Terdiri dari B4, semua pulsa C dan pulsa D tidak digunakan. Catatan : Terkadang aturan nasional menggunakan kode 4096 pada mode 1)
Mode 2
4096 Kode
Mode 3
4096 Kode
Mode C
2048 kode (pulsa D1 tidak digunakan)
20.3 µ s
4.35µ s
1.45 µ s typical
F1 C1 A1 C2 A2 C4 A4 X
B1
D1
B2 D2 B4 D4
F2
Gambar 2.4. Format Sinyal Jawaban
Mode interrogasi yang paling utama dan sering digunakan adalah Mode 3/A, mode ini digunakan baik untuk keperluan sipil maupun militer. Mode A/3 ini
digunakan secara umum untuk indentifikasi dengan nomor identitas pada pesawat yang diketahui dari nilai oktal pada pulsa jawaban dalam orde ABCD. Berdasarkan persetujuan internasional, suatu bagian tertentu dari nomor identitas menunjukan tipe penerbangan, baik itu tujuan penerbangan maupun tempat asal penerbangan. Ada tiga kode khusus secara umum yang digunakan untuk keadaan darurat, yaitu :
- 13 -
a. Darurat. b. Gangguan Radio. c. Pembajakan atau perampokan. Kode-kode khusus ini sangat berguna untuk menunjukan suatu kesulitan kepada ground stasion setempat ketika pilot tidak dapat berkomunikasi menggunakan kanal
suara secara normal. Pada sinyal jawaban Mode 3/A selanjutnya pulsa dapat ditambahkan deretan pulsa jawaban yang disebut pulsa SPI yang ditempatkan 4,35 mirodetik setelah pulsa F2. Pulsa ini diatur oleh pilot yang berfungsi sebagai swicth pada unit kontrol pada transponder. Dengan menekan swicth ini maka SPI akan bekerja / aktif selama lebih kurang 20 detik dan selama periode ini semua jawaban interogasi pada mode A/3 ditambahkan pada pulsa ini. Pulsa SPI biasanya digunakan atas permintaan dari ground ATC untuk keperluan identifikasi.
Mode C merupakan mode yang paling sering digunakan. Mode ini digunakan untuk menunjukan kepada ground ATC mengenai ketinggian pesawat yang akan ditunjukan oleh Barometer Aneroid. Pada jawaban Mode C hanya 11 pulsa yang digunakan (pulsa D1 diabaikan) akan tetapi 2048 kode akan dihasilkan secara berturut-turut untuk menunjukan ketinggian pada kenaikan setiap 100 feet mulai dari –1000 feet sampai dengan +121.000 feet.
2.4. Penggunan Radar ATC Sebagai Pengatur Lalu Lintas Udara
Pemanfaatan jenis radar ATC lebih banyak digunakan sebagai media pemberi informasi yang selanjutnya akan digunakan untuk mengatur lalu lintas udara yang dapat dicakup oleh radar tersebut. Radar ATC dikelompokkan dalam dua kelompok besar yaitu Primary Surveillance Radar dan Secondary Surveilllance Radar. Namun
- 14 -
jenis yang kedua lebih banyak digunakan. Radar jenis ini dapat memberikan keuntungan yang lebih banyak dibandingkan Primary Surveillance Radar. Radar jenis ini dapat menampilkan data tentang identitas dan ketinggian pesawat yang terdeteksi. Hal inilah yang sangat dibutuhkan oleh ATC untuk menjaga kehandalan lalu lintas udara sehingga terhindar dari kecelakaan . Trasponder merupakan alat bantu yang biasanya digunakan untuk identitas dan ketingggian pesawat. Dikarenakan pada Secondary Surveilllance Radar tidak mengggunakan sinyal gema sebagai indentifikasi pesawat yang terdeteksi. Sehingga dengan cara melepaskan pulsa-pulsa interogasi ke angkasa radar ini dapat mengetahui keadaan situasi udara yang tercakup didalamnya. Saat pulsa-pulsa interogasi diterima oleh pesawat maka pesawat akan mengirimkan pulsa-pulsa jawaban sesuai dengan mode yang digunakan pada pulsa interogasi. Sebagian besar radar ATC mempunyai dua mode yang digunakan yaitu mode 3/A dan C, yang berisi tentang pertanyaan identitas pesawat dan ketingggian pesawat. Pulsa-pulsa jawaban dikirimkan oleh transponder untuk merespon interogasi yang diterima dari radar. Jika pulsa-pulsa jawaban diterima memenuhi syarat, maka pulsa-pulsa akan diolah oleh perangkat pengolah data lalu dihasilkan plot dan track lalu ditampilkan pada display. Secondary Surveillance Radar biasanya menggunakan display PPI yang menunjukan pergerakan pesawat disertai keterangan identitas dan level ketinggiannya. Untuk mengetahui apakah lalu lintas udara dalam keadaan aman biasanya ATC sudah memiliki suatu flight plan yang menerangkan identitas, ketinggian, kecepatan dan rute yang dilewati pesawat.
2.5. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kerja Radar
2.5.1 Antena Radar
- 15 -
Ukuran antena radar merupakan parameter penting untuk meningkatkan kerja radar. Pada dasarnya antena radar hanya memiliki main lobe, sehingga daya yang ditransmisikan terfokus pada objek yang dituju.Pada prakteknya keadaan tersebut tidak dapat tercapai dikarenakan sifat dasar antena tersebut. Kondisi ini akan berpengaruh terhadap jauh dekatnya range radar yang dapat dicapai. Untuk mendapatkan range radar yang luas maka ukuran antena perlu diperhatikan besar serta tinggi antenanya, karena : a. Antena yang besar akan lebih memusatkan daya yang ditransmisikan dalam . bentuk berkas yang sempit b. Antena yang besar mempunyai aperture area yang luas sehingga daya tangkap terhadap sinyal pantulan akan lebih besar. Perubahan jarak jangkau (range) radar akibat pengaruh antena tersebut,akan mempengaruhi nilai waktu untuk radar melakukan suatu interogasi. Secara garis besar range dihitung sesuai dengan rumus :
R=
cT 2
.............................................................( 2.1 )
dimana : R
= Range Radar (meter)
‘c
= Cepat rambat cahaya ( 3 x 10
T
= Waktu propagasi sinyal (s)
m/s)
Rumus diatas berlaku untuk jenis radar pimer, karena faktor 2 mengindikasikan waktu tempuh yang dibutuhkan untuk sinyal menempuh jarak R. Hal ini dikarenakan radar primer menggunakn gema sebagai sinyal informasi tentang indentifikasi objek.
- 16 -
Sedangkan untuk jenis radar sekunder tidak menggunakan gema sebagai identifikasi objek. Hal ini akan menyebabkan faktor 2 dihilangkan. Sehingga waktu interogasi dihitung berdasarkan rumus : R T = C
.....................................................(2.2)
Besarnya daya yang diradiasikan secara efektif oleh kombinasi transmitter dan antena dalam arah dari main beam disebut Efective Radiated Power atau ERP. Daya ini diradiasikan secara isotropic untuk menghasilkan efek yang sama sebagaimana diberikan oleh transimitter dan antena, dengan arah gain dispesifikasikan.
ERP = PT GT ...............................................(2.3)
dimana : ERP
= Daya Radiasi Efektif Radar (Watt)
PT
= Daya efektif yang disalurkan ke antena (Watt)
GT
= Gain antena transmitter
Kerapatan Daya atau Power Density didefinisikan sebagai daya yang dipancarkan oleh antena per unit daerah (Density) pada jarak (R) dari antena tersebut. Jika pulsa yang dipancarkan memiliki Peak Power ( PT ) dan antena Omnidirectional (isotropic). maka persamaannya adalah:
Pt PD = 4π R
2
....................................................(2.4)
dimana :
- 17 -
PD
= Kerapatan Daya (Watt/m2
Pt
= Daya yang ditransimisikan (Watt)
R
= Jarak dari transimitter ke objek (m)
)
Prinsip antena radar yang ideal adalah merupakan antena yang memiliki keterahan pada suatu titik tertentu, sehingga daya yang diradiasikan akan maksimal Berdasarkan karakteristik tersebut, maka antena radar merupakan antena directive, sehingga kerapatan dayanya dinyatakan dalam :
Pt PD =
4π R
2
XG .........................(2.5)
dimana : G = Gain antena sepanjang arah objek
2.5.2. Lebar Pulsa
Lebar pulsa merupakan panjang waktu daya iluminasi saat kondisi ON untuk setiap transmisi. Besar kecilnya pulsa dapat mempengaruhi kerja suatu radar, terutama dalam resulosi range target pada radar tersebut. Jika radar pulsa sempit maka : a. Radar akan mampu membedakan beberapa target yang letaknya berdekatan (High Resolution). b. Diperlukan receiver dengan bandwith lebar untuk dapat menampung semua harmonik pulsa tersebut. Tetapi karena bandwith lebar maka thermal noise yang masuk juga besar. Sehingga S/N pada receiver akan turun dan range maksimum menjadi berkurang.
- 18 -
Resulusi adalah kemampuan untuk dapat memisahkan beberapa target atau fitur pada target yang sama lalu melaporkannya sebagai suatu pendeteksian. Target terdiri dari 4 dimensi yakni : range, horizontal (azimut) cross range, vertical (elevation) cross range dan doppler shift.
2.5.3. Daya Pantulan
Daya pantulan yang diterima radar (Pr) berbanding terbalik dengan pangkat 4 range radar (R). Jadi jika range radar dinaikkan 2 kali, maka daya yang dipancarkan radar (Pt) harus dinaikkan 16 kali.
2.5.4. Pulse Repetition Frequency
Pulse Repetition Frequency merupakan sejumlah pulsa iluminasi yang ditransmisikan per detik. Nilainya tidak boleh kecil karena akan menyebabkan berkurangnya jumlah pulsa yang mengenai target, akibatnya pulsa-pulsa pantulan akan sulit dideteksi. Hal ini akan banyak berpengaruh pada integration process, yaitu proses penjumlahan pulsa-pulsa yang ditembakkan ke target, hingga dengan menjumlahkan pulsa-pulsa tersebut gema yang diterima efektif lebih besar.
2.5.5. Daya Rata-Rata
Daya rata-rata adalah daya yang diemisikan transmitter radar secara rata-rata sepanjang waktu. Untuk beberapa kasus daya ini lebih penting daripada peak power untuk mendeteksi target.
- 19 -
2.5.6. Noise Figure (NF)
Noise Figure/ Noise factor diukur dari thermal noise yang dihasilkan pada receiver dibandingkan noise yang dihasilkan receiver yang sempurna pada suhu 290 K . Jika noise figure diperkecil maka Rmax akan semakin besar, jadi receiver harus mempunyai NF sekecil mungkin. Alat penentu nilai NF adalah bagian RF Amplifier.
2.5.7. Luas Efektif Target
Luas Efektif Target adalah area target yang dapat memenuhi
atau
menghasilkan daya pantulan (gema) yang dapat dideteksi balik oleh radar. Faktorfaktor seperti arah tampilan, frekkuensi radar, ukuran fisik, bentuk geometri objek, dan komposisi dari objek dapat mempengaruhi nilai nominal radar cross section dari target. Radar cross section target diketahui tergantung ukuran target. Tabel 2.2 menunjukan perbandingan beberapa tipe radar cross section Tabel 2.2 Radar Cross Section
Objek
RCS (m2 )
Missile
0,5
Single Engine Aircraft
1,0
Fighter Aircraft
2,0
Medium Size Jet Aircraft ( 737)
20
Large Size Jet Aircraft ( 707 )
40
Jumbo Jet ( 747 )
100
Small Open Boat
0,02
Small Pleasure Boat
2,0
- 20 -
2.5.8. Integration Process
Sinyal radar yang dipancarkan berbentuk pulsa-pulsa yang berurutan, maka kemungkinan untuk mengkap sinyal pantulan didalam noise akan bertambah. Hal ini disebabkan karena sinyal pantulan tersebut akan muncul berulang-ulang pada jarak tertentu. Sebaliknya noise pada receiver sifatnya tidak teratur, sehingga sinyal pantulan tersebut akan tampak jelas dibandingkan noise.Proses tersebut disebut proses integrasi dan untuk pulse repepetion frequency yang makin besar akan semakin jelas dan sinyal pantulannya akan lebih mudah dideteksi. Integrasi merupakan suatu jumlah dari tembakan ke objek. Dengan menjumlahkan tembakan individual pada objek, kekuatan dari pulsa gema yang diterima dapat dibuat menjadi efektif lebih besar. Integrasi biasanya menyediakan peningkatan yang signifikan dalam kekuatan sinyal yang efektif diterima dan sebagai konsekuensinya hal tersebut digunakan pada banyak radar.
θbPrf
Nb =
……………………………………(2.6) 6ϖm
dimana : Nb
= Jumlah pulsa yang ditembakkan ke objek (Hits/scan)
θb
= Beamwidth antena (derajat)
Prf
= Frekuensi pengulangan pulsa (Hz)
ϖm
= Kecepatan rotasi antena (rpm)
- 21 -
2.5.9. Faktor-faktor lain
Faktor-faktor lain
yang mempengaruhi unjuk kerja radar adalah seperti
redaman atmosfir, temperatur, dan daerah dimana radar dioperasikan (dataran atau pegunungan). Redaman atmosfir disebabkan oleh adanya absorpsi oleh gas-gas diatmosfir dan penghamburan oleh partikel di atmosfir.
- 22 -
BAB III RADAR MSSR RSM 9701
3.1 Ringkasan Radar MSSR Secara Umum
MSSR yang digunakan di PT Angkasa Pura II adalah jenis MSSR RSM 9701, dimana terdapat bagian-bagian yang terdiri dari Menara Radar dan Ruang Radar. Bagian dari MSSR tersebut yakni:
3.1.1. Stasiun MSSR
Bagian ini terdiri dari Menara Antena dan Ruang Radar. Pada Ruang Radar terdapat unit kontrol antena, power supply, distribusi sinyal azimuth, unit processor data, transfer data dan radar remote control dan alat monitor. Ilustrasi dibawah ini adalah arsitektur stasiun radar MSSR.
Gambar 3.1. Stasiun radar MSSR
- 23 -
3.1.2. Perangkat Outdoor
Pada bagian ini terdapat menara antena dan beberapa antena. Antena tersebut terdiri dari: a. Antena radar sekunder monopulse AS 909 b. Makanik antena kontrol EA 2000A c. Rotary joint JTA d. Pencahayaan proteksi
Gambar 3.2. Menara Antena Stasiun MSSR
- 24 -
Menara antena terdiri dari beberapa bagian susunan antena dan bagian-bagian pendukungnya. Gambar dibawah ini menunjukkan susunan antena dan bagian-bagian pendukungnya.
Gambar 3.3. Susunan antena dan bagian-bagian pendukungnya
Keterangan : 1. Secondary Antenna AS 909 2. Secondary Antenna Base 3. Gearbox 4. Clutch 5. Motor 6. Rotary Joint Assembly 7. Optical Encorders 8. Rotary Joint
- 25 -
9. Plate 10. Antenna Control Cabinet 11. Motorization
3.1.3. Perangkat Indoor
Pada bagian ini terdiri dari : a. Seperangkat kabinet ganda yang terdiri dari perangkat MSSR RSM 9701, Interrogator/Receiver ganda
b. Distribusi Utama kabinet AE 2000 dengan kontrol antena AA 2000 c. Seperangkat komputer, monitor dan printer serta seperangkat display perawatan radar IRIS.
Dibawah ini menunjukkan ilustrasi perangkat indoor MSSR RSM 9701
Gambar 3.4. Perangkat indoor MSSR RSM 9701
- 26 -
3.1.4. Karakteristik MSSR RSM 9701
Karakteristik Elecktrial : a. Tegangan
: (3–phase) 230 V/ 400 V + 10% - 15 %
b. Frekuensi
: 47 sampai 63 Hz
c.Disipasi Daya
: 3 kW
d. Pemakaian
: 12 kVA (termasuk antena)
Karakteristik Teknis : a. Frekuensi Radar
:
Frekuemsi interogasi
:1030 MHz +- 10KHz
Frekuensi penerimaan
: 1090 MHz +- 3 MHz
b. Gain antena maksimum
: 27 dBi
c. Daya pengiriman
: 1,5 kW
3.2. Radar MSSR Secara Deskripsi Fungsional
Pada arsitektur radar MSSR RSM 9701, terdapat perangkat-perangkat baik yang terdapat di luar ruangan ( outdoor ) aau dalam ruangan (indoor). Setiap perangkat memilki fungsi-fungsi berbeda.
3.2.1. Antena Sekunder Monopulse AS 909
Antena ini dirancang untuk dapat meradiasikan sinyal yng dibangkitkan oleh interogator ke luar angkasa dan menerima jawaban dari transponder yang dipasang pada pesawat. Antena ini mempunyai tiga bentuk radiasi :
- 27 -
a. Satu bentuk “sum” ( ∑ ) atau bentuk interogasi. b. Satu bentuk “difference” ( ∆ ). c. Satu bentuk “control” ( Ω ). Pola radiasi antena AS 909 ditunjukkan pada gambar dibawah.
Gambar 3.5. Pola radiasi antena AS 909 Antena AS 909 merupakan jenis antena radar sekunder. Antena radar yang digunakan pada MSSR 9701 merupakan jenis antena phased array. Secara fisik AS 909 ditunjukkan pada gambar ini.
Gambar 3.6. Antena AS 909
- 28 -
3.2.2. Mekanisme Pengaturan Antena EA 2000A
Mekanisme pengaturan antena dirancang untuk menyediakan rotasi selama 24 jam sehari dengan kecepatan 15 rpm ( rotation per minute). Kegunaan dari EA 2000 adalah untuk memberikan kecepatan rotasi secara konstan untuk mengatur antena sekunder. Bagian ini terdiri dari bagian berputar dan bagian tetap : a. Bagian berputar mendukung antena AS 909 b. Bagian yang tetap terdiri dari plate pendukung / rakitan bearing dan dua motorisasi. Dimana setiap motorisasi terdiri dari : • Satu motor. • Satu clutch. • Satu gearbox.
Bagian ini dikontrol dari AA 2000 yang merupakan Kabinet Kontrol Antena.
3.2.3. Kabinet Kontrol Antena AA 2000
Sebuah unit kontrol antena menyediakan kontrol dan monitoring dari parameter rotasi antena. Kabinet AA 2000 memilki beberapa fungsi : a. Kontrol daya dan pengaman sirkuit dari mekanisme pengaturan antena. b. Melaporkan status dari mekanisme pengaturan. AA 2000 mengontrol masukan 3 fasa ke motor pengatur dan berhubungan dengan keamanan sirkuit untuk merespon terhdap kesalahan motor, level oli gearbox yang rendah atau penghentian darurat. Unit kontrol antena digunakan untuk switching dalam rotasi antena dengan cara simultan mengontrol masukan daya kedua motorisasi, dengan kemungkinan memisahkan salah satu dari yang lain pada saat terjadi
- 29 -
kesalahan. AA2000 menyediakan kontrol remote dari pengaturan motor melalui sistem R-RCMS. Kabinet juga melaporkan status dari motor pengatur ke R-RCMS.
3.2.4. Rotary Joint JTA
JTA rotary joint dapat melakukan : a. Transper sinyal antar bagian yang tetap dan bergerak dari menara radar. b. Encoding posisi azimuth dari antena. Posisi azimuth dari antena diberikan oleh dua buah encoder optikal (kanal A atau B) yang merupakan bagian yang diatur oleh mekanisme pengaturan antena.
3.2.5. Kabinet Distribusi Power AE 2000
Kabinet distribusi power AE 2000, yang merupakan bagian dari stasiun radar, dioperasikan secara terus-menerus. Gunanya untuk mendistribusikan daya AC ke perangkat-perangkat radar. Ada dua keadaan operasional dari kabinet ini, yaitu : a.Ketika beroperasi : • Memberikan masukan daya AC yang dibutuhkan oleh perangkat terhubung. • Menghasilakan daya rendah untuk perangkat keamanan. • Memastikan proteksi :
- dari personal menggunakan differential relay ( sistem 3 fasa dan fasa tunggal) dan sistem emergency shutdown (menggunakan emergency stop switch). - dari perangkat menggunakan calibrated circuit breakers. b. Ketika Perawatan (Switch tetap ON) : • Switch off stasiun, baik secara keseluruhan atau pun hanya setengahnya
- 30 -
Kabinet distribusi power terdiri dari : a. Jaringan Distribusi Power. b. Peralatan personal dan perangkat.
Komponen Proteksi terdiri dari : a. Circiut breakers, menyediakan proteksi terhadap kelebihan beban dan hubungan singkat. b. Earth Leakage Detection, menyediakan proteksi personal. c. Phase Safety Device, menyediakan proteksi terhadap ketidakseimbangan input 3 fasa. d. Emergency Stop Switch.
3.2.6. Azimuth Distribution Unit ADU 2000
ADU 2000 dirancang untuk digunakan pada air-traffic control pada stasiun radar yang cocok dengan sistem radar primer dan /atau sekunder. Itu termasuk dalam satu unit, dua indentik dan secara elektris memisahkan kanal A dan B yang memungkinkan distribusi dari data posisi antena (posisi azimuth) dengan menyediakan redudant oleh perangkat radar yang berbeda. Fungsi dari ADU 2000 adalah untuk : a. Memberikan masukan pada encoder dengan +15 V dan +5V power supply. b. Menghasilkan sinyal interogasi encoder untuk encoder absolute. c. Memproses data azimuth dari absolute atau encoder increment. d. Mendistribusikan switch data azimuth ke perangkat radar dalam 12 atau 14 bit. e. Mengirimkan status ADU ke remote control dan monitirong system.
- 31 -
Karakteristik Elektrial : a. Tegangan
: 230 V+- 15%
b. Frekuensi
: 47 Hz sampai 63 Hz
3.2.7. Interrogator / Receiver IR 2000
Kabinet IR 2000 memiliki beberapa fungsi yang berhubungan dengan perangkat interrogator dan receiver ganda. Ini merupakan bagian dari sistem radar sekunder (yang dapat digabungkan dengan radar primer). Arsitektur ganda dari kabinet IR 2000 termasuk dua kanal terpisah, yang dirancang untuk menyederhanakan perawatan pada satu kanal namun kanal yang lain tetap dapat beroperasi. Kabinet IR 2000 ditunjukkan pada gambar terdiri dari : a. Dua Interrogator / Receiver yang saling terpisah termasuk panel depannya. b. Satu Video Transfer Unit. c. Satu Rak Extension. d. Satu Rak Kipas.
Gambar 3.7. Perangkat IR 2000
- 32 -
Fungsi Interogasi (ISLS) dapat dibagi 4 : a. Encoding Interogasi yang menghasilkan pulsa –tergantung perintah operator – yang mewakili pertanyaan yang diajukan ke pesawat. b. Modulasi yang mengubah pulsa yang telah dikodekan menjadi pulsa RF. c. Amplikasi yang menaikkan daya sinyal sampai kira-kira 1,5 kW. d. Switching atenuasi yang menampilkan distribusi dari pulsa kanal antena kanan. Fungsi penerimaan, IR 2000 berfungsi memperkuat dan memproses jawaban dari transponder agar dapat digunakan oleh perangkat lain yang terhubung. Dapat dibagi menjadi tiga sub fungsi : a. Penghasil Frekuensi Lokal yang menghasilkan frekuensi yang digunakan oleh mixer dan oleh fungsi interogasi. b. Penghasil Frekuensi Intermediate yang mengubah frekuensi yang datang dari transponder menjadi 60 MHz. c. Pemroses Sinyal yang menghasilkan sinyal yang dapat dimengerti oleh perangkat lain yang terhubung. Fungsi kontrol dan penguji, fungsi ini berhungan dengan kontrol yang diberikan oleh operator dari panel kontrol atau dari unit kontrol remote dan menginformasikan kepada nya dalam konfigurasi lengkap. Fungsi akan menguji berbagai pertukaran dan bereaksi terhadap hasil pengujian yang ditampilkan perangkat secara otomatis. Tugas ini dapat dikelompokkan lagi menjadi beberapa sub fungsi : a. Fungsi Kontrol yang mengontrol display dan mengindikasi permintaan operator ke mirkoprosessor. b. Fungsi Pengujian yang bereaksi terhadap penampilan test pada sistem.
- 33 -
Fungsi swicthing, fungsi ini akan memindahkan antena ke salah satu unit, tergantung dari ketersediaan operasional dan pilihan operator. Pada waktu yang sama, ini juga akan memindahkan sinyal untuk di proses menuju ekstraktor. Fungsi ini juga melayani dupleks sinyal Ω, ∆ dan ∑. Karakteristik Elektrikal : Power Supply a. Tegangan
: 230 V – 10% / + 6%
b. Frekuensi
: 47 Hz sampai 63 Hz
c. Penggunaan
: < 600 VA
3.2.8. Reply Processor Corellator RPC 2000
RPC 2000 menganalisa sinyal jawabn melalui proses eksraksi untuk mendapatkan data yang dimaksud yang biasa disebut code dan menghitung kelompok-kelompok data yang diketahui sebagai plot tentang pesawat yang sedang dibicarakan atau diselidiki. Sebagai bagian dari MSSR yang berdirim sendiri, RPC 2000 termasuk sebuah komputer yang berfungsi untuk proses tracking. Karakteristik Elektrikal : Power Supply a. Tegangan
: 230 V – 10% / + 6%
b. Frekuensi
: 47 Hz sampai 63 Hz
c. Penggunaan
: < 900 W
- 34 -
3.2.9. Data Regrouping Unit DRU 2100
Stasiun DRU menyediakan interface langsung antara posisi operator dan perangkat yang diawasi. DRU 2100 memilliki beberapa fungsi : a. Akusisi dan regrouping dari data yang dikirimkan oleh perangkat yang diawasi. b. Proses alarm. c. Process kontrol. d. Proses khusus. Akusisi dan regrouping data yang dikirimkan oleh perangkat yang diawasi dilakukan dengan bantuan Acquisition and Control Units (ACUs), terdapat pada setiap perangkat yang diawasi. Secara fisik, perangkat RPC 2000 ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Karakteristik Elektrikal : a. Tegangan
: 180 sampai 264 V
b. Frekuensi
: 47 sampai 63 Hz
c. Daya Pemakaian
: <_ 300 Watt
- 35 -
Gambar 3.8. Panel depan dan belakang DRU 2100
3.2.10. XOP 2100
Fungsi-fungsi utama dari XOP 2100 adalah : a. Proses alarm.
- 36 -
b. Proses kontrol. c. Kemampuan Penyimpanan dan Pelaporan.
3.2.11. IRIS (Indicator Radar Information System)
IRIS terdiri dari sebuah workstation dengan arsitektur seperti ditunjukkan pada gambar ini.
Gambar 3.9. Workstation IRIS
. Workstation ini terdiri dari : a. Konfigurasi komputer (item 1). b. Unit Display (item 2). c. Sebuah microlines box (pilihan). d. Keyboard (item 3). e. Mouse (item 4).
- 37 -
IRIS memiliki beberapa fungsi : a. Akusisi sinyal video radar. b. Tampilan situasi udara. c. Interface pemakai. d. Merekan dan mengulang
3.3. MSSR RSM 9701 Secara Deskripsi Penggunaan
Penggunaan Monopulse Surveillance Secondary Radar (MSSR) di bandara Soekarno-Hatta didasarkan pada keterbatasan jarak jangkau radar yang ada, karena MSSR dapat memberikan jaminan kelangsungan keselamatan penerbangan JakartaFIR (flight information region) yaitu wilayah udara yang meliputi Semarang sampai Kaliamatan Utara, di Barat berbatasan dengan Colombo-FIR dan Madras-FIR, serta di Utara berbatasan dengan Malaysia-FIR dan Singapura-FIR. Selain itu MSSR juga mampu menangkap gerakan 400 pesawat per scanning serta dilengkapi solid state dan komponen yang Y2K compliiance sehingga mampu digunakan dalam era CNS/ATM (Communication. Navigation, Surveillance / Air traffic Management) yang berbasis satelit. Sebagai pengatur lalu lintas di bandara Sekarno-Hatta, pada dasarnya radar difungsikan pemberi informasi bagi Air Traffic Controller (ATC)tentang keadaan situasi udara yang ditampilkan pada layar IRIS disekitar daerah cakupannya. Karena radar ini merupakan jenis radar ATC, jadi lebih diprioritaskan pada pengaturan lalu lintas udara sesuai dengan flight plan. Pada prinsipnya radar ini akan melepaskan pulsa-pulsa interogasi secara konstan ke udara untuk mendapatkan jawaban dari pesawat-pesawat yang melewati daerah cakupan MSSR untuk memberikan informasikan tentang identitas dan ketinggian pesawat tersebut sehingga dapat menghindarkan terjadi kecelakan. Radar MSSR RSM 9701 ini dapat mendeteksi
- 38 -
pesawat dengan jarak jangkau minimum 0,5 Nm (Nauticalmile) atau sekitar 926 meter, sehingga dengan jarak kurang dari jarak jangkau maka pesawat sulit terdeteksi. Sedangakan jarak jangkau maksimum radar mencapai 250 Nm atau sekitar 463 Kilometer, untuk jarak jangkau lebih dari jarak jangkau maksimum kemungkinaan pesawat sulit terdeteksi. Pembatasan jarak ini biasanya berkaitan dengan adanya pembagian wilayah atau region cakupan radar yang digunakan oleh PT. Angkasa Pura II. Jadi apabila melebihi jarak jangkau MSSR RSM 9701 dapat ditangani oleh perngkat lain yang tersedia misalnya VHF-ER untuk tetap dapat berkomunikasi dengan ground station. Untuk dapat mentrasmisikan pulsa-pulsa interogasi MSSR RSM 9701 menggunakan daya sebesarnya 1,5 kW belum termasuk dengan pengutan antena yang maksimumnya mencapai 27 dBi. Pulsa-pulsa intergosi akan dihasilkan oleh perangkat Interrogator, IR 2000, dengan jenins mode 3/A dan C secara simultan untuk setiap
rotasi. Pada rotasi pertama maka pulsa-pulsa interogasi mode 3/A akan dilepaskan oleh antena sekunder AS 909 dengan kecepatan 10 rotasi per menit. Pada rotasi berikutnya pulsa-pulsa dengan mode jenis C akan dilepaskan oleh antena tersebut, dan seterusnya secara bergantian. MSSR RSM 9701 menggunakan frekuensi transmit sebesar 1030 Mhz, sedangkan frekuensi receiver sebesar 1090 MHz. Pulsa-pulsa interogasi dilepaskan oleh antena radar secara simultan untuk mendapatkan jawaban dari pesawat-pesawat yang melewati daerah cakupan radar tersebut, sehingga didapatkan informasi tentang keadaan udara disekitar daerah cakapunnya. Pada radar MSSR RSM 9701 ada dua mode interogasi yang digunakan yaitu momde 3/A da mode C. Mode
3/A digunakan MSSR RSM 9701 untuk
mengetahui identitas pesawat yang biasanya merupakan pesawat komersil yang sudah terdaftar dalam flight plan. Apabila mendapatkan pulsa interogasi yang sesuai, maka
- 39 -
transponder pesawat akan melepaskan pulsa replay sesui denga identitas pesawatnya.
Pada dasarnya pulsa replay yang dilepaskan transpoder tidak secara langsung berisikan identitas pesawat yang sebenarnya, biasanya berisikan kode identifikasi pesawat tersebut yang telah terdaftar pada flight plan. Berikut adalah contoh pulsa reply yang dilepaskan oleh transponder pesawat.
F1
C2
A4
B1
D1
B2
Fa
A = 4, B = 3, C = 2 ,D = 1 Gambar 3.10. Contoh Pulsa Jawaban Mode 3/A
Selain identitas pesawat, juga perlu diketahui tentang ketinggian pesawat. Mode yang digunakan oleh radar untuk mengetahui ketinggian pesawat adalah mode jenis C. Reply yang diberikan oleh transponder pada dasarnya sama halnya seperti interogasi dengan mode 3 /A.Berikut ini adlah contoh sinyal jawaban mode C.
F1
A1
C2
D4
F2
A = 1 , C = 2 , d= 4 Indicated 31.000 ft Gambar 3.11. Pulsa Jawaban Mode C
Kode yang ditunjukkan seperti pada gambar diatas menunjukkan ketinggian seperti ditunjukkan oleh Barometer Aneroid pada pesawat. Kode ini akan menunjukkan kenaikan setiap 100 feet mulai dari – 1000 feet sampai dengan +
- 40 -
121.000 feet. Sama halnya dengan sinyal jawaban mode 3/A, pulsa-pulsa yang dikirimkan oleh transponder untuk mode C ini juga tidak langsung berisi informasi ketinggian secara sebenarnya, melainkan merupakan kode-kode yang dapat diterjemahkan sesuai data tabel ketinggian. Kedua parameter paling penting inilah yang akan ditampilkan pada layar radar IRIS yang terdapat pada radar room sehingga keberadaan pesawat dapat terus diamati
untuk menghindarkan terjadinya tabrakan. Untuk lebih memberikan
kehandalan dalam pengaturan lalu lintas uadara, maka informasi tentang situasi udara ini akan dikirimkan ke Air Traffic Controller (ATC). Selanjutnya informasi-informasi tersebut digunakan oleh ATC untuk tetap menjaga lalu lintas udara tetap terkendali, serta untuk menghindari terjadi tabrakan misalnya dengan menggunakan kominukasi suara antara pesawat dengan ground station tentang keadaaan pesawat terhadap pesawat yang lainnya. Sehingga masalah-masalah dapat dihindari.
- 41 -
BAB IV ANALISA DATA
Radar sekunder banyak macamnya, salah satunya radar Monopulse Surveillance Secondary Radar. Radar ini merupakan jenis radar yang telah
dikembangkan dari sistem radar sekunder. Sebagai radar yang digunakan sebagai pengatur lalu lintas udara di bandara Soekarno-Hatta , MSSR RSM 9701 harus mempunyai kinerja yang baik dan handal untuk menghindarinya kecelakan antar pesawat. Banyak hal yang mempengaruhi dalam hal pengaturan lalu lintas udara. Pada bab ini akan dihitung parameter-parameter yang dapat mempengaruhi kerja radar berdasarkan data karakteristik MSSR RSM 9701 yang digunakan di bandara Soekarno-Hatta dalam pengaturan lalu lintas udara. Parameter tersebut antara lain : a. Waktu Interogasi (Interrogation Time) b. Hits/ Scan. c. Daya Radiasi Efektif (Effective Radiated Power) d. Kerapatan Daya Sistem radar sekunder ranging time didefinisikan berbeda dengan pada radar primer. Pada sistem radar primer ranging time didefinisikan sebagai waktu pengiriman sinyal ditambah waktu penerimaan gema. Sedangkan pada sistem radar sekunder, ranging time dapat didefinisikan sebagai waktu interogasi ditambah waktu reply. Pada sistem radar primer waktu pengiriman sinyal dengan waktu penerimaan
dapat diasumsikan sama besarnya, sedangkan pada sistem radar sekunder waktu interogasi dan waktu reply memiliki durasi waktu berbeda.Hal ini dipengaruhi
- 42 -
besarnya data yang terkandung dalam sinyal interogasi dan sinyal reply. Waktu interogasi dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa kecepatan propagasi sama dengan kecepatan rambat gelombang di udara. Sehingga waktu interogasi radar ke pesawat saat range minimum dan maksimun dapat dihitung dengan menggunakan persamaan ( 2.2 ).
a. Range Minimum
Range minimum
= 0,5 Nm
1 Nm
= 1,852 Km
Range Minimum
= 0,5 x 1,852 Km = 926 m
Waktu Interogasi saat Range Minimum :
926 m 3 x 10 8 m/s
T Interogasi
=
T Interogasi
= 3,0867 µs
b. Range Maksimum
Range Maksimum
= 250 Nm
1 Nm
= 1,852 Km
Range Maksimum
= 250 x 1, 852 Km = 463 Km
Waktu Interogasi saat Range Maksimum :
T Interogasi
=
463 000 m 3 x 10 8 m/s
- 43 -
T Interogasi
= 1,5433 ms
Hasil dari perhitungan diatas dapat dilihat pengaruh range terhadap waktu interogasi bahwa makin jauh jarak objek terhadap transmitter, maka makin besar pula waktu interogasi yang dibutuhkan. Besarnya waktu interogasi akan mempengaruhi keakuratan pergerakan
pesawat yang ditampilkan pada layar radar. Jadi apabila
waktu interogasi kecil maka setiap pergerakan pesawat dapat dideteksi dengan lebih cepat, sehingga akan memberikan gambaran yang lebih jelas tentang pergerakan pesawat seperti yang ditampilkan di layar radar. Namun jika waktu interogasi semakin besar, maka pergerakan pesawat yang ditampilkan pada layar radar tidak terlalu akurat. Hits/ Scan didefinisikan sebagai banyaknya pulsa yang diterima atau
dilepaskan dalam satu kali pemindaan (scanning) oleh beam antena. Besarnya nilai nominal dari hits/ scan dipengaruhi besarnya oleh Pulse Repetition Frequency dari sistem radar tersebut. Nilai hits/ Scan dapat dihitung dengan menggunkan persamaan (2.6) :
♦ Karakteristik MSSR RSM 9701 : θb
= 1,5 °
Prf
= 10.000 Hz
ωm
= 10rpm
Nb
=
Nb
= 250 Hits /scan
1,5 ° x 10.000 Hz 6 x 10 rpm
- 44 -
Sehingga dapat diartikan bahwa untuk sekali pemindaian (scanning) antena radar MSSR akan menghasilkan 250 tembakan pulsa. Nilai hits/ scan suatu radar sistem dapat mempengaruhi kehandalan radar dalam mendeteksi keberadan suatu pesawat yang melewati daerah cakupannya. Semakin besar nilai hits/ scan dari radar maka makin besar pula probabilitas pesawat yang dapat terdeteksi, sehingga akan memberikan informasi yang lebih akurat dan spesifik yang dapat ditampilkan dilayar radar. Ini akan mengakibatkan informasi yang diberikan ke ATC akan lebih lengkap dan spesifik. Hal ini akan memudahkan baik bagi radar atau ATC untuk mengetahui keradaaan lalu lintas udara dan memberitahukan dengan lebih rinci apabila akan terjadi suatu kecelakan atau kekacauan. Pada sistem radar, daya yang diradiasikan oleh antena radar harus dapat fokus hanya pada objek yang dituju, sehingga daya maksimum akan diradiasikan sepenuhnya kearah objek yang diinginkan. Selain itu keterarahan daya pancar pada suatu arah tertentu akan menghindari adanya proses pendeteksian objek yang tidak diinginkan, sehingga objek yang didapat pada display radar sesuai dengan kebutuhannya. Daya yang dapat diradiasikan secara efektif oleh kombinasi transmitter / antena dalam arah dari main beam yang disebut Effective Radiated Power atau ERP. Maka besarnya kerapatan daya gain antena maksimum dapat dihitung
menggunakan persamaan (2.3) :
♦ Karakteristik MSSR RSM 9701 :
PT
= 1,5 kW
GT
= 27 dBi
ERP
= 1500 x 27 kW
- 45 -
ERP
= 40,5 kW
Besarnya daya yang diradiasikan secara tidak langsung akan mempengaruhi sistem kerja radar. Hal ini terutama berkaitan dengan bisa tidaknya transponder memberikan sinyal jawaban. Karena sinyal dipropagasikan dalam line of sight sehingga dalam perjalannya gelombang dapat mengalami beberapa loss yang menyebabkan level daya menurun, sehingga daya yang sampai tidak dapat memenuhi syarat untuk memberitahukan bahwa pesawat tersebut diberikan suatu sinyal interogasi, sehingga ini akan mempengaruhi keakuratan terhadap deteksi pesawat yang terlihat pada layar radar. Padahal seharusnya secara teori, pesawat tersebut dapat terdeteksi, namun karena pada prakteknya daya yang ditransmisikan tidak tepat, maka akan menyebabkan hal ini terjadi. Selain faktor daya radiasi efektif, kerapatan daya antena juga dapat mempengaruhi kinerja radar. Kerapatan daya (power density) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan ( 2.5 ), sehingga :
♦ Karakteristik MSSR RSM 9701
PT
= 1,5 kW
G
= 27 dBi
a. Range Minimum
Range Minimum
= 0,5 Nm
1 Nm
= 1,852 Km
Range minimum
= 0,5 x 1,852 Km
- 46 -
Range minimum
= 926 m
Power Density saat Rang Minimum :
3
1,5 x 10 X 27 4π ( 926 ) 2
PD
=
PD
= 3,7586 mW/m
2
b. Range Maksimum
Range Maksimum
= 250 Nm
1 nmi
= 1,852 Km
Range Maksimum
= 250 x 1, 852 Km = 463 Km
Power Density saat Range Maksimum :
3
1,5 x 10 X 27 4π (463.000 ) 2
PD
=
PD
= 0,0150 µW/ m
2
Seperti terlihat dari data-data perhitungan tersebut maka semakin jauh jarak suatu objek dari transmitter radar akan menyebabkan kerapatannya dayanya semakin mengecil. Hal ini disebabkan karena loss yang terjadi pada medium propagasi yang disebabkan oleh perubahan dengan luas medium yang dinyatakan dalam 4πR 2 makin membesar. Karena daya yang dipancarkan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak,
- 47 -
maka dapat dilihat bahwa kerapatan daya dengan daya transmisi tetap dan jarak yang terus meningkat, akan menyebabkan nilai nominalnya makin mengecil. Saat keadaan pesawat semakin jauh maka kerapatan daya semakin berkurang.
- 48 -
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis data yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan hal-hal berikut : a.
MSSR RSM 9701 mempunyai waktu introgasi 3,0867 mikro detik dalam proses mengintrogasi pesawat pada range minimum..
b.
MSSR RSM 9701 membutuhkan waktu interogasi sebesar 1,5433 mili detik untuk dapat menginterogasi pesawat saat berada di range maksimum.
c.
Dengan gain antena maksimun sebesar 27 dBi, radar akan mengahasilkan daya yang akan secara efektif diradiasikan sebesar 40,5 kW.
d.
Kerapatan daya (power density) saat di range minimum adalah 3.7586 mW/m2 dan saat di range maksimal adalah 0,0150 µW/ m2 .
- 49 -
DAFTAR PUSAKA
Edde, Byron, RADAR Principles, Techonology, Applications, USA : Prentice Hall, 1993. Eaves, Jerry L, and Reedy, Edward K, Principles of Modern RADAR, USA : Van Nostrang Reinhold Company Inc, 1987. Terman, Frederick E, Electronic And Radio Engineering, Tokyo : McGraw-Hill Kogakusha, Ltd, 1955. Leiven, Frederic H, Microwaves Made Simple, USA : McGraw-Hill Inc, 1987. AirSys ATM, MSSR RSM 9701 Techinical Manual Book, france : AirSys ATM, 2000. AirSys ATM, IRIS Manual Book, France :AirSys ATM 2000.
- 50 -
