Makalah Seminar Kerja Praktek PENGGUNAAN DISTANCE MEASURING EQUIPMENT ALCATEL FSD-45 SEBAGAI ALAT NAVIGASI UDARA BANDAR UDARA INTERNASIONAL ADI SOEMARMO SURAKARTA M. Fuad Hasan (L2F006063) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Abstrak - DME (Distance Measuring Equipment) merupakan alat bantu navigasi udara yang berfungsi memberi informasi jarak kepada pesawat terhadap ground station, sehingga pilot akan mengetahui seberapa jauh jarak yang akan ditempuh ke tempat yang dituju. Fasilitas DME ini juga merupakan suatu sistem radar tambahan yang bekerja sebagai transceiver (transmiter/pemancar dan receiver/penerima) yang dipasang pada unit sistem darat (ground station). Fasilitas DME di pesawat terbang digunakan sebagai interogator (penanya/pemeriksa), sedangkan DME di darat dipergunakan sebagai transponder (penjawab). DME di darat dipasang dalam satu tempat dengan fasilitas VOR. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk perambatan sinyal dari pengiriman sinyal interogasi hingga diterimanya sinyal balasan digunakan sebagai sarana pengukuran jarak pesawat dengan ground station DME. Kata kunci : navigasi, DME
I.
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Bandar udara sebagai fasilitas umum yang menyelenggarakan jasa angkutan udara, mempunyai tugas pokok dalam pelayanan dan keselamatan penerbangan. Hal itu harus didukung oleh sarana-sarana penunjang operasi penerbangan, diantaranya fasilitas navigasi udara dan fasilitas telekomunikasi. Mengingat pentingnya unsur keselamatan dalam jasa penerbangan, maka fasilitas navigasi harus selalu dalam keadaan siap pakai baik keadaaan peralatan maupun operator dari peralatan tersebut. Hal ini akan menjadi bagian terpenting apabila keadaan cuaca buruk dimana jarak pandang pilot terbatas terhadap kondisi sekitar. Pada keadaan ini pilot hanya dapat menggunakan rambu-rambu perlampuan landasan (visual aid navigation) dan komunikasi radio, pesawat akan dipandu untuk mencapai tempat yang sesuai untuk melakukan pendaratan dengan selamat. Mengingat pentingnya sarana komunikasi radio tersebut, maka harus didukung oleh peralatan transmisi yang handal dalam segala keadaan. Bandar Udara Adi Soemarmo Surakartamemiliki peralatan transceiver khusus untuk penunjang fasilitas navigasi, khususnya DME (Distance Measuring Equipment) guna menunjang fungsi bandara sebagai penyedia jasa penerbangan. I.2. PEMBATASAN MASALAH Mengingat adanya beberapa alat navigasi udara yang ada di Bandar udara Adi Soemarmo Surakarta, maka penulis membatasi pembahasan
hanya pada alat navigasi pengukur jarak pesawat dengan stasiun pengontrol DME (Distance Measuring Equipment). Pembahasan mengenai DME (Distance Measuring Equipment) ini hanya meliputi deskripsi umum dan komponen sistem kerja dan fungsinya pada peralatan navigasi tanpa memfokuskan pada hal-hal teknis secara terperinci yang memerlukan ketrampilan khusus. Selain itu juga karena waktu pelaksanaan Kerja Praktik yang singkat. II. SISTEM NAVIGASI UDARA Sistem navigasi udara adalah rambu – rambu udara yang membantu pilot pada saat melakukan penerbangan dari bandar udara satu ke bandar udara yang dituju. Sistem ini membantu pilot dan pengatur lalu lintas udara menentukan posisi pesawat terbang dengan bumi dan pesawat terbang lain. Pada ketinggian-ketinggian yang tinggi, atau selama cuaca buruk, sistem navigasi sangat penting bagi keselamatan penerbangan pesawat terbang. Sistem navigasi sudah berkembang dari pemancar-pemancar radio berbasis bumi yang primitif menjadi sistem berbasis angkasa yang canggih. Secara umum fungsi dari navigasi adalah : • Homing Yaitu untuk memandu penerbang dalam mengemudikan pesawat udara menuju lokasi bandar udara yang dituju. Untuk fungsi ini, rambu udara dipasang di dalam lingkungan bandar udara. • En-route/Check Point Yaitu untuk memberikan panduan kepada pesawat udara yang melakukan penerbangan jelajah di jalur penerbangan yang terdapat blank spot. Rambu udara dipasang di luar
lingkungan bandar udara pada suatu lokasi tertentu, dengan tujuan sebagai check point bagi pesawat di dalam rute perjalanan. • Holding Rambu udara dipasang di luar atau di dalam lingkungan bandar udara, digunakan untuk memandu penerbang yang sedang melakukan holding (dalam melakukan holding, pesawat berputar-putar), yaitu menunggu antrian dalam pendaratan yang diatur dan atas perintah pengatur Lalu Lintas Udara/controller. • Locator Rambu udara dipasang pada perpanjangan garis tengah landasan pacu (center line runway) guna memberikan panduan arah pendaratan kepada penerbang pada saat posisi pesawatnya berada dikawasan pendekatan untuk melakukan pendaratan.
(termasuk waktu tunda) di pesawat udara, maka jarak pesawat udara dengan stasiun DME dapat ditentukan. Pasangan sinyal pulsa yang dipancarkan oleh DME pesawat terbang (Interogator) menuju ke penerima di darat (Transponder) disebut sinyal Interogator, sedangkan pasangan sinyal pulsa yang dipancarkan oleh DME di darat sebagai jawaban menuju ke penerima DME di pesawat terbang disebut sinyal balasan (reply). Penggunaan DME yang berpasangan dengan DVOR didasarkan pada sistem koordinat polar azimuth dan jarak. Dengan informasi azimuth dari DVOR dan jarak informasi jarak dari DME maka seorang pilot akan menerima ketepatan navigasi relatif secara terus menerus ke lokasi darat yang akan dituju.
III. FASILITAS DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) ALCATEL FSD45 SEBAGAI ALAT NAVIGASI UDARA 3.1 Pengertian Umum Fasilitas DME DME (Distance Measuring Equipment) merupakan alat bantu navigasi penerbangan yang berfungsi memberikan panduan/informasi jarak kepada pesawat terhadap Stasiun DME yang dituju (Slant Range Distance). Spesifikasi peralatan DME yang ditangani Bandar Udara Internasional Adi Soemarmo Surakarta adalah sebagai berikut : Nama Peralatan : DME (SLO) Merk/Type : ALCATEL/FSD-45 No. Seri : 96 53826 PCS 1 Tahun : 2007 Frekuensi : 1134 MHz Power Out : 300 Watt Ident : SLO DME memancarkan sinyal – sinyal gelombang radio yang akan diterima oleh pesawat terbang sehingga penerbang akan mengetahui berapa NM (1NM=1850 meter) jarak yang akan dituju. Penempatan DME pada umumnya berpasangan (colocated) dengan DVOR, dengan daya keluaran sebesar 300 Watt (High Power). Di Bandar Udara Internasional Adi Soemarmo, DME ditempatkan berpasangan dengan DVOR. Dalam operasinya, pesawat udara mengirim pulsa interrogator yang berbentuk sinyal acak (random) kepada transponder DME di darat. Kemudian transponder mengirim pulsa jawaban (reply) yang sinkron dengan pulsa interogasi. Dengan memperhitungkan interval waktu antara pulsa interogasi dengan penerimaan pulsa jawaban
Gambar 1. Prinsip Kerja DME
DME beroperasi pada frekuensi 962– 1213 MHz. Band frekuensi ini terbagi menjadi 126 kanal, dengan frekuensi masing – masing kanal adalah 1 MHz. Hal ini berlaku pada frekuensi interogasi dan balasan. Antara frekuensi interogasi dan balasan selalu berbeda 63 MHz. Tiap kanal frekuensi tersebut tersedia dalam dual channel mengunakan kanal X dan Y yang terbagi juga dalam pulsa interogasi dan pulsa balasan. DME di Bandar udara Adi Soemarmo menggunakan frekuensi 1134 MHz pada channel 99X. Sehingga secara peraturan dan ketetapan yang ada, frekuensi sinyal interogasi pesawat berada pada frekuensi 1071 MHz. Sehingga, antara frekuensi Interogasi (interrogator di pesawat) dan frekuensi balasan (DME di darat) selalu selisih 63 MHz.
3.2 Prinsip Kerja DME Sepasang pulsa dengan panjang pulsa tertentu dipancarkan transmiter dari pesawat terbang, yang disebut sebagai sinyal pulsa penanya(Sinyal Interogasi), menuju ke penerima DME di darat (transponder). Setelah sepasang pulsa tersebut diproses oleh stasiun DME di darat (transponder) sehingga menjadi sepasang sinyal pulsa jawaban, kemudian secara otomatis stasiun DME di darat (transponder) memancarkan kembali sepasang pulsa jawaban tersebut sebagai sinyal jawaban ke pesawat terbang. Dalam keadaan normal, DME di pesawat terbang (interogator) dapat memancarkan pasangan pulsa interogasi sebesar 27 pasang pulsa per detik yang memiliki arah tertentu. Sedangkan stasiun DME di darat (Transponder) dapat menerima pasangan pulsa sebanyak 2700 pasang apabila 100 pesawat terbang secara bersamaan menggunakan fasilitas DME-nya. Waktu yang diperlukan untuk perjalanan bolak balik pengiriman sepasang pulsa penanya (sinyal interogasi) dari pemancar DME pesawat terbang ke stasiun penerima DME di darat, yang kemudian penerima DME pesawat terbang mendapatkan kembali sepasang sinyal pulsa sebagai jawaban (sinyal reply) dari stasiun pemancar DME di darat, merupakan elemen penting dalam sistem kerja DME. Sebelum sinyal jawaban dikirimkan kembali oleh stasiun DME di darat (Transponder) menuju ke penerima DME pesawat terbang (Interogator), maka telah terjadi penundaan singkat pengiriman sinyal jawaban (reply signal delay) yang besarnya 50 s di stasiun DME darat guna proses pengolahan sinyal. Interogator pulsa (sinyal penanya) yang diterima dari pemancar DME pesawat terbang diubah menjadi bentuk sinyal jawaban (reply signal) oleh DME Transponder. Setelah waktu yang diperlukan untuk perjalanan bolak-balik pasangan sinyal pulsa (T) dikurangi dengan reply signal delay (t = 50 s) diketahui, kemudian dikalikan dengan cepat rambat pulsa radio (c = 3 x l0 m/s) maka jarak pesawat ke DME darat dapat diperoleh. Jarak dari pesawat terbang ke stasiun DME ditentukan dalam satuan Nautical Miles (1NM = 1850 meter). Rumus pengukuran jarak tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : R = ½ c (T-t) Keterangan :
. . . . . . . (1)
R : jarak pesawat terbang ke stasiun DME darat (NM) 1 NM : 1850m c : cepat rambat pulsa radio ( 3 x l08 m/s) T : waktu yang diperlukan untuk peralanan bolak-balik antara sinyal Interogator (penanya/pemeriksa) dan sinyal reply (jawaban) t : reply signal delay/penundaan singkat pengiriman sinyal jawaban (50 s). Transmiter interrogator memancarkan pulsa interrogation dengan frekuensi rata-rata 120 pasangan pulsa per detik (120 Hz), dinamakan proses “searching”. Setelah interrogator menerima pulsa jawaban, interrogator unit mengunci (locks) pulsa jawaban dan mengurangi sinyal transmisinya menjadi 27-30 pasang pulsa per detik (30 Hz), dinamakan proses ”tracking”. DME bekerja pada bidang/range Ultra High Frequency (UHF) antara 962-12l3 Mhz sehingga pancaran pulsanya tidak terganggu oleh keadaan cuaca/static-free (tahan terhadap noise dan pengaruh medan listrik) serta merupakan pulsa line of sight sehingga radius pancaran pulsanya tidak jauh, sehingga dibutuhkan penguat dengan daya yang besar dan handal agar pancaran pulsanya maksimal. 3.3 Tracking and Locks Peralatan pesawat diaturr untuk memperoleh frekuensi yang benar dengan frekuensi yang diinginkan oleh DME di darat. Pemancar interogator akan memancarkan pulsa interogasi dengan frekuensi frekuensi 120 pasangan pulsa per detik (ketika ”searching”). Transponder akan mengenali pulsa – pulsa ini sebagai interogasi yang valid dan setelah menerima pasangan pulsa interogasi dari pesawat DME akan mengolah pulsa tersebut kira-kira 50-microsecond, kemudian memancarkan pasangan pulsa jawaban di frekuensi jawaban. Interrogator pada pesawat secara otomatis menjumlahkan waktu transmisi dan waktu diterimanya sinyal tersebut dikurangi delay 50 micro-second dan menampilkan jarak pesawat dengan transponder pada monitor interrogator. Setelah interrogator menerima pulsa jawaban, interogator akan mengunci (locks) pulsa jawaban dan mengurangi sinyal transmisinya menjadi 27-30 pasang pulsa per detik (tracking). Dan secara terus menerus menampilkan jarak antara pesawat dengan DME bumi. 3.4 Range dan Echo Jarak maksimum yang masih bisa didapat oleh interrogator pesawat ke DME di darat adalah 200 NM (370 km). Dengan catatan DME
beroperasi pada kondisi normal atau pada kondisi yang baik. Jarak yang dimaksud adalah jarak slant range, yaitu garis lurus antara pesawat dengan DME darat. Jarak jangkauan ini dapat menurun drastis dipengaruhi oleh banyaknya interogasi pesawat dan kondisi sekitar DME. Salah satu hal yang menyebabkan menurunnya akurasi adalah efek echo dari pulsa interogasi yang datang ke transponder. Pulsa interogasi yang diharapkan adalah yang langsung dari antena DME pesawat ke DME darat (slant range). Namun, pulsa interrogasi tersebut bisa saja dipantulkan oleh gedung, bangunan, atau apa saja yang menuju DME darat. Sehingga DME darat tidak akurat memberikan pulsa balasan. 3.5 Blok Diagram DME Darat
Monitor modul menerima sinyal yang diterima interrogator dan mengirim semua sinyal reply baik itu sinyal yang benar atau gagal ke control panel modul untuk dilakukan pengukuran/pembandingan dengan settingan. Control panel akan menampilkan indikator yang sesuai bila menerima sinyal kegagalan dari monitor modul. Parameter yang diukur adalah : Delay, Pulse Separation, Efficiency, Ident, Reply pulse, Power Out. Bila terjadi trouble pada salah satu perameter di atas, maka LED akan menyala dan alarm pada control panel akan berbunyi. Preselector Filter lA69746 Preselector filter terletak pada jalur sinyal receiver antara antenna circulator dan Receiver RF amplifier. Filter tersebut terdiri dari tiga seperempat bagian celah gelombang Q yang tinggi dan menyebabkan hilangnya penyisipan yang mendekati 1 dB pada frekuensi penerima. Preselector filter ini tidak ditempatkan secara alamiah dalam modul receiver/video, tetapi ditempatkan pada panel RF. Selain penolakan sinyal frekuensi image dan menengah, filter ini juga menolak beberapa pantulan dari pengirim yang mana dapat terjadi menuju ketidak seimbangan sistem antena. Dengan pass-band, filter ini memberikan beban 50 ohms pada circulator, dan pada frekuensi kirim besarnya pelemahan sedikitnya 70 dB. Filter ini dengan teliti membatasi pada frekuensi operasi yang benar. Receiver/Video Module
Gambar 2. Blok diagram DME
Pulsa Interrogasi dari pesawat ditangkap oleh antena dan sinyal pulsa tersebut diteruskan ke tansponder melalui sebuah directional coupler, dan sebuah circulator ke preselector di RF panel. Selanjutnya masuk ke receiver, dan disinilah terjadinya reply pulsa yang akan ditransmisikan. Sebelum ditransmisi, akan dikuatkan beberapa tingkatan oleh modul 100 W RF Amplifier, dan 1 KW RF Amplifier. Pada prinsipnya, modul test interrogator seakan-akan bertindak sebagai pesawat yang mentransmisikan pulsa interrogator pada DME darat. Tujuan dari modul ini adalah untuk menguji parameter dari transmisi DME darat, apakah masih sesuai settingan atau sudah layak untuk dikalibrasi ulang. Selain itu, agar arus unit stabil. Dengan artian bila tidak ada interogasi, maka unit tetap bekerja (arus tidak naik turun).
Receiver/Video Module merupakan otak utama dari peralatan DME, karena modul inilah yang menghasilkan pulsa balasan yang dikirimkan ke pesawat. Penerimaan sinyal pertama kali ditangkap melalui antena menuju panel RF dan unit preselector pada penerima. Circulator pada panel RF digunakan untuk melindungi receiver dari transmitter (pemancar) ketika diperbolehkan untuk menggunakan sebuah antena common. Cavity-tuned preselector menolak sinyal gambar(image signal) dan memberikan permulaan (initial) dengan selektif untuk receiver. Receiver mendeteksi kanal interogator dan memberikan pemicu pasangan pulsa untuk modulator transmitter Test Interrogator Module IA69735 Tes interrogator merupakan suatu unit independen yang mensimulasikan interrogation pulse pesawat terbang pada frekuensi 100 Hz. Oleh Transponder DME, Interrogation pulse pada
frekuensi tersebut dianggap sebagai interrogasi normal sehingga test interrogator akan mengukur dan memperlihatkan parameter-parameter pada monitor modul. Monitor Modul IA69731 Monitor modul menerima sinyal input dari tes interrogator module dan antena. Dalam modul monitor terdapat enam buah parameter yang dimonitor. Parameter tersebut dikelompokkan ke dalam parameter primer dan parameter sekunder. Pembagiannya yaitu: a. Parameter primer
: 1. Transponder Delay 2. Transponder Pulse Separation b. Parameter sekunder : 1. Transponder Efficiency 2. Transponder minimum reply rate 3. Transponder power output effective radiated 4. Transponder indent. 100 W RF Amplifier Module IA69750
Gambar 3. Blok 100 W RF Amplifier Module
Dalam modul 100 W RF amplifier terdapat empat sub-unit; yaitu Amplifier RF 8 Watt, Amplifier RF 45 Watt, Amplifier RF 180Watt dan pulse shaper. Ketiga amplifier membentuk sebuah amplifier chain. Output RF dari sumber RF pada receiver/video module merupakan input untuk bagian Amplifier RF 8 Watt pada level sebesar 10 mW. Dimana akan diperkuat dan dimodulasi untuk meghasilkan ukuran pulsa yang dibutuhkan. Output akhir dari Amplifier ini terdiri dari RF pulse yang dihasilkan dalam merespon trigger pulse dari receiver/video module pada level 50 Watt.
Pulse Shaper IA69754 Pulse shaper ini berfungsi mengkontrol karakteristik modulasi pada transmitter amplifier. Hal ini dilakukannya dengan cara menghasilkan modulation pulse yang dikontrol secara akurat dalam bentuk, durasi dan waktu. Pulsa yang dihasilkan beserta waktunya dikontrol oleh receiver/video module, yang menghasilkan trigger pulse termodulasi. Trigger pulse tersebut digunakan untuk mengawali pembangkitan pulsa dan sinyal sebesar 5.5296 MHz yang digunakan sebagai Sinyal clock pulse shaper. RF Amplifier Chain Amplifier chain dalam 100 Watt RF Amplifier terdiri dari tiga amplifier terpisah, yaitu: a. 8 Watt Amplifier 8 Watt Amplifier menerima sinyal RF 10 mW secara berkesinambungan dari sumber RF. Kemudian menguatkannya hingga sekitar 4 Watt. Tahap output dari amplifier ini adalah getaran termodulasikan. b. 45 watt Amplifier 45 watt Amplifier menerima output pulsa dari 8 Watt RF Amplifier dan menghasilkan output sekitar 20 Watt. Dalam konfigurasi DME dengan output 100 Watt, tahapan output ini merupakan pulsa yang termodulasikan sedangkan dalam konfigurasi dengan output 1 W, tahapan output dikontrol oleh supply dc yang dapat diatur. c. 180 Watt Amplifier Pada 180 Wattt Amplifier,RF power yang berbentuk persegi sebesar 50 Watt diteruskan ke modulator level tinggi dalam 1 kw RF amplifier. 1 KW Amplifier Module
Gambar 4. 1 KW RF Amplifier IA69833
Modul 1 KW RF Amplifier IA69833 terdiri dari dua buah bagian utama, yaitu modul 180 W Amplifier 2A69753 dan modul 250 W Amplifier IA69873.
RF power pulse yang berbentuk persegi sebesar 50 Watt memasuki 180 Watt amplifier dan memodulasi 180 Watt Amplifier untuk mengeluarkan pulsanya yang tediri dari bagian yang terbentuk atas pedestal persegi. Penguatan tenaga pertama pulsa dilakukan oleh sepasang 250Watt amplifier A1, A2. Penguatan kedua pada masing-masing delapan bagian tenaga diperoleh dengan memasangkan amplifier A3, A4, A5, A6; A7, A8, dan A9, A10. Kemudian terjadi penggabungan kembali tenaga-tenaga tersebut dalam rangkaian power combiner. Tenaga yang digabungkan dilewatkan ke output melalui circulator. 20 kelompok capasitor bank memberikan cadangan untuk kebutuhan current pulse pada amplifier yang disupply. IV. PENUTUP 4.1. Kesimpulan Dari uraian di atas dapat ditarik bebrapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Fasilitas Navigasi Udara merupakan rambu-rambu udara yang dipergunakan untuk membantu penerbang dalam mencapai tujuan penerbangan. 2. Fasilitas DME memiliki kegunaan untuk memberikan informasi kepada penerbang mengenai jarak (slant range). pesawat terbang terhadap stasiun DME di darat 3. DME mempunyai sistem kerja yang berkebalikan dengan SSR (Secondary Surveillance Radar). 4. DME beroperasi pada frekuensi 962–1213 MHz. 5. Peralatan DME yang ada di ground station disebut Transponder 6. Peralatan DME yang berada di pesawat disebut Interrogator 7. Transponder akan mengirim sinyal balasan (reply) terhadap sinyal interogasi yang dipancarkan oleh Interogator pesawat. 8. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk perambatan sinyal dari mulai dikirimnya sinyal interogasi hingga diterimanya sinyal balasan digunakan sebagai sarana pengukuran jarak pesawat dengan stasiun DME. 9. Informasi jarak ditampilkan dengan satuan Nautical Miles (1 NM=1850 meter). 10. DME biasanya dipasang secara bersamaan pada satu tempat dengan fasilitas navigasi udara VOR (Very High Frequency Omni Range).
4.2
Saran
Berdasarkan hasil kerja praktek di PT. Angkasa Pura I Bandar Udara Internasional Adi Soemarmo Surakarta, penyusun memberikan saran sebagai berikut: 1. DME sebaiknya mengunakan teknologi satelit, karena satelit dipandang lebih handal dalam sistem navigasi udara.. 2. Sebaiknya PT Angkasa Pura I (Persero) meregenerasi perangkat navigasi yang digunakan tiap 10 tahun sekali sehingga tidak mengalami penurunan kualitas.
DAFTAR PUSTAKA AWA Technology. 1985. Distance Measuring Equipment LDB 101 Type Series A69870. Australia : Amalgated Wireless. Dinas Personalia dan Umum PT (Persero) Angkasa Pura I. 2009. Selayang Pandang PT (Persero) Angkasa Pura I Bandar Udara Internasional Adi Soemarmo Surakarta. ICAO. 1995. Distance Measuring Equipment (DME) Basic DME Theory Toshiba Type TW1197G. ICAO Project INS/90/011 BIODATA M. Fuad Hasan (L2f006063). Lahir di Kebumen, 30 Desember 1987. Menempuh pendidikan di TK Dharma Wanita Karang tanjung, SDN 1 Karang Tanjung Kab. Kebumen, SMPN 1 Kebumen, SMAN 1 Kebumen, dan sekarang tercatat sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2006, Konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi. Telah melaksanakan Kerja Praktek di PT. Angkasa Pura I Bandar Udara Internasional Adi Soemarmo Surakarta. Semarang, Agustus 2011 Menyetujui Dosen Pembimbing
Darjat, ST., MT. NIP 197206061999031001
