BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Dewasa ini, peranan teknologi dalam kehidupan sehari-hari hampir tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Dalam mengembangkan teknologi untuk kehidupan manusia, elektronika dan telekomunikasi banyak memegang peranan penting. Studi tentang gelombang banyak melahirkan teknologi-teknologi baru yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.
Dalam bidang telekomunikasi, pengetahuan tentang gelombang elektromagnetik sangat diperlukan. Televisi, radio, telepon seluler, riset luar angkasa dan mengetahui letak pesawat terbang atau cuaca memanfaatkan gelombang
elektromagnetik.
Gelombang
Elektromagnetik
merupakan
gabungan dari medan listrik dan medan magnet yang bergetar pada bidang yang saling tegak lurus satu sama lain.
Selain itu gelombang elektromaknetik juga dikembangkan dalam radar untuk mengetahui letak dan jarak dari suatu objek. Seiring dengan perkembangannya radar juga digunakan untuk mengukur mengukur kecepatan gerak gerak dari suatu objek contohnya mobil. Dalam lalu lintas radar yang mengukur kecepatan dari suatu kendaraan sangat bermanfaat untuk mengawasi kendaraan yang melaju dengan kecepatan di atas aturan, sehingga memudahkan kepolisian melakukan tilang. Karena radar memiliki manfaat yang sangat banyak dalam kehidupan, maka dalam makalah ini akan dibahas mengenai radar kecepatan sebagai penerapannya di bidang lalu lintas.
B. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan radar? 2. Bagaimana prinsip kerja radar? 3. Bagaimana penerapan radar kecepatan dan prinsipnya dalam penggunaannya?
1
C. Tujuan
1. Menjelaskan pengertian dan sejarah radar. 2. Mendeskripsikan prinsip kerja radar. 3. Mendeskripsikan dan menjelaskan Secondary Surveilance Radar (SAR).
2
C. Tujuan
1. Menjelaskan pengertian dan sejarah radar. 2. Mendeskripsikan prinsip kerja radar. 3. Mendeskripsikan dan menjelaskan Secondary Surveilance Radar (SAR).
2
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Radar
Radar (Radio Detection and Ranging) Ranging) merupakan sistem gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, kendaraan bermotor dan informasi cuaca. Gelombang radio yang dipancarkan dari suatu benda dapat ditan gkap oleh radar kemudian dianalisa untuk mengetahui lokasi dan bahkan jenis benda tersebut. Walaupun sinyal yang diterima relatif lemah, namun radar dapat dengan mudah mendeteksi dan memperkuat sinyal tersebut. Tahun 1865 seorang ahli fisika Inggris “James Clerk Maxwell“ mengembangkan dasar-dasar teori terntang elektromagnetik. Dan satu tahun kemudian, “Heinrich Rudolf Hertz” seorang ahli fisika Jerman berhasil membuktikan teori Maxwell dengan menemukan gelombang elektromagnetik.
Penggunaan gelombang elektromagnetik untuk mendeteksi keberadaan suatu benda, pertama diterapkan oleh Christian Hülsmeyer pada tahun 1904 dengan mempertunjukkan kebolehan mendeteksi kehadiran dari suatu kapal pada cuaca berkabut tebal, tetapi belum sampai mengetahui jarak kapal tersebut. Pada tahun 1921 “Albert Wallace Hull” menemukan Magnetron sebagai tabung pemancar sinyal atau transmitter efisien. Tahun 1922 “A. H. Taylor and L.C.Young” dan tahun 1930 L. A. Hyland dari Laboratorium Riset kelautan Amerika Serikat, berturut-turut berhasil menempatkan transmitter pada kapal kayu dan pesawat terbang untuk pertama kalinya. Sebelum Perang Dunia II yakni antara tahun 1934 hingga 1936, ilmuan dari Amerika, Jerman, Prancis dan Inggris mengembangkan sistem radar.
3
Namun setelah Perang Dunia II sistem radar berkembang sangat pesat, baik tingkat resolusi dan portabilitas yang lebih tinggi, maupun peningkatan kemampuan sistem radar sebagai pertahanan militer. Hingga saat ini sistem radar sudah lebih luas lagi penggunaannya yakni meliputi kendali lalu lintas udara ( Air Traffic Control ), pemantau cuaca dan jalan. 3 Hal yang biasanya menjadi tujuan dalam penggunaan Radar:
Mendeteksi keberadaan sebuah benda pada jarak tertentu, biasanya sesuatu yang bergerak, seperti pesawat terbang, namun radar juga dapat digunakan untuk mendeteksi benda-benda diam yang terkubur di bawah tanah. Dalam beberapa kasus, radar dapat mengidentifikasi obyek misalnya dapat mengidentifikasi jenis pesawat yang telah terdeteksi.
Mendeteksi kecepatan obyek - Ini alasan mengapa polisi menggunakan radar.
Membuat
Peta.
Pesawat
ulang-aling
dan
satelit
mengorbit
menggunakan sesuatu yang disebut Synthetic Aperture Radar untuk membuat peta topografi rinci dari permukaan planet dan bulan.
4
B. Prinsip Kerja Radar
Prinsip Kerja Radar, sama halnya seperti pada Echo (gema) dan Efek Doppler yang sering kita alami setiap hari. Echo (Gema)
Gambar 1. Analogi prinsip Echo Echo adalah sesuatu yang dialami sepanjang waktu. Jika kita berteriak ke dalam sumur atau jurang, maka terjadi gema beberapa saat kemudian. Gema terjadi karena beberapa gelombang suara dalam teriakan kita memantul kembali dari permukaan (baik air di dasar sumur atau dinding) hingga ketelinga. Lamanya waktu antara saat berteriak dan saat mendengar gema ditentukan oleh jarak antara kita dan permukaan yang menciptakan echo. Efek Doppler
Gambar 2 . Analogi efek Doppler 5
Kita mungkin mengalaminya setiap hari (seringkali tanpa disadari). Pergeseran Doppler terjadi ketika suara yang dihasilkan atau terpantul dari benda yang bergerak. Pergeseran Doppler dalam keadaan ekstrim menciptakan ledakan sonik. Contohya, saat kita mendengar suara sirine ambulan mendekati kita yang sedang diam ditepi jalan suara sirine makin keras, namun setelah melewati kita maka suara sirine semakin mengecil seiring makin jauhnya jarak kita dengan mobil sirine. Terdengar keras lemahnya suara yang didengar tersebut bisa dikatakan sebagai pergeseran doppler atau efek doppler. Kita dapat menggabungkan echo dan pergeseran doppler dengan cara berikut. Katakanlah kita mengirimkan suara keras ke arah mobil yang bergerak ke arah kita. Beberapa gelombang suara akan terpental mobil (gema). Karena mobil bergerak ke arah kita, namun gelombang suara akan dikompresi. Oleh karena itu, suara gema akan memiliki jangkauan lebih tinggi dari suara asli yang dikirim. Jika kita mengurangi pitch gema, kita dapat menentukan seberapa cepat mobil bergerak.
Prinsip kerja Radar
Kita sudah tahu bahwa suara gema dapat digunakan untuk menentukan seberapa jauh benda, dan kita juga telah tahu bahwa kita dapat menggunakan pergeseran Doppler dari gema untuk menentukan seberapa cepat benda/sesuatu yang terjadi. Oleh karena itu, hal ini memungkinkan untuk menciptakan suara Radar atau disebut juga sonar. Kapal selam dan kapal menggunakan sonar sepanjang waktu. Bagaimana dengan radar yang khusus dirancang untuk mendeteksi pesawat dalam penerbangan. Radar menyala dari pemancar dan dengan intensitas tinggi dan frekuensi tinggi gelombang radio. Ledakan radar ini berlangsung dalam hitungan mikrodetik. Radar kemudian mematikan pemancar nya, kemudian menyalakan alat penerima dan mendengarkan echo yang dihasilkan.
6
Radar mengukur waktu yang diperlukan untuk echo tiba, serta pergeseran Doppler dari echo. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, sekitar 1.000 meter per mikrodetik, sehingga jika Radar memiliki kecepatan tinggi sehingga dapat mengukur jarak pesawat dengan sangat akurat. Menggunakan peralatan pengolahan sinyal khusus, Radar juga dapat mengukur pergeseran Doppler sangat akurat dan dapat menentukan kecepatan pesawat.
Komponen penyusun system radar
Sistem
radar
mempunyai
tiga
komponen
utama
yakni:
Antena, Transmitter (Pemancar sinyal), Receiver (penerima sinyal)
Gambar 3. Sistem radar 1. Antena
Gambar 4. Antena radar 7
Antena radar adalah suatu antena reflektor berbentuk parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dicerminkan melalui permukaan yang berbentuk parabola sebagai berkas sempit (gambar A). Antena radar merupakan dwikutub (gambar B). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array yang merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem radar (gambar C).
Gambar 5. Contoh reflektor antena
2. Pemancar Sinyal (Transmitter ) Transmitter pada sistem radar berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui reflektor antena agar sinyal objek yang berada pada daerah tangkapan radar dapat dikenali, umumnya Transmitter mempunyai bandwidth yang besar dan tenaga yang kuat serta dapat bekerja efisien, dapat dipercaya, tidak terlalu besar ukurannya dan juga tidak terlalu berat serta mudah perawatannya.
8
Contoh Transmitter berupa tabung :
Gambar 6. Pemancar sinyal 3. Penerima sinyal ( Receiver ) Receiver pada sistem radar berfungsi untuk menerima pantulan kembali gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap radar melalui reflektor antena, umumnya Receiver mempunyai kemampuan untuk menyaring sinyal agar sesuai dengan pendeteksian serta dapat menguatkan sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke signal and data processor (Pemroses data dan sinyal) serta menampilkan gambarnya di layar monitor (Display).
C. SECONDARY SURVEILLANCE RADAR (SSR)
Radar ada beberapa macam dan yang umum digunakan di bandara udara adalah Primary Surveillance Radar (PSR) dan Secondary Surveillance Radar (SSR). Kedua jenis radar baik PSR maupun SSR mempunyai cara kerja berbeda. Pada PSR sifatnya aktif dan pesawat yang ditargetkan sifatnya pasif. Karena PSR hanya menerima pantulan gelombang radio dari refleksi pesawat tersebut (echo). Sedangkan pesawat itu sendiri tidak “tahu-menahu” dengan kegiatan radar di bawah. Pada SSR, baik radar maupun pesawat kedua-duanya aktif. Hal ini dapat dilakukan karena pesawat terbang telah dilengkapi dengan transponder. Pesawat-pesawat yang tidak dilengkapi transponder tidak akan dapat dilihat pada radar scope seperti identifikasi pesawat, ketinggiannya, dan lain-lain.
9
SSR merupakan peralatan untuk mendeteksi dan mengetahui posisi dan data target yang ada di sekelilingnya secara aktif, dimana pesawat ikut aktif jika menerima pancaran sinyal RF radar sekunder. Pancaran radar ini berupa pulsa-pulsa mode, pesawat yang dipasangi transponder, akan menerima pulsa-pulsa tersebut dan akan menjawab berupa pulsa-pulsa code ke sistem penerima radar. Dalam sistem pemantauan lalu lintas udara, radar primer dirasakan kurang sempurna. Oleh karena itu, dikembangkan sistem radar yang tidak hanya memanfaatkan sinyal pantul, teta pi terjadi “dialog” antara peralatan didarat dengan peralatan radar yang ada di pesawat udara. Sistem yang dikembangkan tersebut adalah radar sekunder atau secondary surveillance radar (SSR). SSR (Secondary Surveillance Radar) Spesifikasi Tipe
: THOMSON RS – 770
Frekuensi
: 1. Transmitter : 1030 MHZ 2. Receiver : 1090 MHZ
Power
: 2,5 KWatt
Tahun Operasi : 1977 Power Supply : PLN,Genset
Gambar 2.1. Antenna radar primer dan radar sekunder
10
Pengawasan radar sekunder SSR
Pada sistem SSR ground pemancar / penerima disebut interogator, dan udara penerima / pemancar disebut transponder. Interogator transmisi dibuat pada frekuensi 1030MHz (sekitar 29cm) dan disebut mode. Pada interogator menerima sinyal pada mode yang sudah diatur, transponder menanggapi dengan transmisi pada frekuensi 1090MHz. Tanggapan ini adalah dalam bentuk kode.
Catatan - Semua sistem SSR sipil saat ini menggunakan frekuensi yang sama yaitu 1030MHz untuk tanah untuk transmisi udara, dan 1090MHz untuk udara untuk tanah transmisi.
Radar sekunder bekerja berdasarkan prinsip pengiriman pulsa yang terdiri dari pulsa P1 – P3 dengan jarak tertentu. Peralatan darat radar sekunder dioperasikan pada frekuensi 1030 Mhz. Jika sinyal pertanyaan (interrogation) diterima oleh transponder pesawat terbang, rangkaian pulsa ini akan diproses, dan selanjutnya transponder memberikan jawaban (reply) pada frekuensi 1090 Mhz. Pulsa-pulsa interrogation disebut mode dan pulsa-pulsa reply disebut code.
Selanjutnya reply dari pesawat terbang yang diterima oleh antenna radar sekunder di darat, di proses dan dianalisa oleh perangkat extractor dan komputer untuk memperoleh informasi yang diinginkan.
Frekuensi dan penggunaannya
Agar pulsa-pulsa mode dan kode ini sampai pada tujuannya dengan tepat dan sempurna, maka diperlukan suatu pembawa pulsa-pulsa tersebut.
Pembawa pulsa- pulsa tersebut biasanya disebut dengan istilah “FREQUENCY CARRIER” atau frekuensi pembawa. Dalam SSR itu pesawat terbang adalah suatu target yang aktif didalam memberikan jawabannya, dan juga menghindari jawaban jawaban yang tidak diinginkan yang berasal dari pesawat yang tidak dilengkapi dengan transponder (pasif)atau pantulan yang berasal dari bumi dan atmosfir, maka dibuatlah dua macam frekuensi yang berbeda antara frekuensi mode dengan frekuensi kode. 11
Frekuensi yang dipakai adalah : -
Interrogator mode menggunakan frekuensi carrier 1030 MHz
-
Transponder code menggunakan frekuensi carrier 1090 MHz
Dengan adanya target yang aktif dan dua frekuensi carrier yang berbeda, maka pada SSR kita akan dapat mendeteksi suatu pesawat yang cukup jauh yaitu 200 NM.
Dengan radar SSR, yang merupakan radar deteksi aktif dengan pesawat terpasang transponder, informasi yang didapatkan lebih dari deteksi PSR, yaitu : - jarak pesawat - posisi pesawat -
kode pesawat
-
ketinggian pesawat kecepatan pesawat Secondary Surveillance Radar (SSR) adalah radar yang bekerja dengan
bantuan alat yang bernama transponder di pesawat udara. Secara sederhana cara kerjanya adalah sebagai berikut: 1. SSR di darat memancarkan sinyal yang disebut dengan interrogation pada frekuensi 1030 Mhz 2. Jika mendapatkan sinyal interogasi, maka transponder akan menjawab/ memberikan sinyal balasan pada frekuensi 1090 Mhz 3. Dekoder yang ada di SSR akan menghitung jarak pesawat tersebut dari lamanya sinyal sampai kembali ke SSR 4. Arah pesawat tersebut akan ditentukan oleh arah antena radar SSR yang berputar 360 derajat.
12
Gambar 2.2 Cara kerja secondary surveillance radar (SSR) Jadi misalnya antena SSR sedang mengarah ke timur pada arah 090° dan mendapatkan jawaban (reply) dari sebuah transponder, maka jarak dan posisi pesawat akan diketahui oleh SSR.
Manfaat dari SSR : -
Menghasilkan informasi dari transponder pesawat yang mengirimkan jawaban dengan membawa identitas dari pesawat
-
Jarak jangkau pancaran adalah 200 NM
-
Daya nya adalah 2,5 Kwatt
Informasi yang dapat dihasilkan oleh secondary surveillance radar adalah :
Jarak: Salah satu cara yang bisa dipakai untuk mengukur jarak suatu objek dari antena
ialah dengan mengirimkan sinyal gelombang radio (radiasi elektromagnetik) dan mengukur jeda waktu pantulan gelombangnya. Jarak(Range) Pesawat Terbang Menunjukkan jarak pesawat terbang terhadap staiun radar atau bandar udara dalam satuan Nautical Mile(NM) dimana 1NM=1,852 kilometer
13
•
Kecepatan: Perbedaan frekuensi antara sinyal gelombang yang dipancarkan dan sinyal
gelombang yang dipantulkan kembali dapat digunakan untuk menghitung kecepatan dari benda tersebut. •
Posisi Merupakan nilai sekian derajat terhadap titik utara stasiun radar kearah
pesawat terbang dengan putaran searah jarum jam(Clock Wise/Cw) •
Ketinggian Ketinggian dari suatu pesawat harus diketahui baik pilot maupun ATC (air traffic
control) untuk menyeimbangkan pesawat agar tidak berada pada jalur yang salah. Ketinggian Pesawat Terbang Menunjukkan ketinggian pesawat udara terhadap permukaan laut dengan satuan feet. •
Kode pesawat Kode pesawat digunakan untuk mengetahui pesawat jenis apa yang sedang terbang
pada saat itu. Dan untuk membedakan pesawat satu dengan yang lainnya.
Bagian-bagian dari secondary surveillance radar adalah sebagai berikut :
1.
Antenna Antena Radar dirancang untuk dapat memancarkan energi dengan diarahkan
(directive), Untuk dapat menghasilkan pattern yang berbentuk kipas dengan sudut elevasi yang lebar dan azimuth yang sempit. Antenna ini berfungsi untuk mengirimkan pulsa interrogasi dari interrogator ke udara (1030 MHz) dan menerima jawaban berupa kode-kode dari tr ansponder pesawat (1090 MHz). Antenna ini dibuat sedemikian sehingga untuk menghilangkan efek side lobe (SLS) sewaktu memancarkan interrogation.
Untuk tujuan pemantauan lalu lintas udara, maka beam pattern dari antenna harus dapat menjelajahi seluruh wilayah pemantauan. Untuk itu azinuth tersebut dipasang pada dudukan yang dapat berputar satu lingkaran penuh searah jarum jam yaitu menggunakan sebuah motor.
14
Antena radar termasuk jenis antena terarah (directive antena), yang memiliki keuntungan-keuntungan sebagai berikut : 1. Pancaran pulsa terkonsentrasi (mirip lampu sorot atau beam), sehingga jangkauannya lebih jauh dan pantulannya dapat langsung disalurkan ke penerima. 2. Dengan pancaran yang terkonsentrasi maka akan lebih mudah dan cepat membedakan dua target yang terpisah azimuthnya.
Kemampuan radar dalam menjelajahi seluruh wilayah pemantauan dalam mendeteksi sasaran menjadikan alat ini disebut surveillance radar atau radar pemantauan. Untuk informasi posisi sasaran, mengacu ke pada arah utara.
2. Transmitter Transmitter adalah alat yang menghasilakn energi untuk sinyal yang akan ditransmisikan. Fungsi dari transmitter ini adalah : ♦
Menghasilkan frekuensi carrier/pembawa 1030 MHz.
♦
Memodulasi secara pulsa dari P1 – P2 – P3.
♦
Memperkuat daya dari pulsa P1 – P2 – P3 yang telah termodulasi frekuensi 1030 MHz.
3. Receiver Receiver sebagai penguat sinyal kembali(echo) yang diterima antenna. Fungsi dari receiver adalah : ♦
Memfilter, memperkuat dan mendeteksi jawaban-jawaban dari transponder pesawat berupa pulsa-pulsa kode pada frekuensi 1090 MHz.
15
Gambar 2.3 blok diagram secondary surveillance radar
jangkauan pancaran secondary surveillance radar pada pesawat terbang
Dengan adanya target yang aktif dan dengan frekuensi carrier yang berbeda seperti interrogator 1030 MHz dan transponder 1090 MHz, maka pada SSR kita akan dapat mendeteksi pesawat yang cukup jauh yaitu sekitar 200 NM. Serta power yang diperlukan untuk pemancarnya adalah 2,5 Kwatt.
1 NM = 1.852 kilo meter
Pesawat-pesawat terbang yang ada diudara dapat dideteksi dengan pancaran sejauh 200 NM. Jadi, pada jarak sejauh itu, para user atau petugas ATC dapat mengetahui keberadaan atau posisi suatu pesawat.
16
Kalau keberadaan pesawat terbang yang ada diudara sudah mencapai batas maksimum yaitu lebih dari 200 NM, maka stasiun darat yang ada dibandara tidak akan bisa mendeteksi atau menampilkannya pada layar display, oleh karena itu sebelum halhal yang buruk terjadi petugas ATC harus selalu mengawasi setiap pesawat yang ada diudara, sehingga dapat berkomunikasi dengan baik.
Jarak jangkau secondary surveillance radar (SSR) ke pesawat terbang adalah :
Interval T pada interrogasi adalah pada umumnya kira-kira 2,5 mS, dimana untuk jarak maksimum secara teoritis : r = CT /2
Jadi, untuk mencari T maka dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
17
Maka dapat diperoleh Perhitungan secara rumus untuk jarak maksimum dari secondary surveillance radar untuk mendeteksi pesawat terbang adalah : -
Untuk T = 2,5 mS r = C T / 2 8
-3
= 3. 10 m/s x 2,5 .10 s / 2 = 375 km
Kendala-kendala pada pengoperasian secondari surveillance radar ( SSR)
Beberapa kendala yang mungkin timbul pada pengoperasian radar sekunder diantaranya : 1. Garble Garble dapat terjadi jika dua pesawat atau lebih berada berdekatan dan diadakan pemisahan (separation) oleh petugas ATC sejauh 5 NM. Keadaan ini menyebabkan munculnya simbol dan kode pesawat yang tumpang tindih pada l ayar display
2. Capture effect Dapat terjadi karena transponder hanya mampu memberikan jawaban bagi satu interrogation pada satu waktu yang tepat.
3. Sinyal multipath Disebabkan oleh banyaknya jalur yang dapat ditempuh oleh sinyal antara stasiun radar dengan pesawat udara dan sebaliknya. Jalur utama sinyal adalah garis lurus atau yang lebih dikenal dengan istilah line of sight. Jalur lain/tambahan dapat timbul karena adanya permukaan bumi seperti gedung-gedung tinggi, tiang antenna dan bangunan bangunan lain yang berdekatan letaknya dengan stasiun radar. Sinyal pantulan ini dapat memperlemah sinyal masukan bagi perangkat penerima.
4. Fruit Dapat terjadi bila dua stasiun radar yang letaknya berdekatan, misalnya A dan B saat bersamaan memberikan interrogation kepada sebuah pesawat terbang yang sama. Maka akan terjadi kemungkinan jawaban yang seharusnya untuk stasiun A diterima oleh B, atau sebaliknya. Hal ini dapat terjadi karena jangkauan radar (coverage) dari kedua 18
stasiun tersebut saling berpotongan (overlap)
Kendala-kendala tersebut diatas pada prinsipnya disebabkan oleh dua masalah pokok, yaitu : 1. Kesalahan pendeteksian oleh transponder pesawat udara. 2. Kesalahan data pada pulsa jawaban yang diterima oleh sta siun radar.
2.3 INTERROGATOR
Pancaran sinyal oleh stasiun darat biasanya disebut sebuah interrogator. Dua pulsa P1 dan P3 dipancarkan oleh antenna dan jarak kedua pulsa ini akan ditentukan dan data berisi jawaban transponder. Selanjutnya pulsa P2 terpancar dari sinar pengontrol.
Secondary surveillance radar (SSR) adalah sebuah identifikasi radar yang dapat memberikan petunjuk mengenai ketinggian, kecepatan, posisi, jarak dan kode pesawat terbang yang dideteksi (di control). SSR mengirimkan pulsa yang berbentuk serial sebagai pertanyaan yang disebut dengan ”INTERROGATOR MODE”. Pertanyaan ini akan diulang terus-menerus pada setiap frekuensi ulangan dari radar, atau hal ini disebut dengan PULSE REPETITION FREQUENCY (PRF). PRF ini amat penting karena dipergunakan untuk mengukur waktu yang memisahkan pertanyaan (MODE) dengan jawaban (CODE) mengingat jarak dari radar station yang cukup jauh dengan pesawat terbang.
19
Gambar 2.4. Alat interrogator
Untuk membedakan pertanyaan-pertanyaan maupun jawaban yang dipakai pada SSR kita mempergunakan pulsa-pulsa yang disusun secara serial atau berderet. Pulsa pulsa ini disusun berdasarkan peraturan ICAO, sehingga kita mempunyai suatu standard pulsa yang dipakai pada SSR.
Pertanyaan-pertanyaan yang akan dipancarkan oleh interrogator ke transponder pesawat terbanga adalah : •
Pada jarak berapa NM pesawat itu berada?
•
Pada derajat berapa pesawat itu bergerak?
•
Pada ketinggian berapa pesawat itu terbang?
• •
Apa jenis pesawat yang sedang terbang tersebut ? Berapa kecepatan pesawat terbang tersebut? Pertanyaan-pertanyaan yang dipancarkan oleh interrogator ini dipancarkan ke transponder pesawat dalam bentuk mode-mode, kemudian setelah mode-mode ini sampai ke transponder pesawat, maka transponder pesawat akan mengirimkan
jawabannya dalam bentuk kode-kode ke stasiun darat SSR (secondary surveillance radar) agar dapat digunakan untuk pemantauan lalu lintas udara untuk keselamatan 20
penerbangan. Dari kode-kode itulah kita akan mendapatkan berbagai informasi yang sangat berguna untuk transportasi udara. Interrogator SSR (secondary surveillance radar) mengirimkan deretan pulsa pulsa ke udara secara periodik. Pulsa-pulsa yang dipancarkan tersebut terdiri dari tiga pulsa yaitu seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.5. Pulsa interrogator Waktu interval P1 – P3 adalah merupakan pertanyaan dari interrogator yang disebut sebagai mode seperti berikut ini : MODE
P1 – P3 (μs)
TIPE INTERROGATOR
1
3
Militer
2
5
Militer
3/A
8
Identifikasi (kode pesawat)
B
17
Identifikasi (kode pesawat)
C
21
Identifikasi ketinggian
D
25
Sipil
Tabel 1. Mode-mode interrogator Mode-mode yang digunakan saat ini adalah : -
Mode 1 digunakan untuk keperluan militer
-
Mode 2 digunakan untuk identifikasi pesawat militer
-
Mode 3/A digunakan untuk mengidentifikasi setiap pesawat didaerah jangkauan radar
-
Mode C digunakan untuk identifikasi ketinggian pesawat t erbang.
21
Pancaran side lobe
Pulsa P2 digunakan untuk menghilangkan efek side lobe dari antenna. Selain memancarkan pulsa P1-P3 radar sekunder juga memancarkan pulsa P2 sebagai pengontrol dalam upaya untuk mencegah agar transponder tidak menjawab pulsa intterogation yang berasal dari pancaran side lobe. Ji ka pancaran dari side lobe ini tidak dicegah akan mengakibatkan kekeliruan informasi. Perlu diingat bahwa pancaran dari side lobe ini tidak dapat dihilangkan, namun dapat dicegah efeknya dengan upaya pengontrolan melalui pemancaran pulsa P2 tersebut.
Side lobe ini sebenarnya tidak diinginkan karena dia dapat memberikan suatu pertanyaan yang palsu kepada pesawat dan tentunya pesawat udara akan menjawab pertanyaan palsu juga. Untuk menghindari ini kita buat suatu pancaran yang dapat menutup side lobe ini sehingga side lobe ini tidak akan terkirim ke pesawat terbang. Pancaran untuk menutupi side lobe ini dihasilkan dari adanya pulsa P2.
Gambar 2.6. Pancaran pulsa P2 digunakan untuk menghilangkan efek side lobe
22
Pada ketiga pulsa tersebut, sinyal interrogation P1-P3 dipancarkan satu arah (directional), sinyal control P2 dipancarkan ke segala arah ( omni directional ), dengan demikian semua side lobe akan terlingkupi oleh sinyal kontrol.
Cara kerja pemancar ( interrogator )
Frekuensi carrier yang besarnya 1030 MHz itu dihasilkan oleh crystal pilot oscilator dan kemudian diperkuat oleh amplifier.
Sedangkan pulsa-pulsa P1, P2 dan P3, yang akan dipergunakan sebagai mode itu dihasilkan oleh encoder , yang mana encoder ini diatur oleh selection of mode agar dapat menghasilkan mode-mode yang benar, yang sesuai dengan mode yang diinginkan.
Kemudian pulsa-pulsa P1,P2 dan P3 yang sudah berbentuk mode ini dimasukkan pada modulator. Pada modulator inilah mode-mode tadi dimodulasikan ke dalam frekuensi carrier dan diteruskan ke power stage.
Selanjutnya didalam power stage ini frekuensi carrier yang telah berisi modemode diberi power sebesar 2,5 KW agar cukup kuat untuk dipancarkan ke udara melalui circulator dan antenna sejauh 200 NM.
Pancaran daripada interrogator ini tidak merupakan pancaran yang terusmenerus seperti pada pemancar biasa, tetapi merupakan pancaran yang terputus-putus sesuai dengan PRF yang dipergunakan yaitu 400 PRF. Atau dengan kata lain bahwa interrogator ini memancar kemudian berhenti sebanyak 400 kali dalam satu detik. Pada saat interrogator berhenti memancar, maka waktu ini dipergunakan oleh penerima untuk menerima kode-kode yang berasal dari transponder pesawat.
Penerbangan sipil menggunakan menggunakan SSR (secondary surveillance radar) dengan menambah kemampuan untuk menghasilkan identifikasi pesawat yang positif dan identifikasi ketinggiannya. Kegunaan SSR pada militer adalah untuk mengidentifikasi apakah pesawat tersebut teman atau lawan, maka militer menyebutnya dengan IFF (identification friend or foe). 23
Biasanya, setiap radar militer dan sipil juga dilengkapi dengan interogator IFF (identification friends or foe) yang sering disebut sebagai radar sekunder. Interogator ini mengirim sinyal pertanyaan yang disebut sebagai mode 1, mode 2 (khusus pesawat militer), mode 3/A (identifikasi untuk semua pesawat), dan mode C (pertanyaan tentang ketinggian terbang). Pesawat yang dilengkapi transponder IFF, setelah menerima sinyal pertanyaan (mode 1, 2, 3/A, dan C) akan menjawab sesuai pertanyaannya secara otomatis. Data perbedaan waktu antara dikirimnya sinyal pertanyaan dan diterimanya kembali jawaban dari pesawat serta arah horizontal antena dikalkulasi oleh prosesing radar sekunder sehingga pesawat yang menjawab dapat ditentukan jarak dan arahnya (bearing-nya) dari radar. Pada system IFF tersebut peralatan didarat dioperasikan untuk memancarkan sinyal pertanyaan (interrogation) kepada pesawat terbang, dan setelah sinyal tersebut diproses, penerima di pesawat terbang memancarkan jawaban (respons) kembali ke stasiun darat. Pada radar modern, peralatan IFF telah ditingkatkan kemampuannya. Baik peralatan didarat maupun peralatan di pesawat udara. Pengelolaan penyajian dilakukan melalui penggunaan sandi/kode dalam mode 3/A yang memungkinkan sasaran dapat disaring secara sistematis melalui penyaringan (filtering) sasaran. Oleh karena itu hanya sasaran yang memenuhi kriteria identitas atau ketinggian tertentu yang dapat disajikan pada layar radar. Dengan kata lain, untuk penerbangan sipil, radar sekunder banyak dipakai sebagai peralatan pendukung keselamatan penerbangan dengan kemampuan dapat melihat pesawat-pesawat yang harus dan bersedia diketahui posisinya demi keselamatan penerbangan. Adapun radar militer, selain memiliki kemampuan serupa, juga dapat mendeteksi pesawat yang tidak ingin diketahui keberadaannya. Radar militer menggunakan kemampuan radar sekunder sebagai alat bantu untuk mendeteksi dan menentukan pesawat milik kawan atau lawan.
24
2.4 TRANSPONDER
Transponder (transmitter/rensponder) adalah peralatan yang ada di pesawat terbang (airborne unit). Bagian utama transponder adalah transmitter. Transponder merupakan alat yang aktif namun sebagian bisa di non-aktifkan. Sebelum transmitter mengirimkan jawaban (reply) ke stasiun radar di darat atas pertanyaan dari interogator, pulsa harus diterima dan diproses terlebih dahulu. Jika transponder diaktifkan maka transmitter akan memancarkan rangkaian pulsa jawaban khusus yang tidak terikat oleh dan lebih kuat dari pantulan pulsa radar primer (echo). Transponder pada pesawat terbang setelah menerima pertanyaan (mode) kemudian akan diproses dan kemudian transponder ini akan mengirimkan jawabannya (kode) yang berisi informasi dari ketinggian dan identifikasi yang sesuai dengan mode yang diterimanya. Kode yang diterima oleh penerima secondary surveillance ini kemudian akan dipilih, dan salah satu pulsanya dipergunakan untuk mengecek jarak antara pesawat terbang dengan controler.
Gambar 2.7. Transponder
25
SSR (secondary surveillance radar) sangat bergantung pada Transponder atau transmitter responder yang ada dipesawat, karena transponder pesawatlah yang memberikan jawaban atas pertanyaan dari radar sekunder. Radar sekunder dan transponder harus sama-sama aktif agar dapat berkomunikasi dengan baik. Apabila salah satu dari alat ini rusak atau tidak aktif maka identifikasi tentang pesawat terbang tidak akan tertampil pada layar display. Fungsi Transponder
Kegunaan dari sebuah transponder pesawat adalah mengizinkan transponder menjawab dengan frekuensi yang berbeda dari frekuensi transmitter ground (darat). Dengan demikian menghindari masalah-masalah yang ada pada radar primer. Adanya transponder ini juga memungkinkan sinyal jawaban di modulasi supaya data tambahan dari identifikasi pesawat dapat berkomunikasi dengan pesawat. Tentunya, SSR (secondary surveillance radar) bergantung pada transponder yang dibawa oleh pesawat terbang. Pesawat terbang bisa dilengkapi dengan peralatan untuk merespon berbagai mode secara serentak. Yang disebut dengan mode adalah interval waktu (jarak antara pulsa dalam waktu microdetik) yang digunakan interogator SSR. Pulsa-pulsa jawaban dari transponder terdiri dari 16 pulsa. Format pulsa-pulsa tersebut seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.8. Format pulsa-pulsa jawaban transponder F1 dan F2 disebut framing pulse. Huruf A,B,C, dan D dengan indeks 1,2 dan 4 merupakan data yang terkandung dalam sinyal jawaban. Tampak adanya pulsa SPI (special position indicator) yang dapat digunakan oleh penerbang (pilot) dengan menekan tombol ident, dan sekitar 20 detik pulsa SPI akan terpancar. Pulsa jawaban untuk mode 3/A kadang-kadang menggunakan pulsa SPI atas permintaan petugas ATC untuk identifikasi lebih lanjut. Tampak pula adanya pulsa X, yang tidak digunakan. Karena pulsa jawaban yang berisi data terdiri dari 12 pulsa, maka terdapat 4096 26
kemungkinan. Telah ditetapkan bahwa tiga kode berlaku universal, yaitu : •
7700 : keadaan darurat ( emergency )
•
7600 : kerusakan komunikasi ( communication failure )
•
7500 : informasi pembajakan udara ( unlawful interference ) Ketiga kode tersebut baru digunakan jika seorang penerbang (pilot) benar-benar
tidak dapat menghubungi petugas ATC ( air traffic control ) dengan menggunakan kanal suara ( voice channel ). Tempat dari jawaban mode 3/A , selanjutnya pulsa dapat di tambah untuk menjawab deretan pulsa. Pulsa SPI ini lokasinya 4,35 micro detik setelah pulsa F2. Pulsa ini dikontrol oleh pilot yang berarti menyalakam unit control transponder. Pulsa SPI biasanya hanya memancarkan permintaan dari ATC (air traffic control) yang mungkin digunakan untuk identifikasi selanjutnya. Mode C adalah mode selanjutnya yang umum digunakan. Mode ini digunakan untuk berkomunikasi dari stasiun darat ke ketinggian pesawat terbang. 2.5 DISPLAY
Layar radar atau display digunakan untuk menyajikan informasi radar sedemikian rupa sehingga informasi tersebut dapat digunakan untuk tujuan pemantauan lalu lintas udara. Dengan bertambah majunya pengetahuan dibidang elektronika, maka kode-kode yang dikirim oleh transponder pesawat dianalisa dan diolah dulu supaya pada display sudah bisa terdapat gambar yang berbentuk huruf-huruf, angka-angka, simbul kotak dan sebagainya. Sehingga controller atau petugas ATC (air traffic control) disini dapat sudah langsung membaca identifikasi ketinggian dan informasi lainnya mengenai pesawat udara yang sedang dipandu. EV 720 adalah peralatan pemroses video radar sekunder secara digital.Hasil prosesnya berupa data / message digital yang berupa plot yang berisikan informasi jarak, kode pesawat dan ketinggian dari pesawat / target serta kode spesial jika pesawat dalam keadaan emergensi.
27
Hasil proses tersebut dapat dikirim langsung ke display prosessing radar untuk ditampilkan dilayar display. Data yang ditampilkan oleh display tersebut selain video raw pada jarak dan sudut tertentu juga ditampilkan video atau plot sintesis yang terdiri dari simbol pesawat dan label yang berisikan kode serta ketinggian dan kecepatan pesawat. Prinsip kerja EV 720 adalah transponder pesawat menjawab interogasi mode dari SSR, dengan mengirim video (1090Mhz) yang berisikan kode-kode mengenai identifikasinya. SSR menerima kode tersebut, setelah diproses lalu dikirimkan ke EV 720 ST untuk diproses. Pada saat SSR memancarkan int erogasi “mode” yaitu dengan sinyal P1-P3,SSR juga mengirimkan sinyal tersebut ke EV 720 ST, guna memberikan informasi ke EV 720 ST tentang “mode” yang sedang dikirimkan ke pesawat untuk mensinkronkan pemrosesan di EV 720 ST. Gambar synthetic yang dihasilkan pada layar display adalah map, track, plot, identifikasi pesawat seperti kode pesawat, kecepatan pesawat, ketinggian pesawat, jarak dan posisi nya.
Gambar 2.9 display secondary surveillance radar Display ini digunakan untuk pemantauan lalu lintas udara. Display ini dipantau oleh ATC (air traffic control). Segala aktifitas pengaturan lalulintas udara dikendalikan dari ruang air traffic control. Air traffic control (ATC) merupakan sarana yang tersedia di ground-based controller yang berfungsi untuk mengarahkan pesawat baik saat di 28
udara maupun di ground. Fungsi utama dari ATC adalah untuk mengatur lalu lintas agar supaya pesawat tidak terbang terlalu dekat satu dengan yang lainnya, dan untuk memberikan informasi mengenai kondisi cuaca, serta memberikan panduan navigasi kepada pilot pesawat.
29
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Radar (Radio Detection and Ranging) merupakan sistem gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, kendaraan bermotor dan informasi cuaca. Radar bekerja berdasarkan pada prinsip echo (gema) dan efek doppler yang sering kita alami dalam kehidupan sehari – hari. Secondary Surveillance Radar (SSR) merupakan sebuah peralatan untuk mendeteksi dan mengetahui posisi dan data target yang ada di sekelilingnya secara aktif, dimana pesawat ikut aktif jika menerima pancaran sinyal RF radar sekunder. Pancaran radar ini berupa pulsa-pulsa mode, pesawat yang dipasangi transponder, akan menerima pulsa-pulsa tersebut dan akan menjawab berupa pulsa-pulsa code ke sistem penerima radar.Stasiun Radar SSR yang berada di bawah (Ground Station SSR) terdiri dari Transmitter (Tx), Receiver (Rx), Processing atau Extractor Video, Coder, dan Monitor / Plane Position Indicator. Transmitter bekerja pada frequensi carrier 1030 MHz yang dimodulasi oleh sinyal Mode A dan Mode C. Pada dasarnya Transmitter ini seolah-olah berfungsi sebagai alat pengirim sinyal penanya, yang lazim disebut sebagai "interogate signal". Bilamana "interogate signal" ini dimodulasikan dengan "mode A", berarti pemancar atau interogator mengirim pertanyaan tentang identifikasi pesawat (aircraft identification), dan bilamana interogator mengirim mode C berarti mengirim sinyal pertanyaan tentang ketinggian (altitude) pesawat. Mode A atau mode C dikirim oleh interogator secara interlacing (bergantian) setiap PRT ( pulse repetition time), umumnya PRF radar SSR adalah 450 Hz, jadi PRT = 1/450 detik = 2,22 mdetik. Receiver menerima sinyal jawaban dari transponder pesawat dengan frequensi 1090 MHz. Manakala interogator mengirim mode A yang dimodulasi dengan frequensi carrier sebesar 1030 MHz , maka transponder di pesawat akan menerima sinyal ini dan akan dikirim kembali oleh transponder (reply signal) yang berupa sinyal kode (code signal) dan dimodulasikan dengan sin yal carrier transponder sebesar 1090 MHz, sinyal kode ini nantinya diolah pada bagian Extractor Video dan seterusnya ditampilkan pada layar monitor berbentuk 30
identifikasi pesawat, begitu pula apabila interogator mengirim mode C, informasi yang ditampilkan dilayar monitor adalah "ketinggian pesawat". Sesungguhnya radar SSR dapat mendeteksi asimuth (koordinat) pesawat, jarak pesawat terhadap SSR Station dan kecepatan pesawat, disamping identifikasi dan ketinggian pesawat
B. Saran Radar merupakan hal yang sangat membantu kita dalam kehidupan sehari
– hari baik dalam penegakan ketertiban lalu lintas, pengaturan penerbangan, melacak objek, pertahanan negara serta mendeteksi cuaca. Oleh karena itu sangat perlu bagi mahasiswa telekomunikasi untuk mempelajari dan mengetahui prinsip dari radar itu. Sebab tidak dapat di pungkiri lagi radar akan selalu mengalami perkembangan dalam penggunaannya sehingga baik mempelajari radar dari dini.
31
