JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
UJIAN SUMATIF SEMESTER GASAL 2012/2013
MATA KULIAH : RADAR
DAN NAVIGASI
HARI/TANGGAL : Kamis,3 Januari 2013
SIFAT : Take Home Exam
DIKUMPULKAN : Jumat, 4 Januari 2013 Jam 07.00-08.40 WIB
DOSEN : Drs. J.A. PRAMUKANTORO,
M.Pd
Drs. Yosia Daniel, ST., M.Si
1.
Buat blok diagram prinsip kerja
sistem pesawat RADAR dan Jelaskan secara singkat fungsi masing-masing blok!
(tulis referensi buku yang saudara gunakan, sesuai cara penulisan daftar
pustaka)
2.
Diketahui perbedaan waktu antara Pemancar
(TX)-Obyek-Penerima (RX) adalah 500 +Xdetik (X adalah
2 digit terakhir No Reg saudara).
Jika kecepatan rambatan gelombang radio mendekati 300m perdetik. Hitunglah jarak antara TX dan Obyek/target
dalam satuan mil!
3.
Sebutkan band yang digunakan oleh sistem Radar
dengan range frekuensi dan karakteristik propagasinya (tulis referensi buku
yang saudara gunakan, sesuai cara penulisan daftar pustaka)
4.
Jelaskan yang dimaksud dengan “Antenna
Scanning”! (tulis referensi buku yang saudara gunakan, sesuai cara
penulisan daftar pustaka)
5.
Hitunglah jarak maksimum yang
dapat dicapai dari sebuah sistem RADAR yang beroperasi pada Frekuensi 8+X Ghz (X adalah 1 digit
terakhir No Reg saudara)dengan daya puncak pulsa (Pt) 10 KW. Daya minimum yang
dapat diterima (Pmin) adalah 10-15 W dengan Ao (sesuai dengan 2 digit terakhir No Reg saudara).
Sedangkan S = 10 m2
6.
Diketahui jarak antara Radar dan pesawat adalah 8+X mil, dengan sudut elevasi 10+X (X adalah 2 digit terakhir No Reg saudara). Hitunglah ketinggian pesawat
tersebut!
7.
Jelaskan yang dimaksud dengan “Radar Beacon”
dan “Radio Beacon”! (tulis referensi buku yang saudara gunakan,
sesuai cara penulisan daftar pustaka)
8.
Jelaskan yang dimaksud dengan NAVIGASI dan berikan
contoh aplikasinya! (tulis referensi buku yang saudara gunakan, sesuai cara
penulisan daftar pustaka)
9.
Jelaskan bagaimana cara kerja
GPS! (tulis referensi buku yang saudara gunakan, sesuai cara penulisan daftar
pustaka)
SELAMAT MENGERJAKAN - SEMOGA SUKSES
Catatan:
- Semua jawaban yang terkait dengan referensi buku/hasil download harap disertakan copy atau printout-nya sebagai lampiran
- Tidak ada lampiran copy atau printout jawaban maka anda dianggap tidak menjawab pertanyaan
Jawab:
1.
Prinsip Kerja Radar
Sistem radar mempunyai tiga komponen utama yakni: Antena, Transmitter
(Pemancar sinyal), Receiver (penerima sinyal)
- Antena
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 (gbr.A). Antena radar merupakan dwikutub (gbr.B). Input
sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array yang merupakan sebaran
unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat system
radar (gbr.C).
- 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
- 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).
Sumber: Akhyar_sonearth.zone
2.
Diket: c = 300 μs
TP = 500 + 36 = 536
μs
Ditanya: s
= jarak = ????
Jawab: s
= (c . TP) / 2
= (3 x 1011 m/s. 536.10-9 s) / 2
= 80400 Km
=
80400 Km à 50250 mil
(darat)
à 43412,580 mil
(laut)
3.
Range frekuensi dan karakteristik propagasi sistem
Radar:
Azhim. 2007. FREQUENCY SPECTRUM, (http://islam-download.net/cara-mudah-cepat/frequency-spectrum.html
, diakses 2 Januari 2013).
4. Yang dimaksud dengan “Antenna Scanning” adalah
Antenna
Scanning adalah antena pelacakan untuk memperkirakan posisi pesawat ruang angkasa
secara tepat dan benar. Gerakan scanning terdiri dari gerakan aksial harmonik
antena. Gerakan ini menghasilkan variasi kekuatan sinyal yang diterima, yang
digunakan untuk memperkirakan posisi pesawat ruang angkasa. Tiga pola
pemindaian berbeda (kerucut scan, Lissajous scan, dan roset scan). Analisa yang
dilakukan meliputi evaluasi dari kesalahan estimasi akibat variasi acak atau
harmonik posisi antena, dan karena variasi acak dan harmonis dari tingkat daya.
Biasanya, perkiraan posisi pesawat antariksa itu dilakukan setelah
menyelesaikan satu siklus pemindaian penuh. Sliding-window, dimana perkiraan
posisi pesawat ruang angkasa-dilakukan dengan cara yang hampir terus-menerus,
dan mengurangi waktu estimasi. (Antennas
and Propagation Magazine, IEEE, 2002)
Antenna
Scanning yaitu memfokuskan energi sinyal untuk dipancarkan ke atmosfer dan
mengumpulkan hasil pantulan kembali dari objek sehingga letak pesawat luar
angkasa dapat diketahui. Antena terdiri dari tiga bagian khusus yaitu :
a. Motor yang memutar antena
b. Servo atau sinkro sistem yang terdiri dari generator sinkro
(servo). Pada antena yang mengatur putaran gir mikro swit pada antena dan motor
sinrkonnya pada putaran pembelok TSK.
c. Mikro swit gunanya untuk menunjukkan
cahaya haluan (heading plas) kecuali antena yang berbentuk parabol itu, ketiga
bagian ini biasanya ditempatkan dalam satu kotak yang disebut pedestal.
(Universitas Sumatra Utara, SSR : 2009)
5. Diket:
f = 8 + X GHz = 8+6 = 14
Ghz Pmin = 10-15
W
Pt = 10 KW Ao
= 36
s = 10 m2
Ditanya: r max = ?
Jawab:
r max
= ( Pt . Ao2 .s ) / ( 4 π l2 Pmin )
l = c / f = 3. 10-6 / 14 . 106 =
0,214 . 10-12 m
r max
= (10000 . 362 . 10) / ( 4
(3,14) (0,214 . 10-12 ) 2 (10-15)
r max = (10000 . 1296 . 10) / (0,575 . 10-24
) (10-15)
r max = (1,296.108 ) / (0,575 . 10-39)
= 2,253. 1047
r max = 2,253.
1044 Km
6. Diket: Jarak (x) = 8 + X mil = 8 + 36 mil = 44 mil = 70,4 Km. ”(darat) 1 mil = 1,6 Km”
θ = 10˚ + X = 10˚ + 36 = 46˚
Ditanya: ketinggian (y) = ?
|
|
7. Yang dimaksud
dengan “Radar Beacon” dan “Radio Beacon” adalah
Radar Beacon atau Racon adalah adalah
radar transponder yang
biasa digunakan untuk menandai bahaya navigasi maritim. The word is an acronym for RAdar
beaCON. Kata merupakan singkatan untuk Beacon
radar.
Ketika racon menerima sebuah pulsa radar,
akan meresponnya dengan sinyal pada frekuensi yang sama yang menempatkan sebuah
gambar pada layar radar. Ini mengambil bentuk garis pendek titik dan garis
membentuk Morse karakter memancar jauh dari lokasi sinyal
pada normal posisi
rencana indikator
layar radar. Panjang garis biasanya sesuai dengan setara dengan beberapa mil
laut di layar.
Dalam Amerika
Serikat , di Amerika
Serikat Coast Guard
beroperasi sekitar 80 racons, dan organisasi lain juga beroperasi mereka,
misalnya pemilik platform
minyak .
menggunakan mereka untuk tujuan selain bantuan untuk navigasi adalah dilarang,
dan mereka digunakan untuk menandai:
- mercusuar dan navigasi pelampung
- sejauh ini mayoritas berada di pelampung daripada mercusuar. Misalnya, di Pelabuhan Boston , hanya Boston Menyala Whistle Buoy B dan Utara Entrance Channel Menyala Whistle Buoy NC telah racons (menunjukkan "B" dan "N", masing-masing) [1]
- posisi di mencolok garis pantai
- dilayari mencakup bawah jembatan seperti
- Jembatan Ravenel Arthur [2]
- Jembatan Golden Gate [3]
- San Francisco - Oakland Bay Bridge (tiga racons) [3]
- untuk mengidentifikasi garis sumbu dan titik balik
- minyak lepas pantai dan struktur lainnya
- termasuk sekitar 35 di Teluk Meksiko [4]
- Lingkungan-daerah sensitif seperti terumbu karang
Di bagian lain Dunia mereka juga digunakan
untuk menunjukkan:
- sementara, baru dan bahaya belum terpetakan (dengan karakter Morse "D")
- racons sebagai garis terdepan racons
Sebuah United
States Coast Guard
teknisi mempersiapkan sebuah mercusuar racon untuk memasangnya di Fowey
Light Rocks
tenggara Miami .
karakteristik mereka didefinisikan dalam ITU-R M.824 Rekomendasi, Teknis Parameter Radar
Beacon (RACONS). Racons
biasanya beroperasi pada 9320-9500 MHz band radar laut MHz ( X-band ), dan sebagian besar juga beroperasi pada
2920-3100 MHz band radar laut MHz ( S-band ). racons modern frekuensi-lincah, mereka
memiliki-band receiver luas yang mendeteksi pulsa radar yang masuk, lagu
transmitter dan merespon dengan 25 mikrodetik sinyal panjang dalam 700 nanodetik .
racons lama beroperasi dalam mode sweep
lambat, di mana transponder menyapu di band-X lebih dari 1 atau 2 menit. Ini
hanya merespon jika terjadi disetel ke frekuensi dari sinyal radar yang masuk
pada saat itu tiba, yang dalam prakteknya berarti merespon hanya sekitar 5%
dari waktu.
Untuk menghindari respon masking target
penting di balik radar beacon, racons hanya beroperasi untuk bagian dari waktu.
Di Inggris , sebuah siklus sekitar 30% digunakan -
biasanya 20 detik di mana racon akan merespon sinyal radar ini diikuti oleh 40
detik saat itu tidak akan, atau kadang-kadang 9 detik pada dan 21 detik mati
(seperti dalam kasus kapal
suar Sevenstones ). Di Amerika
Serikat lebih lama siklus digunakan, 50% untuk baterai bertenaga pelampung (20 detik pada, 20
detik off) dan 75% untuk-rambu di pantai.
Ramarks adalah lebar band yang mengirimkan beacon
terus-menerus pada band radar tanpa harus dipicu oleh sinyal radar yang masuk.
Transmisi membentuk garis karakter Morse pada tampilan memancar dari pusat
layar untuk sisi. Mereka tidak digunakan di Amerika Serikat.
Radio Beacon adalah pemancar pada lokasi yang dikenal, yang mengirimkan sinyal
radio yang berkala atau terus-menerus dengan konten informasi terbatas
(misalnya identifikasi atau lokasi), pada suatu tertentu frekuensi radio . Kadang-kadang fungsi suar
dikombinasikan dengan beberapa transmisi lainnya, seperti telemetri data atau informasi meteorologi. Radio beacon memiliki banyak aplikasi, termasuk udara dan navigasi laut, penelitian propagasi, pemetaan robot , identifikasi frekuensi radio ( radio-frekuensi identifikasi , RFID) dan bimbingan dalam ruangan dengan real time menemukan sistem (RTLS) seperti Syledis .
navigasi beacon Radio
Suatu dasar penerbangan paling radio pembantu navigasi adalah NDB Non-directional Beacon atau. Ini adalah frekuensi rendah sederhana dan transmiter frekuensi menengah dan mereka digunakan untuk menemukan persimpangan saluran udara, bandara dan untuk melakukan pendekatan instrumen, dengan penggunaan pencari arah lokasi radio di pesawat. Penerbangan ini, terutama yang menandai persimpangan saluran udara, secara bertahap akan dinonaktifkan, seperti yang diganti dengan alat bantu navigasi lain berdasarkan pada teknologi yang lebih baru. Karena relatif rendah, pemeliharaan dan biaya pembelian kalibrasi, mereka masih digunakan untuk menandai lokasi aerodromes kecil dan situs penting pendaratan helikopter.Ada juga beacon laut, berdasarkan techonlogy sama dan dipasang di daerah pesisir, untuk digunakan oleh kapal-kapal di laut. Kebanyakan dari mereka, terutama di dunia barat, tidak lagi dalam pelayanan, sedangkan beberapa telah dikonversi untuk telemetri pemancar untuk diferensial GPS . Rantai rambu navigasi radio untuk penggunaan laut masih aktif di sekitar pantai Rusia dan Ukraina.
Selain rambu radio yang berdedikasi, ada AM , VHF , atau UHF stasiun radio di lokasi yang dikenal juga dapat digunakan sebagai mercusuar dengan arah menemukan peralatan.
Wikipedia bahasa Indonesia,
ensiklopedia bebas, (http:// id.wikipedia.org, diakses 2 Januari 2013).
8.
Yang dimaksud dengan Navigasi
adalah sebagai berikut,
Navigasi adalah
penentuan posisi dan arah perjalanan baik di medan sebenarnya atau di peta, dan oleh sebab itulah pengetahuan tentang kompas dan peta serta teknik penggunaannya
haruslah dimiliki dan dipahami. Sebelum kompas ditemukan, navigasi dilakukan
dengan melihat posisi benda-benda langit seperti matahari dan bintang-bintang dilangit, yang tentunya bermasalah kalau langit sedang
mendung.
Contoh aplikasi dari Navigasi
sebagai berikut:
Peta
Peta merupakan perlengkapan utama dalam penggambaran dua
dimensi (pada bidang datar) keseluruhan atau sebagian dari permukaanbumi yang diproyeksikan dengan
perbandingan/skala tertentu.
Kompas
Kompas adalah alat penunjuk arah yang selalu menunjuk
kearah Utara, dengan melihat arah Utara-Selatan pada Kompas dan dengan
membandingkannya dengan arah Utara Peta kita sudah dapat mengorientasikan
posisi pada peta.
GPS
Salah satu perlengkapan modern untuk navigasi adalah
Global Positioning Satelite/GPS adalah
perangkat yang dapat mengetahui posisi koordinat bumi secara tepat yang dapat secara
langsung menerima sinyal dari satelit. Perangkat GPS modern menggunakan peta
sehingga merupakan perangkat modern dalam navigasi di darat, kapal di laut, sungai dan danau sertapesawat udara.
Radar
Layar radar yang sangat bermanfaat dalam navigasi
Kapal laut dan kapal terbang modern sekarang
dilengkapi dengan radar untuk mendeteksi kapal/pesawat lain, cuaca/ awan yang dihadapi di depan sehingga bisa menghindar
dari bahaya yang ada di depan pesawat/kapal.
IRS
Salah satu perlengkapan modern untuk navigasi adalah
Inertial Reference Sytem/IRS.
IRS adalah perangkat yang dapat mengetahui posisikoordinat berdasarkan efek inertial. Tidak
seperti GPS, perangkat IRS tidak memerlukan stasiun sehingga sangat cocok untuk
digunakan di bumi maupun di ruang angkasa. Perangkat IRS modern menggunakan
peta sehingga merupakan perangkat modern dalam navigasi di darat,kapal di laut,pesawat udara serta di ruang
angkasa.
Wikipedia bahasa Indonesia,
ensiklopedia bebas, (http:// id.wikipedia.org, diakses 2 Januari 2013).
9.
Cara kerja GPS
sebagai berikut:
Global
Positioning System (GPS) merupakan sistem koordinat global yang dapat
menentukan koordinat posisi benda dimana saja di bumi baik koordinat lintang,
bujur, maupun ketinggiannya. Teknologi ini sudah menjadi standar untuk
digunakan pada dunia pelayaran dan penerbangan di dunia. Kita pun dapat
memanfaatkannya untuk kebutuhan kita sendiri.
Sistem GPS dapat
memberikan data koordinat global karena didukung oleh informasi dari 24 satelit
yang ada pada ketinggian orbit sekitar 11.000 mil di atas bumi. Satelit-satelit
tersebut terbagi atas 6 bidang orbit yang berbeda dengan masing-masing bidang
orbit diisi oleh 4 satelit. Dengan konfigurasi seperti ini, maka setiap titik
di bumi selalu akan dapat ditentukan koordinatnya oleh GPS setiap saat selama
24 jam penuh perhari.
Cara
Kerja GPS Receiver
Setiap satelit GPS
memancarkan sinyal-sinyal gelombang mikro. GPS receiver menggunakan sinyal
satelit yang diterima untuk melakukan triangulasi posisi dengan cara mengukur
lama perjalanan waktu sinyal dikirimkan dari satelit, kemudian mengalikannya
dengan kecepatan cahaya untuk menentukan secara tepat berapa jauh dirinya dari
satelit.
Dengan mengunci minumum 3
sinyal dari satelit yang berbeda, maka GPS receiver dapat menghitung posisi
tetap sebuah titik yaitu koordinat posisi lintang dan bujur (Latitude &
Longitude). Penguncian sinyal satelit yang ke-4 membuat pesawat penerima GPS
dapat menghitung posisi ketinggian titik tersebut terhadap muka laut
(Altitude).
GPS
receiver akan terus menjaga dan mengunci sinyal satelit yang diperlukan untuk
melakukan triangulasi secara bersama dan paralel. Dengan sistem ini, informasi
navigasi yang diterima akan selalu up to date.
GPS receiver juga akan
terus mencari sinyal satelit sehingga mendapat 10 sampai 12 sinyal satelit
sekaligus. Tambahan channel sinyal satelit ini dapat diolah sehingga data
koordinat yang diperoleh akan lebih terpercaya serta akurasinya lebih baik.
Azhim. 2007. Cara
kerja GPS, (http://islam-download.net/cara-mudah-cepat/cara-kerja-gps.html
, diakses 2 Januari 2013).