menggunakan Bistatic Radar
5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa dapat disimpulkan bahwa sinyal yang diterima oleh receiver
memiliki karakteristik amplitudo, frekuensi, dan
beda fasa tersendiri. Karakteristik tersebut sangat dipengaruhi oleh setiap perubahan keadaan kanal pada selang waktu tertentu, dinama keadaan kanal ini dipengaruhi oleh jenis dan mobilisasi setiap objek.
Hal yang paling sulit untuk diterapkan di lapangan adalah masalah filter. Pada simulasi ini diasumsikan bahwa filter memiliki respon ideal, sehingga filter dapat membedakan perubahan frekuensi akibat efek doppler yang kecil. Hal yang paling mungkin dilakukan untuk mendapatkan frekuensi doppler yang besar adalah dengan menaikan frekuensi operasi. Tetapi dengan menaikan frekuensi operasi akan mengakibatkan perbedaan fasa yang besar, dimana perbedaan fasa yang besar akan menyebabkan interpetasi data menjadi salah.
Hal lain yang menjadi kendala adalah sudut pantul yang kecil. Kecilnya sudut pantul ini diakibatkan tinggi antena transmitter dan
receiver yang kecil jika dibandingkan dengan
jarak antaran transmitter dan receiver. Semakin kecil sudut pantul maka titik observasi semakin kurang akurat mengingat tinggi objek maksimum pada simulasi ini adalah 0,2197 m, sehingga jika ada 2 objek atau lebih yang memiliki perbedaan tinggi lebih dari 0,2197 m maka objek yang lebih rendah tidak dapat terdeteksi karena sinyal pantul tidak sampai ke
receiver. Untuk mendapatkan keakuratan
observasi yang lebih tinggi dapat dilakukan dengan menaikan tinggi antena atau dengan mendekatkan jarak antara transmitter dan
receiver. Hal yang paling mungkin adalah
dengan mendekatkan jarak antara transmitter
dan receiver. Tetapi besarnya sudut pantul dapat
mengakibatkan efek doppler yang kecil menjadi semakin kecil. Karena efek doppler juga sangat dipengaruhi oleh sudut pantul arah azimuth dan elevasi yang dibentuk terhadap receiver.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
traffic monitoring kendaraan bermotor dengan
skema efek doppler sulit direalisasikan, mengingat perkiraan macet atau tidaknya daerah observasi sangat tergantung pada informasi kecepatan objek. Skema lain yang dapat dilakukan untuk mendapatkan informasi kecepatan objek adalah dengan penganalisaan amplituda dan perbedaan fasa sinyal terima tanpa memperhatikan efek doppler dalam selang waktu observasi yang lama tergantung dari kecepatan maksimum objek. Semakin cepat perubahan sinyal terima dari waktu ke waktu berarti semakin cepat pula perubahan keadaan kanal. Perubahan kanal yang cepat ini jika
Seminar Radar Nasional 2007 dianalisa lebih lanjut dapat digunakan untuk
mengetahui kecepatan rata – rata objek. Selain itu, hal lain yang harus diteliti lebih lanjut pada skema ini adalah bagaimana membedakan arah pergerakan dari objek. Arah pergerakan objek ini sangat penting untuk memperkirakan jalur mana yang macet atau tidaknya.
5.2 Saran
Untuk penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan skema penganalisaan amplituda dan perbedaan fasa sinyal terima tanpa memperhatikan efek doppler dalam selang waktu observasi yang lama tergantung dari kecepatan maksimum objek seperti telah disebutkan diatas. Sistem yang disimulasikan lebih mendekati real yang memiliki respon yang tidak ideal, karena ketidakidealan sistem ini akan sangat mempengaruhi karakteristik sinyal terima, sehingga sangat diperlukan algoritma penganalisaan yang lebih rumit. Analisa yang dilakukan sampai tahap penghitungan link
budget, carrier to noise, BER (bit error rate),
dan pada kondisi cuaca sedang hujan, karena pada kondisi cuaca hujan akan merubah konduktivitas dan permitivitas objek.
6.
Daftar Pustaka
[1] Barker, C.J. and Griffiths, H.D. (2004).
Bistatic and Multistatic Radar Sensors for
Homeland Security. London: University
College London.
[2] Barton, D.K. and Leonov, S.A. (eds). (1998). Radar Technology Encyclopedia. Massachuset: Artech House, Inc.
[3] Couch, L.W. (1997). Digital and Analog
Communication Systems. New Jersey:
Prentice Hall, Inc.
[4] Curry, G.R. (2005). Radar System
Performance Modeling. Massachuset:
Artech House, Inc.
[5] Firmansyah. (2005). Analisis Efek Pantulan Akibat Propagasi di Atas Air
Pada Link LMDS. Bandung: Sekolah
Tinggi Teknologi Telkom Bandung.
[6] Freeman, R.L. (1987). Radio System Design for Telecommunications (1-100 GHz). Toronto: John Wiley & Sons, Inc. [7] Glover, I.A. and Grant, P.M. (1998).
Digital Communications. Harlow: Prentice
Hall Europe.
[8] Knott, E.F., Shaeffer J.F. and Tuley, M.T.(1993). Radar Cross Section. ( ed.). Massachuset: Artech House, Inc.
nd
2 [9] Lynn, P. (1987). Radar Systems. Hong
Kong: McMillan Education.
[10] Mahafza, B.R. (2005). Radar System
Analysis and Design Using MATLAB.
( nded.). Florida: Chapman & Hall/CRC. 2
[11] Maunsell, F. (2005). Final Report: Cell
Phone Radar Investigation for The DFT.
London: Roke Manor Research.
[12] Nitzberg, R. (1992). Adaptive Signal
Processing for Radar. Massachuset:
Artech House, Inc.
[13] Proakis, J.G. (2001). Digital
Communications. ( ed.). New York:
Irwin / McGraw Hill.
th
4
[14] Proakis, J.G. and Salehi, M. (2002).
Communication Systems Engineering.
( nded.). New Jersey: Prentice Hall, Inc. 2
[15] Roden, M.S. (1991). Analog & Digital
Communication System. ( rded.).
3
New Jersey: Prentice Hall, Inc.
[16] Sklar, B. (1990). Digital Communications:
Fundamentals and Applications. New
Jersey: Prentice Hall International.
[17] Skolnik, M.I. (1981). Introduction to
Radar Systems. London: McGraw Hill.
[18] Venugopal, A. (2004). Celldar Seminar
Report. Kochi: Cochin University of
Science and Technology.
[19] Wiesbeck, W. (2005). Radar System
Engineering. Karlshure: University of
Karlshure.
Seminar Radar Nasional 2007
Fasilitas Pengujian Antena GPR di ITB
E. Bharata1,3, A.A. Lestari1,2, A.B. Suksmono1,3, T.P. Soetikno4, D. Yulian5, Liarto5,
A.G. Yarovoy2, dan L.P. Ligthart1,2
1
International Research Centre for Telecom and Radar – Indonesian Branch (IRCTR-IB) – ITB, Indonesia
2International Research Centre for Telecom and Radar (IRCTR) – TU Delft, The Netherlands
3
Institut Teknologi Bandung (ITB), Indonesia
4
Innovative Design Engineering (IDE), Indonesia
5
Radar & Communication Systems (RCS), Indonesia
Abstract
This paper describes the GPR antenna test facility developed by IRCTR-IB at ITB. Facility consists of a GPR test range, a PC-controlled scanner, a UWB sensor, and measuring equipment. Test range was constructed as a wooden sandbox of 3 m x 3 m x 1.6 m and filled with dry sand with relative permittivity of 5.1. The scanner is used for accurate antenna positioning above the sand and fully controlled from a PC. A control software has been developed to allow automatic data acquisition and antenna positioning, important for measurements of antenna footprints. The measuring equipment consists of a vector network analyzer, a sampling converter, and pulse generators to allow accurate measurements in frequency as well as time domain.
Keywords: Antenna measurement, GPR antenna, GPR test range.
Abstrak
Makalah ini menguraikan fasilitas pengujian antena GPR yang dibangun oleh IRCTR-IB di ITB. Fasilitas tersebut terdiri atas test range GPR, scanner, sensor UWB, dan peralatan pengukuran. Test range berupa kotak berukuran 3 m x 3 m x 1.6 m terbuat dari bahan kayu dan berisi pasir kering dengan permitivitas relative 5.1. Scanner yang dikendalikan oleh PC digunakan untuk menempatkan secara akurat antena yang diukur tepat di atas permukaan pasir. Perangkat lunak pengendali dibuat untuk melakukan akuisisi data dan penempatan antena secara otomatis, terutama untuk pengukuran antena footprint. Peralatan pengukuran yang terdiri atas vector network analyzer, sampling converter, dan pulse generator diperlukan untuk melakukan pengukuran di domain frekuensi maupun di domain waktu.
Kata kunci: Pengukuran antena, antena GPR, test range GPR.
1.
Pendahuluan
Tidak seperti pada antena konvensional, antena GPR pada umumnya dioperasikan dekat dan diarahkan ke permukaan tanah. Oleh karena itu untuk menganalisis antena GPR secara komprehensif dibutuhkan fasilitas pengujian khusus yang secara prinsip berbeda dari yang dibutuhkan oleh antena konvensional. Fasilitas tersebut terdiri atas:
(a) Test range yang terdiri atas sebidang tanah atau pasir yang homogen untuk menganalisis antena yang ditempatkan dekat permukaannya.
(b) Platform yang dirancang khusus untuk antena yang akan diukur.
(c) Peralatan pengukuran yang sesuai.
Dengan menggunakan fasilitas seperti di atas, karakteristik antena GPR yang ditempatkan dekat dengan permukaan tanah dapat dianalisis secara akurat dan tepat. Faktor-faktor penting
untuk dianalisis antara lain adalah footprint antena, pengaruh tanah terhadap impedansi masukan antena, dan bentuk gelombang pancar subsurface. Footprint antena GPR memberikan bentuk dan ukuran pada permukaan tanah yang disinari oleh antena, sehingga menunjukkan resolusi cross-range antena, yang penting untuk mengoptimasi kinerja GPR [1]. Selain itu telah diketahui secara luas bahwa jika antena ditempatkan dekat ke permukaan tanah, impedansi masukannya berubah secara tajam dengan perubahan elevasi [2]. Karena impedansi masukan antena yang stabil merupakan faktor kunci dalam menentukan performansi GPR, maka penting untuk melakukan karakterisasi impedansi masukan antena sebagai fungsi dari elevasinya di atas permukaan tanah. Dengan fasilitas pengujian antena di atas dapat dilakukan karakterisasi tersebut terhadap antena GPR.
Seminar Radar Nasional 2007
Gambar 1. Tampak samping struktur test range GPR
Mengingat hal di atas, IRCTR-IB baru-baru ini membangun fasilitas pengujian antena GPR, sebagai tambahan dari fasilitas pengukuran antena dalam domain waktu yang telah ada [3]. Fasilitas baru tersebut terdiri atas:
(a) Test range berupa kotak kayu berisi pasir kering yang homogen.
(b) Scanner yang dikendalikan oleh PC yang dapat menempatkan antena yang diukur pada posisi yang diinginkan.
(c) Sensor UWB yang ditanam di dalam pasir. (d) Peralatan pengukuran, yang digunakan
untuk melakukan karakterisasi antena yang diukur dalam domain frekuensi maupun waktu.
Rancangan umum fasilitas ini mencontoh fasilitas serupa yang dimiliki oleh IRCTR-TU Delft di Netherlands [4]. Dibandingkan dengan fasilitas yang dimiliki oleh IRCTR-TU Delft, fasilitas pengujian antena GPR yang ada di ITB mempunyai kotak dan permitivitas pasir yang lebih besar, sehingga dapat digunakan untuk mengukur antena dengan dimensi yang lebih besar dan menggunakan pulsa yang lebih lebar. Saat ini perangkat pengukuran dalam domain waktu, yaitu sampling converter dan pulse generator adalah milik Radar & Communication Systems (RCS) dan dipinjam berdasarkan kerjasama riset antara RCS dan IRCTR-IB.