Makalah Seminar Kerja Praktek
PENGGUNAAN DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME) SEBAGAI SALAH SATU ALAT NAVIGASI UDARA DI BANDARA INTERNASIONAL
AHMAD YANI SEMARANG
Defriko Christian Dewandhika (L2F009106)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrack - DME (Distance Measuring Equipment) adalah suatu alat yang berfungsi untuk memberikan suatu informasi kepada penerbang mengenai jarak pesawat terbang terhadap stasiun DME di darat. Fasilitas DME ini juga merupakan suatu sistem radar tambahan yang bekerja sebagai transceiver (transmitter/pemancar dan receiver/penerima) yang dipasang pada unit sistem darat (ground station). Fasilitas DME di pesawat terbang digunakan sebagai interogator (penanya/pemeriksa), sedangkan fasilitas DME di darat dipergunakan sebagai transponder (penjawab). DME di darat dipasang dalam satu tempat dengan fasilitas DVOR. Dengan informasi azimuth dari DVOR (Doppler VHF Omni-directional Range) dan jarak informasi dari DME maka seorang pilot akan menerima ketepatan navigasi secara terus menerus ke lokasi darat. 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 komunikasi.
Karena kelancaran dan keselamatan adalah hal yang sangat penting dalam transportasi udara, maka sistem navigasi harus selalu siap pakai baik peralatan maupun operator yang bertindak sebagai pemelihara peralatan tersebut. Karena pada saat terjadi cuaca yang buruk dimana seorang penerbang tidak dapat mengetahui keadaan sekitar, maka penerbang tersebut hanya dapat mengandalkan sistem navigasi yang ada pada pesawat yang menolongnya untuk mengetahui keadaan disekitarnya.
Bandara Ahmad Yani yang merupakan salah satu penyedia jasa pelayanan transportasi udara memiliki peralatan yang menunjang sistem
navigasi, khususnya adalah DME (Distance Measuring Equipment) yang dapat membantu penerbang mengetahui jarak antara pesawat dengan darat. 1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mengenal dan mengetahui sistem navigasi di Bandar Udara Ahmad Yani Semarang,
2. Mempelajari sistem kerja dan beberapa komponen penyusun dari Distance Measuring Equipment (DME).
1.3 Pembatasan Masalah
Mengingat adanya beberapa alat navigasi udara yang ada di bandar udara Ahmad Yani Semarang, maka penulis membatasi pembahasan hanya pada alat navigasi pengukur jarak pesawat dengan stasiun pengontrol DME (Distance Measuring Equipment). Pembahasan mengenai DME ini hanya meliputi
deskripsi umum, sistem kerja, dan beberapa komponen dasar penyusun DME di darat.
II. DASAR TEORI 2.1 Sistem Navigasi Udara
Sistem Navigasi Udara merupakan suatu rambu-rambu udara yang digunakan untuk menuntun pilot dalam mencapai tujuan penerbangannya. Sistem navigasi ini sangat penting sebagai pengaturan lalu lintas udara dan untuk mengetahui letak atau posisi suatu pesawat dengan bumi maupun dengan pesawat lain. Oleh karena itu, setiap bandar udara harus memiliki sistem navigasi yang pokok untuk dapat digunakan sebagai rambu-rambu bagi pilot yang akan mendarat pada bandara atau hanya sekedar lewat di atas bandara tersebut. Ada beberapa alat navigasi pokok yang dimilki Bandar Udara Ahmad Yani Semarang antara lain : VOR (Very High Frequency
Omni-directional Range), DME (Distance Measuring Equipment), NDB (Non
Directional Beacon), dan ATIS
(Automatic Terminal Information
Service). Setiap alat navigasi tersebut
memiliki fungsi yang berbeda-beda, namun yang dibahas pada makalah ini adalah alat untuk mengukur jarak antara pesawat dengan bumi.
Secara umum fungsi dari navigasi adalah :
•Homing (penunjuk arah bandara) 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 (jalur penerbangan)
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.
III. PEMBAHASAN
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 di darat yang dituju (Slant Range Distance).
Spesifikasi peralatan yang ditangani Bandara Internasional Ahmad Yani Semarang adalah sebagai berikut : Nama Peralatan : DME
Merk/Type : AWA/LDB-101 No. Seri/Negara : 043/Australia
Lokasi : Bandara Ahmad Yani Semarang
Frekuensi : 1186 MHz
Channel : 99X
Power Out : 1000 Watt
Ident : ANY
Sistem DME memiliki
Transmiter/Receiver (Interrogator) di pesawat dan sebuah transponder pada perangkat DME di darat. DME beroperasi pada frekuensi 962-1213 MHz. Band frekuensi ini terbagi menjadi 126 channel dimana tiap channel pada 1 MHz band frekuensi. Ini berlaku pada Interrogation dan Reply frekuensi. Antara frekuensi interogasi dan balasan selalu berbeda 63 MHz. Tiap channel frekuensi tersebut tersedia dalam dual channel menggunakan X dan Y channel dimana terbagi juga dalam pulsa interogasi dan jawaban. Pada DME di Bandara Ahmad Yani menggunakan frekuensi 1186 MHz pada channel 99X. Sehingga secara peraturan dan ketetapan yang ada, frekuensi sinyal interogasi pesawat pada frekuensi 1123 MHz. Jadi, selalu selisih 63 MHz antara frekuensi interogasi (DME di pesawat) dan frekuensi balasan (transponder di darat).
DME biasanya digunakan secara bersamaan dengan fasilitas navigasi
udara DVOR (Doppler VHF
Omnidirectional Range) untuk saling melengkapi yang bermanfaat untuk memberikan informasi secara teliti dan terus menerus kepada para penerbang mengenai posisi dan jarak pesawat terbang terhadap stasiun DME/DVOR di darat pada saat melakukan rute penerbangan di udara, sedangkan DME memberikan informasi jarak dala Nautical Miles(NM) sesuai koordinat dalam penentuan posisi pesawat terbang. 3.2 Prinsip Kerja DME
Gambar 4.1 Prinsip kerja DME Sepasang pulsa dengan panjang pulsa tertentu dipancarkan oleh transmitter dari pesawat terbang, yang disebut sinyal pulsa penanya (Interogator) menuju ke penerima DME di darat (transponder) yang kemudian diterima untuk diproses.
Setelah sepasang pulsa tersebut diproses oleh stasiun DME di darat (transponder) sehingga menjadi sepasang sinyal pulsa jawaban (sinyal reply), kemudian secara otomatis stasiun DME di darat (transponder) memancarkan kembali sepasang pulsa jawaban tersebut sebagai sinyal jawaban ke pesawat terbang tetapi dengan frekuensi yang berbeda. Dalam keadaan normal, DME di pesawat terbang dapat memancarkan dapat memancarkan pasangan pulsa interogator sebesar 27 pasang pulsa per detik yang memiliki arah tertentu. Sedangkan stasiun DME di darat dapat menerima pasangan pulsa sebanyak 2700 pasang apabila 100 pesawat terbang secara bersamaan menggunakan fasilitas DME-nya.
Perbedaan waktu yang diperlukan antara perjalanan bolak-balik pengiriman sepasang sinyal pulsa penanya 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 dan kemudian sinyal jawaban tersebut diukur oleh penerima DME pesawat terbang untuk selanjutnya diproses menjadi bentuk jarak dlaam Nautical Miles (1 NM = 1850 meter) dari pesawat terbang ke stasiun DME di darat.
Sebelum sinyal jawaban dikirimkan kembali oleh stasiun DME di darat (transponder) menuju ke penerima DME pesawat terbang, maka telah terjadi penundaan singkat pengiriman sinyal jawaban (reply signal delay) yang besarnya 50µs di stasiun DME darat guna proses pengolahan sinyal interogator yang diterima dari pemancar DME pesawat terbang yang diubah menjadi bentuk sinyal jawaban. Setelah waktu yang diperlukan untuk perjalanan bolak-balik pasangan sinyal pulsa (T) dikurangi dengan reply signal delay (t = 50µs) diketahui, maka kemudian dikalikan dengan cepat rambat pulsa radio (c= 3 x 108 m/s). Rumus pengukuran jarak tersebut secara matematis dapat dituliskan pada persamaan berikut :
R = ½ c (T-t) Keterangan :
R : jarak pesawat terbang ke stasiun DME darat (NM)
c : cepat rambat pulsa radio (3 x 108 m/s)
T : waktu yang diperlukan untuk perjalanan bolak-balik antara sinyal interogator dan sinyal reply
t :reply signal delay/penundaan singkat pengiriman sinyal jawaban (50µs)
DME bekerja pada pita frekuensi Ultra High Frequency (UHF)
antara 962-1213 MHz sehingga pancaran pulsanya tidak terganggu oleh keadaan cuaca (tahan terhadap noise dan pengaruh medan listrik) serta merupakan pulsa line of sight sehingga radius pancaran pulsanya tidak jauh, yang membuat dibutuhkannya penguat dengan daya yang relatif besar agar pancaran pulsanya maksimal.
3.3 Tracking and Locks
Peralatan pesawat disetting untuk memperoleh frekuensi yang benar dengan frekuensi yang diinginkan oleh DME di darat. Pemancar interogator akan memancarkan pulsa interogasi. Transponder akan mengenali pulsa-pulsa ini sebagai interogasi yang valid dan setelah menerima pasangan pulsa interogasi dari pesawat DME di darat akan mengolah pulsa tersebut kira-kira 50µs,kemudian memancarkan pasangan pulsa jawaban di frekuensi jawaban. Interrogator pada pesawat secara otomatis menjumlahkan waktu transmisi dan waktu diterimanya sinyal tersebut dikurangi delay 50 microsecond dan menampilkan jarak pesawat dengan transponder pada monitor interogator. Setelah interogator menerima pulsa jawaban, interogator akan mengunci (‘locks’) pulsa jawaban dan secara terus menerus menampilkan jarak antara pesawat dengan DME di darat (‘tracking’).
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 keadaan normal atau 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 interogasi tersebut bisa saja dipantulakan oleh gedung, bangunan, atau benda apapun yang menuju ke DME darat. Sehingga DME tidak akurat memberikan pulsa jawaban.
3.5 BLOK DIGARAM DME DARAT
Gambar 2. Blok Diagram DME Pulsa Interogasi dari pesawat ditangkap oleh antena dan sinyal pulsa tersebut diteruskan ke transponder melalui sebuah directional coupler, sebuah relay coaxial dan sebuah circulator ke preselector di panel RF. Selanjutnya masuk ke receiver, dan disinilah terjadinya pulsa balasan yang akan ditransmisikan. Sebelum ditransmisi, akan dikuatkan beberapa tingkatan oleh modul 100 W RF Amplifier dan 1 KW RF Amplifier.
Sebagai unit tambahan yang independen, dua unit Test Interogator salah satunya menghasilkan pulsa integorasi yang diumpankan ke receiver/video module melalui directional coupler. Receiver/video module mengolah semua pasangan pulsa interogasi dan pasangan pulsa interogasi yang ditemukan dipastikan pada kanal interogasi kemudian mulailah untuk pulsa transmisi balasan melalui 100 Watt Amplifier dan 1 KW Amplifier. Hasil penguatan ini (reply pulses) diumpankan kembali ke modul Test Interogator dimana ia akan menyelaraskan pulsa jawaban dengan pulsa interogasi yang dibangkitkan.
Pada prinsipnya, modul Test Interogator seolah-olah bertindak sebagai pesawat yang mentrasnmisikan pulsa interogasi ke perangkat DME di darat. Tujuan dari modul ini adalah untuk menguji parameter dari transmisi DME darat, apakah masih sesuai settingan atau sudah layak dikalibrasi ulang.
Monitor modul menerima sinyal yang ditterima interogator dan mengirim semua sinyal reply baik itu sinyal yang benar ataupun gagal ke control panel module untuk dilakukan pembangdingan / pengukuran dengan settingan. Control panel akan menampilkan indikator yang sesuai bila bila menerima sinyal kegagalan dari monitor module. Parameter yang diukur adalah : delay, pulse separation, effiency, ident, reply pulse, power out. Bila terjadi masalah pada salah satu parameter yang ada, maka LED akan menyala dan alarm pada control panel akan berbunyi. 3.6 PRESELECTOR FILTER
IA69746
Preselector filter terletak pada jalur sinyal receiver antara antena
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 receiver. Preselector filter ini ditempatkan secara alamiah dalam modul receiver/video, tetapi ditempatkan pada RF panel.
Selain penolakan image dan frekuensi sinyal menengah, filter ini juga menolak beberapa refleksi dari transmitter yang mana dapat terjadi menuju ketidakseimbangan sistem antena. Dalam passband, filter ini menunjukkan muatan (beban) 50 ohm pada circulator, dan pada pengurangan frekuensi transmit sedikitnya 70 dB. Filter ini dengan cermat mengarahkan pada frekuensi yang benar.
3.7 Receiver/Video Module
Receiver/Video Modul
merupakan otak utam dari peralatan DME, karena modul inilah yang menghasilkan pulsa reply yang ditransmisikan ke pesawat. Penerimaan sinyal pertama kali ditangkap melalui antena menuju panel RF dan unit preselector pada receiver. Circulator pada RF panel digunakan untuk melindungi receiver dari transmitter ketika diperbolehkan untuk menggunakan sebuah antena common. Cavity-tuned preselector meolak sinyal gambar dan memberikan permulaan dengan selektif untuk receiver.
3.8 Test Interrogator Module IA69735 Test Interrogator merupakan suatu unit independen yang mensimulasikan interrogation pulse pesawat pada frekuensi 100 Hz. Oleh transponder DME, interrogasion pulse pada frekuensi tersebut dianggap sebagai interogaasi normal sehingga test
interrogator akan mengukur dan memperlihatkan delay transponder, pemisahan pulsa, dan efisiensi.
3.9 Monitor Module IA69731
Monitor module menerima sinyal input dari test interrogator module dan antena. Dalam modul monitor terdapat enam buah parameter yang dimonitor. Parameter tersenut 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
3.10 100W RF Amplifier Module IA69750
Gambar 3. Blok 100 W RF amplifier module
Modul 100 W RF Amplifier memuat pulsa shaper dan beberapa tahap RF amplifier. Dalam modul 100 W RF amplifier terdapat empat sub-unit, yaitu
Amplifier RF 8 Watt, Amplifier RF 45 Watt, Amplifier RF 180 Watt, 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 sebuah level sebesar 10 mW. Dimana setelah ini akan diperkuat dan dimodulasikan untuk menghasilkan pulsa yagn dibutuhkan.
3.11 RF Amplifier Chain
Amplifier chain dalam 100 Watt RF Amplifier terdiri dari tiga amplifier terpisah,yaitu:
1. 8 Watt Amplifier
8 Watt Amplifier menerima sinyal
RF 10 mW secara
berkesinambungan dari sumber RF. Kemudian menguatkannya hinga sekitar 4 Watt. Tahap output dari amplifier ini adalah getaran termodulasikan
2. 45 Watt Amplifier
45 Watt Amplifier menerima output pulsa dari 8 Watt RF Amplifier dan menghasilkan output sekitar 20 Watt. Dalam konfigurasi DME dengna output 100 Watt, tahapan output ini merupakan pulsa yang termodulasikan sedangkan dalam konfigurasi denga output 1 W, tahapan output dikontrol oleh supply dc yang dapat diatur
3. 180 Watt Amplifier
Pada 180 Watt Amplifier, RF power yang berbentuk persegi sebesar 50 Watt diteruskan ke modulator level tinggi dalam 1 KW RF Amplifier.
3.12 Pulse Shaper IA69754
Pulse shaper ini berfungsi mengontrol karakteristik modulasi pada transmitter amplifier. Hal ini dilakukannya dengan cara menghasilkan modulasi pulsa 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.
3.13 1 KW RF Amplifier IA69833
Gambar 4.1 KW RF Amplifier IA69833 RF power pulse yang berbentuk persegi sebesar 50 Watt yang merupakan output dari 180 Watt amplifier masuk pada bagian penguatan pertama oleh sepasang 250 watt amplifier A1 dan A2.
Penguatan kedua pada masing-masing delapan bagian tenaga diperoleh dengan meneruskan output dari A1 dan A2 ke amplifier A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10. Kemudian terjadi penggabungan kembali tenaga-tenaga tersebut dalam rangkaian power combiner. Tenaga yang dihasilkan tersebut dilewatkan melalui circulator.
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan
Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Fasilitas Navigasi Udara
merupakan rambu-rambu yang dipergunakan untuk membantu
penerbang dalam mencapai tujuan penerbangan.
2. Fasilitas DME memiliki kegunaan untuk memberikan informasi kepada penerbang mengenai jarak pesawat terbang terhadap stasiun DME di darat.
3. DME mempunyai sistem kerja yang berkebalikan dengan SSR (Secondary Surveillance Radar). 4. Perangkat DME yang ada di ground
station disebut Transponder.
5. Perangkat DME yang berada di pesawat disebut Interrogator. 6. Transponder akan mengirim sinyal
balasan terhadap sinyal interogasi yang dipancarkan oleh Interrogator pesawat.
7. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk perambatan sinyal dari mulai dikirimnya sinyal interogasi hingga diterimanya sinyal balasan digunakan sebagai sarana pengukuran jarak pesawat stasiun DME.
8. Informasi jarak ditampilkan dengan satuan Nautical Miles (1 NM = 1850 meter).
9. DME beroperasi pada frekuensi 962-1213 MHz.
10. DME biasanya dipasang secara bersamaan pada suatu tempat dengan fasilitas navigasi udara
DVOR (Doppler VHF
Omnidirectional Range).
4.2 Saran
Berdasarkan hasil kerja praktek di PT. Angkasa Pura 1 Bandar Udara Internasioal Ahmad Yani Semarang, penyusun memberikan saran sebagai berikut :
1. Pada masa yang akan datang, dunia penerbangan diharapkan bisa menggunakan sistem navigasi yang berbasis satelit, karena satelit dipandang lebih handal dan efisien.
2. Sebaiknya PT Angkasa Pura I meregenerasi perangkat navigai udara yang digunakan tiap 5 atau 10 tahun sekali agar tidak mengalami penurunan kualitas.
DAFTAR PUSTAKA
AWA Technology. 1985. Distance
Measuring Equipment LDB 101 Type Series A69870. Australia :
Amalgated Wireless
ICAO. 1995. Distance Measuring
Equipment (DME) Basic DME Theory Toshiba Type TW1197G. ICAO Project INS/90/011
Dinas Personalia dan Umum PT (Persero) Angkasa Pura I. 2012. Selayang Pandang PT (Persero) Angkasa Pura I Bandar Udara Internasional Ahmad Yani Semarang. BIODATA Defriko Christian D. (L2F009106). Lahir di Blora, 22 Juni 1991. Menjalani pendidikan di TK Ananda Semarang, SMP Krista Mitra Semarang, SMA Krista Mitra Semarang, dan saat ini tercatat sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2009, Konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi.
Semarang, Mei 2012 Menyetujui dan Mengesahkan
Dosen Pembimbing
Ir. Sudjadi, MT. NIP. 195906191985111001
