Simulasi Perbedaan Jarak (Range) Akibat Gangguan Sinyal Jamming Sebagai Electronic Countermeasure (ECM) Pada Radar.

(1)

Universitas Kristen Maranatha i

Simulasi Perbedaan Jarak (Range) Akibat Gangguan Sinyal

Jamming Sebagai Electronic Countermeasure (ECM) Pada Radar

Yolyus / 0422018

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia

Email: yolyus@yahoo.com

ABSTRAK

Radar sebagai pendeteksi pesawat sangat rawan sekali terhadap gangguan ECM (Electronic Counter Measure) yang menyebabkan tak akuratnya hasil yang diperoleh. Dalam tugas akhir ini akan disimulasikan menggunakan Matlab 7.0 untuk mempelajari akibat dari ECM tersebut. Jenis ECM yang akan dibahas yaitu sinyal jamming. Jenis sinyal jamming yang akan disimulasikan antara lain SSJ (Self Screening Jammers) dan SOJ (Stand Off Jammers).

Radar tanpa jamming dioperasikan, dan setelah itu diberi gangguan dengan cara SSJ (Self Screening Jammers) dan SOJ (Stand Off Jammers) dengan memasukkan data sebagai parameter pada sistem Matlab 7.0.

Hasil yang diperoleh berupa grafik yang menunjukkan perbandingan antara sinyal asli dan sinyal yang sudah terganggu oleh sinyal jamming sesuai dengan data yang dimasukkan dan rumus yang dipakai. Dari perbandingan tersebut didapat perbedaan jarak antara sinyal asli dengan sinyal yang sudah terganggu oleh sinyal jamming.

(2)

Universitas Kristen Maranatha ii

Simulation On ECM (Electronic Countermeasure ) To Obtain

Difference Distance (Range) Because Of Signal Jamming On Radar

Yolyus / 0422018

Majority of Electrical Engineering, Faculty of Engineering Maranatha Christian University

Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia Email: yolyus@yahoo.com

ABSTRACT

Radar as aircraft detection is prone of ECM (Electronic Counter Measure) interference that caused unaccurate results. In this final task will be simulated using Matlab 7.0 to study the effect of these ECM. Type of ECM will be discussed is jamming signal. Type of jamming signal to be simulated include SSJ (Self Screening Jammers) and SOJ (Stand Off Jammers).

Radar operated without jamming, and then given the interference with the way of SSJ (Self Screening Jammers) and SOJ (Stand Off Jammers) by entering the data as a parameter in the Matlab 7.0 system.

Results obtained in the form of a graph showing a comparison between the original signal and the signal was disturbed by jamming signals in accordance with the data entered and the formula used. From the comparison between the original signal and a signal which is disturbed by jamming signals will obtain the difference distance.

(3)

Universitas Kristen Maranatha iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Tugas Akhir ... 1

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penelitian ... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 2

BAB 2 LANDASAN TEORI ... 4

2.1 Deskripsi Radar ... 4

2.1.1 Klasifikasi Radar ... 4

2.1.2 Sistem Radar …………... 5

2.1.2.1 Antena ... 5

2.1.2.2 Pemancar Sinyal (Transmitter) ... 5

(4)

Universitas Kristen Maranatha iv

2.1.3 Prinsip Pengoperasian Radar ... 6

2.2 Frekuensi Radar ... 7

2.3 RCS (Radar Cross Section) ... 8

2.4 Persamaan Radar ... 8

2.4.1 Persamaan Jarak Radar Ke Target ... 13

2.4.2 Persamaan Doppler Pada Radar (Menghitung Kecepatan Target)... 13

2.5 ECM (Electronic Counter Measure) ... 15

2.6 Jammers ... 16

2.6.1 Mechanical Jamming... 16

2.6.1.1 Chaff... 17

2.6.1.2 Corner Reflector (Sudut Reflector)... 17

2.6.1.3 Decoy... 17

2.6.2 Electronic Jamming... 17

2.6.2.1 Spot... 18

2.6.2.2 Sweep... 18

2.6.2.3 Barrage... 18

BAB 3 PERANCANGAN SIMULASI ... 19

3.1 SSJ (Self Screening Jammers) ... 19

3.2 Burn Through Range ... 22

3.3 SOJ (Stand Off Jammers) ... 26

3.4 Range Reduction Factor ... 27

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ... 30

(5)

Universitas Kristen Maranatha v

4.1.1 Kondisi 1... 30

4.1.2 Kondisi 2 ... 32

4.1.3 Kondisi 3 ... 33

4.2 Data pengamatan pada Burn Through Range ... 35

4.2.1 Fungsi Matlab “sir.m” ... 35

4.2.1.1 Kondisi 1 ... 35

4.2.1.2 Kondisi 2 ... 37

4.2.1.3 Kondisi 3 ... 38

4.2.2 Fungsi Matlab “burn_thru.m” ... 39

4.2.2.1 Kondisi 1 ... 39

4.2.2.2 Kondisi 2 ... 40

4.2.2.3 Kondisi 3 ... 41

4.3 Data pengamatan pada SOJ (Stand Off Jammers)... 42

4.3.1 Kondisi 1 ... 43

4.3.2 Kondisi 2 ... 44

4.4 Data pengamatan pada Range Reduction Factor... 45

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 48

5.1 Kesimpulan ... 48

5.2 Saran ... 48

DAFTAR PUSTAKA ... 49

(6)

Universitas Kristen Maranatha vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Blok diagram radar sederhana... 5

Gambar 2.2 Skema Pengoperasian Radar... 6

Gambar 2.3 Skema pemantulan gelombang elektromagnetik oleh sasaran... 14

Gambar 3.1 Skema Self Screening Jammers... 19

Gambar 3.2 Skema Stand Off Jammers... 26

Gambar 4.1 Perbandingan antara target sebenarnya dan target dengan SSJ…... 31

Gambar 4.2 Perbandingan antara Daya Radar dan Daya Jammer terhadap Cross Over Range………..…….. 31 Gambar 4.3 Perbandingan antara target sebenarnya dan target dengan SSJ pada kondisi 2……….….…. 32 Gambar 4.4 Perbandingan antara Daya Radar dan Daya Jammer terhadap Cross Over Range pada kondisi 2……….………...…….. 33 Gambar 4.5 Perbandingan antara target sebenarnya dan target dengan SSJ pada kondisi 3……….………..…………...…….. 34 Gambar 4.6 Perbandingan antara Daya Radar dan Daya Jammer terhadap Cross Over Range pada kondisi 3……….………...…….. 34

Gambar 4.7 Perbandingan antara jarak jangkauan deteksi radar dan nilai S/(J+N)……….………… 36

(7)

Universitas Kristen Maranatha vii

Gambar 4.9 Perbandingan antara jarak jangkauan deteksi radar dan nilai S/(J+N)

pada kondisi 3……….……….………… 38

Gambar 4.10 Perbandingan antara Burn Through Range dengan ERP... 40 Gambar 4.11 Perbandingan antara Burn Through Range dengan ERP pada kondisi

2………..……….…..……… 41

Gambar 4.12 Perbandingan antara Burn Through Range dengan ERP pada kondisi

3………..……….…..……… 42

Gambar 4.13 Perbandingan antara target sebenarnya dan target dengan

SOJ... 44 Gambar 4.14 Perbandingan antara target sebenarnya dan target dengan SOJ pada

kondisi 2... 45 Gambar 4.15 Perbandingan antara panjang gelombang dan faktor pengurangan jarak

jangkau radar... 46 Gambar 4.16 Perbandingan antara jarak radar ke jammer dan faktor pengurangan

(8)

Universitas Kristen Maranatha viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Daerah Frekuensi Radar... 7

Tabel 3.1 Input Program “ssj_req.m” ... 22

Tabel 3.2 Input Program “sir.m” ... 24

Tabel 3.3 Input Program “burn_thru.m” ... 25

(9)

LAMPIRAN

(10)

A.1 1. Self Screening Jammers (SSJ)

function [BR_range] = ssj_req (pt, g, freq, sigma, b, loss, pj, bj, gj, lossj) pt=50000;

lambda_db = 10*log10(lambda^2); if (loss == 0.0) pt_db = 10*log10(pt); b_db = 10*log10(b); bj_db = 10*log10(bj); pj_db = 10*log10(pj); factor = 10*log10(4.0 *pi);

BR_range = sqrt((pt * (10^(g/10)) * sigma * bj * (10^(lossj/10))) / ... (4.0 * pi * pj * (10^(gj/10)) * b * ...

(11)

A.2

s_at_br = pt_db + 2.0 * g + lambda_db + sigmadb - ... 3.0 * factor - 4.* 10*log10(BR_range) - loss

index =0;

for ran_var = .1:10:10000 index = index + 1;

ran_db = 10*log10(ran_var * 1000.0);

ssj(index) = pj_db + gj + lambda_db + g + b_db - 2.0 * factor - ... 2.0 * ran_db - bj_db - lossj + s_at_br ;

s(index) = pt_db + 2.0 * g + lambda_db + sigmadb - ... 3.0 * factor - 4.* ran_db - loss + s_at_br ;

end

ranvar = .1:10:10000;

ranvar = ranvar ./ BR_range;

semilogx (ranvar,s,'k',ranvar,ssj,'k-.'); axis([.1 1000 -90 40])

xlabel ('Range / Jarak (Km)');

legend('Target Sebenarnya','Setelah SSJ') ylabel ('Nilai Relatif S/J (dB)');

grid

pj_var = 1:1:1000;

BR_pj = sqrt((pt * (10^(g/10)) * sigma * bj * (10^(lossj/10))) ... ./ (4.0 * pi .* pj_var * (10^(gj/10)) * b * (10^(loss/10)))) ./ 1000; pt_var = 1000:100:10e6;

BR_pt = sqrt((pt_var * (10^(g/10)) * sigma * bj * (10^(lossj/10))) ... ./ (4.0 * pi .* pj * (10^(gj/10)) * b * (10^(loss/10)))) ./ 1000;

figure (2) subplot (2,1,1) semilogx (BR_pj,'k')

(12)

A.3 grid

subplot (2,1,2) semilogx (BR_pt,'k') xlabel ('Daya Radar - KW') ylabel ('Range / Jarak (Km)') grid

2. Burn Through Range

2.1) sir.m

(13)

A.4 SIR = 10*log10(sir);

figure (1) plot (R, SIR,'k')

xlabel ('Jangkauan Deteksi Radar (Km)'); ylabel ('S/(J+N) (dB)')

grid

2.2) burn_thru.m

(14)

A.5 ERP=linspace(1,1000,1000);

c = 3.0e+8; k = 1.38e-23; sir0 = 10^(sir0/10); lambda = c / freq;

plot (10*log10(ERP), Range,'k') xlabel (' ERP Jammer (dB)')

ylabel ('Burn Through Range (Km)') grid

3. Stand Off Jammers (SOJ)

(15)

A.6

lambda_db = 10*log10(lambda^2) if (loss == 0.0)

sigmadb = 10*log10(sigma);

range_db = 10*log10(range * 1000.); rangej_db = 10*log10(rangej * 1000.) pt_db = 10*log10(pt);

b_db = 10*log10(b); bj_db = 10*log10(bj); pj_db = 10*log10(pj); factor = 10*log10(4.0 *pi);

BR_range = ((pt * 10^(2.0*g/10) * sigma * bj * 10^(lossj/10) * ... (rangej)^2) / (4.0 * pi * pj * 10^(gj/10) * 10^(gprime/10) * ... b * 10^(loss/10)))^.25 / 1000.

(16)

A.7 index =0;

for ran_var = .1:1:1000; index = index + 1;

ranvar = .1:1:1000;

semilogx (ranvar,s,'k',ranvar,soj,'k-.'); xlabel ('Range / Jarak (Km)');

legend('Target Sebenarnya','Setelah SOJ') ylabel ('Nilai Relatif S/J (dB)');

grid;

4. Range Reduction Factor

(17)

A.8 g_10 = 10^( g/10);

lossj_10 = 10^(lossj/10); index = 0;

for wavelength = .01:.001:1 index = index +1;

xlabel ('Panjang Gelombang (meter)')

ylabel ('Faktor Pengurangan Jarak Jangkauan Radar (Km)') index = 0;

for ran =rangej*.3:10:rangej*2 index = index + 1;

ranvar = rangej*.3:10:rangej*2 ; plot(ranvar,rrf1,'k')

grid

xlabel ('Jarak Antara Radar Dan Jammer (Km)')

(18)

A.9 index = 0;

for pjvar = pj*.01:100:pj*2 index = index + 1;

jamer_temp = (pjvar * gj_10 * g_10 *lambda^2) / ... (4.0^2 * pi^2 * k * bj * lossj_10 * (rangej * 1000.0)^2); delta = 10.0 * log10(1.0 + (jamer_temp / te));

(19)

1

Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang Latar Belakang, Perumusan Masalah, Pembatasan Masalah, Tujuan, Metodologi Penelitian dan Sistematika Penulisan.

1.1 Latar Belakang

Perubahan jarak target sangat penting untuk dideteksi oleh sebuah radar. Radar bisa terganggu akibat gangguan ECM (Electronic Counter Measure). Salah satu jenis ECM (Electronic Counter Measure) adalah sinyal

jamming. Jamming adalah interferensi yang sengaja dibangkitkan dalam suatu usaha untuk mengacaukan pendeteksian gema-gema sasaran oleh radar. ECM dapat bertingkah laku pada sistem radar seolah-olah sebagai noise level tinggi (noise jamming) dan dapat ditekan dengan menganggap noise jamming

tersebut noise.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas maka masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini yaitu :

- Bagaimana perbedaan jarak suatu target dapat terdeteksi oleh radar akibat gangguan sinyal jamming?

- Bagaimana membuat simulasi perbedaan jarak target tersebut?

1.3 Tujuan Tugas Akhir

(20)

BAB I PENDAHULUAN 2

Universitas Kristen Maranatha 1.4 Batasan Masalah

Sesuai dengan permasalahan yang akan diteliti lebih dalam, batasan-batasan masalahnya yaitu:

- Tugas akhir ini hanya sebatas simulasi.

- Simulasi yang dibuat hanya untuk melacak perbedaan jarak target. - Simulasi yang dibuat hanya untuk target tunggal.

1.5 Metodologi Penelitian

Pengerjaan tugas akhir ini bersifat simulasi yang diawali dengan pengumpulan materi yang disertai dengan studi literatur lalu dilanjutkan dengan uji coba.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini, disusun sebagai berikut :

 BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

 BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang prinsip Radar, Persamaan Radar, ECM, Sinyal Jamming, dan perhitungan-perhitungan yang berkaitan dengan Radar.

 BAB III PERANCANGAN SIMULASI

(21)

BAB I PENDAHULUAN 3

 BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA

Bab ini menjelaskan analisis data-data yang diperoleh dari simulasi yang telah dirancang dan menunjukkan perbedaan jarak yang dihasilkan jika target telah dilengkapi dengan ECM.

 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(22)

Universitas Kristen Maranatha 48

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan simulasi dan analisa yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Untuk mendapatkan jarak asli dari target yang telah dilengkapi dengan ECM, dalam hal ini sinyal jamming, semakin besar daya pada radar untuk memancarkan sinyal, maka deteksi radar semakin mendekati jarak asli dari target.

2. Semakin kecil nilai perbandingan antara S/J+N dalam hal ini S/J+N < 1, maka jangkauan deteksi radar semakin jauh, dan walaupun radar diganggu oleh sinyal jamming, radar masih bisa mendeteksi jarak terdekat dari jarak asli target.

5.2. Saran

Adapun saran yang dapat berguna bagi pengembangan Tugas Akhir ini selanjutnya adalah sebagai berikut

(23)

49

DAFTAR PUSTAKA

[ 1 ] Leroy.B.Van.Brunt, Applied ECM (Volume 2A).

[ 2 ] Mahafza, Bassem R, MATLAB Simulations For Radar Systems Design , Bassem R. Mahafza, Atef Z. Elsherbeni,2003.

[ 3 ] Mahafza, Bassem R, Radar Systems & Analysis And Design Using Matlab, 2000.

[ 4 ] Skolnik,Merrill I, Introduction To Radar Systems, McGraw-Hill,Inc (3rd edition) 2001.

[ 5 ] Skolnik,Merrill I, Radar Handbook, McGraw-Hill,Inc. (2nd edition) 1990. [ 6 ] http://id.wikipedia.org/wiki/Radar.html