TACTICAL AIR NAVIGATION (TACAN)

TACTICAL AIR NAVIGATION (TACAN)

1. 1.       PENGERTIAN TACAN

Sebelum kita mulai membahas TACAN, Anda perlu mengingat definisi dari sistem koordinat polar. Sistem koordinat polar adalah sistem geometris digunakan untuk menemukan titik-titik di pesawat. Di bidang elektronik, itu biasanya digunakan untuk merencanakan pola pengarah antena.

TACAN adalah koordinat polar sistem airnavigation jenis radio yang memberikan awak pesawat dengan menjaga jarak informasi, dari pengukuran jarak Peralatan (DME), dan bearing (azimut)Informasi. Informasi ini, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-1, biasanya disediakan dalam radius jarak sekitar  dua meter. satu meter menunjukkan, dalam mil laut, jarak pesawat dari beacon permukaan. Meteran lainnya menunjukkan arah penerbangan, dalam derajat-of-bearing, dengan lokasi geografis dari beacon permukaan. dengan menggunakan peralatan TACAN dipasang di pesawat dan Peralatan tanah TACAN dipasang di atas permukaan kapal-kapal tertentu atau stasiun pantai, pilot bisa mendapatkan bearing ke dan jarak dari lokasi tersebut.

Gambar 2-1. Indikator TACAN

1. 2.       PRINSIP TACAN

Konsep pengukuran jarak yang digunakan di peralatan TACAN merupakan perkembangan dari radar-berkisar . Radar-ranging yang menentukan jarak dengan cara mengukur waktu perjalanan pulang-pergi dari kekuatan sinyal RF. Kekuatan sinyal balasan (echo) yang dipancarkan tergantung pada refleksi alami gelombang radio. Namun, TACAN beacon-transponder menghasilkan balasan buatan bukan tergantung pada refleksi alami.

Peralatan navigasi TACAN menghasilkan pasangan denyut sinyal interogasi kemudian sinyal tersebut diterima dan diterjemahkan sistem TACAN yang berada di darat. Setelah penundaan 50-μsec, transponder merespon dengan balasan yang dikirim ke udara. DME kemudian mengubah waktu pulang pergi untuk jarak dari fasilitas TACAN. frekuensi dan kode identifikasi menyediakan lokasi geografis dari transmisi beacon. Hal ini akan ditunjukan oleh gambar 2-2.

Gambar 2-2. Jarak pengukuran waktu tempuh pulang-pergi.

1. 3.       PASANGAN SINYAL TACAN

Transponder TACAN menggunakan decoder twin-pulsa untuk melewati  mereka yang hanya menggunakan pulsa dengan jarak yang tepat. Tujuan dari teknik twin-pulsa ini adalah untuk meningkatkan daya rata-rata Radiasi dan mengurangi kemungkinan gangguan sinyal palsu.

Setelah penerima menerjemahkan interogasi, kemudian encoder menghasilkan pasangan yang diperlukan sebagai balasan sinyal yang dikirimkan transponder. Sepasang pulsa TACAN yang dihasilkan oleh peralatan udara atau darat ditampilkan pada Gambar 2-3.

Gambar 2-3. Gelombang sinyal TACAN

1. 4.       TRANSPONDER KONSTAN DUTY-CYCLE

Pada prinsipnya, transponder TACAN hanya perlu membalas interogasi pesawat di 30 pulse pasang-perdetik, per peralatan udara, untuk memasok Data jarak yang diperlukan. Namun, total gelombang out put dari pemancar selalu bervariasi, menurut dengan jumlah interogasi pesawat. Ditambah  lagi, gangguan acak dapat memicu pemancar.

Bagi transponder untuk memberikan azimut informasi, daya rata-rata dipasok ke antena harus relatif seragam dari waktu ke waktu. Untuk mencapai hal ini, transponder dioperasikan pada Prinsip konstan-duty-cycle.

Dalam metode operasi, penerima menggunakan gain otomatis dan squitter (kebisingan yang dihasilkan output) kontrol untuk mempertahankan gelombang out-put  ke pemancar, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-4. Jika beberapa interogasi sedang diterima, keuntungan dan squitter penerima meningkat dan menambah gelombang  noise yang dihasilkan untuk deretan gelombang. Jika interogasi pesawat  lainnya masuk dalam jangkauan, keuntungan dan penurunan squitter dan mengurangi jumlah suara yang dihasilkan gelombang. Hubungan antara gain dan nomor pulsa adalah sedemikian rupa sehingga hanya perubahan 2-dBm disensitivitas terjadi antara penerimaan dari 1 pesawat dan orang-orang dari 100 pesawat. Sebuah keuntungan tambahan menggunakan siklus konstan adalah bahwa pemancar secara keseluruhan menguras daya tetap konstan.

Gambar 2-4. Rangkaian gelombang output transponder.

1. 5.       PRIORITAS SINYAL TACAN

Prioritas telah ditetapkan untuk transmisi berbagai jenis sinyal TACAN. prioritas ini adalah sebagai berikut:

• a.       semburan Referensi (Utara dan tambahan)Kelompok
• b.      Identifikasi
• c.       Balasan untuk interogasi
• d.      Squitter

Oleh karena itu, kelompok identifikasi, balasan, atau squitter akan sejenak terganggu untuk transmisi baik acuan utama atau penunjang kelompok. Transmisi balasan atau squitter akan terputus setiap 37,5 detik selama transmisi dari titik kode identifikasi atau dasbor.



REFERENSI :
anonym,. Tactical Air Navigation_PDF. chapter 2.
Department of Transportation and Department of Defense (March 25, 2002). "2001 Federal Radionavigation Plan" (PDF). Retrieved August 2, 2006

VHF OMNI-DIRECTIONAL RANGE (VOR)

VHF OMNI-DIRECTIONAL RANGE (VOR)

1. Pengertian VOR

VOR (VHF Omni-directional Range) merupakan salah satu dari sekian banyak sistem navigasi yang digunakan di pesawat terbang, VOR mengirimkan dua sinyal radio yang menggunakan kode morse dan data yang memungkinkan receiver pada pesawat terbang mendapatkan data arah dari gruond station.

VOR beroperasi menggunakan sinyal VHF (Very High Frequency) dengan frekuensi dari 108-1117.95 MHz. VOR membantu seorang pilot untuk menentukan jalur ke atau dari ground station.

Sebuah sistem VOR terdiri dari VHF receiver, antena, indikator dan control unit. Sedangkan VOR pada ground station terdiri dari VHF transmitter dan antena. VOR bekerja dalam satu kesatuan dengan DME (Distance Measuring Equipment) yang bertujuan untuk memberikan arah kepada pilot. VOR juga dapat digunakan sebagai ILS (Instrument Landing System). VOR menyebarkan sinyal ke segala arah dengan tujuan memberi arah ke pesawat terbang, dengan azimuth dari 0 sampai 360 derajat terhadap ground station. VOR dianggap sebagai alat bantu navigasi jarak pendek dengan pancaran sinyal maksimum +- 200 NM (387 KM) pada ketinggian 35000 ft.

2. Prinsip Dasar Operasi VOR

prinsip yang digunakan dalam pengukuran arah dari VOR adalah dengan membandingkan besaran Fasa. Transmitter yang ada di ground station mengirimkan dua sinyal yang terpisah, hal ini memungkinkan receiver pada pesawat terbang untuk menentukan lokasi ground station dengan membandingkan besaran fasa dari kedua sinyal tersebut, VOR memberikan jalur terbang yang disebut “radial” dengan besaran 1 sampai 360 derajat. Berikut merupakan gambar arah radial dari VOR.

Transmitter mengirimkan dua sinyal berbeda dengan besaran 30 Hz sinyal variable dan 30 Hz sinyal referensi, kemudian receiver pada pesawat terbang mengolah data sinyal tersebut dengan membandingkan besaran fasanya. Besaran fasa tersebut lah yang kemudian menunjukan arah terbang pesawat.

Berikut merupakan proses pengolahan sinyal sampai ditampilkan pada indikator :

• sinyal yang dikirim diterima dengan receiver kemudian dikirim ke preselector yang kemudian sinnyal tersebut akan difilter dengan BPF. Kemudian frekuensi sinyal dikurangi menggunakan mixer dan dikuatkan kembali menggunakan detector. Detector melakukan demodulasi dan memisahkannya kembali sehingga menjadi sinyal aslinya. Sinyal dari VOR ground station difilter, dikuatkan dan kemudian diaplikasikan ke sistem speaker yang ada di kokpit.
• Sinyal yang telah di kuatkan oleh detector kemudian di bagi kedalam dua sistem, sistem yang pertama melakukan filterasi, deteksi, dan penguatan terhadap 30 Hz sinyal variable. Sedangkan sistem kedua melakukan proses yang sama terhadap 30 Hz sinyal referensi. Kedua sinyal tersebut kemudian masuk ke phase detector untuk dibandingkan besaran fasanya. Perbedaan fasa yang diperoleh kemudian sinyal tersebut dikonversikan menjadi tegangan analog yang kemudian menggerakan jarum indikator CDI, atau bisa juga dikonversikan kedalam format serial digital untuk digunakan dalam indicator digital ataupun sistem indikator lainnya.

3. Komponen VOR

komponen-komponen yang ada pada pesawat terbang adalah sebagai berikut :

1. Display Indikator VOR

indikator yang digunakan untuk menampilkan informasi VOR adalah Omni-Bearing Selector (OBS) atau Course Deviation Indicator (CDI). Berikut merupakan gambar dari display CDI :

komponen-komponen penting yang terdapat dalam CDI, terdiri dari :

• rotating course card yang merupakan indicator yang menampilkan sudut dari 0⁰ sampai 360⁰. indikator ini bisa berputar sesuai dengan posisi pesawat terhadap VOR station.
• Omni-bearing selector digunakan untuk memutarkan course card secara manual.
• Jarum penunjuk CDI bergerak ke kanan dan ke kiri sesuai dengan indikasi pesawat pada VOR station.
• TO-FROM indikator menunjukan arah pesawat yang sudah ditentukan dan akan membawa pesawat menuju atau meninggalkan tujuan.

Selain indikator CDI ada juga jenis indikator yang digunakan yaitu Horizontal situation indicator (HSI), terdapat dua jenis HSI yaitu mechanical HSI dan electronic HSI. Penggunaan nya pun tidak hanya untuk VOR etapi bisa juga digunakan bersamaan dengan ILS, khususnya glide slop.

b) Receiver

receiver memiliki rangkaian yang berfungsi untuk menerima sinyal frekuansi, decoding, dan memproses informasi arah berupa bearing yang ditransmisikan dari VOR ground station.

Didalam receiver juga terdapat rangkaian self-monitoring yang berfungsi untuk mengonfirmasi validitas dari sinyal yang diterima dan reliabilitas dari informasi bearing yang dikirimkan ke indikator VOR.

100. Control Unit
     control unit merupakan sebuah komponen yang berfungsi sebagai pemilih frekuensi VHF. Rangkainnya menyediakan rangkaian control dan switching untuk sistem navigasi very high frequency.
     d) antena
     antena yang digunakan dalam VOR memiliki dua tipe, yaitu antena tipe bat-wing dan tipe vee-dipol.

Sedangkan komponen yang ada di ground station terdiri dari 2 (dua) komponen, yaitu :

1. transmitter

dari 160 frekuensi yang ada antara 108-1117.95 Mhz, groun station mentransmit dua sinyal yang terpolaritasi horizontal pada setiap satu kanal. Sinyal yang merupakan sinyal referensi dan yang kedua adalah sinyal variable.

2. antenna array

antena ini berfungsi sebagai pemancar sinar di ground station, sinyal yang di pancarkan oleh antena tersebut sampai 60⁰ sampai 80⁰ terhadap vertikal. Adapun daerah kosong diatara dua sudut yang berbentuk kerucut terbalik merupakan daerah yang tidak memiliki radiasi. Berikut gambar arah penyebaran sinyal tersebut :

REFERENSI :
Anonym, 1985, VOR/ILS. USA: Air Transport Division, Rockwell International Corporation.
FAA, handbook., 8083-32-AMT-powerplant-vol 2,. U.S Departement Of Transportasion. 2012.

Distance Measuring Equipment (DME)

1. PENGERTIAN DME(DISTANCE MEASURING EQUIPMENT)
   

Distance Measuring Equipment (DME) merupakan sebuah alat bantu navigasi yang beroperasi menurut radar sekunder. DME merupakan sebuah alat yang memberikan informasi jarak dan posisi pesawat terbang dengan ground station, DME umumnya berpasangan dengan VOR (Very High Omni-Directional Range). Dengan daya yang dikeluarkan sebesar 1000 Watt (very high). Dalam pengoperasiannya pesawat udara mengirimkan sinyal pulsa interrogator yang berbentuk sinyal acak (random) kepada ground station. Kemudian ground station mengirimkan sinyal ke pesawat udara sebagai balasan yang kemudian akan di tunjukan pada instrumen indikator pesawat udara dalam satuan NM (Nautical Mile). Jarak maksimal yang dapat diukur oleh DME sebesar 300NM (1NM=1850 meter) terhadap gruond station tujuan dan terhadap ground station yang ditinggalkan.

1. Komponen DME, terdiri dari :
   1. Antenna
      
   2. DME Interrogator
      
   3. Indicator
      

2. Fungsi DME
   Bberapa fungsi DME, antara lain :
   

1. DME menunjukan lokasi dari VOR ground station tujuan.
   
2. DME bisa dipergunakan secara bersamaan dengan ILS (Instrument Landing System), dengan fungsi memberikan sinyal untuk jarak dan arah secara terus menerus kepada pilot ketika pesawat akan melakukan pendaratan di suatu Bandara.
   

3. Prinsip Kerja DME
   DME bekerja pada frekuensi 962-1213 MHz, termasuk band frekuensi UHF (Ultra High Frequency). Band frekuensi tersebut terbagi menjadi 252 kanal, 126 kanal X dan 126 kanal Y yang memiliki frekuensi masing-masing sebesar 1 MHz. Hal ini berlaku pada interrogator dan reply, frekuensi interrogator dan reply memiliki perbedaa ssebesar 63 Hz. Berikut ini merupakan prinsip kerja dari fasilitas navigasi DME :
   

• sepasang sinyal berupa pulsa-pulsa dikiriman dari transmitter yang ada di pesawat terbang menuju ke transponder di groun station yang kemudian akan diproses.
  
• Setelah pemeriksaan sinyal yang di kirimkan ke ground station, secara otomatis ground station akan mengirimkan sinyal balasan ke pesawat tersebut.
  
• Sinyal yang diterima menunjukan jarak antara pesawat dengan ground station dalam satuan NM.
  

DME juga dapat menampilkan ground speed dalam satuan knots dan DME juga dapat menampilkan waktu menuju ke ground station tujuan dalam satuan menit. Frekuensi yang digunakan dalam pengoperasian DME ialah frekuensi UHF band yang berpasangan dengan frekuensi VHF dari VOR.
Adapun cara menghitung jarak pesawat dengan ground station dengan rumus.

R= ½ c (T-t)

dimana :

R= jarak pesawat ke ground station. (NM).

C= kecepatan rambat sinyal radio. (3x10⁸ m/s).

T= waktu pengiriman dan penerimaan sinyal.

t= penundaan penerimaan sinyal dari ground station.

REFERENSI :
anonim, Fungsi Kegunaan Fasilitas Telekomunikasi, Navigasi udara dan Listrik. Northsop, Wilcox, 1984, Distance Measuring Equipment, Kansas City, Missouri, USA.
Direktoraat Jendral Perhubungan Udara. 2005. Operations & Maintenance Manual 1119 DME. Jakarta: Divisi Fasilitas Elektronika Penerbangan.

Automatic Directional Finder (ADF)

AUTOMATIC DIRECTIONAL FINDER

(ADF)

ADF (Automatic Directional Finder) adalah sinyal radio yang menggunakan frequensi rendah sampai menengah,  dari frequensi 190 Khz sampai 1750 Khz, hal ini banyak digunkan pada saat ini. ADF memiliki keuntungan lebih jika dibandingkan dengan Navigasi VOR dalam penerimaan, sinyal radio ADF tidak terbatas meurut jarak garis pandang, sinyal ADF mengikuti kelengkungan Bumi, dan maksimum jarak pada ADF tergantung pada kekuatan dari Beacon. ADF dapat menerima dua sinyal radio, yaitu sinyal AM dan NDB (Non-Directional Beacon), pada saluran sinyal komerrsial disiarkan pada frekuensi 540-1260 Khz, dan jika pada NDB beroperasi pada saluran frekuensi 190-535 Khz. Beberapa pesawat terbang yang dilengkapi dengan ADF, dapat menerima sinyal frekuensi menengah mulai dari 190Khz sampai dengan 1750 Khz. 

ADF terdiri dari beberapa komponen, yaitu :

1. Antena SENSE yang berfungsi memberikan informasi yang berupa suara dengan menggukan kode Morse, dan LOOP antena berfungsi memberikan informasi berupa arah (bearing). Ada pun dua jenis bearing, yaitu :

• relaif bearing adalah suatu sudut arah yang dibentuk dari garis yang di tarik dari garis tengah pesawat dan dari jarak pesawat ke stasiun radio.
• Magnetic bearing adalah suatu sudut yang dibentuk dari garis yang ditarik dari pesawat ke stasiun radio dan garis yang di tarik dari pesawat ke utara magnetic.

2. ADF control box merupakan perlengkapan yang berfungsi untuk memilih frequensi yang diinginkan.
3. ADF receiver merupakan sebuah komponen yang berfungsi sebagai penerima sinyal yang dikirimkan oleh NDB (Non-directional Beacon).
4. Indikator merupakan penunjukkan dari ADF.

Komponen ADF :

1. CONTROL BOX - pembacaan Digital TIPE: Sebagian besar pesawat modern memiliki jenis kontrol di kokpit. Dalam perangkat ini dengan frekuensi yang dicari ditampilkan sebagai pembacaan digital angka daripada tuning pita frekuensi.

• Fungsi Pemilih (mode Control). Memungkinkan pemilihan OFF, ADF, ANT atau UJI Posisi.
• ADF - Secara otomatis menentukan bantalan untuk stasiun yang dipilih dan menampilkannya pada RMI. Menggunakan sense dan loop antena.
• ANT - Penerimaan Sinyal radio menggunakan antena yang sense. Direkomendasikan untuk tuning.
• TES - Melakukan sistem ADF self-test. Jarum RMI bergerak ke 315 °.

1. Frequency Selector Switches
   Frequency Selector Switches . Tiga tombol konsentris, pemilihan izin frekuensi operasi. Dua frekuensi dapat dipilih sebelumnya. Hanya ada satu bisa digunakan pada satu waktu. Saklar pemindah menunjukkan frekuensi yang digunakan.
2. Selected Frequency Indicators
   Indikator frekuensi yang dipilih. Menyediakan read-out visual dari frekuensi yang dipilih. Angka-angka dapat dicetak pada drum yang berputar secara vertikal atau, lebih perangkat modern, mereka busur ditampilkan oleh dioda pemancar cahaya. frekuensi yang dipilih. Angka-angka dapat dicetak pada drum yang berputar secara vertikal atau, lebih set modern, mereka busur ditampilkan oleh dioda pemancar cahaya.

2. INDIKATOR ADF

adapun 4 (empat) jenis ADF yang banyak sekali digunakan di dalam pesawat, diataranya:

• fixed compass card adalah kompas yang tidak dapat berputar, 0 deratajat merupakan penunjukan terhadap hidung pesawat. Seorang pilot yang menggunakan kompas ini harus bisa menghitung arah dengan formula.

• Rotatable compass card adalah sebuah instrument yang dapat diputar dengan sebuah tombol. Dengan memutar tombol sedemikian rupa sehingga Heading Magnetic (MH) pesawat dapat disesuaikan dengan arah magnetic (MB) dapat di baca langsung dengan melihat pointer tanpa melakukan perhitungan. Masih banyak yang melakukan penelitian terhadap kompas ini, mereka merancang kompas supaya dapat diatur secara otomatis, sehingga MB dapat langsung menujukan stasiun dan dapat dibaca secara langsung tanpa merubah instrument secara manual pada permukaan ADF.

• Single-needle Radio Indikator Magnetic adalah alat yang menggabungkan radio dan informasi arah yang berkelanjutan, dan informasi radial. Permukaan jarum tunggal RMI mirip dengan rotated card ADF.

• Dual-needle Radio Indicator Magnetic adalah indikator jarum RMI dual-needle yang hampir sama dengan jarum RMI tunggal, perbedaan dual-needle itu memiliki jarum detik. Jarum pertama berfungsi sama dengan jarum tunggal, sedangkan jarum berwarna kuning merupakan jarum penunjuk arah Magnetik ke stasiun NDB, jarum kedua (berwarna Hijau) merupakan jarum penunjuk stsiun VOR. Indikator jarum ganda sangat berguna untuk menemukan posisi pesawat.

3. ANTENNA

Antena ADF menerima sinyal pada kedua antena Loop dan sense. Antena Loop umum digunakan saat ini merupakan suatu antena flat kecil tanpa bagian yang bergerak. Dalam antena beberapa gulungan spasi di berbagai sudut. Loop antena mendeteksi arah stasiun dengan kekuatan sinyal pada masing-masing kumparan tetapi tidak dapat menentukan apakah bearing adalah ke atau DARI stasiun. Antena sense menyediakan informasi yang terakhir, dan juga penerimaan suara saat fungsi ADF tidak diperlukan.

Prinsip kerja dari ADF.

Ketika sebuah pesawat terbang diterbangkan maka pilot yang ada di dalam pesawat tersebut akan memilih frequensi ADF sesuai dengan arah kemana yang akan dituju. Maka secara otomatis receiver ADF akan menerima informasi yang dikirim dari stasiun NDB yang akan ditunjukan oleh jarum (pointer) yang ada pada indikator. Sehingga pilot dapat langsung menentukan arah yang akan dituju, dengan demikian kesalahan dalam mengambil sudut heading akan bisa dihindari.

REFERENSI :
http://www.aviationpublishers.com
FAA, handbook, 8083-32-AMT-powerplant-vol 2, 11-46. U.S Departement Of Transportasion. 2012.
Michael J. Kroes dan Thomas W. Wild,1995. aircraft powerplant. Mc. Grawhill; Singapore.