Tactical Air Navigation (TACAN)

Pengertian Tactical Air Navigation

       Tactical Air Navigation (TACAN) , adalah sistem navigasi yang digunakan oleh pesawat militer. TACAN menyediakan pengguna dengan jarak dan bearing dari groundstation. TACAN adalah versi yang lebih akurat dari VHF omni-directional range/ Distance Measuring Equipment ( DME-VOR) sistem yang menyediakan berbagai informasi dan bearing untuk penerbangan sipil. TACAN secara umum dapat digambarkan sebagai versi militer dari sistem VOR-DME. Ini beroperasi di pita frekuensi 960-1215 MHz. Unit dukung TACAN lebih akurat daripada VOR standar karena menggunakan prinsip dua frekuensi, dengan 15Hz (Course Variabel bearing signal), 135Hz (Variabel Baik bearing signal)

Fungsu tacan:

1. memiliki fungsi yang sama seperti vor yaitu untuk memberikan posisi pesawat terhadap stasiun yang dituju dan memiliki keakuratan yang lebih baik bila dibanding dengan VOR.

2. memiliki fungsi yang sama dengan DME, yaitu memberikan informasi terus menerus ketika pesawat akan mendarat mengenai jarak pesawat terhadap runway.

Indicator TACAN

Horizontal Situational Indicator (HSI) digunakan untuk menampilkan informasi dari sistem tacan.

1. Bearing, sistem ini memberikan  magnetic bearing ke stasiun yang telah diatur pilot.

2. Course Deviation, tambahan dari bearing dengan memberikan pilot fly-to command yang membantu pilot dalam terbang menuju stasiun yang dipilih. 

3. To/From , menunjukan arah yang benar  sehingga dapat meyakinkan pilot pesawat terbang menjauhi atau menuju stasiun yang dipilih. 

4. Distance, memberikan  informasi kemiringan arah pesawat terhadap stasiun, hingga jangkauan 390 nautical miles.

5. Beacon Identifier Tone (BIT), memberikan informasi yang terdiri dari kode morse untuk mengindentifikasi stasiun yang telat diatur pilot.

6. Reliability, memberikan informasi warning flag dan deviation warning flag  memungkinkan pilot mengetahui sistem TACAN dapat diandalkan atau tidak. 

Prinsip Kerja TACAN

     Transmitter TACAN menghasilkan sinyal carrier and modulasi yang diinformasikan lewat indicator. Dalam kasus TACAN, informasi pulsa tersebut dimodulasikan ke carrier.  Dalam sebuah stasiun TACAN tanpa pesawat awalnya memodulasi squitter ke carrier, yang pada dasarnya merupakan gangguan acak yang dihasilkan sehingga mendapat panjang gelombang yang tepat. 

          Sebuah pesawat terbang memancarkan sinyal interogasi jarak ketika sedang mengudara (karena dalam T / R). Stasiun akan menangkap sinyal interogasi tersebut dan menghasilkan respon yang tepat dengan pulsa modulasi Data DME (directional measuring equpment) ke bentuk gelombang. Jika ada lebih banyak pesawat di sekitar, DME akan mengambil lebih banyak bandwidth per gelombang, karena setiap pesawat masing-masing mendapat band kecil pulsa termodulasi respon DME, yang digunakan untuk menghitung jarak pesawat ke stasiun. Untuk menjaga pesawat dalam jangkauan sinyal, masing-masing pesawat menggunakan PRF acak (Pulse Frekuensi Berulang) ketika awalnya menginterogasi untuk DME. Stasiun terkadang memiliki delay yang diperhitungkan dalam penyelesaian jarak. Delay ini menyebabkan cone of silence yang kecil di sekitar stasiun (sekitar 0,1 nm).

         Antena memiliki unsur stasioner yang memancarkan pulsa gelombang termodulasi tanpa variasi amplitudo. Unsur pusat stasioner yang sama dikelilingi oleh elemen berputar dengan reflektor. Reflektor mengarahkan energi RF jauh dari dirinya sendiri. Elemen sekunder akan diputar dan sebagai reflektor yang bergerak. Dengan demikian menciptakan sinyal termodulasi amplitudo fisik, dan masing-masing pesawat melihatnya berbeda. Sinyal non-variabel yang digunakan untuk referensi adalah RF "ping" yang diciptakan oleh disk di dasar antena setiap kali reflektor berputar ke barat. Karena pola radiasi berputar, gelombang yang muncul adalah variabel untuk pesawat pada radial yang berbeda, tapi semua pesawat menerima sinyal referensi pada waktu yang sama. 

         Jadi pada dasarnya, pesawat menentukan bearing dari stasiun dengan melihat bentuk gelombang sinyal dan dimana sinyal referensi utama dipancarkan. Untuk memberikan informasi bearing yang lebih akurat, TACAN menggunakan prinsip yang sama dengan DME dan VOR namun lebih akurat . Namun unsur lain berputar dengan 9 reflektor menghasilkan variasi amplitudo bahkan lebih. 

Ground Station TACAN

Referensi

FAA, handbook., 8083-32-AMT-airframe-vol 2,. U.S Departement Of Transportasion. 2012.

http://wiki.flightgear.org/Tactical_Air_Navigation

http://www.opticfox.com/2a4x2/tacan-fun.htm

Automatic Direction Finder (ADF)

Pengertian ADF

      Automatic direction finder (ADF) adalah suatu alat navigasi yang berfungsi sebagai petunjuk arah yang menunjukkan arah relatif pesawat terhadap titik tujuan di darat. ADF digunakan bersama dengan non-directional beacon (NDB) yang berbasis ditanah, instrumen menampilkan jumlah derajat searah jarum jam dari hidung pesawat ke stasiun yang diterima. ADF memiliki keuntungan bila dibandingkan dengan alat navigasi VOR dalam hal penerimaan sinyalnya tidak terbatas pada line of sight. Sinyal ADF mengikuti kelengkungan bumi. Maksimum jarak tergantung pada kekuatan NDB.

ADF (Automatic Directional Finder) menggunakan frequensi rendah sampai menengah,  dari frequensi 190 Khz sampai 1750 Khz, ADF dapat menerima dua sinyal radio, yaitu sinyal AM dan NDB (Non-Directional Beacon), pada saluran sinyal komersial 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. 

Komponen ADF:

1. ADF Receiver, berfungsi untuk mengolah data/signal yang diterima oleh antena.

2. Control Box,  digunakan untuk menentukan frekuensi yang dituju sesuai dengan rute penerbangan.
3. Antena, berfungsi untuk mendeteksi pergerakan pesawat atau bearing dan untuk mendeteksi sinyal audio. 

4. Bearing Indicator, berfungsi untuk menampilkan bearing ke stasiun relatif terhadap hidung pesawat.

Prinsip kerja ADF

        Dalam suatu penerbangan pilot akan memilih frekuensi radio ADF berdasarkan jalur penerbangan dalam rencana penerbangan yang ditentukan sebelumnya, dan memanfaatkan tombol tuning  untuk menyetel frekuensi groundstasiun. Receiver ADF pada pesawat akan menerima sinyal yang diproyeksikan dari stasiun NDB yang ditunjukan oleh jarum (pointer) yang ada pada display indikator. Dengan demikian pilot dapat langsung menentukan arah yang akan dituju melalui arah jarum pada display indikator, dan kesalahan dalam mengambil sudut heading akan bisa dihindari. 

Operasional ADF

1. Homing 

        Bila menggunakan prosedur ini, pilot terbang ke stasiun dengan menjaga jarum bearing indicator pada 0° bila menggunakan ADF fixed-card. 

2. Bracketing

      Bracketing pada bearing magnetik ADF membutuhkan pilot untuk mengidentifikasi dengan menggunakan bearing indikator dan heading indikator. Setiap kali heading pesawat dan relatif bearing yang sama lebih dari 360°, pilot harus mengurangi 360° dari angka yang dihasilkan. pilot kemudian mengikuti sisa prosedur bracketing.

3. Tracking dari Stasiun

          Seorang pilot dapat menggunakan ADF untuk melakukan track dari stasiun dengan menggunakan prinsip-prinsip bracketing arah magnetis. 

4. Posisi Fix by ADF

          Receiver ADF dapat membantu pilot untuk memperbaiki posisi yang tepat dengan menggunakan dua atau lebih stasiun dan proses triangulasi. 

Referensi

FAA, handbook., 8083-32-AMT-airframe-vol 2,. U.S Departement Of Transportasion. 2012.

http://www.allstar.fiu.edu/aero/adf.htm

http://www.thaitechnics.com/nav/adf.html

VHF Omni-directional Range (VOR)

Pengertian VOR

        VOR singkatan dari “VHF Omni-directional Range” adalah salah satu tipe dari sistem navigasi radio untuk pesawat terbang. VOR memancarkan sinyal radio berupa kode morse dan data yang memungkinkan peralatan receiver pada pesawat untuk memperoleh magnetic bearing dari station ke pesawat terbang.

     VOR bekerja pada frekuensi VHF dari 108 sampai 117.95 MHz. Alat bantu navigasi ini membantu pilot untuk menentukan posisi pesawat menuju atau dari VOR ground station dan menampilkan jalur menuju atau dari ground station yang dipilih. VOR bekerja pada pita VHF, maka jarak komunikasi darat-udara terbatas berupa “line of sight”. VOR biasanya beroperasi bersama dalam satu shelter dengan DME (Distance Measurement Equipment) dengan maksud untuk memberikan informasi arah/azimuth (VOR) dan jarak (DME) kepada penerbang, juga dapat digunakan prosedur operasi bersama-sama ILS (Instrument Landing System).

Fungsi VOR

1. Menunjukan posisi pesawat terhadap stasiun pemancar sehingga dapat diketahui daerah yang dilewatinya

2. Menunjukan arah radial run way sehingga dapat menuju sasaran.

Sistem VOR di Pesawat dan di Ground Station

         Sistem kerja VOR terbagi menjadi dua bagian, yaitu sistem pada ground station dan sistem yang berada pada pesawat. Sistem yang ada pada ground station terdiri dari transmitter dan beberapa antena, sedangkan sistem VOR pada pesawat terdiri dari receiver, control unit, beberapa indikator, dan antena. 

Komponen VOR yang berada pada pesawat adalah sebagai berikut:

1. Receiver, bertugas untuk menerima sinyal frekuensi, decoding, dan memproses informasi arah berupa bearing yang diransmisikan oleh VOR ground station. 

2. Control Unit, digunakan untuk pemilihan frekuensi VHF. Control unit menyediakan rangkaian control dan switching untuk sistem navigasi very high frequency (VHF).

3. Indicator VOR, digunakan untuk membaca arah terbang pesawat melalui panah penunjuk yang dapat berotasi menunjukan sudut bearing pada azimuth card. 

4. Antena, yang digunakan dalam VOR memiliki dua tipe, yaitu antenna tipe bat-wing dan tipe vee-dipole.

Komponen VOR yang berada pada pesawat adalah sebagai berikut:

1. Transmitter, digunakan untuk mentransmit sinyal radio referensi dan variable yang terpolarisasi horizontal pada setiap satu kanal dengan frekuensi 30 Hz. 

2. Antenna Array, memancarkan sinyal dari transmitter sampai ketinggian 60 derajat sampai 80 derajat terhadap vertikal.

Cara Kerja VOR

          Bagian penerima (receiver) dari navigasi VOR mendeteksi sinyal dari ground station VOR yang dipancarkan ke segala arah. Lalu receiver melakukan proses pemisahan antara sinyal 30 Hz variable dan 30 Hz sinyal referensi. Berikutnya fasa dari sinyal variable dibandingkan dengan fasa dari sinyal referensi. Arah terbang pesawat udara (bearing) didapatkan dari perbedaan fasa ini. Dari hasil perbedaan fasa ini akan diubah ke dalam bentuk tegangan (mv dc) yang selanjutnya menggerakkan jarum pada indikator. Penunjukkan jarum ini memberikan informasi kepada pilot tentang posisi pesawat terhadap ground station yang dipilihnya.

Proses pengolahan sinyal sampai ditampilkan pada indikator VOR dapat dilihat pada blok diagram dibawah ini.

1. Sinyal yang diterima dikirim ke preselector dimana sinyal VOR akan difilter menggunakan BPF.

2. Sinyal tersebut kemudian dikurangi frekuensinya pada mixer dan dikuatkan lagi menggunakan detector.

 melakukan proses demodulasi dan memisahkannya kembali menjadi sinyal aslinya.

4. Sinyal identifikasi suara dari VOR station difilter, dikuatkan, dan diaplikasikan pada sistem speaker pada kokpit.

5. Sinyal yang sudah melalui detector diteruskan ke dua sistem. Sistem pertama melakukan proses deteksi, filter, dan penguatan 30-Hz sinyal variable. Sistem kedua melakukan proses yang sama kepada 30-Hz sinyal referensi. 

6. Kemudian, sinyal 30-Hz variable dan referensi dibandingkan untuk mendapatkan perbedaan fasenya. Perbedaan fase yang diperoleh dikonversi menjadi tegangan analog sehingga dapat menggerakan jarum indicator CDI, atau dapat dikonversi ke dalam format serial digital untuk digunakan pada indikator digital atau sistem avionik yang lain.

Referensi

http://mojomoxer.blogspot.com/2012/01/sistem-navigasi-udara.html

http://ilmuterbang.com/home-mainmenu-1/27-instrument-rating/499-apa-artinya-vor

http://www.wikihow.com/Navigate-Using-a-VOR

http://en.wikipedia.org/wiki/VHF_omnidirectional_range

http://www.americanflyers.net/aviationlibrary/instrument_flying_handbook/chapter_7.htm

Distance Measuring Equipment (DME)

Pengertian DME

          DME (Distance Measuring Equipment) beroperasi pada prinsip radar sekunder yang digunakan sebagai alat bantu navigasi pesawat. DME memberikan informasi antara jarak pesawat dengan ground station yang ada di darat. Daya keluaran DME adalah sebesar 1000 Watt (High Power). Dalam operasinya, pesawat udara mengirim pulsa interrogator yang berbentuk sinyal acak (random) kepada ground station di darat. Kemudian ground station mengirim pulsa jawaban (reply) yang sinkron dengan pulsa interogasi. Dengan memperhitungkan interval waktu antara pulsa interogasi dengan penerimaan pulsa jawaban (termasuk waktu tunda) di pesawat udara, maka jarak pesawat udara dengan ground station dapat ditentukan. 

         Fasilitas ini dapat berfungsi sebagai pendekatan (approach) pesawat ke landasan.  Berikut ini adalah contoh gambar VOR (VOR ground station) yang ada di darat.

Fasilitas DME memiliki beberapa fungsi, yaitu :

1.  DME biasanya digunakan bersama dengan VOR (Very High Frequency Omni Range) untuk saling melengkapi yang bermanfaat untuk memberikan informasi pesawat mengenai jarak terhadap stasiun DME/VOR di darat. VOR memberikan sudut/arah dalam derajat, sedangkan DME memberikan informasi jarak dalam Nautical Miles/NM.

2. DME dipergunakan secara bersamaan pada fasilitas navigasi ILS (Instrument Landing System), yang berguna untuk memberikan informasi jarak secara terus menerus kepada penerbang pada saat melakukan pendekatan/pendaratan di suatu Bandara.

Prinsip Kerja DME

         DME beroperasi pada frekuensi 962–1213 MHz, temasuk band frekuensi UHF (Ultra High Frequency). Band frekuensi ini terbagi menjadi 252 kanal, 126 kanal X dan 126 kanal Y dengan frekuensi masing – masing kanal adalah 1 MHz. Hal ini berlaku pada frekuensi interogasi dan balasan. Antara frekuensi interogasi dan balasan selalu berbeda 63 MHz. Prinsip kerja dari fasilitas DME ini adalah sebagai berikut :

1. Sepasang pulsa dengan panjang pulsa tertentu dipancarkan oleh transmitter dari pesawat terbang, yang disebut sebagai sinyal pulsa penanya/pemeriksa (sinyal interogator), menuju transponder di darat, yang kemudian diterima untuk diproses.

2. Setelah sepasang pulsa tersebut diproses oleh ground station (transponder) sehingga menjadi sepasang sinyal pulsa jawaban (sinyal reply), kemudian secara otomatis ground station (transponder) memancarkan kembali sepasang pulsa jawaban tersebut sebagai sinyal jawaban ke pesawat.

3. Pesawat terbang mendapatkan kembali sepasang sinyal pulsa sebagai jawaban (sinyal reply) dari ground station diproses menjadi bentuk jarak dalam Nautical Miles (1NM = 1850 meter).

Blok Diagram Sistem DME

Dari gambar diagram blok di atas menunjukkan bahwa DME mendapat informasi dari antena mendapat masukan daya dari power supply. DME juga bisa dikendalikan oleh control. Semua output data dari DME ditampilkan pada display pilot, display copilot dan juga display navigasi.

Range dan Echo

Jarak maksimum yang masih bisa didapat oleh interrogator pesawat ke DME di darat adalah 200 NM (370 km) dalam kondisi normal. 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 dipantulkan oleh gedung, bangunan, atau apa saja yang menuju DME darat. Sehingga DME darat tidak akurat memberikan pulsa balasan. Ground station hanya mampu menjawab pulsa interogasi kirakira 100 pesawat secara bersamaan.

Jarak antara pesawat dengan ground statio dapat dihitung dengan cara berikut ini :

R = ½ c (T-t)

Keterangan :

R : jarak pesawat terbang ke ground station DME  ((NM) 1 NM : 1850m)

c : cepat rambat pulsa radio ( 3 x l08 m/s)

T: interval waktu antara pulsa interogasi dengan penerimaan pulsa jawaban

t : penundaan singkat pengiriman sinyal jawaban (50s)

Referensi

Northsop, W, 1984, Distance Measuring Equipment, Kansas City, Missouri, USA.

FAA, handbook., 8083-32-AMT-airframe-vol 2,. U.S Departement Of Transportasion. 2012.

http://mojomoxer.blogspot.com/2012/01/sistem-navigasi-udara.html

https://hatta16.wordpress.com/2008/07/26/dme-distance-measuring-equipment/