Pulse Repetition Frequency (PRF)

The Pulse Repetition Frequency (PRF) of the radar system is the number of pulses that are transmitted per second.

Figure 1: Radar pulse relationships

Radar systems radiate each pulse at the carrier frequency during transmit time (or Pulse Width PW), wait for returning echoes during listening or rest time, and then radiate the next pulse, as shown in the figure. The time between the beginning of one pulse and the start of the next pulse is called pulse-repetition time (prt) and is equal to the reciprocal of prf as follows:

PRT=1/PRF

The radar system pulse repetition frequency determines its ability to unambiguously measure target range and range rate in a single coherent processing interval as well as determining the inherent clutter rejection capabilities of the radar system. In order to obtain an unambiguous measurement of target range, the interval between radar pulses must be greater than the time required for a single pulse to propagate to a target at a given range and back. The maximum unambiguous range is then given by

Runamb = C0/2PRF

where c0 is the velocity of electromagnetic propagation.

Instrument Navigation System - attitude(1)

Inertial Navigation System (INS) adalah sebuah alat navigasi yang menggunakan sebuah computer, motion sensor (accelerometers) dan rotation sensor (gyroscope) untuk secara berkesinambungan menghitung posisi terakhir pesawat berdasarkan posisi yang telah ditentukan sebelumnya (dead reckoning), perilaku pesawat, dan kecepatan (direction and speed movement) dari sebuah pergerakan objek tanpa membutuhkan referensi eksternal. INS digunakan pada kendaraan seperti kapal, pesawat, kapal selam, dan peluru kendali.

Salah satu bagian dari INS adalah Attitude Indicator, gyro horizon atau artificial horizon adalah sebuah instrument yang digunakan untuk menginformasikan kepada pilot tingkah-laku dari pesawat terhadap bumi atau darat. Attitude Indicator mengindikasikan pitch (fore dan tilt) dan bank atau roll (side to side tilt) dan sebagai instrument di mana referensi yang digunakan adalah kondisi meteorogical pada saat itu (instrument meteorogical conditions- blind flying).

Attitude indicator menggunakan gyroscope (supply power oleh vacuum pump atau electrical motor) untuk mempertahankan posisi inersianya. Gyroscope digunakan untuk menampilkan attitude pitch dan roll dari pesawat. Display dari attitude ini mungkin diwarnai untuk mengindikasikan dua daerah secara horizontal misalnya, biru untuk warna langit dan coklat untuk ground.

Voltage Standing Wave Ratio

Bila kita amati, ombak yang berasal dari samudera bergerak menuju pantai dari ketinggian yang maksimal ketika sampai di pantai ia berupa gelombang-gelombang kecil yang akhirnya habis terserap ke pantai. Apabila kita letakkan dinding penghalang diantaranya, maka gerakan ombak akan terhalang dan dengan energi yang masih cukup besar membentur dinding penghalang kemudian membentuk ombak dengan arah yang berlawanan. Arah balik ombak akibat dinding penghalang membentuk “standing wave”, sebuah istilah untuk menggambarkan refleksi energi yang dihasilkan dari energi sumber akibat adanya penghambat.

Fenomena ombak di atas juga terjadi pada proses transmisi radio dan radar. Pada proses pengiriman sinyal atau gelombang elektromagnetik, sinyal dikirim dari rangkaian transmitter untuk diteruskan ke anttena pengirim untuk proses berikutnya. Antena dalam hal ini berperilaku sebagai beban dari rangkaian transmitter. Misalkan pada beban atau antenna terjadi short ataupun open circuit akan mengakibatkan sinyal balik yang sempurna (mendekati nilai dari sumber sinyal). Sinyal balik yang cukup besar terkirim kembali ke rangkaian transmitter yang dapat mengakibatkan kerusakan pada rangkaian transmitter. Sinyal balik yang ekstrim diakibatkan oleh adanya kondisi dari beban yang open atau short circuit. Ketika itu terjadi sinyal balik dapat mencapai 100% dari sinyal input. Namun dalam beberapa hal ada kondisi di mana sinyal balik diakibatkan dari perbedaan impedansi antara sumber dan beban. Akibat yang ditimbulkan adanya loss power yang diterima beban disebabkan adanya sinyal yang terbuang. Istilah ini biasa yang disebut dengan mismatch impedance antara sumber dengan beban. Dapat disimpulkan bahwa setiap terjadinya “Standing Wave” menunjukkan adanya kondisi yang tidak sempurna sebagai bagian dari hilangnya power akibat mismatch impedance. Jika tidak ada perbedaan impedansi dapat dipastikan semua power yang dikirim diserap 100 % oleh beban sehingga tidak terjadi “standing wave”. Ada metoda yang telah dikembangkan untuk mengetahui berapa nilai atau kekuatan dari standing wave pada sebuah transmisi radio atau radar. Ketika sinyal ini dideteksi dapat ditentukan apakah sinyal ini cukup kuat untuk dikhawatirkan akibatnya. Intesitas dari standing wave dinotasikan dengan voltage standing wave ratio atai VSWR. Ada empat parameter yang menggambarkan efektifitas transfer power dari sumber ke beban atau antenna. · VSWR · Reflection coefficient · Mismatch loss · Return loss Keempat bagian ini saling berhubungan satu sama lainnya. Berikut parameter – parameter dari standing wave dengan notasinya,

Aircraft Lightning Protector

Dapat diperkirakan bahwa rata-rata, setiap pesawat pada penerbangan komersial di Amerika ketika terbang di sambar oleh petir lebih dari satu kali per tahunnya. Faktanya, pesawat sering disambar petir ketika terbang melalui daerah dengan muatan yang sangat besar pada titik-titik awan. Pada contoh ini, kilatan petir menyambar pada salah satu bagian pesawat (nose atau wing tip), kemudian pada lokasi lain dari fuselage pesawat.

Pada tahun 1967, terjadi kecelakaan besar yang diakibatkan langsung oleh petir. Petir menyebabkan terbakarnya tangki fuel pada pesawat sehingga pesawat terjatuh. Sejak saat itu, seluruh bagian otoritas penerbangan yang berwenang mempelajari akibat-akibat yang dapat ditimbulkan oleh kilatan petir terhadap seluruh bagian pesawat baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada saat ini, telah dikeluarkan sertifikat tes petir untuk membuktikan bahwa pesawat yang dirancang telah aman dari akibat yang ditimbulkan oleh kilatan petir.
Hampir sebagian besar skin dari pesawat memiliki komposisi terdiri dari aluminium, yang bersifat konduktor sangat baik. Dengan meyakinkan bahwa tidak ada gap yang terbentuk antara bagian-bagian penghartar tersebut, engineer dapat meyakinkan bahwa hampir semua petir yang melekat pada body pesawat akan tetap berada pada bagian terluar dari body pesawat. Pada pesawat modern, skin pesawat terbuat dari material composit yang secara significan memiliki kekuatan penghantar yang kecildari alumunium. Dalam hal ini, bahan composit pada pesawat terdiri dari bagian yang ditempelkan pada fiber konduktif atau screen yang dirancang untuk membawa muatan listrik akibat dari petir.

Untuk mengetahui kemampuan dari pesawat untuk memproteksi dirinya dari petir maka dilakukan prosedur pengetesan dengan menggunakan Lightning Protector Test Set. Test set ini bekerja dengan mensimulasikan tegangan ke sistem Lighting Protector pada pesawat untuk mengetahui apakah terjadi sharge atau discharge.

FMCW

Frequency Modulated Continuous Wave adalah sistem radar di mana frekuensi tertentu dipancarkan melalui gelombang radio secara kontinu yang dimodulasi dengan sinyal segitiga (triangular wave) dan digabungkan dengan sinyal yang dipantulkan kembali oleh target objek dengan sinyal yang dikirim untuk menghasilkan beat frequency.

Gambar 1. Diagram Blok Radio Altimeter

Gambar 2. Grafik Radio altimeter - FMCW

Misalkan kecepatan gelombanng radio di udara c adalah 984 000 000 feet per second atau sekitar 10 pangkat 9 fps, dan altitude dari pesawat H adalah 1000 feet, maka Travel time ∆T = 2 x H/c . Dengan memasukkan nilai-nilai yang telah diketahui didapat ∆T = 2 µs. Pada gambar 2 grafik di atas, turn around time TOT terjadi 2 kali dalam 1 perioda atau setiap 0,01 second, total turn around time per second TOT = (2 x ∆T)/0,01 atau 0,04 percent. Semakin besar TOT yang didapatkan maka semakin tinggi altitude dari pesawat terhadap ground level.

What Is a Radio Altimeter?

Radar altimeter, radio altimeter, low range radio altimeter (LRRA) atau biasa disingkat RA berfungsi sebagai instrumen untuk mengukur ketinggian pesawat atau helikopter di atas ground level (AGL) atau land surface atau biasa disebut juga absolute altitude. Absolute altitude dijadikan referensi untuk mengukur ketinggian pesawat diatas permukaan datar (land surface) yang diukur oleh Radio altimeter. Berbeda dengan barometric altimeter yang mengukur altitude terhadap permukaan laut atau ketinggian di atas sea level (Mean Sea Level).Radio Altimeter (RA) digunakan sebagai sistem navigasi pesawat dengan ketinggian sedang (low altitude navigation).

Secara fungsi, Radio altimeter bekerja menggunakan salah satu metoda dari dua metoda yang digunakan. Pada awalnya Radio altimeter bekerja dengan memancarkan gelombang radio magnetic ke ground atau land surface dan dipantulkan kembali ke pesawat yang diterima oleh antenna penerima dari Radio Altimeter. Karena kecepatan, jarak dan waktu saling berhubungan satu sama lainnya,ketinggian atau jarak dari ground ke pesawat dapat dihitung dari perkalian kecepatan gelombang radio magnetic (kecepatan udara) terhadap waktu ketika geleombang radio elektromagnetik dikirim dan diterima kembali oleh radio altimeter.

Dari metoda pertama ini berkembang menjadi metoda yang lebih akurat yaitu menggunakan Frequency Modulated Continuous-Wave (FMCW), di mana gelombang radio elektromagnetik dikirim secara terus-menerus dan dipantulkan kembali sehingga terjadi perbedaan fasa dari gelombang radio elektromagnetik yang dikirim dan
diterima kembali. Perbedaan fasa (frequency shift) ini dijadikan sebagai ukuran untuk menentukan jarak atau ketinggian pesawat terhadap ground. Semakin besar beda fasa yang dihasilkan semakin jauh jarak atau ketinggiannya. Metoda FMCW lebih akurat dibandingkan metoda sebelumnya dan radio altimeter dengan FMCW dijadikan standar dalam dunia industri penerbangan ut leh rgntuk mengukur altitude.

Range operasi dari Radio Altimeter berada pada frekuensi antara 4,2 - 4,4 GHz, tapi perbedaannya tidak lebih dari 150 MHz.Ada dua antenna yang digunakan terpisah untuk fungsi transmit dan receive, dikarenakan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim dan diterima oleh Radio Altimeter begitu singkat sehinggatidak memungkinkan menggunakan satu antenna untuk dua fungsi sekaligus.Untuk penerbangan sipil akurasi dari Radio Altimeter pada umumnya berada pada ketinggian di atas 2 feet (6 meter) dan digunakan sebagai indikator altitude tidak lebih dari 2.500 feet (762 meter) di atas ground level (AGL).

Pada penerbangan sipil, Radio altimeter digunakan untuk mendekati posisi ground dan ketika pesawat akan mendarat, khususnya pada kondisi jarak penglihatan yang rendah (low-visibility condition). Ketika pesawat menggunakan sistem autoland (automatic landing), Radio altimeter memberikan informasi ke pilot kapan pilot harus mulai untuk melakukan flare maeuver.

Dalam dunia militer, Radio altimeter digunakan pada pesawat-pesawat militer untuk terbang pada posisi yang sangat ekstrim rendah menghindari radar musuh dan target misile dari pesawat lain atau misile dari darat.