Tactical Air Navigation (TACAN)

Tactical Air Navigation

Tactical Air Navigation, atau TACAN, adalah sistem navigasi yang digunakan oleh pesawat militer. Ini menyediakan pengguna dengan jarak dan bantalan dari stasiun tanah. Ini adalah versi yang lebih akurat dari VHF omnidirectional kisaran / Distance Measuring Equipment (DME VOR-) sistem yang menyediakan berbagai informasi dan bantalan untuk penerbangan sipil. Pada fasilitas VORTAC, bagian DME dari sistem TACAN tersedia untuk penggunaan sipil.

Pesawat dilengkapi dengan avionik TACAN dapat menggunakan sistem ini untuk en navigasi rute serta non-presisi pendekatan untuk bidang pendaratan. Pesawat ulang-alik ruang angkasa merupakan salah satu kendaraan seperti yang dirancang untuk menggunakan TACAN navigasi.

Sejarah

Sistem navigasi TACAN merupakan evolusi dari sistem navigasi transponder radio yang tanggal kembali ke sistem Inggris Oboe Perang Dunia II. Di Amerika Serikat banyak perusahaan yang terlibat dengan pengembangan TACAN untuk pesawat militer. Hoffman Electronics- Militer Divisi Produk adalah pemimpin dalam mengembangkan sistem TACAN hadir di AS dimulai pada akhir 1950-an.

Operasi

Gambar Sebuah Antena TACAN Angkatan Udara AS.

TACAN secara umum dapat digambarkan sebagai versi militer dari VOR / DME sistem. Ini beroperasi di pita frekuensi 960-1215 MHz. Unit dukung TACAN lebih akurat daripada VOR standar karena itu menggunakan prinsip dua frekuensi, dengan 15 Hz dan 135 Hz komponen, dan karena transmisi UHF kurang rentan terhadap sinyal lentur daripada VHF.

Komponen pengukuran jarak TACAN beroperasi dengan spesifikasi yang sama seperti DMEs sipil. Oleh karena itu untuk mengurangi jumlah stasiun yang diperlukan, stasiun TACAN sering co-terletak dengan fasilitas VOR. Stasiun co-terletak yang dikenal sebagai VORTACs. Ini adalah stasiun terdiri dari VOR untuk informasi bantalan sipil dan TACAN untuk informasi bantalan militer dan militer / sipil jarak pengukuran informasi. The TACAN transponder melakukan fungsi DME tanpa perlu terpisah, co-terletak DME. Karena rotasi antena menciptakan sebagian besar azimut (bearing) sinyal, jika antena gagal, komponen azimut tidak lagi tersedia dan TACAN mengerdilkan hanya ke DME.

Ketepatan

Secara teoritis TACAN harus memberikan peningkatan 9 kali lipat akurasi dibandingkan dengan VOR tetapi penggunaan operasional telah menunjukkan hanya peningkatan 3 kali lipat perkiraan.

Akurasi dari 135 Hz komponen azimuth adalah ± 1 ° atau ± 63 m pada 3,47 km. Akurasi bagian DME adalah 926 m (± 0,5 mil laut) atau 3 persen dari jangkauan jarak miring, mana yang lebih besar -. Lihat FAA 9.840,1 1982. [3]

Stasiun TACAN dapat memberikan jarak hingga 390 mil laut.

TACAN modern jauh lebih akurat. Persyaratan sekarang adalah memiliki TACAN portabel yang IFR bermutu, baik stasiun dan sistem portabel. Versi modern terbaru TACAN telah diuji untuk kesalahan rata-rata 0.00 di kedua jangkauan dan azimut, dan bisa menjadi back-up layak untuk Lalu Lintas masa depan Air Sistem Pengendalian dan bahkan mungkin diintegrasikan ke dalam sistem untuk mulus kembali.

TACAN masa lalu telah mengandalkan daya output tinggi (hingga 10.000 Watt) untuk memastikan sinyal yang baik dalam ruang untuk mengatasi nulls hadir dalam desain antena dan untuk menyediakan diperlukan 200 mil jangkauan mereka. Dengan kemajuan teknologi, desain antena telah ditingkatkan dengan antena yang lebih tinggi gain, nulls lebih dangkal, dan konstruksi ringan. Sekarang layak untuk memiliki rentang 200 nm dengan 400 Watt TACAN DME Transmitter, membuat paket TACAN jauh lebih kecil, lebih portabel dan lebih dapat diandalkan (Power = Panas yang memperpendek usia pakai elektronik).

TACAN semakin kecil: Cakupan penuh TACAN sekarang dapat diberikan dalam suatu sistem yang dapat dijalankan trailer tunggal dengan berat kurang dari £ 4000, dan dibentuk oleh dua orang dalam waktu kurang dari satu jam. TACAN HF sekarang dapat sekecil kotak makan siang (dengan cakupan penuh dan jangkauan) dan antena dapat dikurangi dari £ 800 menjadi kurang dari 100 kilogram.

Manfaat

 
 Gambar TACAN antena di Shemya, Alaska.

Karena azimuth dan jangkauan unit digabungkan dalam satu sistem menyediakan untuk instalasi sederhana. Kurang ruang yang dibutuhkan dari VOR karena VOR yang membutuhkan imbangan besar dan sistem antena bertahap cukup kompleks. Sebuah sistem TACAN secara teoritis mungkin ditempatkan pada sebuah bangunan, truk besar, pesawat terbang, atau kapal, dan akan beroperasi dalam waktu singkat. Penerima TACAN udara dapat digunakan dalam modus udara-ke-udara yang memungkinkan dua pesawat bekerja sama untuk menemukan bantalan relatif mereka dan jarak.

Kerugian

Sebuah TACAN antena di kapal USS Raleigh (LPD-1) dengan penangkal petir memperluas di atasnya.

Untuk penggunaan militer kelemahan utama adalah kurangnya kemampuan untuk mengendalikan emisi (EMCON) dan siluman. Operasi angkatan laut TACAN dirancang sehingga pesawat dapat menemukan kapal dan tanah. Tidak ada enkripsi yang terlibat, musuh hanya dapat menggunakan jangkauan dan bantalan yang disediakan untuk menyerang sebuah kapal yang dilengkapi dengan TACAN. Beberapa TACANs memiliki kemampuan untuk menggunakan "Permintaan Hanya" mode dimana mereka hanya akan mengirimkan saat diinterogasi oleh pesawat on-channel. Sangat mungkin bahwa TACAN akan digantikan dengan sistem GPS diferensial mirip dengan Local Area Augmentation System disebut JPALS. Precision Joint Pendekatan dan Landing System memiliki probabilitas rendah mencegat untuk mencegah deteksi musuh dan versi kapal induk dapat digunakan untuk operasi autoland.

Beberapa sistem yang digunakan di Amerika Serikat memodulasi sinyal yang ditransmisikan dengan menggunakan antena berputar 900 RPM. Karena antena ini cukup besar dan harus memutar 24 jam sehari, dapat menyebabkan masalah keandalan. Sistem modern memiliki antena yang menggunakan rotasi elektronik (bukan rotasi mekanik) tanpa bagian yang bergerak.

Masa Depan

Seperti semua bentuk lain dari tanah berbasis pesawat radio navigasi saat ini digunakan, ada kemungkinan bahwa TACAN akhirnya akan digantikan oleh beberapa bentuk ruang sistem navigasi berbasis GPS seperti.

Referensi :

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

AUTOMATIC DIRECTION FINDER (ADF)

AUTOMATIC DIRECTION FINDER

A.                Pengertian ADF

Sebuah pencari arah otomatis (ADF) adalah instrumen radio-navigasi laut atau pesawat terbang yang secara otomatis dan terus menerus menampilkan bantalan relatif dari kapal atau pesawat udara dengan stasiun radio yang cocok. [2] [3] ADF penerima biasanya disetel untuk penerbangan atau kelautan NDBs beroperasi pada pita LW antara 190-535 kHz. Seperti unit RDF, sebagian besar penerima ADF juga dapat menerima gelombang menengah (AM) Stasiun penyiaran, meskipun sebagaimana disebutkan, ini kurang dapat diandalkan untuk keperluan navigasi.

Operator lagu penerima ADF ke frekuensi yang benar dan memverifikasi identitas dari beacon dengan mendengarkan sinyal kode Morse dikirimkan oleh NDB. Pada penerima ADF laut, antena ferit-bar bermotor di atas unit (atau jarak jauh dipasang pada masthead) akan memutar dan kunci bila mencapai nol dari stasiun yang diinginkan. Sebuah centerline pada unit antena bergerak di atas kompas mawar ditunjukkan dalam derajat kaitannya stasiun. Pada ADFs penerbangan, unit bergerak secara otomatis pointer kompas seperti (RMI) untuk menunjukkan arah suar tersebut. Pilot dapat menggunakan pointer ini untuk rumah langsung menuju suar, atau juga dapat menggunakan kompas magnet dan menghitung arah dari suar (radial) pada pesawat mereka yang berada.

Berbeda dengan RDF, ADF beroperasi tanpa intervensi langsung, dan terus menampilkan arah suar disetel. Pada awalnya, semua penerima ADF, baik versi laut dan pesawat, berisi loop berputar atau loopstick ferit udara digerakkan oleh motor yang dikendalikan oleh penerima. Seperti RDF, antena diverifikasi rasa arah yang benar dari berlawanan 180 derajat.

ADFs penerbangan Lebih modern mengandung array kecil dari antena tetap dan menggunakan sensor elektronik untuk menyimpulkan arah dengan menggunakan kekuatan dan fase sinyal dari setiap udara. Sensor elektronik mendengarkan palung yang terjadi ketika antena pada sudut kanan sinyal, dan memberikan judul ke stasiun menggunakan indikator arah. Dalam penerbangan, ADF's RMI atau indikator arah akan selalu menunjuk ke stasiun siaran tanpa pesawat pos, namun sikap miring dapat memiliki pengaruh yang sedikit pada membaca, jarum akan tetap pada umumnya menunjukkan terhadap suar tersebut, namun menderita dari DIP kesalahan dimana dips jarum ke bawah dalam arah belokan. penerima tersebut dapat digunakan untuk menentukan posisi sekarang, lagu jalur penerbangan inbound dan outbound, dan mencegat bantalan yang diinginkan. Prosedur-prosedur ini juga digunakan untuk mengeksekusi pola induk dan pendekatan non-presisi instrumen.

B.                Sejarah

John Stone dipatenkan arah pertama kali menemukan sistem pada tahun 1902 (US Patent 716.134). Alternatif dan sistem arah perbaikan temuan diciptakan oleh Lee de Forest pada tahun 1904 (US Patent 771.819), dan insinyur Italia Ettore Bellini dan Alessandro Tosi tahun 1909 (US Patent 943.960). Pada tahun 1919, British Army Officer Frank Adcock mengusulkan arah perbaikan temuan desain antena antena Adcock (Inggris Paten 130.490). US Army Air Corps pada tahun 1931 diuji radio primitif kompas bahwa stasiun komersial yang digunakan sebagai beacon

Radio Arah Menemukan bekerja dengan cara membandingkan kekuatan sinyal antena directional menunjuk ke arah yang berbeda. Pada awalnya, sistem ini digunakan oleh tanah dan operator radio berbasis kelautan, menggunakan antena loop sederhana rotatable terkait dengan indikator derajat. Sistem ini kemudian diadopsi untuk kedua kapal dan pesawat, dan telah banyak digunakan di tahun 1930-an dan 1940-an. Pada pra-pesawat Perang Dunia II, antena RDF mudah untuk mengidentifikasi sebagai loop dipasang melingkar di atas atau di bawah badan pesawat. Kemudian desain loop antena yang terlampir dalam fairing, butiran air mata berbentuk aerodinamis. Dalam kapal dan perahu kecil, penerima RDF pertama kali digunakan logam antena loop yang besar, mirip dengan pesawat terbang, tapi biasanya dipasang di atas penerima bertenaga baterai portabel.
Dalam penggunaan, operator RDF lagu pertama akan penerima ke frekuensi yang benar, kemudian secara manual gilirannya loop, baik mendengarkan atau menonton meter S untuk menentukan arah null (arah di mana sinyal diberikan adalah terlemah) yang panjang gelombang (LW) atau gelombang menengah (AM) siaran suar atau stasiun (mendengarkan null lebih mudah daripada mendengarkan sinyal puncak, dan biasanya menghasilkan hasil yang lebih akurat). null ini bersifat simetris, dan dengan demikian mengidentifikasi kedua gelar yang benar pos ditandai pada kompas radio naik dan juga sebaliknya 180 derajat.

 Walaupun informasi ini memberikan baseline dari stasiun ke kapal atau pesawat udara, navigator masih perlu tahu terlebih dahulu jika ia adalah ke timur atau barat stasiun untuk menghindari merencanakan kursus 180-derajat ke arah yang salah. Dengan mengambil bantalan untuk dua atau lebih stasiun siaran dan merencanakan bantalan memotong, navigator dapat menemukan posisi relatif dari kapal atau pesawat udara. Kemudian, set RDF dilengkapi dengan antena loopstick rotatable ferit, yang membuat set lebih portabel dan kurang besar. Beberapa kemudian sebagian otomatis dengan menggunakan antena bermotor (ADF). Sebuah terobosan kunci adalah pengenalan cambuk vertikal sekunder atau antena 'rasa' yang diperkuat dengan bantalan yang benar dan memungkinkan navigator untuk menghindari merencanakan bantalan 180 derajat berlawanan yang sebenarnya pos. Setelah Perang Dunia II, perusahaan kecil dan besar ada banyak peralatan membuat arah mencari untuk pelaut, termasuk Apelco, Aqua Panduan, Bendix, Gladding (dan divisi kelautan, Pearce-Simpson), Ray Jefferson, Raytheon, dan Sperry. Pada tahun 1960, banyak dari radio ini benar-benar dibuat oleh produsen elektronik Jepang, seperti Panasonic, Fuji Onkyo, dan Koden Electronics Co, Ltd Dalam peralatan pesawat, Bendix dan Sperry-Rand dua produsen yang lebih besar radio RDF dan instrumen navigasi.

C.                 Cara Kerja ADF

-          Digunakan dalam menjaga dan menciptakan keselamatan penerbangan dan untuk menjaga komunikasi yang pada akhirnya ditransmisi ke dalam sandi morse karena memiliki keuntungan besar yang tidak terbatas pada garis jarak pandang.

-          Keuntungannya sinyalnya mengikuti kelengkungan bumi.

-          Pilot dapat menyetel stasiun yang dikehendaki dan memilih mode operasi.

-          Sinyal diterima, diperkuat dan diubah menjadi suara yang terdengar atau ditransmisi ke dalam sandi morse.

Referensi :

http://rory-ruanginspirasi.blogspot.com/2011/06/automatic-direction-finder.html

DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (DME)

DISTANCE MEASURING EQUIPMENT

DME (Distance Measuring Equipment) adalah alat navigasi udara yang berfungsi memberikan informasi jarak kepada pesawat, jarak yang di berikan adalah sudut miring antara pesawat dan transmiter dari DME ini dan bukan jarak sesungguhnya antara pesawat dan DME.

Fasilitas DME biasanya dipasang melengkapi VOR untuk memberikan informasi kepada penerbang tentang jarak pesawat terhadap DME.

Prinsip Kerja

Prinsip kerja DME adalah pesawat memberikan pertanyaan berupa kode yang terdapat pada interogator pesawat yang akan dikirimkan pada DME, pertanyaan dari interogator pada pesawat tersebut kemudian mentriger (memicu) DME akan mengirimkan pulsa jawaban pada pesawat dengan frekuensi yang berbeda. Pesawat mengetahui jarak dari DME berdasarkan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim oleh pesawat dengan sinyal yang diterima dipesawat dan kemudian di nyatakan dalam nautical miles. Apabila pesawat menerima sinyal reply dari pesawat dalam waktu 8 microsecond, berarti jarak antara pesawat dan groundstatiom adalah 8 x 6.173 = 49.384 NM

DME beroperasi pada frekuensi VHF sehingga pancarannya line of sight. Ketika pesawat memilih frekuensi VOR atau ILS suatu bandara, maka pesawat tersebut secara otomatis juga akan mendapatkan frekuensi dari DME.

DME beroperasi dalam 252 channel dengan range frekuensi 962 sampai 1213 MHz. channel-channel ini terdiri dari beberapa jenis frekuensi dan spasi antara pasangan pulsa yaitu pada 126 pasangfrekuensi terdapat “X” channel dan pada 126 pasangan frekuensi lainnya terdapat “Y” channel. Lebar pulsa yang dipakai adalah 3,5 mikrosecond dengan efisiensi 0,5 mikrosecond. Pada “X channel jarak antara pulsa adalah 12 mikrosecond pada interogator dan pulsa jawaban. Pada “Y” channel jarak antara pulsa adalah 36 mikrosecond pada interogator dan 30 mikrosekond pada pulsa jawaban. Jarak antara frekuensi interogator dengan pulsa jawaban adalah 63 MHz.

Prinsip kerja DME dapat dijelaskan sebagai berikut :

Sepasang pulsa dengan panjang pulsa tertentu, dipancarkan dari pesawat terbang (disebut Interrogator) diterima oleh receiver DME di tanah.

Stasiun DME (disebut Transponder) secara otomatis kemudian memancarkan kemabali sepasang pulsa sebagai jawaban ke pesawat terbang tersebut tetapi pada frejuensi yang berbeda.

Waktu yang diperlukan antara perjalanan bolak-balik ini kemudian diukur di receiver DME pesawat terbang, selanjutnya diolah menjadi bentuk jarak (Nautical Miles) dari pesawat terbang ke stasiun di darat.

DME bekerja pada bidang Ultra High Frequency (UHF) antara 962 MHz dan 1213 MHz, sehingga pancarannyapun tidak tergantung dari keadaan cauca/static-free.

Fungsi DME

Berfungsi sebagai alat bantu untuk mengetahui jarak dari beacon yg diketahui.  Sesudah transit-time, ground system memancarkan 2 group pulsa dg kec. 3x10⁸ m/det

DME biasanya di pasang pada stasiun VOR untuk melengkapinya (komplementer) sehingga posisi pesawat terbang secara teliti dapat terus menerus diketahui para penerbang.

(VOR memberikan informasi dalam derajat sedangkan DME memberikan informasi jarak dalam NM, sesuai koordinat polar dalam penenttuan posisi pesawat terbang).

DME juga dapat dipergunakan pada fasilitas navigasi udara ILS (Instrument landing System) guna memberikan informasi jarak secara terus menerus/tak terputus kepada penerbang pada saat pendekatan/pendaratan.

Referensi :

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

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

VHF Omni-directional Range (VOR)

 1.        Definisi VOR

Salah satu alat bantu navigasi yang paling tua dan paling sering digunakan adalah sistem VOR. Terdiri dari ribuan transmitter station di darat yang berkomunikasi dengan peralatan penerima (receiver) pada pesawat terbang.  

VOR singkatan dari “VHF Omni-directional Range” adalah salah satu tipe dari sistem navigasi radio untuk pesawat terbang. VOR memancarkan sinyal radio gabungan, termasuk 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. Karena bekerja pada pita VHF, maka jarak komunikasi darat-udara terbatas berupa “line of sight”. Cakupan VOR yang dapat dicapai bergantung pada penempatan ground station. Informasi yang diberikan ditampilkan pada indikator visual dengan pembacaan yang mudah dan ditafsirkan oleh instrument yang ada pada kokpit. Sinyal VOR berasal dari ground station, biasanya ada pada fasilitas pendaratan.

VOR terdiri dari VHF Receiver, Antena, Indikator dan Control Unit. Sedangkan VOR ground station terdiri dari VHF Transmitter dan Antena. 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)

2.        Prinsip Dasar VOR

Prinsip yang digunakan untuk pengukuran arah (bearing) pada VOR adalah dengan perbandingan fasa. Transmitter pada ground station mentransmit dua sinyal yang terpisah, sehingga memungkinkan receiver untuk menentukan posisi pesawat terhadap ground station dengan membandingkan besar fasa dari kedua sinyal tersebut. Pada intinya, VOR memberikan jalur terbang yang disebut sebagai “radial” dengan besaran 1 sampai 360 dalam satuan derajat. Jika radial menunjukan angka 360° berarti pesawat berada pada jalur yang meninggalkan ground station menuju ke Utara, radial 090° menuju ke Timur, 180° menuju ke Selatan, dan 270° menuju ke Barat. 

Gambar Radial VOR

VOR memancarkan sinyal radio frekuensi omni directional (ke segala arah) dan sinyalnya memberikan informasi azimuth dari 0° sampai 360°. Dengan memilih channel frekuensi VOR, penerbang akan mendapat arah/azimuth “TO” ke arah stasiun VOR atau “FROM” meninggalkan stasiun VOR dan apabila terbang tepat di atas stasiun VOR, maka pesawat tersebut tidak menerima sinyal VOR karena melalui “Cone of Silence” yaitu daerah kerucut tanpa sinyal radio, dan setiap stasiun VOR mempunyai kode identifikasi yang dipancarkan dengan kode morse.

Untuk mendapatkan posisi azimuth pesawat terhadap lokasi VOR ground station, maka kedua sinyal 30 Hz yang dipancarkan transmitter dibandingkan besar fasanya. Beda fasa kedua sinyal tersebut berubah sesuai dengan posisi pesawat terhadap lokasi ground station yang telah dipilih. Kedua sinyal 30 Hz tersebut dinamakan sinyal Reference dan Variable.

3.        Display VOR

Alat pengukur yang digunakan untuk menampilkan informasi VOR adalah Omni-Bearing Selector (OBS) atau Course Deviation Indicator (CDI). Saat ini informasi navigasi VOR digabungkan kepada indicator display yang lain, seperti Horizontal Situation Indicator (HSI). 

 

Gambar Indicator CDI

Pada CDI, terdapat empat komponen penting untuk, terdiri dari :

a. Rotating Course Card yaitu indicator yang menampilkan sudut dari 0 sampai 360. Indikator ini dapat berputar sesuai dengan posisi pesawat terhadap VOR station.

b. Omni-Bearing Selector (OBS) digunakan untuk memutar course card secara manual. Tombol OBS diaktifkan untuk membawa bearing yang sudah dipilih pada skala kompas ke indicator.

c. Jarum penunjuk CDI dapat berayun ke kanan atau ke kiri mengindikasikan kesesuaian posisi pesawat pada tujuan. Saat jarum bergerak ke kiri, pesawat harus bergeser ke kiri, dan sebaliknya. Saat jarum penunjuk berada di tengah, barati pesawat sudah sejajar dengan tujuan.

d. TO-FROM Indicator menunjukan kepada pilot bahwa bearing yang sudah ditentukan akan membawa pesawat menuju atau meninggalkan VOR station.

Gambar Mechanical HSI (kiri) dan Electronic HSI (kanan)

Indicator display yang digunakan selain CDI adalah HSI. Terdapat dua jenis Horizontal Situation Indicator (HSI), yaitu mechanical HSI dan electronic HSI. Penggunaan HSI tidak hanya untuk VOR, tapi juga digunakan bersamaan dengan ILS, khususnya glideslope. Untuk pengukuran bearing VOR tidak jauh berbeda dengan CDI, terdapat azimuth scale yang sama fungsinya dengan course card, course needle (CDI), TO/FROM indicator.

4.        Ground Station

VOR ground station memancarkan signal yang terdiri dari dua komponen modulasi 30 Hz yang terpisah. Dengan membandingkan fase kedua komponen signal 30 Hz ini, maka akan mendapatkan posisi azimuth pesawat terhadap lokasi VOR ground station. Hal ini agar VOR receiver dapat mendeteksi dan mengkonversi menjadi informasi data navigasi yang dapat digunakan.

Stasiun bumi VOR bekerja pada frekuensi carrier antara 108.0 dan 117.95 MHz. Sistem modulasinya adalah AM (Amplitude Modulated).

Terdapat dua jenis VOR ground station, yaitu conventional VOR ground station dan doppler ground station. Karena keterbatasan penggunaan Doppler VOR, maka hanya sedikit pembahasan akan lebih diperdalam pada pembahasan conventional VOR.

Peralatan yang ada di darat diatur di situs yang tetap dan termasuk transmitter yang menggerakkan sistem aero gabungan; satu bagian memproduksi sinyal Referensi, dan yang lainnya memproduksi sinyal variable. Sinyal REF adalah sinyal dengan gelombang kontinyu yang memancar ke segala arah. Rotasi dari antenna menciptakan modulasi amplitude dari sinyal 30 Hz, berupa sinyal VAR.

Gambar CVOR ground station

5.        Sistem VOR

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.

a.        Sistem VOR pada Pesawat Terbang

Sistem VOR yang berada pada pesawat adalah sebagai berikut:

1. Receiver

Receiver memiliki rangkaian yang bertugas untuk menerima sinyal frekuensi, decoding, dan memproses informasi arah berupa bearing yang diransmisikan oleh VOR ground station. Di dalam receiver juga terdapat rangkaian self-monitoring yang berfungsi untuk mengonfirmasi validitas dari sinyal yang diterima dan reliabilitas dari informasi bearing yang dikirim ke indikator VOR.

Dalam receiver VOR, terdapat beberapa rangkaian yang digunakan bersamaan dengan ILS (marker beacon, localizer, dan glide slope). Hal ini dikarenakan beberapa system tersebut memiliki rangkaian yang sama, sehingga dapat menggunakan beberapa komponen rangkaian secara bergantian.

Gambar Receiver VOR

2. Control Unit

Beberapa tipe control unit banyak digunakan dengan fungsi dasar pemilihan frekuensi VHF. Unit kendali menyediakan rangkaian control dan switching untuk sistem navigasi very high frequency (VHF). Salah satu contoh dari control unit dapat dilihat dalam gambar di bawah ini. 

 

Gambar Control Unit VOR NAV

3. Indicator VOR

Banyak tipe indikator VOR yang digunakan, namun pada dasarnya semua tipe indikator VOR memilliki kesamaan pada pengoperasian dan penafsirannya. Tampilan khusus biasanya mengacu pada VOR Indikator atau Omni Bearing Indicator (OBI). Arah terbang pesawat dibaca melalui panah penunjuk yang dapat berotasi menunjukan sudut bearing pada azimuth card. Sebagian besar dari indikator menampilkan arah dengan memutar azimuth card yang besarannya dibaca dalam satuan derajat.

Indikator juga dapat menampilkan informasi jarak (ke ground station) dan deviasi dari glideslope atau localizer. Indikator ini digunakan dalam sistem navigasi bergantung pada sistem yang digunakan dan preference dari pengguna. Indikator juga digunakan untuk menampilkan tanda peringatan (warning flag) atau isyarat yang mengindikasikan kondisi yang tidak valid dari data yang ditampilkan ke pilot.

Gambar Indikator CDI

Jarum vertical CDI dapat bergerak ke kanan atau kiri sesuai indikasi secara vertikal dengan poros di bagian atas. Ada lima titik di setiap sisi kanan dan kiri dari titik tengahnya. Setiap titik mewakili posisi 2 terhadap rute sebenarnya.

4. Antena

Antenna yang digunakan dalam VOR memiliki dua tipe, yaitu antenna tipe bat-wing dan tipe vee-dipole. Salah satu contoh antenna VOR dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar Antena V-shaped VOR

b.        Sistem VOR Ground Station

Gedung ground station beratap bulat datar seperti disk. Di atasnya terdapat antena VOR dan 8

tower fiberglass yang berbentuk kerucut. Terdapat juga automatic monitoring system. Monitor tersebut mengaktifkan transmitter. VOR biasanya dipasang dan beroperasi bersama dalam satu gedung dengan DME dengan maksud untuk memberikan informasi azimuth dan jarak kepada pemakai, juga dapat digunakan untuk prosedur operasi besama dengan ILS.

Sistem VOR pada ground station terdiri dari :

1. Transmitter

Dari 160 frekuensi yang tersedia antara 108.0 dan 1117.95 MHz, ground station mentransmit dua sinyal radio yang terpolarisasi horizontal pada setiap satu kanal. Yang pertama adalah sinyal yang termodulasi frekuensi pada 30 Hz dan disebut sinyal Referensi (ditunjukan pada gambar berupa kurva titik-titik). Fasenya sama pada semua arah. Sinyal yang kedua (kurva garis nyata pada gambar) disebut sinyal variable. Sinyal ini diproduksi oleh transmisi dari loop yang berotasi 30 putaran per detik bersamaan dengan non-directional transmitter.

Gambar Perbedaan fase sinyal VOR

Karena rotasi tersebut, transmisi sinyal gabungan pada 30 Hz AM dapat dipancarkan. Pentransmisian ini diatur oleh perbedaan fase diantara dua sinyal dengan arah Utara sebagai 0 dan semua arah lainnya sama dengan nilai radialnya.

Pada receiver pesawat terbang, kedua sinyal tersebut diterima dan dibandingkan besar fasanya sesuai dengan arah mata angin (magnetic) dari VOR ground station. Kemudian ditampilkan pada berbagai indikator sebagai magnetic bearing menuju atau meninggalkan VOR station.

2. Antenna Array

Antena memancarkan sinyal dari transmitter sampai ketinggian 60° sampai 80° terhadap vertikal. Sebuah daerah kosong yang berbentuk kerucut terbalik adalah daerah yang radiasinya lemah, atau bahkan tidak mendapatkan radiasi. Jika pesawat terbang di daerah tersebut, maka tidak akan mendapatkan sinyal. Untuk menentukan posisi dengan tepat sangat sulit, yang dibutuhkan adalah mengkonfirmasi station yang bersangkutan.

Gambar Daerah radiasi VOR ground station

6.        Prinsip Kerja

a.      Cara VOR Menentukan Arah Terbang

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.

Informasi “TO-FROM” ditampilkan pada indikator yang didapatkan dari perbedaan fasa antara sinyal referensi dan sinyal variable yang digeser (shift) sebanyak 90°. Dengan mengetahui informasi “TO-FROM” posisi pesawat udara terhadap stasiun VOR dapat diketahui.

b.      Cara Kerja VOR

Setelah pilot memilih frekuensi yang sesuai untuk VOR station yang dituju, receiver mulai beroperasi. Sinyal yang diterima terdiri dari frekuensi carrier yang besarnya 108.00 sampai 117.95 MHz dan frekuensi subcarrier (9960 Hz), keduanya dimodulasi oleh sinyal 30 Hz. Sinyal 30 Hz yang pertama adalah sinyal variable dan yang lainnya adalah sinyal referensi. Tugas receiver adalah membandingkan besar fase antara kedua sinyal tersebut.

Untuk membedakan kedua sinyal 30 Hz tersebut, receiver harus bisa memisahkan keduanya. Karena sebuah receiver memiliki kemampuan untuk memisahkan dua sinyal dengan frekuensi yang berbeda, maka kedua sinyal 30-Hz dapat dipisahkan dengan memisahkan frekuensi carrier dan subcarrier. Frekuensi sub-carrier dimodulasi-frekuensi dengan salah satu sinyal 30-Hz, sementara sinyal 30 hz yang lain memodulasi-amplitude frekuensi carrier.

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

Gambar Blok diagram receiver navigasi VOR

Pertama, sinyal yang diterima dikirim ke preselector dimana sinyal VOR akan difilter menggunakan BPF. Sinyal tersebut kemudian dikurangi frekuensinya pada mixer dan dikuatkan lagi menggunakan detector. Detector melakukan proses demodulasi dan memisahkannya kembali menjadi sinyal aslinya. Sinyal identifikasi suara dari VOR station difilter, dikuatkan, dan diaplikasikan pada sistem speaker pada kokpit.

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. 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.

c.       Cara Operasi VOR sebagai Sistem Navigasi

Langkah-langkah pengoperasian sistem navigasi VOR ditunjukkan oleh urutan proses berikut ini:

1. Pilot memilih frekuensi VOR dan memastikan identitas VOR station yang dipilih dengan mendengarkan kode suara berupa kode morse.

2. Receiver menerima sinyal RF yang terdiri dari frekuensi carrier dan sub-carrier

3. Receiver melakukan proses decoding kepada sinyal yang diterima untuk mengetahui perbedaan fasa diantara keduanya.

4. Setelah perbedaan fase didapatkan, sudut bearing ditentukan kemudian dikirimkan ke indikator dan ditampilkan agar dapat dibaca oleh pilot. Begitu pula dengan TO-FROM indicator-nya.

5. Pilot melanjutkan penerbangan sampai pesawat mencapai titik perpindahan frekuensi. Kemudian pilot memilih VOR station berikutnya sesuai dengan jalur penerbangannya.

6. Pilot melakukan penerbangan dengan VOR station sebagai acuan sampai pesawat mendekati bandara tujuannya. Setelah mendekati tujuan akhirnya, pilot mengganti frekuensi VOR ke frekuensi ILS untuk memandu pesawat melakukan pendaratan di runway.

Referensi :

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

https://sites.google.com/site/logancte/
http://www.navfltsm.addr.com/vor-nav.htm
http://www.wikihow.com/Navigate-Using-a-VOR
http://en.wikipedia.org/wiki/VHF_omnidirectional_range
http://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/aim/aim0101.html
http://stoenworks.com/Tutorials/Understanding%20Vors.html
http://www.americanflyers.net/aviationlibrary/instrument_flying_handbook/chapter_7.htm