Rangkuman dari dokumen tersebut adalah: 1. Penelitian ini membahas perancangan dan implementasi antena phased array untuk radar multifungsi pada sistem fire control. 2. Telah dikembangkan prototype skala laboratorium sistem antena radar multibeam dan model radar FMCW frekuensi S-band. 3. Juga dirancang model meriam mini untuk pengujian sinkronisasi antara radar dan pengarahan meriam.

1. www.ristek.go.id
Bandung, 1 - 2 Oktober 2014
Seminar Ilmiah Insentif Riset SINas, Kementerian Riset dan Teknologi
“Membangun Sinergi Riset Nasional untuk Kemandirian Teknologi”
INSINAS 2014
“Perancangan dan Implementasi Antena Phased Array
untuk Radar Multifungsi pada Fire Control System”
Dr.Ir.Joko Suryana
Anggrit Yudha Pinangkis, ST
Firman Azhari, ST, MT
Ahmad Izzuddin, ST, MT

2. www.ristek.go.id
1. LATAR BELAKANG DAN TUJUAN
Latar Belakang
• Sistem Fire Control merupakan Alat Utama Sistem
Persenjataan yang sangat penting karena terkait langsung
dengan kemampuan dasar untuk pertahanan baik di darat,
laut maupun udara.
• Sistem Fire Control dengan dukungan Radar bahkan
menjadi komponen penting suatu Kapal Perang maupun
Pesawat Tempur dan Artileri Pertahanan Udara modern.
• Komponen penting dalam suatu Fire Control System adalah
Antena Phased Array dari suatu Radar Multifungsi karena
merupakan ‘indera’ untuk mendeteksi target, melakukan
penguncian serta menjejaknya dan juga untuk memberikan
panduan bagi misil agar tepat mengenai target.

3. www.ristek.go.id
Suatu Fire Control System memiliki 3 komponen utama :
 Radar ( surveillance dan tracking )
 Launcher / Meriam
 Computer
FIRE CONTROL SYSTEM

4. www.ristek.go.id
SURVEILLANCE AND FIRE CONTROL RADARS

5. www.ristek.go.id
1. LATAR BELAKANG DAN TUJUAN
Tujuan
• Melakukan rancang bangun large array 16 x 16 x 4 sisi
dimana masing-masing antenna akan dihubungkan dengan
beamformer untuk mendukung scanning 3D dan tracking
multiobject .
• Melakukan interfacing antara antenna large array dengan
prototipe radar FMCW short range.
• Merancang model meriam mini sebagai media yang
menggantikan meriam sebenarnya untuk melakukan
pengujian singkronisasi antara arah target yang dterima
radar dengan pengarahan laras meriam.

6. www.ristek.go.id
2. PERMASALAHAN DAN PENDEKATAN
PEMECAHAN NYA
Masalah Pokok
• Implementasi Antena Phased Array dengan multi
berkas simultan yang mampu melakukan
scanning beam dan tracking
• Implementasi Sistem Radar S-band dan
antarmuka dengan Antenna Phased Array
• Perancangan Model Meriam

7. www.ristek.go.id
2. PERMASALAHAN DAN PENDEKATAN
PEMECAHAN NYA
Pemecahan
• Large Array didekomposisi kedalam subarray S-band
berukuran 16 buah 4x4 cross dipole identik sehingga
diperoleh larger array berukuran 16 x 16. Masing-
masing subarray memiliki 16 berkas simultan, sehingga
total berkas per sisi kubah radar memiliki 256 berkas.
• Dipilih Radar S-band tipe FMCW yang memiliki fitur
low power serta low probability interception
• Model meriam menggunakan dual motorized untuk
mendukung pergerakan dalam arah azimuh dan elevasi

8. www.ristek.go.id
3. METODE
3.1.Perancangan Large Array 2 meter x 2 meter x 2 meter
• Untuk melakukan scanning 3D secara elektronik serta melakukan
penjejakan multitarget, maka antena susunan 256 buah per sisi kubah
tersebut masing-masing elemen antenannya harus memiliki rangkaian
penggeser fasa.
• Sejumlah besar rangkaian penggeser fasa ini kemudian diorganisasikan
untuk membentuk suatu sistem Beamformer jamak untuk mendukung
scanning 3D serta penjejakan multi target secara elektronis

9. www.ristek.go.id
3. METODE
3.2. Implementasi Large Array
16 x 16 S-band
• Untuk memperoleh jarak
jangkauan yang lebih jauh,
antenna disusun dalam array
dengan jumlah elemen sebanyak
mungkin.
• Bila masing-masing subarray 4x 4
memiliki gain 16 dB, maka susunan
antenna 16 x 16 berikut memiliki
gain 28 dB. Selain menaikkan gain,
dalam penelitian ini tujuan
memperbanyak elemen antenna
adalah untuk membuat sejumlah
besar berkas secara simultan.

10. www.ristek.go.id
3. METODE
3.3.Perancangan Beamformer 16 x 4 x 4
• Untuk melakukan scanning 3D
secara elektronik serta melakukan
penjejakan multitarget, maka antena
susunan 256 buah per sisi kubah
tersebut diatas masing-masing
elemen antenannya harus memiliki
rangkaian penggeser fasa.
• Dalam penelitian sinas 2014 ini,
untuk melakukan scanning 3D
diperlukan dua buah Butler Matrix
4x4 pada arah vertical dan arah
horizontal.

11. www.ristek.go.id
3. METODE
3.4.Implementasi Radar FMCW S-band dan antarmuka dengan
antena phased array :
• Pada kegiatan ini dilakukan implemetasi Radar FMCW S-band
dengan daya rendah namun memiliki keunggulan LPI.
• Untuk melakukan integrasi radar FMCW dengan Large Array 16 x
16 cross dipole diperlukan antarmuka berupa rangkaian RF switch
dengan T/R duplexer.

12. www.ristek.go.id
3. METODE
3.5.Perancangan Model Meriam Mini
• Pada kegiatan ini, permodelan
meriam akan dilakukan dengan
perancangan mekanik sistem
penggerak azimuth dan elevasi dengan
dua motor listrik dan sistem gearnya.
• Untuk menggerakkan dua motor
tersebut dibutuhkan driver daya yang
pengendaliannya dilakukan dengan
PWM ( Pulse Width Modulation )
dengan kendali mikroprosesor.
Spesifikasi motor yang dipilih bisa
digunakan untuk pengendalian beban
laras meriam yang dipakai.

13. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Prototype Skala Lab Sistem Antena Radar Multibeam
• Pada kegiatan ini telah dilakukan penyempurnaan
rancangan antena multibeam pada tahun pertama
dengan perbaikan-perbaikan sebagai berikut :
1. Perbaikan Matching Impedance di 16 port antena
2. Perbaikan kinerja Beamformer 2D baik arah azimuth
maupun elevasi
3. Perbaikan Gain tiap subarray
4. Perbaikan Konstruksi Mekanik integrasi antena
dengan beamformer 2D

14. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Prototype Skala Lab Sistem
Antena Radar Multibeam
• Dalam riset ini telah diimplementasikan
2 tipe antena multibeam 16 tipe patch
kotak dan tipe cross dipole.
• Tipe array patch kotak memiliki
keunggulan dalam kemudahan
implementasi dan biaya implementasi
yang lebih ekonomis.
• Sedangkan antena multibeam 16 tipe
cross dipole memiliki keuntungan dalam
gain yang lebih baik dan bandwidth
yang lebih lebar, namun membutuhkan
biaya yang cukup mahal.

15. www.ristek.go.id
PERFORMANCE MULTIBEAM 2D

16. www.ristek.go.id
HASIL PENGUKURAN POLA RADIASI PORT 1 dan 15

17. www.ristek.go.id
HASIL PENGUKURAN PARAMETER S11 PORT 1 dan 15
Gambar Kurva hasil pengukuran vs
simulasi antena multibeam 16 tipe
cross dipole port 1
Gambar Kurva hasil pengukuran vs
simulasi antena multibeam 16 tipe
cross dipole port 15

18. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model Radar FMCW frekuensi S-band
• Pada tahun 2014 telah dilakukan juga kegiatan pengembangan
Radar FMCW S-band dengan kegiatan desain dan
implementasi Subsistem radar FMCW S-band sebagai berikut :
1. Desain dan implementasi pemancar Radar FMCW S-band
2. Desain dan implementasi penerima Radar FMCW S-band
3. Pengembangan algoritma pengolahan sinyal radar untuk
memperoleh frekuensi Beat sebagai dasar untuk
memperoleh jarak target, kecepatan dan karakteristik
lainnya.

19. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model Radar FMCW frekuensi S-band

20. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model Radar FMCW frekuensi S-band

21. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model Radar
FMCW frekuensi S-band
• Pada pengujian kinerja radar FMCW
ini, prototipe simulator radar
diarahkan pada sebuah objek pada
beberapa jarak tertentu yang berubah
seiring perubahan waktu. Objek
tersebut bergerak secara perlahan
mendekat dari jarak 6 meter sampai
dengan jarak 1 meter, kemudian
bergerak menjauh kembali. Objek
yang dideteksi adalah sebuah logam
PCB dengan material FR-4 berbentuk
persegi panjang pipih dengan dimensi
1 m x 1,2 m x 2 mm

22. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model Radar FMCW frekuensi S-band

23. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengembangan Model
Radar FMCW frekuensi
S-band
• Bila seluruh hasil
pengukuran Frekuensi beat
ditampilkan dalam image 2
D untuk semua sampel jarak
pengujian, maka akan
diperoleh image 2D sebagai
berikut :

24. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3. Perancangan Model Meriam Mini
• Pengendalian model meriam mini
menggunakan mikroprosesor
digunakan untuk memberikan perintah
kepada motor azimuth dan elevasi
merespon sinyal masukan yang berasal
dari radar ketika menangkap informasi
keberadaan target.
• Proses yang terjadi dalam algoritma
kendali meriam mini mencakup :
pembacaan data hasil deteksi radar,
kemudian melakukan perbandingan
dengan data terakhir yang tersimpan di
memory dan kemudian memerintahkan
motor bergerak untuk memperkecil
error kondisi memory terakhir dengan
hasil pengukuran terbaru yang
tertangkap oleh radar.

25. www.ristek.go.id
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3. Perancangan Model Meriam Mini

26. www.ristek.go.id
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Telah tercapai 100% target kegiatan riset untuk bulan 1 sampai dengan
bulan 8 sebagai berikut :
1. Perbaikan Matching Impedance di 16 port antena
2. Perbaikan kinerja Beamformer 2D baik arah azimuth maupun
elevasi
3. Perbaikan Gain tiap subarray
4. Perbaikan Konstruksi Mekanik integrasi antena dengan
beamformer 2D
5. Desain dan implementasi pemancar Radar FMCW S-band
6. Desain dan implementasi penerima Radar FMCW S-band

27. www.ristek.go.id
5. KESIMPULAN DAN SARAN
7. Pengembangan algoritma pengolahan sinyal radar untuk
memperoleh frekuensi Beat sebagai dasar untuk memperoleh jarak
target, kecepatan dan karakteristik lainnya.
8. Menyiapkan skenario pengujian deteksi obyek bergerak
9. Melakukan Set Up akuisisi data sinyal pantul radar dengan
memanfaatkan Audiocard PC stereo
10. Melakukan pengolahan data Frekuensi Beat terhadap jarak dan
atau waktu dengan Clutter Rejection
11. Melakukan pengolahan data Frekuensi Beat pada suatu citra 2D
Saran
Untuk lebih mendukung percepatan penyelesaian penelitian, diharapkan
anggaran Riset SINAS dapat sampai ke peneliti tepat waktu.