MEMELIHARA UP/DOWN CONVERTER

MEMELIHARA UP/DOWN CONVERTER 

A. UMUM

Stasiun Bumi berfungsi untuk mengirimkan dan menerima frekuensi RF dari dan ke satelit, di mana frekuensi uplink 5,925 – 6,425 GHz dan frekuensi downlink 3,7 – 4,2 GHz. Untuk mendukung fungsi dari stasiun bumi ini, terdapat banyak perangkat yang bekerja menjalankan fungsi masing-masing. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Blok Diagram berikut ini

1. Modem       

Modem merupakan perangkat yang terdiri dari modulator dan demodulator. Modulator merupakan perangkat sisi kirim yang berfungsi untuk menumpangkan sinyal baseband pada sinyal carrier IF sehingga dihasilkan sinyal carrier termodulasi. Sedangkan demodulator merupakan perangkat sisi terima yang berfungsi untuk memperoleh kembali sinyal informasi yang dibawa oleh carrier. 

Modem yang digunakan tergantung dari tehnik akses satelit yang digunakan. Berdasarkan jenis sinyal basebandnya modem dibedakan menjadi modem digital dan modem analog.

2. HPA (High Power AmplIFier)

HPA pada suatu stasiun bumi merupakan penguat akhir dalam rangkaian sisi pancar atau transmit yang berupa penguat daya frekuensi sangat tinggi dalam orde GHz. Tujuan penggunaan HPA pada suatu stasiun bumi adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar yang terletak pada band frekuensi antara 5,925 – 6,425 GHz yang berasal dari Up Converter yang jika digabungkan dengan gain dari antenanya akan menghasilkan harga EIRP tertentu sesuai dengan EIRP yang dikehendaki untuk stasiun bumi tersebut.


3. LNA (Low Noise AmplIFier)

LNA adalah suatu penguat pada sistem penerima dengan derau thermal rendah yang dipasang pada antena stasiun bumi. Perangkat ini berfungsi untuk memperkuat sinyal amat lemah yang diterima oleh antena stasiun bumi dari satelit komunikasi. Yang dimaksud derau dalam hal ini adalah derau therrnal yang dibangkitkan oleh komponen aktIF dan pasIF dalam sistem penerima. Untuk penguat seperti LNA lazim menggunakan konsep temperatur derau atau noise temperatur yang dinyatakan dalam derajat Kelvin.


4. Antena

 Antena stasiun bumi merupakan bagian yang paling penting dalam sistem komunikasi satelit karena  bagian ini mempunyai fungsi mengirimkan carrier modulasi RF dari stasiun bumi menuju satelit dalam frekuensi up link (6 GHz) dan menerima carrier modulasi RF dari satelit dalam frekuensi down link (4 GHz). Disamping itu antena juga mempunyai fungsi sebagai penguat akhir sinyal yang akan dikirim ke satelit maupun sinyal yang diterima dari satelit. Antena terdiri dari dua jenis yaitu single mode dan dual mode. Antena single mode hanya memiliki satu jenis polarisasi yaitu vertical atau horizontal, sedangkan dual mode memiliki dua polarisasi yaitu vertical dan horizontal


5. Up Converter dan Down Converter

Karena daerah operasi satelit adalah pada frekuensi 6/4 GHz, sedangkan output modem hanya berupa sinyal pada frekuensi 50 – 90 MHz, maka diperlukan perangkat penggeser frekuensi yang dikenal sebagai Up Converter dan down converter. 
Up Converter beRFungsi menggeser frekuensi sinyal output modulator dari daerah frekuensi IF 50 – 90 MHz ke daerah frekuensi 5,925 – 6,425 GHz. Sedangkan down converter berfungsi menggeser frekuensi 3,700 – 4,200 GHz dari satelit ke frekuensi  50 – 90 MHz.

B. UP / DOWN CONVERTER CM- 22943

CM-      22943 adalah suatu C-Band RF Up/Down onerter untuk system komunikasi satelit yang bekerja pada daerah C-Band ( 4 GHz unutk Downlink, 6 GHz untuk Uplink). Up Converter (CM-22943U) berfungsi untuk mengubah sinyal IF menjadi sinyal RF 6 GHz, sedangkan Down converter (CM-22943D) berfungsi mengubah sinyal RF 4 GHz menjadi sinyal IF 70 MHz CM-22943 bisa beroperasi dengan 2 mode, yaitu mode transponder dan mode Center Frekuensi. Pada mode Transponder, center frekuensinya sudah diprogram sehingga tepat pada center frekuensi tiap transponder yang ada (24 Transponder), sehingga pada mode center frekuensi, center frekuensi biasa diprogram dengan step 125 KHz. 

CM-22943 dilengkpai dengan sebuah mater reference ocillator (MRO) 10MHz yang digunakan sebagai referensi untuk semua Sintesizer dalam RF Up/Down Converter ini. Agar system gain pada stasiun bumi yang menggunakan Up/Down Converter ini mudah diatur, CM 22943 dilengkapi dengan programmable attenuator masing-masing memiliki redaman maksimum 45.5 dB dengan Step 0.5 dB.

1. Up Converter CM- 22943 U 

    Up Converter adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk mentranslasikan sinyal IF (70-18 
    MHz) menjadi sinyal RF yang terletak antara band frekuensi 5,925-6,425 GHz, untuk kemudian 
    diteruskan ke HPA 

CARA KERJA :

Sinyal IF input 70 MHz masuk ke programmable attenuator dengan resolusi 0.5 dB dan redaman maksimum 45.5 dB, kemudian melalui sebuah IF Coupler. Sinyal ini disampling untuk keperluan monitor

Bandwidth sinyal IF masukan dibatasi menjadi selebar 36 MHz oleh IF filter. 70 MHz. Kemudian sinyal ini dicampur dengan sinyal keluaran Local Oscilator 2 (LO2TX) dengan frekuensi 1100MHz menghasilkan 2 sinyal dengan frekuensi 1030

MHz dan 1170 MHz

Agar diperoleh sinyal 1170 MHz, kedua sinyal hasil pencampuran tersebut di filter dan diperkuat oleh filter 1170 MHz. Pada Filter 1170 MHz ini sinyal dengan frekuensi 1020 MHz ditiadakan dan sinyal dengan fekuensi 1170  18 MHz diperkuat sebesar

36 dB sinyal dengan fekuensi 1170  18 MHz ini adalh sinyal konversi antara

Selanjutnya sinyal konversi antara dicampur dengan keluaran syntesizer Local Oscilator 1 (LO10 dengan frekuensi 4775 MHz s.d. 5235 MHz ( tergantung pada transponder yang dipilih). Dari hasil pencampuran ini yang diambil adalah Uper Side Band (5,9 GHz s.d. 6,4 GHz), dengan menambahkan sebuah filter dengan bandwith yang selebar tersebut.

Untuk mendapatkan level output yang cukup, maka ditambahkan sebuah amplIFier yang mempunyai gain sebesar 20 dB. Selanjutnya unutk keperluan monitoring dipasang sebuah RF coupler.

 2. Down Converter CM- 22943 D

Down converter berfungsi unutk melaksanakan translasi frekuensi antara 3,7-4.2 GHz frekuensi IF (70  18 MHz). Untuk proses translasi sinyal RF menjadi IF  

CARA KERJA :

Lebar sinyal RF masukan dibatasi sebesar 3700 MHz s.d. 4200 MHz oleh filter 4 GHz. Selanjutnya setelah dilakukan pada sebuah  isolator, sinyal RF yang telah dibatasi frekuensinya dicampur dengan sinyal keluaran synthesyzer local osilator (LO1) dengan frekuensi 4775 MHZ s.d 5235 MHz ( tergantung pada transponder yang dipilih) menghasilkan sinyal konversi antara dengan frekuensi 1055 MHz

Sinyal konversi antara tersebut kemudian diproses oleh filter 1055 MHz untuk menghilangkan komponen sinyal hasil pencampuran yang tidak dikehendaki. Pada filter 1055 MHz ini sinyal hasil pencampuran dibatasi sebesar 1055  18 MHz dan diperkuat sebeesar 36 dB

Selanjutnya sinyal konversi antara tersebut dilakukan pada sebuah isolator kemudian dicampur dengan sinyal keluaran Local oscillator 2 (LO2RX) dengan frekuensi 1125 MHz menghasilkan sinyal IF dengan fekuensi 70  18 MHz

Sinyal IF tersebut kemudian diproses oleh filter IF 70 MHz untuk membuang komponen sinyal hasil pencampuran yang tidak dikehendaki lalu diperkuat sebesar 40dB. Untuk mengatur Gain dari Down Converter ini, dipasang sebuah programmable attenuator dengan step 0.5 dB dan redaman maksimum 45.5 dB. Keluaran dari attenuator ini dilakukan pada sebuah IF Coupler untuk memonitor sinyal IF tersebut

   C. LOCAL OSCILATOR

Pada CM-22943 RF Up/Down converter terdapat 3 macam local oscillator yaitu :

v  local oscillator 1 (LO1) dengan frekuensi 4775-5235 MHz (125 KHz step)

v  local oscillator 2 (LO2) dengan frekuensi 1100MHz (Up Converter)

v  local oscillator  3 (LO) dengan frekuensi 1125 MHz

1 Local oscillator 1 

Local oscillator 1 ini adalah sebuah microwave frekuensi synthesizer yang berfungsi sebagai oscillator pemilih trasponder dengan step frekuensi sebesar 125 KHz sehingga memiliki kemampuan untuk beroperasi pada 24 transponder yang ada pada satelit palapa.

Local oscillator ini sesuai digunakan untuk RF Up/Down converter yang menggunakan system double conversation karena menghasilkan sinyal IF dengan IF  dengan frekuensi 70 MHz masih diperlukan konversi sekali lagi.

Cara kerja LO1

 Sebagai oscillator pemilih transponder LO1 dirancang untuk bekerja pada satelit PALAPA yang saat ini dipergunakan di Indonesia. Satelit PALAPA memiliki 24 buah transponder dengan bandwith masing-masing sebesar 36 MHz dan spasi antar tansponder 40MHz. Transponder bernomor ganjil diletakkan pada polarisasi horizontal, sedangkan transponder bernomor genap diletakkan pada polarisasi vertical. Spasi antar transponder bernomor ganjil dengan transponder bernomor genap yang berdekatan ( missal transponder 1 dan 2) berjarak 20 MHz (1/2 transponder). 

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar, LO1 terdiri dari PLL dua tingkat yaitu : PLL 100 MHz dan PLL 1 GHz

a. PLL 100 MHz

PLL 100 MHz menghasilkan sinyal dengan frekuensi 100MHz , 62,5 KHz dengan step 31,25 KHz yang lock terhadap MRO, kemudian frekuensinya dikalikan 10 menghasilkan sinyal 1 GHz, 625 KHz. Sinyal keluaran PLL 100 MHz tersebut digunakan oleh PLL 1 Ghz untuk menurunkan frekuensi keluaran VCO 1193,75 - 1308,75 MHz sebelum dibagi oleh programmable divide by N

Adapan cara kerja masing-masing PLL 100 MHz tersebut adalah : 

Terdiri dari VCXO 100MHz dengan devider 320, programmable diveder N, phase detector, loop filter, frekuensi multiplier dan band pass filter 1 GHz. VCXO menghasilkan sinyal dengan frekuensi 100 MHz, setelah melalui rangkaian pembagi N didaptkan sinyal dengan frekuensi 31.25 KHz. Sinyal dengan frekuensi 31,25 KHz tersebut kemudian oleh phase detector dibandingkan dengan sinyal yang berasa dari MRO dengan frekuensi 3,125 KHz ( setelah dibagi 320) menghasilkan phase ERROR. Phase error tersebut setelah dilakukan pada loop filter digunakan untuk mengontrol frekuensi VCXO. Dengan demikian akan didapatkan sinyal keluaran VCXO dengan frekuensi 100MHz, 62,5 KHz dengan step size 3,125 KHz dan phase noise yang rendah mendekati phase noise MRO. Selanjutnya sinyal keluran VCXO dimasukkan pada frekuensi multiplier menghasilkan sinyal keluaran dengan frekuensi 1 GHz. Kemudian sinyal 1 GHz ini tersebut dilakukan pada filter 1 GHz untuk menghilangkan Harmonisasi yang tidak dikehendaki sehingga didapatkan sinyal yang stabil, bersih, dan phase noise yang rendah. 

b. PLL 1 GHz

PLL 1 GHz menghaislkan sinyal dengan frekuensi 1193,75 s.d 1308,75 MHz yang nantinya setelah dikalikan empat akan menghasilkan sinyal keluaan LO1 dengan frekuensi 4775 s.d 5235 MHz dengan step frekuensi 5 MHz

terdiri dari VCO dengan frekuensi 1193,75 s.d 1308.75 MHz, mixer

programmable divider N, phase detector, dan loop filter

VCO menghasilkan sinyal dengan frekuensi 1193,75 s.d 1308.75 MHz,kemudian dicampur dengan sinyal 1 GHz dari PLL 100 MHz menghasilkan sinyal dengan frekuensi 19,375s.d 308.75 MHz. Sinyal tersebut kemudian dilakukan pada programmable divide by N menghasilkan sinyal dengan frekuensi 1,25 MHz. Nilai N tergantung pada nomor transponsder yang dipilih. Sinyal keluaran programmable divide by N dengan frekuensi 1.25 MHz tersebut kemudian oleh phase detector dibangdingkan dengan sinyal reference 1,25 MHz yang berasal dari MRO yang telah dibagi 8.

Keluaran phase detector adalah keluaran sinyal error yang telah dilakukan pada loop filter untuk mengontrol frekuensi VCOsektar + 20 dBmkemudian diperkuat lagi oleh amplIFier 2 tingkat sehingga menghaislkan keluaran sekitar 30 dBm

Selanjutnya sinyal keluaran PLL 1 GHz dengan frekuensi 1193,75 s.d 1308.75 MHz, (tergantung nomor transponder) dikalikan 4 oleh rangkaian frekuensi multiplier menghasilkan sinyal dengan frekuensi 4775 s.d 5235 MHz. Level LO1 untuk Up Converter sekitar +13 dBm, dan +7 dBm untuk Down converter. Programmable divider N pada PLL 1 Ghz adalah untuk pemilihan frekuensi secara kasar (5 MHz step) sedangkan programmable devider N pada PLL 100 MHz untuk pemilihan halus (125KHz).

 

Local Oxcillator 1100 MHz (LO2 TX)

LO2 TX terdiri dari VCXO 100 MHz, pembagi 40, pembagi 4, phase detector, loop filter, frekuensi multiplier bandpass filter 1100MHz, dan AmplIFier 1 Ghz. Diagram blok LO2TX dapat dilihat pada gambar berikut :

Rangkaian VCXO pembagi 40, pembagi 40, phase detector, loop filter adalah sebuah PLL yang menghasilkan sinyal keluaran dengan frekuensi 100 MHz yang locked pada phase sinyal keluaran MRO. Dengan demikian keluaran PLL ini adalah sinyal 100MHz yang stabil dan mempunyai phase noise yang rendah.

Sinyal 100MHz tersebut frekuensinya dikalikan sebelas oleh frekuensi multipelxer, menghasilkan sinyal dengan frekuensi 1100 MHz. Selanjutnya bandpass filter 1100MHz menekan komponen sinyal yang tidak dikehendaki sampai 70 dB dibawah level sinyal yang dikehendaki. Sinyal keluaran filter ini kemudian diperkuat oleh amplIFier 1 GHz menhasilkan sinyal dengan level sekitar +12 dBm yang sesuai dengan level yang diperlukan oleh mixer pada bagian Up Converter.

Local Oscillator 1125MHz (LO2RX)

 LO2RX Terdiri dari VCXO 112,5 MHz , pembagi 32, pembagi 360, phase detector, loop filter, frekuensi multiplier, bandpass filter 1125 MHz, dan amplifier 1 GHz. 

Cara kerjanya sama dengan LO2TX, hanya saja reference phase detectornya adalah 312,5 KHz. Sinyal keluaran VCXO 112,5 MHz tersebut kemudian frekuensinya dikalikan 10 oleh frekuensi multiplier menghasilkan sinyal dengan frekuensi 1125 MHz. Selanjutnya bandpass filter 1125 MHz menekan komponen sinyal yang tidak dikehendaki sampai 70 dB dibawah level sinyal yang dikehendaki. Sinyal ini kemudian diperkuat oleh amplifier 1 GHz sehingga outputnya +12 dBm yan sesuai dengan level yang diperlukan oleh mixer pada bagian down converter. 

Sumber : 
Lyta Suzanayanti, Fanda. Modul Pembelajaran Sistem Komunikasi Satelit Kelas XII. SMK Telkom Sandhy Putra Jakarta. 2015

Pragulo, Sukhendro. Modul Pembelajaran Sistem Komunikasi Satelit. SMK Telkom Sandhy Putra Jakarta. 2016

more information :
1. http://fanda-orange.blogspot.co.id/2016/01/satelit-ruang-angkasa.html
2. http://proditransmisi.blogspot.co.id/
3. http://sukkhendro54.blogspot.co.id/

GROUND SEGMENT

GROUND SEGMENT 

Peralatan ground segment adalah peralatan-peralatan yang berada di bumi, pada dasarnya peralatan ini dikategorikan menjadi dua bagian yaitu :

-          SPU (Stasiun Pengendali Utama) adalah peralatan yang berfungsi sebagai pengontrol dan pengendali satelit.

-          Stasiun Bumi adalah peralatan yang berfungsi untuk komunikasi.

Sedangkan sistem bumi menurut jenisnya dapat dibedakan menjadi :

-          Stasiun bumi besar, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota-kota yang traffiknya padat

-          Stasiun bumi sedang, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota-kota yang traffiknya kurang padat.

-          Stasiun bumi kecil, yaitu stasiun bumi yang ditempatkan di kota-kota yang traffiknya rendah atau di daerah yang terpencil yang dianggap strategis.

Sistem Pengendali Utama

Stasiun bumi pengendali utama (SPU) atau Master Control Station (MCS) terdapat di Cibinong. Stasiun bumi ini berfungsi sebagai : 

v Stasiun Pengendali Satelit (Dalsat)

v  Stasiun Pengendali Komunikasi (Dalkom)

Secara garis besar, susunan perangkat yang ada di SPU Cibinong adalah sebagai berikut 

v  Peralatan komunikasi, MCCS

v  Peralatan pengontrol Satelit, SCE  (SCE = Satelit Control Equipment)

v  Peralatan pengontrol telemetry, Tracking, Command (TT dan C)

v  Peralatan Catu Daya

v  Peralatan maintenance

v  Peralatan penunjang (UPS, AC, Fire Alarm, dll.)

Stasiun Bumi

           Stasiun Bumi adalah peralatan yang berfungsi untuk komunikasi. Secara sederhana konfigurasi stasiun bumi dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gbr. 3.2 Blok Diagram Stasiun Bumi secara umum

Adapun Keterangan dari masing-masing subsistem di atas adalah :

a.       Antena Parabola

Sebagai penguat daya dan mengubah dari gelombang RF terbimbing menjadi gelombang RF bebas dan sebaliknya.

b.      HPA (High Power Amplifier)

Merupakan penguat akhir dari sinyal RF sebelum dipancarkan ke satelit melalui antenna parabola, input dari HPA adalah sinyal RF dari Up converter dengan daya rendah sehingga dikuatkan oleh HPA sinyal RF tersebut mempunyai daya yang cukup untuk diberikan ke antena selanjutnya dapat dipancarkan ke satelit dengan harga EIRP yang telah disyaratkan.

c.       LNA (Low Noise Amplifier)

Penguat pada arah terima yang berfungsi untuk mempurkuat sinyal yang diterima dari antenna parobola, LNA harus ditempatkan sedekat mungkin dengan antena, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan G/ T (Gain to Noise Temperature Ratio) lebih baik.

d.      Up/ Down Converter

Terdiri dari dua bagian yaitu bagian Up converter yang berfungsi mengubah sinyal IF 70 Mhz menjadi sinyal RF 6 Ghz, sedangkan bagian Down Converter berfungsi mengubah sinyal RF 4 Ghz menjadi sinyal IF 70 Mhz. Kedua bagian tersebut menggunakan common transponder synthesizer 5 Ghz. Sehingga up/ down converter ini dapat dioperasikan pada transponder yang diinginkan.

e.       Perangkat IF

Memodulasi sinyal suara atau data menjadi sinyal IF 70 Mhz dan sebaliknya, biasa perangkat ini disebut MODEM (Modulator Demodulator), adapaun jenis-jenis modem tersebut adalah tergantung dari sistem yang digunakan, sebagai contoh :

1. Untuk sistem SCPC : MODEM SCPC. Untuk sistem 2. IDR : MODEM IDR

3. Untuk sistem VSAT : MODEM VSAT 

Penentuan besarnya sinyal yang diterima oleh suatu pesawat penerima secara garis besar bergantung kepada faktor-faktor berikut :

1. Penerima

Dalam sistem komunikasi satelit dipakai istilah G/T yang menyatakan:

Dimana apabila dinyatakan dalam dB , maka :

 

Dengan memasukkan faktor ini ke rumus daya yang diterima, diperoleh :

Dimana :

P_T         = daya keluaran pemancar (dBw)

G_T, G_R = gain atau faktor penguat antena-antena pemancar,penerima

T           = temperatur derau dari sistem penerima (system noise temperature) 

L           = Kehilangan lainnya

Seperti biasa, nilai C/T ini penting karena menentukan kualitas penerimaan suatu hubungan radio, yaitu daya yang diterima berapa besar dibanding derau yang ada, yang biasa dinyatakan dalam perbandingan: 

C/N = C/kTB atau signal to noise ratio atau E_b/N_o = (C/R_s)/kT.

Jadi terlihat bahwa C/N ini sangat bergantung pada G_R/T antena penerima, sehingga faktor ini digunakan sebagai spesifikasi teknis suatu stausiun bumi.

Untuk mencapai G/T yang diperlukan, ukuran diameter antena dipilih dengan memperhitungkan hubungan yang optimal antara besarnya penguatan dan temperature derau daripada sistem stasiun bumi. Temperature derau stasiun bumi berasal dari berbagai sumber derau, seperti : 

i.   Derau dari pesawat penerima 

ii.  Derau yang diakibatkan oleh kerugian daya dalam tapis dan peralatan lainnya antara    

     antena dengan pesawat penerima.

iii. Derau antena yang datangnya dari sumber-sumber derau yang berada di angkasa luar 

     dan atmosfir bumi, seperti:

•     Benda-benda angkasa seperti bintang, bulan dan matahari, Uap air, gas-gas O₂ dan N₂ di udara.

•     Mesin-mesin dan alat-alat listrik yang menimbulkan bunga api dan gelombang elektromagnetik.

Besarnya antena noise temperature ini bergantung pada sudut dan frekuensi.

2. Antena

Banyak sekali macam/tipe gelombang mikro yang dapat digunakan untuk stasiun bumi, besarnya penguatan (gain) dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan:

Dimana :

G  =  Faktor penguat antena  

D  =  Diameter antena 

λ   =  Panjang gelombang sinyal  

η   =  Efisiensi antena (0,54 - 0,65)

Efisiensi dari antena yang bergantung kepada ketelitian bentuk permukaan dan kekasaran permukaan reflektor antena (harganya biasanya berkisar antara 0,54 dan 0,65). Sebagai contoh dari besarnya penguatan tersebut, untuk stasiun-stasiun bumi yang beroperasi dengan satelit TELKOM-1, diperlukan daya antena sebesar 50,7 dBw untuk 4 GHz (penerima) dan 53,1 dBwn(pemancar), dengan diameter dari antena 10 m.

Pada stasiun-stasiun bumi yang mempunyai G/T yang tinggi, selain antena yang besar diameternya, juga pesawat penerima harus didinginkan untuk memperoleh G/T yang lebih besar dari 40,7 dB/^oK.

Dalam menentukan besarnya antena dari stasiun bumi, selain faktor G/T, ada hal lain yang perlu diperhatikan, yaitu :

a.      Side lobe

Makin kecil antena, makin besar side lobe dari antena tersebut. Side lobe ini penting sekali untuk memperhitungkan pengaruh dari/ke gelombang mikro lainnya baik teresterial amupun satelit, tambahan derau dari bumi yang panas serta badan-badan angkasa lainnya.

b.      Lebar dari berkas antena 

                  Makin kecil antenanya, makin besar/lebar berkas antenanya. Secara pendekatan, lebar                      berkas suatu antena adalah θ_3dB = 70 λ/D (^o), dimana, θ_3dB = lebar sudut yang                                membatasi berkas – 3 dB relatif. Beberapa bentuk dasar antena yang memenuhi                              syarat-syarat untuk dipakai di stasiun bumi antara lain :

a.    Antena paraboloid (Focal Feed)

Pemancaran gelombang radio ke ruang bebas dimulai pada titik fokus reflektor antena.

Kelemahan :

•      Mempunyai “sistem noise” yang relatif tinggi terutama pada sudut elevasi yang tinggi, karena pancaran dari “side lobe” primary feednya menuju bumi yang “panas”.

•      Transmision line antara penerima dan antena menjadi panjang, sehingga kehilangan yang diakibatkannya besar.

Kelebihan :

Bentuk sangat sederhana. Karena sifat ini, tepat dipakai untuk stasiun bumi yang transportable dengan G/T yang kecil.

b.      Cassegrain antena

Untuk mengatasi kekurangan-kekurangan dari paraboloid antena, dipakai sistem dengan dua reflektor yang disebut cassegrain antena (menurut nama William Cassegrain, yang pada tahun 1672 menggunakan konsep dua reflektor untuk teleskop). Ada dua reflektor yaitu raflektor utama (main reflector) berbentuk parabola dan reflektor kedua (sub reflektor) berbentuk hiperbola.

Kelebihan:

•      Mempunyai imbuhan derau dari “side lobe” yang relatif lebih kecil, karena pancaran dari side primary feednya menuju angkasa yang dingin.

•      Panjang “bumbung gelombang” untuk feed lebih pendek.

•      Flexible dalam design “feed”-nya.

•      “feed system” secara mekanis lebih stabil sehingga pengarahan antena lebih tepat.

Kekurangan :

•      Pemancar         terhalang          oleh     sub       reflektor           dan      bagian-bagian penyangganya.

•      Karena sub reflektor dimensinya kecil, “feed system” harus lebih terarah.

c.      Horn reflektor

Pada dasarnya, antena ini adalah offset reflektor parabola dengan “horn feed”.

Ujung berimpitan dengan titik api reflektor parabola.

Keuntungan :

“side lobe”-nya relatif kecil sekali, jika dibandingkan dengan reflektor parabola.

Kelemahan :

Konstruksinya berat dan kompleks, tatpi dalam kemajuan teknologi akhir-akhir ini beberapa perusahaan mengintrodusir konstruksi yang ringan, misalnya dibuat dari fiberglass.

d.      Type reflektor bentuk khusus

Untuk mengurangi blockage oleh primary feed dan meninggikan efisiensi, dibuat feed yang di offset ke samping tetapi bentuk reflektor disesuaikan tidak lagi betul-betul parabola, agar “ sinar” dari feed tetap terpantul dari reflektor secara paralel. Dengan cara ini efisiensi dapat ditingkatkan sampai 65%.

e.      Antena yagi

Untuk sistem penerimaan sinyal APT dari satelit cuaca digunakan antena Yagi karena menggunakan frekuensi VHF (136 – 137,5 MHz). Antena Helical juga sering dipakai.

f.       Sistem penjejakan (tracking)

Penjejakan adalah pengarahan antena stasiun bumi agar selalu dapat mengikuti posisi dari suatu satelit. Khusus untuk stasiun bumi, digunakan penjejakan pasif dimana pemancar beacon dari satelit dipakai sebagai sumber penjejakan. Ada beberapa cara penjejakan yang digunakan untuk stasiun bumi, diantaranya conical scanning dan sistem monopulse.

g.      Antena helix

Antena helix dapat berbentuk uniform, tapered, variable pitch, envelop, dan lain sebagainya. Adapun model helix ada yang digunakan sebagai saluran transmisi (mode transmisi) dan ada yang berfungsi sebagai antena (mode radiasi). Penggunaan helix sering dilakukan dengan cara disusun dalam suatu array yang berfungsi untuk menaikkan gain antena.

h.      Antena Conical horn

Terbagi atas dua yaitu ractangular horn dan circular horn. Circular horn terdiri dari exponentially tapered, conical, TEM biconical, TE01 biconical.

i.        Antena microstrip ring

Dapat berbentuk square, disk, rectangular, ellipse, pentagon, ring, equilateral triangle, dan semi disk.

Diplexer

Karena digunakan hanya satu antena baik untuk pengiriman maupun penerimaan, diperlukan suatu pengatur sehingga sinyal dari pemancar hanya pergi ke antena dan sinyal dari pemancaar hanya pergi ke LNA. Untuk membedakan sinyal kirim dan terima, dimanfaatkan perbedaan frekuensi (6 dan 4 GHz) dan polarisasi, sehingga diplekser ini disebut juga OMT (Ortho Mode Transduser).

Rangkaian ini biasanya terdiri dari gabungan rangkaian-rangkaian tapis dan hibrid yang terdiri dari komponen-komponen bumbung gelombang.

Rangkaian Pemancar

Sinyal yang masuk ke stasium bumi biasanya sudah berupa sinyal IF yang sudah siap untuk dipancarkan. Jadi seluruh proses multiplexing, preemphasis, modulasi dan lain-lain dianggap sudah dilaksanakan sebelumnya. 

Terutama untuk stasiun-stasiun bumi kecil memang seluruh proses, mulai dari sinyal baseband masukan sampai siap dipancarkan berlangsung dalam unit yang kecil, tetapi prinsipnya sama, yaitu sinyal IF yang masuk mula-mula dinaikkan frekuensinya ke frekuensi RF di upconverter (U/C).

Untuk pemancar-pemancar besar, tahap akhir biasanya dilengkapi dengan rangkaian pengukur untuk pengamatan (monitoring) dan kontrol dari pemancarnya.

Pemilihan frekuensi pemancaran dilakukan pada tahap terakhir penguatan.

Sistem RFE dan VSAT

Rangkaian pengiriman/penerimaan yang digunakan dalam suatu VSAT umumnya lebih kompak dan biasa disebut RFE (Radio Frequency Equipment).

Untuk RFE yang bekerja secara Full-Duplex di daerah C-Band dengan daerah frekuensi yang bergerak dari 5,925 GHz sampai 6,425 GHz untuk arah stasiun bumi ke satelit dan frekuensi 3,7 sampai 4,2 GHz untuk arah satelit ke stasiun bumi, peralatannya dari salah satu tipe RFE terdiri dari beberapa bagian :

a.      LNA (low Noise Amplifier)

LNA dalam arah penerimaan berfungsi untuk memperkuat sinyal yang sangat lemah yang diterima dari satelit. Sinyal radio yang diterima dalam daerah frekuensi 5,925 – 6,425 GHz diperkuat di LNA dengan faktor penguat antara 40 sampai dengan 60 dB baru diteruskan ke unit ODU.

b.      Indoor Unit (IDU)

IDU yang berfungsi untuk :

-         Mengubah frekuensi IF transmit 70 MHz yang datang dari peralatan komunikasi VSAT, ke 185 MHz untuk diteruskan ke ODU.

-         Mengubah frekuensi IF penerima dengan frekuensi 1040 MHz dari ODU ke 70 MHz untuk diteruskan ke VSAT.

-         Membangkitkan frekuensi 10 MHz untuk referensi ke synthesizer di ODU.

-         Membangkitkan tegangan DC untuk digunakan di IDU dan ODU.

c.      Outdoor Unit

Penguat (Solid State Power Amplifier, SSPA) 10 W ODU berfungsi untuk :

-         Mengubah frekuensi pemancaran dari 185 MHz ke 5925 MHz – 6425 MHz, untuk kemudian diperkuat menjadi 10 watt sebelum dipancarkan ke arah satelit lewat antena parabola.

-         Mengubah frekuensi penerimaan dari 3700 MHz sampai 4200 MHz menjadi Frekuensi IF 1040 MHz sebelum diteruskan ke unit IFM.

Prinsip yang sama juga berlaku untuk VSAT yang berbeda di daerah KU band. d. Diplexer

Berfungsi untuk meneruskan sinyal transmit ke horn dan sinyal receive hanya

ke LNA. Diplexer terdiri dari tapis mode (mode-filter) yang berupa bandpass dan bandreject,yang beroperasi yang berdasarkan perbedaan frekuensi dan polarisasi serta perta medan (mode) dalam salurannya.

Fungsi

Dalam sistem satelit, fungsi stasiun bumi dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu stasiun bumi pengendali dan stasiun bumi pengirim-penerima.

a.      Stasiun bumi pengendali

Tipe stasiun bumi yang pertama melakukan pengukuran parameter-parameter dari satelit dari jarak jauh yang disebut telemetering. Tugasnya adalah mengikuti gerakan-gerakan satelit (penjejakan = tracking) baik selama transisi, antara peluncuran sampai dengan kedudukan lintasan yang telah ditentukan, maupun selama satelit bergerak pada orbit yang ditentukan. 

b.      Stasiun bumi komunikasi

Tipe stasiun bumi kedua adalah stasiun-stasiun bumi yang bertindak sebagai stasiun pengirim dan/atau penerima sinyal-sinyal gelombang radio, sesuai dengan misi sitem satelit tersebut.

c.      Stasiun bumi lainnya

Dalam sistem satelit observasi, termasuk sistem cuaca dan sumber alam, terdapat sebuah atau lebih stasiun bumi yang berfungsi untuk menangkap dan mengolah data-data yang dikirimkan oleh DPC (Data Collection Platform) lewat satelit.

d.      Closed user group

Dalam daerah pancaran sebuah satelit, ada kalanya dibangun suatu jaringan komunikasi yang “tertutup”. Jaringan ini khusus hanya untuk berkomunikasi antar sesamanya dengan menggunakan sebagian atau satu transponder dari satelitnya. Jadi, jaringan ini seolah-olah membentuk suatu sub network.   


sumber : 
Lyta Suzanayanti, Fanda. Modul Pembelajaran Sistem Komunikasi Satelit Kelas XII. SMK Telkom Sandhy Putra Jakarta. 2015

Pragulo, Sukhendro. Modul Pembelajaran Sistem Komunikasi Satelit. SMK Telkom Sandhy Putra Jakarta. 2016

more information :
1. http://fanda-orange.blogspot.co.id/2016/01/satelit-ruang-angkasa.html
2. http://proditransmisi.blogspot.co.id/
3. http://sukkhendro54.blogspot.co.id/