## Perhitungan Redaman Scintilasi pada Gelombang Radio VHF (90 – 108) MHz
Menggunakan Model ITU-R
Nixson J. Meok
Jurusan Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, FKIP, Universitas Nusa Cendana, Kupang
Email: nixmanprof@yahoo.com

## Abstrak
Very  High  Frekuensi (VHF)  bekerja  pada  frekuensi  30  –  300  MHz  dan mampu  menjangkau  jarak yang cukup jauh jika berada dalam keadaan LOS ( line of sight ). Oleh karena sifat pemancar sinyal gelombang VHF pada umumnya LOS, maka gelombang sinyal ini rentan terkena redaman atmosfer yang  berupa  redaman  karena  gas,  hujan,  awan,  dan  scintilasi  yang  dapat  menyebabkan  terjadinya induksi  pelemahan  sinyal.  Dalam  penelitian  ini  difokuskan  pada  redaman  scintilasi  untuk mengetahui  redaman  yang  terjadi  dengan  melakukan  pengukuran  secara  tidak  langsung,  yakni menggunakan  model  ITU-R  dengan  memanfaatkan  data  yang  ada  dari  Badan  Meterologi Klimatologi  Geofisika  (BMKG).  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  besar  redaman  scintilasi berbanding  lurus  dengan  besar  frekuensi  VHF,  yaitu  semakin  besar  nilai  dari  frekuensi  semakin besar juga terjadi redaman. Kemudian musim juga berpengaruh terhadap nilai redaman dimana pada musim hujan nilai redamannya semakin besar dibandingkan dengan musim kemarau.

## Abstract
Very High Frequency (VHF) working at a frequency 30-300 MHz and can reach large distance if is in  a  LOS  (  Line  of  Sight).  Because  of  signal  transmitter  character  waving  VHF  in  general  LOS, hence  waving  this  susceptible  signal  is  hit  by  atmosphere  damping  which  in  the  form  of  damping because gas, rain, cloud, and scintilation which can cause the happening of induction of dilution of signal.  In  this  research  focussed  at  scintilation  damping  to  know  damping  happened  by  doing measurement  indirectly,  applies  model  ITU-R  by  exploiting  the  data  from  the  Meteorology Klimatology  Geophysics  or  Badan  Meterologi  Klimatologi  Geofisika  (BMKG).  Result  of  research indicates  that  big  of  scintilation  damping  to  compare  straight  with  frequency  amount  VHF,  that  is ever  greater  assessed  from  ever  greater  frequency  also  happened  damping.  Then  season  also influential to damping value where at its the damping value the rains is ever greater compared to dry season.

## Keyword : Scintilation, VHF, Damping

## 1. Latar Belakang
Pada  sistem  komunikasi  radio,  kualitas  penerimaan  sinyal sangat  tergantung  pada  lintasan  dan  struktur  permukaan bumi.  Propagasi  gelombang  radio  lebih  banyak  ditandai oleh  fenomena fading lintasan  jamak  dimana  sinyal mengalami  pantulan,  penghamburan  dan  pembiasan.  Oleh karena propagasi sangat berpengaruh terhadap keberhasilan komunikasi,  maka  VHF  dan  UHF  sangat  tergantung  pada keadaan  di  sekitar  pemancar.  Di  dalam  lapisan  atsmosfir hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak dan tekanan kelembaban dapat mempengaruhi keberhasilan pemancaran  sinyal.  Semakin  banyak  jumlah  penghalang seperti  bangunan,  pegunungan,  perbukitan  dan  pepohonan akan menyebabkan nilai redaman semakin meningkat.
Redaman  scintilasi  adalah  salah  satu  dari  redaman atsmosfir  yang  diakibatkan  oleh  perubahan  indeks  bias sehingga  mengakibatkan naik turunnya  karakteristik  sinyal seperti  amplitudo,  fase.  Gelombang  pada  frekuensi  di  atas 300  MHz  tidak  dapat  dilakukan  bagi  perhubungan  dengan propogasi  ionosfir  karena  propogasi  utamanya  gelombang permukaan.  Pada  propogasi  jarak  pendek,  baik  gelombang langsung  maupun  gelombang  yang  dipantulkan  oleh  bumi merupakan komponen utamanya [1,2,3].
VHF  adalah  frekuensi  radio  sangat  tinggi  mulai  30  MHz hingga  300  MHz.  Frekuensi  di  bawah  VHF  disebut frekuensi  tinggi  atau  High  Frequency  (HF),  dan  frekuensi di  atas  VHF  disebut  frekuensi  ultra  tinggi  atau  Ultra  High Frequncy  (UHF).  Hubungan  dua  tempat  dengan  sistem  ini memerlukan keadaan LOS (dapat saling bercermin) artinya
kedua  tempat  yang  dimaksud  harus  dapat  saling  melihat sesamanya  tanpa  ada  penghalang.  Oleh  karena  sifat pemancar  sinyal  gelombang  VHF  pada  umumnya  LOS, maka  gelombang  sinyal  ini  rentan  terkena  redaman atmosfer. Adapun redaman atmosfer yang di maksud, yaitu redaman terkena gas, hujan, awan, dan scintilasi. Pengaruh lapisan  atmosfer  ini  menyebabkan  terjadinya  induksi  atau pelemahan  sinyal  [4]. Dalam  penelitian  ini  dihitung  salah satu  redaman  atsmosfir,  yaitu  redaman  scintilasi  dengan menggunakan model ITU-R.

## 2. Metode Penelitian
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode  simulasi program  Matlab  untuk  mendapatkan  redaman  frekuensi VHF  dengan  model  rekomendasi  ITU-R  P-618  untuk scintilasi. Adapun  tahapan penelitian sebagai berikut:
Langkah 1
- Menghitung tekanan uap air:
hpa He e s S 100  hpa c t bt e s         exp 
dimana : a =  6,1121 b = 17,502 c =  240,97

## Langkah 2
- Menghitung bias radio:
N wet = 3.732 x 10 5 ) ( 2 10 732 , 3 5 Radio Bias Indeks T e x N wet 

## Langkah 3
- Menghitung standar deviasi dari amplitudo sinyal:
wet ref N x x 4 3 10 10 6 , 3    

## 

## Langkah 4
- Menghitung panjang lintasan efektif :
  sin 10 35 , 2 2 sin 2 4     x L h L

## Langkah 5
- Mengestimasi diameter efektif antena:
hD D eff 

## Langkah 6
- Menghitung faktor rata – rata antena :
         6 / 5 08 , 7 1 arctan 6 11 sin 12 / 11 ) 1 2 ( 86 , 3 ) ( x x x x G
X = 1,22D 2 eff ( f/L )

## Langkah 7
- Menghitung standar deviasi sinyal:
 2 , 1 12 7 ) sin ) (   x g f ref 

## Langkah 8
- Menghitung faktor persentasi waktu:
α( p ) = -0,061 ( log 10 p ) 3 +0,0072( log 10 p) 2 -1.71 log 10p=3,0

## Langkah 9
- Menghitung scintilasi:
As(p) = α(p). 
Keterangan :
t   = Temperatur (° C) H = Humidity (%) F  = Frekuensi (GHz) θ  = Elevation angel (sudut elevasi) D  = Diameter antena bumi h L = Ketinggian turbulent layer (1000 km)  = Effiency antenna , jika tidak di ketahui  + 0,5 L = Panjang lintasan efektif G( X) = Antena averaging factor
 = Standard deviasi sinyal memperhitungkan periode dan lintasan propogasi

## Langkah Perhitungan
Langkah  awal  yang  dilakukan  dalam  analisis  redaman hujan  dan  redaman  scintilasi  adalah  dengan  melakukan rekapitulasi  data  klimatologi.  Data  yang  ada  diambil  dari kantor  BMKG  Stasiun  Meteorologi  El  Tari  Kupang,  yaitu data  Tahun  2008  dan  2009.  Dari  data  yang  ada  pada BMKG  Stasiun  Meteorologi  El  Tari  Kupang,  maka diperoleh  kepadatan  uap  air  yang  di  tunjukkan  dengan Tabel 1 dan Tabel 2.
Data-data  ini  dipakai  untuk  menghitung  besar  redaman scintilasi  dengan  variabel  lain,  seperti  sudut  elevasi  dan frekuensi yang digunakan.

## Tabel 1. Tekanan Uap Air dan Kepadatan Uap Air Tahun
2009 Bulan H (%) T (C) T (K) e s (hpa) e (hpa) ρ (g/m 3 ) 1 85 27,4 300,4 36.4954 31,021 22,3952 2 90 26,3 299,3 34.2097 30.7888 22.3092 3 88 26,4 299,4 34.4121 30.2827 21.9352 4 75 26,9 299,9 35.4404 26.5803 19.2213 5 69 27,0 300 35.6492 24.5979 17.7819 6 71 25,3 298,3 32.2412 22.8912 16.6423 7 68 24,3 297,3 30.3724 20.6532 15.0658 8 64 25,3 298,3 32.2412 20.6343 15.0015 9 65 26,7 299,7 35.0259 22.7669 16.4741 10 64 29,6 302,6 41.4699 26.5408 19.0214 11 75 29,2 302,2 40.5238 30.3929 21.8110 12 87 26,9 299,9 35.4404 30.8331 22.2967 Tabel 2. Tekanan Uap Air dan Kepadatan Uap Air Tahun 2009 Bulan H (%) t (C) T (K) e s (hpa) E (hpa) ρ (g/m 3 ) 1 89 26,9 299,9 35.4404 31.5416 22.8090 2 88 26,5 299,5 34.6158 30.4619 22.0577 3 85 26,4 299,4 34.412 29.2502 21.1874 4 76 28 301 37.7976 28.727 20.6978 5 73 27,3 300,3 36.2823 26.487 19.1283 6 71 25,6 298,6 32.8211 23.3029 16.9247 7 68 25,6 298,6 32.8211 22.3183 16.2096 8 70 26,6 299,6 34.8203 24.3742 17.6437 9 73 28,0 301 37.3976 27.30025 19.6698 10 70 28,9 301,9 39.8267 27.8787 20.0267 11 70 29,3 302,3 40.7584 28.5313 20.4679 12 86 28,0 301 37,3976 32,1619 23.1726

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil Penelitian
Dengan  menggunakan  model  ITU-R  maka  diperoleh  hasil redaman  Scintilasi    yang  ditunjukkan dalam  Grafik  seperti pada Gambar  1 dan 2. Kedua grafik ini diolah berdasarkan data  yang  diambil  pada  BMKG  untuk  Tahun  2008  dan 2009.

## Gambar 1. Grafik Scintilasi Tahun 2008

## Gambar 2. Grafik Scintilasi Tahun 2009

## 3.2 Pembahasan Hasil Penelitian
Gambar  1  menunjukkan  grafik  scintilasi  pada  musim kemarau  Tahun  2008  dengan  besar  scintilasi  yang  terjadi lebih kecil dari pada musim hujan. Besarnya scintilasi pada bulan  Maret  hingga  bulan  Agustus  di  tahun  2008  semakin menurun.  Penyebab  dari  kecilnya  redaman  yang  terjadi adalah,  karena  suhu  yang  semakin  naik  dan  suhu  ini berbanding terbalik  dengan indeks  bias,  yang mana  indeks bias ini sangat mempengaruhi terjadinya scintilasi. Semakin kecil  nilai  indeks  bias  maka  semakin  kecil  nilai  dari scintilasi.
Frekuensi juga berpengaruh terhadap scintilasi yang terjadi yaitu, semakin besar frekuensi semakin besar juga scintilasi yang  terjadi.  Besar  rata  redaman  hujan  pada  tahun  2008 untuk frekuensi 90,1 Mhz, 91,7 Mhz, 94,4 Mhz, 103,5 Mhz pada suhu elevasi 5 0 berturut-turut adalah: 9,43247 10 -9 dB, 1,03577 10 -9 dB, 1,20745 10 -9 dB, dan 1,95985 10 -9 dB.
Selanjutnya  Gambar  2  menunjukkan  grafik  pola  yang terjadi  sama  dengan tahun  2008, hanya  saja  besar nilainya
tidak  sama.  Seperti  yang  terlihat  dalam  grafik,  pada  tahun 2009  ada  beberapa  bulan  yang  sama  sekali  tidak  turun hujan. Suhu yang panas dapat menurunkan nilai dari indeks bias (dapat dilihat pada bulan Febuari sampai Juli besarnya scintilasi  semakin  menurun).  Penyebab  dari  semakin kecilnya  redaman  yang  terjadi  adalah  karena  suhu  yang semakin  naik  dan  suhu  ini  berbanding  terbalik  dengan indeks bias, yang mana indeks bias ini yang mempengaruhi terjadinya scintilasi.

## 4. Kesimpulan
Besar  redaman  scintilasi  berbanding  lurus  dengan  besar frekuensi  VHF,  yaitu  semakin  besar  nilai  dari  frekuensi semakin  besar  juga  terjadi  redaman.  Musim  juga berpengaruh  terhadap  nilai  redaman  dimana  pada  musim hujan  nilai  redamannya  semakin  besar  dibandingkan dengan musim kemarau.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rogerl.  L.  Freeman.1997. Radio  System  Design  for Telecommunication .  Second  Edition    Jhon  Willey  & Sonc. Inc., New York
[2] Rogerl.  L.  Freeman.  1998. Telecommunation  Trans- mission Hand  Book  4 th Jhon  Willey  &  Sonc.  Inc.,
New York.
[3] Simanjuntak  Tiur,  H.L.,  2002 Dasar  -  Dasar Telekomunikasi, Alumni Bandung.
[4] Suhana  dan  Shigeki  Shoji.  1994. Buku  Pengangan Teknik Telekomunikasi . Pradnya Paramita Jakarta.