Jurnal Matematika, Sains, dan Pembelajarannya
Vol.10, No.1, Januari 2024, pp. 141~146
DOI:10.31605/saintifik.v10i1.477
ISSN 2622-8904 (online)

## Mekanisme Pemanfaatan Gelombang Mikro Navigasi Kapal dalam Pendayagunaan Sinar Radar Gelombang Elektromagnetik
Ike Triwulandari * , Sudarti, Yushardi Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember e-mail: iketriwulandari825@gmail.com

## Abstrak
Gelombang  mikro  merupakan  gelombang  elektromagnetik  super  tinggi  yang  terjadi  antara  3  GHz sampai 300 GHz. Keunggulan gelombang mikro adalah panjang gelombangnya yang pendek sehingga dapat mengalir dengan lebih cepat dari pada yang lain. Radar adalah contoh utama penggunaan gelombang mikro. Radiasi  gelombang  mikro  digunakan  dalam  navigasi  kapal  untuk  mengukur  kedalaman  laut  dan mengidentifikasi ancaman seperti terumbu karang, benturan, gelombang, dan tubrukan dengan kapal lain. Selain itu, navigasi kapal menggunakan teknologi radar untuk memastikan perjalanan kapal aman. Tujuan dibuatnya  artikel  ini  yaitu  agar  dapat  dijadikan  sumber  pengetahuan  bagi  semua  orang  mengenai pemanfaatan  gelombang  mikro  navigasi  kapal  dalam  pendayagunaan  sinar  radar  gelombang elektromagnetik. Metode Penelitian ini dilakukan menggunakan metode studi literatur yaitu dengan mencari dan mengumpulkan informasi melalui beberapa jurnal, buku, dan internet untuk memperoleh informasi yang akurat  dan  relavan . Dengan  demikian,  para  awak  kapal  dapat  melihat  situasi  yang  dapat  mengancam keselamatan  saat  kapal  berlayar  karena  gelombang  radar  dapat  mendeteksi  sinyal  peta  sebagai  penunjuk arah dengan media Maps (GPS).
Kata kunci— Gelombang Mikro; Navigasi; Sinar Radar.

## 1. PENDAHULUAN
Transportasi air masih menjadi cara utama dalam penyeberangan di Indonesia, karena Indonesia adalah negara kepulauan dengan 70% lebih terdiri dari air dari pada daratannya. Namun, banyak penyeberangan perbatasan di Indonesia yang masih menggunakan sistem kendali manual dengan menggunakan bantuan manusia untuk mengecek  arah  dan  tujuan  kapal.  Sistem  kendali  menggunakan  tracking  termasuk  sangat  penting  untuk pengawasan  di  lingkungan  maritim  sebagai  solusi  untuk  mencegah  serangan  bajak  laut,  penangkapan  ikan tanpa izin, serta perdagangan manusia., dan banyaknya kecelakaan yang disebabkan oleh benturan antar kapal serta  bahaya  lainnya.  Berdasarkan  permasalahan  tersebut  maka  diperlukanlah  alat  dengan  memanfaatkan teknologi  untuk  menanggulangi  permasalahan  tersebut.  Alat  tersebut  adalah  alat  yang  memanfaatkan gelombang elektromagnetik yang terfokus pada pengembangan gelombang mikro dengan memanfaatkan sinar radar sebagai navigasi kapal agar kapal lebih mudah dalam menentukan arah (Ihsan, 2021).
Dalam penelitian yang dilakukan, prototipe untuk mengotomatisasi sistem pengontrol untuk melacak kapal  menggunakan  sistem  navigasi.  Saat  kapal  berpindah  tempat,  sistem  navigasi  membantu  pemandu menemukan keberadaan  kapal.  Penelitian  yang  dilakukan  dengan menggunakan navigasi  waypoint control, yang mengidentifikasi titik jalan (waypoint) berdasarkan latitude (garis lintang) dan longitude (garis bujur). Perancangan sistem kendali dan pengawasan ini juga memakai mikrokontroler, modul dari Global Positioning System (GPS), dan modul kompas sebagai penentu arah kapal (Asri et al., 2022). Spektrum elektromagnetik yang  dikenal  sebagai  gelombang  mikro  memiliki  panjang  gelombang  dimulai  dari  1  mm  sampai  1  m  dan rentang frekuensi dari 0,3 GHz hingga 300 GHz. Panas yang diperoleh ketika gelombang mikro berinteraksi pada  material  membuatnya  sangat  diperlukan  untuk  digunakan  dalam  berbagai  aplikasi  terlebih  dalam  alat navigasi  kapal  (Purnomo et  al., 2023).  Molekul-molekul  dalam  bahan  bergerak  dengan  cepat  dan  saling bergesek  dengan  frekuensi  gelombang  mikro  yang  tinggi,  menyebabkan  akumulasi  panas.  Pemanasan gelombang  mikro  dapat  digunakan  dalam  proses  manufaktur  logam  dan  bahan  lainnya  karena  sangat menguntungkan karena dapat dilakukan dengan cepat, mudah diatur, hemat biaya, dan lebih ramah lingkungan (Ismail &. Budayawan, 2022; Sagai et al., 2022).
Gelombang mikro yaitu gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi (di atas 3 GHz). Sebuah benda akan memanas ketika gelombang mikro diserap.Peralatan  navigasi elektronik kapal yang paling  penting  adalah  deteksi  dan rangkaian  radio.  Radar  pada  dasarnya  digunakan  untuk  menemukan  dan mengukur benda di sekitar kapal. Tujuan digunakannya radar adalah untuk mengamati aktivitas kapal-kapal di  lautan,selain  itu  digunakan  untuk  mengurangi  potensi  bahaya  seperti  tabrakan  antar  kapal  atau sejenisnya.Oleh  karena  itu,  solusinya  yaitu  dibutuhkan  suatu  sistem  keamanan  yang  memiliki  kemampuan untuk menjaga wilayah perairan Indonesia. Salah satunya adalah memakai sistem Radar untuk menemukan kapal  kapal  yang  melintasi  perairan  Indonesia.Gelombang  radio  dikirim  dan  diterima  oleh  antena  pada frekuensi  yang  sama.  Industri  antena  terus  berkembang  agar  memenuhi  permintaan  yang  terus  meningkat untuk  teknologi  komunikasi  tanpa  kabel.  Jenis  antena  gelombang  mikro  yang  disebut  mikrostrip  memiliki patch, atau elemen peradiasi, menempel di atas lapisan tanah yang terdiri dari substrat yang terbuat dari bahan dielektrik. Untuk radar kapal, antena mikrostrip harus mempunyai gain yang cukup tinggi, bandwidth yang lebar, serta pola radiasi yang sangat baik. Perbedaan penelitian yang dilakukan dengan penelitian sebelumnya yaitu  ,  pada  penelitian  sebelumnya  hanya  menjelaskan  bagaimana  sistem  radar  bekerja.  Sedangkan  pada penelitian ini dikaji lebih dalam lagi mengenai konsep radar, mekanisme pemanfaatan radar, dan Solusi dari keselamatan awak kapal berdasarkan beberapa jurnal.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode penelitian pada artikel ini yaitu dengan metode studi literatur. Penulis menggunakan beberapa jurnal, buku-buku, dan informasi yang akurat serta relevan dari website internet. Metode ini dapat dikatakan akurat  karena  berasal  dari  sumber  terpercaya.  Studi  literatur  adalah  sebuah  metode  dimana  penulis menggunakan dan mengumpulkan informasi dalam menulis artikel dengan mengutip informasi mengenai judul yang ditulis dengan mengumpulkan berbagai sumber literatur. Dalam pengumpulannya dilakukan dengan situs online seperti Google Schoolar dan Google Book . Analisis data yang diperoleh yaitu dengan mengelola dan menyempurnakan data yang akurat dari beberapa jurnal dengan mengambil kutipan penting dari satu jurnal ke jurnal yang lain.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil

## 3.1.1 Pemanfaatan Sinar Radar
Radar  ( Radio  Detection  and  Ranging )  menggunakan  gelombang  elektromagnetik  yang  panjangnya berkisar  dari  beberapa  milimeter  hingga  sekitar  satu  meter.  Sistem  radar  menggunakan  pancaran  yang dipancarkan  ke  seluruh  permukaan  Bumi  untuk  mendeteksi  pantulan  objek  lainnya.  Pada  dasarnya,  sistem radar berfungsi untuk mendeteksi dan mengukur jarak benda di sekitar area kapal dengan mendayagunakan wahana  pesawat  terbang  atau  dengan  satelit  ke  arah  miring.  Diharapkan  radar  akan  digunakan  untuk mengawasi  aktivitas  kapal-kapal laut  sehingga  potensi  bahaya seperti tabrakan  antar kapal  dapat dihindari. Antena mengirim dan menerima gelombang radio pada frekuensi atau jangkauan frekuensi yang sama.
Radar,  yang  menggunakan  pancaran  gelombang  elektronik  untuk  mendeteksi  dan  mengukur  jarak sekitar  kapal,  adalah  peralatan  navigasi  elektronik  paling  penting  dalam  pelayaran.  Alat  ini  menggunakan antena berarah untuk memancarkan gelombang radio pendek dalam alur sempit. dan Assistance for Automatic Radar Plotting (ARPA), yang memiliki kelebihan untuk merancang trek dengan memakai kontak radar. Haluan objek yang diacak, kecepatan, dan titik terdekat atau Closest Plotting Approach (CPA) dapat dihitung oleh sistem ini untuk menentukan apakah ada bahaya tubrukan dengan kapal lain atau dengan daratan serta terumbu karang lainnya.
Fungsi pada Arpa meliputi :(1) Menampilkan gerak radar secara relatif; (2) Membaca informasi seperti kecepatan,  jarak,  titik  terdekat,  dan  Closest  Plotting  Approach  (CPA);  dan  (3)  Memproses  informasi  radar dengan kecepatan yang lebih besar dari radar konvensional namun dengan batasan yang sama. Selain itu, Radar dan  Arpa  digunakan  untuk  meningkatkan  pencegahan  tubrukan  di  laut  dan  mengurangi  beban  pengamatan dengan  memungkinkan  mereka  secara  otomatis  mengumpulkan  informasi,  yang  memungkinkan  adanya bahaya dari berbagai arah karena radar secara manual merancang untuk mengambil tindakan yang tepat sasaran ketika terjadi tubrukan.
Antena gelombang mikro menggunakan patch di atas pentanahan, di antara substrat, pada dasarnya terbuat dari bahan dielektrik. Antena mikrostrip yang digunakan pada radar kapal harus memiliki pola radiasi yang baik, bandwidth yang luas, dan gain yang tinggi (Harianto et al., 2021). Jenis konduktor bervariasi, tetapi bentuk empat persegi panjang dan lingkaran adalah yang paling umum karena lebih mudah untuk dianalisis. Gambar 1 menunjukkan variasi antena microstrip.

## Gambar 1. Variasi Model Patch Antenna Microstrip
Parameter  antena  mikrostrip  yang  paling  umum  termasuk  parameter  S,  yang  dipakai  untuk menunjukkan sirkuit frekuensi tinggi yang berfungsi sebagai pengganti parameter penerimaan dan impedansi. Ini digunakan untuk mensimulasikan N-port linear jaringan. sementara feedline menghubungkan patch yang berfungsi menerima atau melepaskan gelombang elektromagnetik.

## 3.2 Pembahasan

## 3.2.1 Sistem Navigasi Kapal
Gambar 2 menunjukkan bahwa sistem ini dibagi menjadi dua bagian, yang dilakukan selama proses pembuatan. Prototipe sistem pengendalian dan pengawasan yang digunakan pada mesin kapal dibagi menjadi hardware  dan  software  (Saputra et  al., 2021).  Menggabungkan  hasil  titik  koordinat  dan  arah  kapal,  serta menerima  sistem  kontrol  aplikasi  yang  tersedia  di  handphone  melalui  media  yang  dihubungkan  dengan bluetooth. Pada software, termasuk membuat aplikasi yang dipergunakan sebagai pengendali alat di komponen software dengan bantuan platform Mit

## Gambar 2. Gambar ilustrasi keseluruhan system
Navigasi adalah tentang mempelajari posisi kapal dengan steering aman. Sistem navigasi terdiri dari dua bagian: bagian analog terdiri dari kompas dan bagian digital terdiri dari GPS. GPS adalah alat navigasi yang memiliki kemampuan untuk memantau keberadaan objek melalui satelit. Navigasi dan kendali kenderaan otonom  sangat  kompleks.  "Autopilot"  adalah  istilah  yang  digunakan  untuk  menggambarkan  kemampuan kendaraan untuk berjalan tanpa awak.
Gambar 3. Diagram aliran sistem kontrol dan pelacakan mesin pada kapal
Sistem  kendali  otomatis,  juga  dikenal  sebagai  "autopilot",  merupakan  suatu  sistem  elektrikal- mekanikal yang dapat menjalankan mobil secara otomatis tanpa bantuan manusia. Sistem autopilot pada kapal yang  menggunakan  rangkaian  mikrokontroler  dan  GPS  memberikan  data  posisi  secara  real-time  untuk penelitian ini (Setyoko et al., 2020; Syibli & Nuryaman, 2021).

## 3.2.2 Prinsip Kerja Radar Sebagai Alat Navigasi Elektronik
Radar  menggunakan  "band  microwave"  pancaran  gelombang  radio.  Unit  pemancar,  atau  unit transmisi, mentransfer pulsa ke antena melewati pemilih pancar/terima elektronik, juga dikenal sebagai switch T/R.  Untuk  navigasi  elektronik,  radar  memutar  sebanyak  10  sampai  30  kali  /menit  dan  memancarkan datakan/pulsa 500 sampai 3000 kali / detik. Pulsa yang dipancarkan dipantulkan kembali pada sasaran dalam bentuk  gema  radio.  Selepas  itu,  diterima  kembali  oleh  antena,  pulsa  tersebut  dikirim  ke  unit  penerima (receiver) melewati switch pancar/terima. Sinyal radio yang diperkuat pulsa tersebut akan diidentifikasi oleh indikator dan kemudian ditingkatkan.

## Gambar 4. Marine Radar
Ketika gelombang elektrik dipancarkan, garis sapuan terbentuk. Bintik-bintik putih bergerak dengan kecepatan  konstan  dari  pusat  skop  atau  layar  radar.  Ketika  putaran  antena  selaras,  garis  sapuan  ini  akan bergerak di sekitar pusat skop dan kemudian berputar searah jarum jam. Bintik putih di atas garis sapuan ini akan berubah menjadi gambar atau bayang- bayang ketika indikator menggunakan sinyal video. Posisi gambar
ini tidak hanya akan sejalan dengan arah gelombang elektrik yang dipancarkan, tetapi juga jarak antara posisi ini dan pusat skop radar didasarkan pada jarak kapal dari sasaran. Akibatnya, posisi penerima sinyal kapal pasti berada di pusat skop pada tabung sinar katoda dan dikelilingi oleh objek atau sasaran (Wahyuni et al., 2021).
Gambar 5. Kompas Surveying

## 4. KESIMPULAN
Pemanfaatan gelombang mikro navigasi kapal dalam pendayagunaan sinar radar yaitu untuk menjaga keamanan kapal. Sinar radar membantu awak kapal dalam keselamatan berlayar karena dengan bantuan Sinar Radar kedalaman laut, terumbu karang, celah sempit yang membahayakan kapal, kecelakaan akibat tubrukan dengan kapal lain dapat teratasi dengan aplikasi GPS. Navigasi merupakan bidang yang mempelajari posisi kapal dengan steering aman. Sistem navigasi terdiri dari dua komponen yaitu, Kompas berfungsi pada bagian analog dan GPS berfungsi pada bagian digital. Alat navigasi GPS dapat memantau keberadaan objek melalui satelit.  Radar,  yang  menggunakan  pancaran  gelombang  elektronik  untuk  mendeteksi  dan  mengukur  jarak sekitar kapal adalah peralatan navigasi elektronik sangat penting dalam pelayaran.

## DAFTAR PUSTAKA
Asri, P., Widodo, H. A., Nugraha, A. T., Rachman, I., Rahmat, M. B., Poetro, J. E., ... & Ruwahida, D. R.
(2022). Desain Hybrid Panel Surya Dan Generator Set Pada Kapal Ikan Pesisir Selatan Jawa. Jurnal Inovtek Polbeng , 12(1), 46-53.
Harianto,  BB,  Aditiyawarman,  MA,  Pambudiyatno,  N.,  &  Suprapto,  Y.  (2021).  Desain  Antena  Mikrostrip Rectangular Array 2x1untuk Radar Kapal. Jurnal Penelitian Politeknik Penerbangan Surabaya , 6 (3), 159-172.
Ihsan,  CN  (2021).  Klasifikasi  Data  Radar menggunakan  Algoritma  Convolutional  Neural  Network  (CNN). DoubleClick: Jurnal Komputer dan Teknologi Informasi , 4 (2), 115- 121.
Ismail, I., & Budayawan, K. (2022). Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Larutan Gula Menggunakan Radiasi Gelombang Mikro. Jurnal Voteteknika (Vokasi Teknik Elektronika dan Informatika) , 10 (1), 20-27.
Purnomo, S. W., Rikardo, D., Sulistianto, J., & Anggeranika, V. (2023). Upaya Peningkatan Keterampilan Kru Kapal  Dalam  Penggunaan  Teknologi  Navigasi  Kapal.  Zona  Laut: Journal  of  Ocean  Science  and Technology Innovation , 89-95.
Sagai,  FS,  Pandara,  DP,  Kolibu,  HS,  Tongkukut,  SHJ,  Ferdy,  F.,  Tamuntuan,  GH,  &  Abidjulu,G.(2022). Simulasi  Optimasi  Suhu  dari  Sistem  Pemanasan  Suhu  Tinggi  Berbasis  Gelombang  Mikro .  Jurnal
MIPA , 11 (1), 27-32.
Saputra, R. E., Aulia, S., & Rangkuti, S. (2021). Desain Prototype Sistem Kendali dan Pelacakan pada Mesin Boat. Jurnal Rekayasa Elektrika , 17(2).
Setyoko,  AT,  Purwanto,  EH,  Lukiawan,  R.,  &  Ayundyahrini,  M.  (2020).  PARAMETER  TEKNIS RANCANGAN  STANDAR  NASIONAL  INDONESIA  (SNI)  RADAR  HUJAN. Jurnal Standardisasi , 22 (3), 221-230.
Syibli,  YM,  &  Nuryaman,  D.  (2021).  Peranan  Alat  Navigasi  Di  Kapal  Untuk  Meningkatkan  Keselamatan Pelayaran Di Atas Kapal. Jurnal Dinamika Bahari , 2 (1), 39-48.
Wahyuni, A. A. I. S., Wahdiana, D., Hasugian, S., & Paramitha, A. A. I. S. B. (2021). Analisis Human Error terhadap penggunaan Peralatan Komunikasi dan Navigasi Kapal Sebagai Penyebab Kecelakaan Kerja. Infokes: Jurnal Ilmiah Rekam Medis dan Informatika Kesehatan , 11(1), 59-64.