Gelombang Elektromagnetik

Pada mulanya gelombang elektromagnetik masih berupa ramalan dari Maxwell yang dengan intuisinya mampu melihat adanya pola dasar dalam kelistrikan dan kemagnetan, sebagaimana telah dibahas di atas. Kenyataan ini menjadikan J C Maxwell dianggap sebagai penemu dan perumus Dasar-dasar gelombang elektromagnetik.
Saat ini hampir semua orang memiliki peralatan yang satu ini. Dia begitu kecil yang bisa dengan nyaman diletakkan di dalam saku, namun dianggap memiliki fungsi yang sangat besar terutama untuk berkomunikasi. Ya, benda itu adalah sebuah ponsel (telepon seluler). Saat ini ponsel tidak hanya digunakan untuk menelpon saja tetapi juga untuk fungsi lain seperti mengirim dan menerima pesan singkat (sms), mendengarkan musik, atau mengambil foto. Bagaimana perangkat ponsel dapat terhubung dengan perangkat ponsel yang lain padahal mereka saling berjauhan?
Konsep yang bisa menjelaskan fenomena ini adalah konsep gelombang elektromagnetik. Dan, konsep gelombang elektromagnetik ternyata sangat luas tidak hanya berkaitan dengan TV atau ponsel saja, melainkan banyak aplikasi lain yang bisa sering kita temukan sehari-hari di sekitar kita. Aplikasi tersebut meliputi microwave, radio, radar, atau sinar-x.
Sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya bahwa ada dua hukum dasar yang menghubungkan gejala kelistrikan dan kemagnetan.
Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.
Michael Faraday, penemu induksi elektromagnetik
Michael Faraday, penemu induksi elektromagnetik
Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.
Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan. Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.
James Clerk Maxwell peletak dasar teori gelombang elektromagnetik
James Clerk Maxwell peletak dasar teori gelombang elektromagnetik
Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.
Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.

Sejarah Elektronika

Sejarah elektronika dimulai dari abad ke-20, dengan melibatkan tiga buah komponen utama yaitu tabung hampa udara (vacuum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa electron bisa berpindah dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya melewati ruang hampa. Penemuan konduksi atau perpindahan ini dikenal dengan nama efek Ediosn. Pada tahun 1904, menerapkan efek Edison ini untuk menemukan dua buah elemen tabung electron yang dikenal dengan nama dioda, dan John FlemingLee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi divais yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan.
Aplikasi tabung elktron pertama diterapkan dalam bidang komunikasi radio. Guglielmo Marconi merintis pengembangan telegraf tanpa kabel(wireless telegraph) pada tahun 1896 dan komunikasi radio jarak jauh pada tahun 1901. Radio terakhir ini bisa berbentuk telegraf radio (transmisi sinyal kode Morse) atau telepon radio (pesan suara). Keduanya dikendalikan oleh trioda dan dengan cepat terjadi peningkatan dan perbaikan karena adanya komunikasi angkatan bersenjata selama Perang Dunia I. Transmiter radio, telepon dan telegraf berikutnya menggunakan percikan tegangan tinggi untuk membuat gelombang dan suara. Tabung hampa udara memperkuat sinyal suara yang lemah dan menjadikan sinyal tersebut digabungkan dengan gelombang radio. Pada tahun 1918, Edwin Armstrong menemukan penerima "super-heterodyne" yang dapat memilih sinyal radio atau stasion dan dapat menerima sinyal jarak jauh. Penyiaran radio tumbuh signifikan pada tahun 1920 sebagai akibat langsungnya. Armstrong juga menemukan modulasi frekuensi FM pita lebar (wide-band) pada tahun 1935; sebelumnya hanya menggunakan AM atau modulasi amplitudo pada rentang tahun 1920 sampai 1935.
Teknologi komunikasi bisa membuat perubahan besar sebelum Perang DUnia II khususnya dalam penggunaan tabung yang dibuat di banyak aplikasi. Radio sebagai bentuk sarana pendidikan dan hiburan dengan cepat ditantang oleh adanya televisi yang ditemukan pada tahun 1920-an tapi tidak langsung tersedia secara luas hingga tahun 1947. Bell Laboratories mengeluarkan televisi ke publik pada tahun 1927, dan ini masih merupakan bentuk electromechanical. Ketika sistem elektronik menjadi jaminan kualitas, para insinyur Bell Labs memperkenalkan tabung gambar sinar katoda dan televisi berwarna. Namun Vladimir Zworykin, seorang insinyur di Radio Corporation of America (RCA), dianggap sebagai "bapak televisi" karena penemuannya, tabung gambar dan tabung kamera iconoscope.
Pengembangan televisi sebagai divais elektronika memanfaatkan peningkatan/perbaikan pada radar yang dibuat selama Perang Dunia II. Radar adalah produk yang dihasilkan dari studi yang dilakukan oleh ilmuwan di Inggris untuk menggambarkan gelombang radio. Sebagai singkatan dari RAdio Detection And Ranging, radar mengukur jarak dan arah sebuah objek menggunakan pantulan gelombang mikro radio. Ini digunakan untuk pendeteksian pesawat udara dan kapal laut, mengendalikan penembakan rudal dan berbagai bentuk penjagaan lainnya. sirkuit, video, teknologi gelombang dan transmisi gelombang mikro diperbaiki yang dilakukan selama musim perang dan diadopsi dengan cepat oleh industri televisi. Pada pertengahan tahun 1950-an, televisi telah melewati radio untuk penggunaan di rumah dan hiburan.
Setelah perang, tabung elektron digunakan untuk mengembangan komputer pertama, tapi tabung ini tidak praktis karena ukuran komponen elektroniknya. Pada tahun 1947, transistor ditemukan oleh tim insinyur dari Bell Laboratories. John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley menerima penghargaan Nobel untuk penemuan mereka, tapi sedikit yang memimpikan secepat dan sedramatis apa transistor dapat mengubah dunia. Fungsi transistor seperti tabung hampa udara, tapi memiliki ukuran yang lebih kecil, lebih ringan, konsumsi daya lebih kecil, dan lebih kuat, dan lebih murah untuk diproduksi dengan adanya kombinasi penghubung metalnya dan bahan semikonductor.
Konsep sirkuit terintegrasi diusulkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey W. A. Dummer, seorang ahli elektronika berkebangsaan Inggris dengan Royal Radar Establishment-nya. Sepanjang dekade 1950-an, transistor diproduksi secara massal dalam kepingan wafer tunggal dan kemudian dipotong-potong. Sirkuit semikonduktor menjadi sesuatu jalan yang sederhana, yang menggabungkan transistor dan dioda (sebagai diavis aktif) serta kapasitor dan resistor (sebagai divais pasif) dalam sebuah unit planar atau chip. Industri semikonduktor dan sirkuit terpadu silikon dikembangkan terus-menerus oleh Texas Instruments dan Fairchild Semiconductor Company. Pada tahun 1961, sirkuit terintegrasi menjadi produksi penuh oleh sejumlah perusahaan, dan desain peralatan berubah secara cepat dan dalam beberapa arah yang berbeda untuk mengadaptasi teknologi. Transistor bipolar dan sirkuit terintegrasi digital dibuat pertama kali, namun masih bersifat IC analog, kemudian intergasi skala besar (LSI), dan integrasi skala sangat besar (VLSI) mengikutinya pada pertengahan tahun 1970-an. VLSI mengandung ribuan sirkuit yang di dalamnya terdapat gerbang atau saklar on-off yang saling berhubungan dalam satu buah keping chip. Mikrokomputer, peralatan medis, kamera video dan satelit komunikasi merupakan sebagian contoh divais yang dibuat dengan menggunakan sirkuit terintegrasi.

Sejarah Pernika Pada Awal PD

Pernika mulai mengemuka di negara maju, pada saat Perang Dunia Kedua yakni sewaktu Kapal frigate Angkatan Laut Inggris menjadi korban misile Jerman, sehingga Wilston Churchill menyebutnya sebagai Wizard War. Saat ini pertempuran elektronika secara besar-besaran dilakukan oleh para engineer dan teknisian kedua belah pihak. Sehingga boleh dikatakan bahwa perang dunia kedua merupakan awal era penggunaan teknologi elektronika untuk kepentingan militer.

Perkembangan Pernika Berikutnya. Perang Timur Tengah 1973. Israel banyak mengalami kerugian akibat serangan Misile Mesir buatan Uni Soviet SA-6 yang dilengkapi dengan anti jamming. Radar-radar menggunakan berbagai jenis antene untuk memperoleh efektifitas pancaran, misalnya : antene Marconi S613, untuk memperoleh cakupan azimuth yang luas dan elevasi yang tepat. Radar APG 65 yang dipasang di moncong F-18 Hornet menggunakan antene yang kompak dan kecil.

Perang Teluk/Gulf war. Dalam Gulf war, Amerika Serikat menggunakan Pernika yang sangat mengagumkan. Sebelum serangan udara, semua sistem elektronika tentara Irak di Jamming, sehingga keandalan peluru kendali Scud buatan Rusia yang digunakan oleh Irak dapat dihilangkan. Peluru kendali Patriot buatan Amerika dapat mencegat peluru kendali Scud. Demikian pula peluru kendali Tomahawk yang dibawa oleh kapal perang Amerika Missouri dan Wisconsin dilengkapi dengan alat sensor canggih sehingga dapat mendeteksi sasaran dengan cermat. Begitu pula Amerika telah mengoperasikan lebih dari 30 buah satelit. Tidak kurang dari 7 satelit beroperasi diatas Irak untuk kepentingan pengintaian udara (Satelit Key Hole/KH) yang dapat mendetek obyek dibumi sebesar bola kaki dari ketinggian 800 KM. Satelit signal Inteligence yang dapat memonitor pembicaraan radio Tentara Irak, dengan lebar antene hampir setengah lapangan sepak bola. Satelit mata-mata yang diorbitkan diatas Samudera Indonesia, dapat mengawasi kilatan rudal dalam waktu sepersepuluh detik dikirim secara cepat dan serentak ke stasiun bumi Angkatan Udara Australia yang berada di Woomera dan US Space Command,s Missile Warning Center yang berada di pegunungan Cheyenne Colorado. Di SCMWC signal diolah dan dipilih serta dipisahkan untuk menentukan rudal dan sasaran yang dituju, dan mengirim kembali ke satelit di kawasan Teluk. Kegiatan ini berlangsung selama empat sampai lima menit sebelum rudal menghantam sasaran selama 7 menit. Amerika juga memiliki peluru kendali anti Radar, Smart Bomb dan juga alat penghancur lainnya dan dikendalikan oleh Infra Red, laser, elektronik optical dan radar. Amerika juga mempunyai radar Jammer Ravens yang dipasang di moncong pesawat tempur EF-111. Pesawat tempur F-15 Eagle dan Tornado GR-1 (milik Inggris, Royal Air Force/RAF) dilengkapi sistem eletronik yang dapat melindungi kemungkinan serangan musuh dan pengacak signal untuk membutakan radar musuh.

Apa Itu Pernika (Warfare)

Makna Pernika. Menurut pengertian lama Pernika adalah Tindakan Militer yang menggunakan energi elektromagnetik untuk menentukan, memanfaatkan dan mengurangi atau mencegah penggunaan spectrum elektromagnetik lawan serta tindakan untuk menjamin penggunaan spectrum elektromagnetik sendiri.

Pengertian pernika secara universal adalah Tindakan Militer yang berkaitan dengan adu kekuatan Sistem Elektronika antara dua pihak atau lebih yang berhadapan untuk merebut keunggulan Sistem Elektronika guna memperoleh manfaat menurunnya daya tempur lawan dan meningkatnya daya tempur sendiri dalam rangka mendukung tindakan militer berikutnya.

Lingkup Pernika. Lingkup Pernika bisa bersifat taktis dan bisa bersifat strategis tergantung dari sasarannya. Pernika Taktis ditujukan untuk mengacau sistem elektronika satuan lapangan, sistem senjata, pesawat terbang, kapal dan kendaraan militer yang menggunakan Sistem Elektronika. Pernika Strategis ditujukan untuk sasaran sistem elektronika markas besar pasukan lawan, kegiatan kedutaan, sistem elektronika pusat pengendali dan sistem Intelijen lawan. Pernika meliputi :

1. Pernika Awal/Electronic Support Measure (ESM) adalah kegiatan untuk memperoleh data/parameter signal elektronik beserta analisanya. Kegiatannya meliputi, deteksi Radar dan analisanya, kegiatan observasi dan monitoring dan analisanya, mencari arah (Direction Finding) dan analisanya serta aktivitas signal Intelijen/Signal Inteligence (Sigint) dan Human Inteligence (Humint Activities) dan analisanya. Sigint meliputi Electronic Inteligence (Elint) dan Communication Inteligence (Comint).
Pernika Awal bertujuan untuk memperoleh gambaran tentang Perintah Operasi Elektronika Lawan/The Enemy Electronic Order of the Battle ( EOB). Peralatan yang digunakan adalah Radio Detection and Ranging ( Radar ) termasuk radar untuk mendeteksi lawan atau kawan Identification Friend and Foe (IFF), Sound Navigation and Ranging (Sonar), Infra Red (IR), Electro Optical (EO) system dan Stealth Technology.

2. Perlawanan Elektronika (Wannika)/Electronic counter Measure (ECM) adalah kegiatan untuk menyadap, menipu dan menyesatkan serta menanggung lawan dengan menggunakan sIstem elektronika. Kegiatannya meliputi Jamming dan Hacking/melancarkan serangan virus piranti lunak. Kegiatan Jamming meliputi : noise jamming, sport jamming, barrage jamming, desepsi jamming. Jamming dilakukan pada semua sistem elektronika termasuk sistem komunikasi (sistem kendali tembak, sistem senjata, sistem informasi, sistem penginderaan, sistem Radar, infra red, elektro optikal dan sonar) Peralatan yang digunakan adalah Jammer pada masing-masing sistem, misalnya untuk menjamming sistem kendali tembak digunakan jammer remote control dsb. Hacking untuk merusak sistem komputer lawan dengan mengacaukan piranti lunaknya. Masa inkubasi virus ada yang cepat, sedang dan lambat.

3. Pencegahan perlawanan Eelektronika (Gahwannika)/Electronic counter counter Measure (ECCM). Untuk mencegah lawan melancarkan Wannika, maka dilakukan upaya tersebut diantaranya membuat teknik/sirkit anti jamming misalnya frekuensi hopping, scramble, Radar Warning Receiver (RWR).