ANTENA

I. Tujuan :

1. Agar mahasiswa mengetahui jenis jenis antena.2. Agar mahasiswa mengenal jenis pola radiasi dan polarisasi pada antena.

3. Agar mahasiswa bisa menghitung frekuensi kerja antena, BW antena, membuat pola radiasi antena, menghitung Gain, menghitung HPBW, mengetahui front and back ratio.4. Agar mahasiswa mampu memilih antena yang sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan.II. Landasan teori :

Sistem Telekomunikasi radio terdiri dari perangkat tramsmitter dan receiver. Transmitter berfungsi membangkitkan sinyal RF. Setelah sinyal RF dibangkitkan selanjutnya diradiasikan melalui ruang bebas menuju receiver. Perangkat yang melakukan proses radiasi ini disebut Antena. Energi sinyal dari Transmitter dikirimkan melalui media udara dengan menggunakan Antena pengirim, dan energi sinyal akan di tangkap pada receiver menggunakan antena penerima.Antena dapat didefinisikan sebagai suatu alat yang merubah sinyal gelombang tertuntun menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya merubah sinyal gelombang bebas menjadi gelombang tertuntun. Sistem Antena terdiri dari 3 bagian utama yaitu

perangkat Kopling

Feeder

AntenaBerikut blok diagram dari antena :

Pada pratikum ini TX yang berupa signal generator berfungsi pemancar yang memancarkan sinyal radio ke RX yang berupa spektrum analyzer yang berfungsi menerima/menangkap sinyal dari penerimaAntena dapat didefinisikan sebagai suatu alat yang merubah sinyal gelombang tertuntun menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya merubah sinyal gelombang bebas menjadi gelombang tertuntun. Sehubungan dengan pengertian diatas, kita sudah mengenal saluran transmisi dan resonator. Saluran transmisi adalah suatu perangkat untuk mengirimkan atau menuntun sinyal dari suatu titik ke titik lain dengan redaman sekecil mungkin. Contoh saluran transmisi tidak hanya kabel koaksial atau twisted pair tetapi bisa juga berupa pipa atau waveguide. Saluran transmisi yang menghubungkan antena dengan kopling pada receiver disebut Feeder. Jadi antena adalah suatu perangkat atau tranduser antara gelombang tertuntun dan gelombang ruang bebas dan sebaliknya.

Gain pada antena.

Gain antena adalah perbandingan daya pancar suatu antena terhadap daya pancar antena referensi, atau pertambahan daya yang diradiasikan pada arah tertentu dari suatu antena dibandingkan dengan daya yang diradiasikan pada arah yang sama oleh suatu antena referensi. Gain antena disebut juga dengan power gain.. Pada pratikum ini akan melakukan pengkuran pada antena :1. Antena Dipole.Antena dipole adalah antena radio yang dapat dibuat dari kabel sederhana, dengan pengisi berada di tengah elemen driven. Antena ini terdiri dari dua buah logam konduktor atau kabel, berorientasi sejajar dan kolinier dengan lainya (segaris dengan yang lainya), dengan sela kecil di tengahnya. Tegangan frekuensi radio diterapkan pada tengah-tengah di antara dua konduktor. Antena ini adalah antena paling sederhana dan praktis dari sudut pandang secara teoritis. Antena ini digunakan sebagai antena, terutama antena "telinga kelinci", antena televisi tradisional, dan sebagai elemen driven pada berbagai jenis antena, seperti pada antena Yagi. Antena dipol ditemukan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama Heinrich Hertz sekitar tahun 1886 dialah orang yang merintis eksperimen dengan gelombang radio. Antena ini memiliki panjang yang lebih pendek dari panjang gelombangnya. Antena ini memiliki daya tahan radiasi yang rendah dan reaktansi yang tinggi, membuat antena ini tidak efisien, tetapi antena ini sering digunakan untuk panjang gelombang yang amat panjang. Dipol yang panjangnya setengah dari panjang gelombang sinyal, juga sering disebut dipol setengah gelombang, dan lebih efisien. Dalam teknik radio, istilah dipol biasanya bermakna sebuah setengah gelombang dipol.

2. Antena Yagi.

Antena Yagi adalah salah satu jenis antena radio atau televisi yang diciptakan oleh Hidetsugu Yagi. Antena ini bersifat direksional, yaitu menambah gain hanya pada salah satu arahnya. Sisi antena yang berada di belakang reflektor memiliki gain yang lebih kecil daripada di depan direktor.

Bagian-Bagian Antena YagiContoh model antena Yagi. Tanda panah menunjukan direksional/arah yang diperkuat. Antenna Yagi terdiri dari tiga bagian, yaitu:

Driven adalah titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang (0,5 ) dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.

Reflektor adalah bagian belakang antenna yang berfungsi sebagai pemantul sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang daripada driven. panjang biasanya adalah 0,55 (panjang gelombang).

Director adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit lebih pendek daripada driven. Penambahan batang director akan menambah gain antena, namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin banyak jumlah director, maka semakin sempit arahnya. Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. Boom berbentuk sebatang logam atau kayu yang panjangnya sepanjang antena itu.

Antena Yagi, juga memiliki spasi (jarak) antara elemen. Jaraknya umumnya sama, yaitu 0.1 dari frekuensi.

3. Antena Vertikal atau Ground Plane.

Antena jenis ini digunakan untuk frekuensi tinggi. Antena Ground plane memiliki 4 sisi , 3 sisi bawahb merupakan Ground dan 1 sisi atas merupakan Positif. Antena ini biasnya digunakan oleh pemancar radio Amatir. Antena ini dihubungkan dengan kabel 50 tanpa rangkaian matching.

Pola Radiasi

Pola radiasi dapat didefinisikan sebagai gambaran kekuatan pancaran/penerimaan sinyal suatu antena dalam fungsi sudut.

Polaradiasi dapat dibedakan menjadi beberapa macam:1. Pola radiasi omnidirectional adalah pola radiasi yang sama ke segala arah. Pola radiasi omnidirectional dihasilkan oleh antena isotropis. Antena isotropis adalah antena yang hanya ada secara teori, yaitu sumber titik yang memancarkan radiasi serba sama ke segala arah. Dengan bentuk pola radiasi seperti ini memungkinkan pengguna menangkap sinyal di setiap penjuru antena pemancar sebagaimana antena yang digunakan pada broadcast (siaran radio), atau pada telepon genggam. Kekurangan dari bentuk pola radiasi omnidirectional adalah mempunyai jarak pancaran yang pendek sehingga daerah cakupannya (coverage area) kecil.

2. Pola radiasi Unidirectional Yaitu pola radiasi antena yang pancaran dan penerimaannya hanya satu tempat atau satu arah saja. Contoh antena yang mempunyai pola radiasi satu arah adalah antena Yagi (antena yang biasa digunakan pada pesawat televisi), antena array, antena helix. Dengan bentuk pola radiasi seperti ini, pancaran antena mampu mempunyai jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan antena berpolaradiasi omnidirectional apabila diasumsikan daya pancar kedua antena sama. Tetapi pola radiasi ini hanya bisa melingkupi suatu daerah pada arah tertentu.

3. Polaradiasi Bidirectional (dua arah) Polaradiasi bidirectional adalah pola radiasi dua arah yaitu arah depan dan arah belakang antena.

Pengukuran pola radiasi antena dapat dilakukan dengan mengukur level terima dari suatu antena dengan sudut antena pemancar bervariasi dari 00 sampai dengan 3590 (jika pola yang akan diukur adalah antena pemancar) dan menggambarkan setiap level pada fungsi sudut. Jika yang ingin diketahui adalah bentuk pancaran antena penerima maka antena penerima diputar dari 0 sampai 3590 dan mengukur level terima untuk setiap sudut.Polarisasi AntenaPolarisasi antena merupakan polarisasi gelombang yang diradiasikan oleh antena pada arah yang diberikan. Macam-macam polarisasi antena:1. Polarisasi horizontal, Polarisasi horizontal dihasilkan jika elemen antena sejajar (paralel) dengan permukaan bumi. Antena dengan polarisasi horizontal mempunyai kemampuan yang lebih dibandingkan dengan antena berpolarisasi vertikal. Untuk lintasan yang jauh, lebih efektif dalam menghadapi noise lokal, karena noise elektrik umumnya mempunyai polarisasi vertikal.

2. Polarisasi vertikal, Polarisasi vertikal dihasilkan jika antena diposisikan tegak lurus dengan permukaan bumi. Banyak digunakan untuk komunikasi lokal atau jarak pendek dengan cakupan yang universal (sama ke segala arah).

3. Polarisasi melingkar (circular polarization), Jika kedua kutub antena dipole dibuat melingkar maka akan dihasilkan polarisasi gelombang melingkar. Antena dengan polarisasi melingkar akan dapat diterima secara maksimun jika antena penerima juga mempunyai polarisasi melingkar. Tetapi antena dengan polarisasi melingkar tetap dapat menerima sinyal yang dikirimkan dengan antena berpolarisasi vertikal maupun horizontal. Tetapi terdapat kerugian sebesar 3 dB bila dibandingkan penerimaan dengan antena dengan polarisasi melingkar.Front to Back Ratio (FBR)Front to Back Ratio adalah perbandingan kuat pancaran pada arah depan dan belakang antena. Pada antena dengan pola radiasi dua arah (antena dipole) dimana kekuatan pancaran / penerimaan arah depan dan arah belakang sama, maka FBR antena tersebut sama dengan 1 (satu). Apabila arah depan mampu menerima sinyal sebesar 10W dan arah belakang 2W maka FBR dari antena adalah 5.Gain Antena

Pada rangkaian elektronik, gain merupakan perbandingan antara daya output dan daya input. Sedangkan gain antena adalah perbandingan daya pancar suatu antena terhadap daya pancar antena referensi, atau pertambahan daya yang diradiasikan pada arah tertentu dari suatu antena dibandingkan dengan daya yang diradiasikan pada arah yang sama oleh suatu antena referensi. Gain antena disebut juga dengan power gain.III. ALAT DAN BAHAN :

1. Antena Dipole 650 MHz.

2. Antena Dipole 150 MHz.

3. Antena Yagi.

4. Antena Ground Plane.

5. Kabel BNC to BNC.

6. Signal Generator.

7. Spektrum Analyzer.

IV. LANGKAH KERJA :

1. Pasanglah Antena yang akan di test pada feeder dan terhubung ke Signal Generator dan Spektrum Analyzer.

2. Hidupkanlah Signal generator dan Spektrum analyzer, sebelum itu pastikan feeder telah terhubung pada antena dengan baik.

3. Masukan input frekuensi pada Signal generator sekitar 600 MHz.

4. Kemudian pada spektrum analyzer atur frekuensi center dan span agar bisa melihat frekuensi kerja maksimal pada antena tersebut.

5. Atur frekuensi pada signal generator sehingga level tegangan pada spektrum analyzer semaksimal mungkin dan atur posisi center pada spektrum analyzer setelah mendapatkan frekuensi resonansi.

6. Ukur level tegangan pada frekuensi resonansi tersebut.

7. Turunkan frekuensi kerja resonansi sehingga level tegangan berkurang sebesar -3dBm dari level tegangan frekuensi resonansi.

8. Naikan frekuensi kerja resonansi sehingga level tegangan berkurang sebesar -3dBm dari level tegangan frekuensi resonansi.

9. Ukur Bandwidth nya dari frekuensi upper dan lower yang didapat.

10. Ukur Pola radiasi satu lingkaran penuh (360), sebanyak tiga kali untuk mengurangi faktor kesalahan.

11. Gambarkan Pola Radiasi tersebut sebagai data percobaan.

12. Hitung Gain(kecuali Dipole), HPBW, front to back ratio.

13. Lakukan langkah yang sama pada polarisasi vertikal.

14. Ulanggi langkah-langkah di atas untuk jenis antena lain serta jenis-jenis polarisasinya.