BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Masalah

Dalam suatu sistem radio, gelombang elektromagnetis

berjalan dari pemancar ke penerima lewat ruang, dan

diperlukan antena (aural) pada kedua ujung tersebut untuk

keperluan penggandengan (Coupling) antara pemancar dan

penerima, karakteristik-karakteristik ini penting untuk suatu

antena tertentu dan banyak yang identik dan sering digunakan

antena yang sama untuk kedua fungsi tersebut.

Pada televisi yang sangat vital adalah antena baik sebagai

pemancar dan sebagai penerima. Antena pemancar

menyebarkan antena gelombang elektromagnetik yang

ditangkap oleh antena penerima televisi. Oleh karena itu antena

sangat penting dalam pertelevisian.

Tanpa disadari antena sudah menjadi sebahagian

kehidupan kita sehari-hari,karena antena yang dihubungkan

dengan pesawat televisi dirumah-rumah. Antena dapat dibuat

dari kawat atau batang yang menghantar. Jenis struktur yang

digunakan untuk antena adalah banyak atau beraneka ragam,

mulai dari sepotong kawat sederhana yang digantung diatas

tanah sampai kesusunan-susunan tirai (Certain Array) yang

digunakan untuk menangkap siaran.

Melakukan suatu analisis dari sebuah antena bukanlah

pekerjaan yang mudah meskipun didukung dengan peralatan

yang lengkap dan bukan sederhana lagi, dan banyak masalah

faktor lainnya yang harus diperhitungkan dengan sungguh-

sungguh untuk menganalisa sebuah antena. Faktor derajat yang

kecil dan penyambungan yan g sempurna merupakan salah

satu persyaratan yang ada, juga soal kabel transmisi yang

dipakai sebagai faktor rugi-rugi lainnya yang mungkin saja ada

perlu diperhitungkan juga untuk keperluan ini.

Dengan berdasarkan vitalnya antena pada televisi maka

kami melakukan pengukuran antena TV trainer untuk model

percobaan. Perlunya dilaksanakan praktikum antena ini karena

untuk penyeimbangan antara teori yang telah diperoleh dari

bangku perkuliahan dengan prakteknya.

1.2.Tujuan Percobaan

1. Untuk menganalisis pada modul Antena Yagi-Uda 8 Elemen

pada band VHF (Very High Frekwensi)

2. Untuk membandingkan hasil pengukuran elemen Antena

Yagi-Uda 8 elemen dengan menggunakan software “Quick

Yagi Version 4.0 by Chukck Smith,WA7RAI and RAI

enterprise,Inc.”

BAB II

TEORI DASAR

Antena adalah penyepadan impedansi instrinsik ruang

propagasi dengan impedansi karakteristik saluran transmisi radio.

Saluran transmisi tersebut digunakan untuk mengubah gelombang

elektromagnetik di ruang bebas menjadi gelombang listrik dan

sebaliknya. Berdasarkan pengertian di atas, dapat disimpulkan

fungsi antena adalah sebagai berikut:

1. Perangkat penyesuai (Matching Device). Alat untuk

mengubah sifat-sifat karakteristik gelombang

elektromagnetik di saluran transmisi dan di ruang

propagasi.

2. Perangkat pengarah (Directional Device). Alat untuk

mengarahkan energi sumber elektromagnetik ke arah

tertentu atau sebaliknya sehingga arah pancar atau arah

penerimaannya bisa disesuaikan dengan tepat.

Antena Yagi diketemukan oleh Professor Hidetsugu Yagi dan

Assistennya Shintaro Uda pada tahun 1925. Antena Yagi merupakan

sebuah antena Dipole yang diberi tambahan parasitic elements

berupa Reflektor dan Director sehingga menghasilkan gain kearah

tertentu. Dari berbagai macam buku referensi antena yang pernah

penulis baca, bisa disimpulkan bahwa: “ Tidak ada formula khusus

untuk membuat Yagi terbaik di Band manapun”. Akan tetepi banyak

sekali design Yagi yang baik dan bisa dicoba dibuat sendiri oleh

Rekan-Rekan amatir radio.

Dari berbagai literatur tentang Antena Yagi pada Band

manapun, secara umum bisa disimpulkan sbb:

a. Driven Element mempunyai panjang ½ λ (Lambda).

Sehingga rumus untuk menghitung total panjang Driven

Element sebuah Yagi adalah sbb :

λ = 300/f

L = 0,5 x K x λ

Dimana :

f adalah frekwensi kerja yang diinginkan.

λ adalah panjang gelombang diudara

L adalah panjag Driven Element.

K adalah velocity factor pada logam yang diambil sebesar

0,95.

b. Panjang Reflector biasanya dibuat sekitar 7 % lebih panjang

dari Driven Element.

c. Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven

Element. Jika akan dibuat Yagi yang memiliki elemen lebih

dari 3 elemen, maka Director berikutnya ( Director 2 )

biasanya dipotong sedikit lebih pendek dari Director 1,

demikian juga dengan Director 3, Director 4 dan seterusnya..

Sebagai contoh, kita akan membuat antena Yagi untuk

bekerja pada 144 MHz (2 m band). Maka dari perhitungan

diperoleh :

λ = 300 / 144,000 = 2,0833333 meter.

K diambil 0,95.

Jadi Panjang Driven Element adalah 0,5 x 0,95 x 2,0833333

meter = 0,9896 meter atau dibulatkan 99 cm.

Panjang Reflector 7 % lebih panjang dari Driven Element.

Maka Panjang Reflector adalah 1,07 x 99 cm = 105,93 cm

dibulatkan 106 cm.

Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven

Element. Maka panjang Director 1 adalah 0,95 x 99 cm =

94,05 cm.

Parameter-parameter dasar antena

A. Pola Radiasi

Suatu antena dengan pola radiasi ditentukan oleh

banyak grafik yang ditunjukkan dari radiasi yang berbentuk

pada antena sebagai suatu fungsi dari koordinat

Gambar 1. Sebuah titik radiasi pada koordinat bola

B. Pola Radiasi Isotropis, Unidireksional, dan

Omnidirectional

Pola radiasi isotropis dinyatakan dengan suatu

hypothefical antena yaitu akan sama radiasinya pada semua

arah. Pola radiasi antenna isotropis berbentuk bola dan

antenanya sendiri dipakai sebagai titik sumber utama,

perbandingan radiasi antena (1/2 λ = ½ panjang gelombang)

untuk pemakaian segala arah.

Gambar 2. Pola radiasi isotropis

Pola radiasi unidireksional adalah arah pancaran antena

ke satu arah. Antena dengan pola radiasi unidireksional sering

digunakan pada komunikasi point to point.

Gambar 3. Pola radiasi unidireksional

Pola radiasi Omnidireksional adalah arah pancaran antena ke berbagai arah dengan energi pada satu bidang sama besar.

Gambar 4. Pola radiasi omnidireksional

C. Pola Radiasi Lobe

Pola radiasi ini diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Major lobe

Major lobe disebut juga main lobe didefinisikan sebagai

radiation lobe yang berisi arah radiasi maksimum. Major

lobe merupakan daerah pancaran terbesar sehingga

dapat menentukan arah radiasi dan mempunyai daya

yang besar.

2. Side lobe Side lobes terdiri dari :

first side lobe yaitu minor lobe yang posisinya paling dekat dengan main lobe.

second side lobe yaitu minor lobe yang posisinya setelah first side lobe.

3. Back lobe yaitu minor lobe yang posisinya berlawanan

dengan main lobe.

4. Half Power Beamwidth adalah daerah sudut yang

dibatasi oleh titiktitik ½ daya atau -3 dB atau 0.707 dari

medan maksimum pada lobe utama.

5. First Null Beamwidth (FNB) adalah besar sudut bidang

diantara dua arah pada main lobe yang intensitas

radiasinya nol.

6. Side Lobe Level (SLL) adalah perbandingan antara first

lobe dan main lobe. Side Lobe Level menyatakan besar

dari side lobe.

7. Front to Back Ratio (FBR) adalah perbandingan antara

main lobe terhadap back lobe.

Gambar 5.Parameter pola radiasi

D. Sifat Radiasi

1. Broadside

suatu pancaran daya yang arah main beam berada pada

posisi tegak lurus terhadap bidang yang berisi elemen

antena.

2. Endfire

suatu pancaran daya yang arah main beam berada pada

posisi sejajar terhadap bidang yang berisi elemen antena.

3. Intermediate

pancaran daya yang arah main beam pada posisi tegak

lurus ataupun sejajar tapi mengarah pada sudut tertentu.

Gambar 6 Sifat radiasi Antena (a). broadside, (b). endfire,

(c). Intermediate

E. Daerah-daerah Medan Antena

1. Reaktif medan antena,

2. Reaktif medan dekat,

3. Daerah medan jauh.

F. Kerapatan antena

Gelombang elektromagnetik digunakan untuk

mentransformasikan informasi melalui suatu media kabel

relative kecil atau struktur guide ini dari suatu titik ke titik

yang lain. Besaran yang digunakan memberi daya gabungan

dengan gelombang electromagnet dinyatakan sebagai vektor

pointing:

P = E x H

Dimana: P = vector pointing (W/m2)

E = intensitas medan listrik (V/m)

H = intensitas medan magnet (A/m)

G. Directivity (pengarahan)

Directivity gain adalah perbandingan antara intensitas

radiasi dalam arah itu dengan intensitas radiasi pada antena

referensi. Sedangkan directional (pengarahan) adalah

pengarahan pada sumber bukan isotropis sama dengan

perbandingan intensitas radiasi selama berhubungan dengan

isotropis

H. Gelombang Elektro Magnet

Arus yang mengalir pada batang konduktor akan

menghasilkan suatu medan magnet disekitarnya menurut Biot

Savart. Perubahan medan-medan magnet dapat menghasilkan

medan magnet yang dapat menghasilkan medan listrik

( Hukum Faraday ).

I. Polarisasi Gelombang

Antena pemancar adalah antena konduktor yang

mengubah arus frekuensi radio (RF) menjadi gelombang

electromagnet dan memancarkan dalam system rancangan

yang sempurna.

Kuat medan listrik yaitu besarnya tegangan yang

terinduksi pada penghantar. Kedudukannya sejajar dengan

medan listrik dan tegak lurus terhadap arah rambatannya. Alat

untuk mengukur kuat medan listrik adalah Field Strenght

Meter.

J. Antena VHF

Untuk Antena VHF banyak digunakan dengan berbagai

bentuk, bentuknya berubah-ubah disesuaikan dengan

keperluan meskipun pada dasarnya berasal dari antena dipole.

K. Antena Yagi-Uda

Antena Yagi-Uda adalah antena yang terdiri dari susunan

parasiti sebuah antena dipole setengah gelombang yang di

dorong. Semua elemen dikencangkan secara listrik pada

batang penyangga tengah yang merupakan sebuah

penghantar yang ditanahkan.

Elemen parasitic terdiri atas elemen (Reflector), elemen

pengarah (Director), dan elemen pengumpan (Driven).

Konfigurasi antena yagi-uda 8 elemen pada gambar berikut:

L. Kerapatan Radiasi

Gelombang elektromagnetik digunakan untuk

mentransformasikan informasi melalui suatu media kabel

relatif kecil atau struktur guide ini dari satu titik ke titik lain.

Besaran yang digunakan member daya gabungan dengan

gelombang electromagnet dinyatakan sebagai vektor pointing

:

P = E x H

Dimana : P = Vektor Poynting (w/m²)

E = Intensitas Medan Listrik (V/m)

H = Intensitas Medan Mganet (A/m)

M.Gain

Gain pada sebuah antena yang diberikan dinyatakan

sebagai perbandingan antara 4π dengan intensitas radiasi.

Daya yang diterima oleh antena transmitter (pengiriman)

ketika arah tidak tetap, maka gain dalam arah radiasi

maksimum, semua jenis antena yang memiliki sifat

pengarahan termasuk pada model, antena dipole selalu ada

sifat gainnya, untuk melakukan pengukuran dipakai

perbandingan dengan antena isotropis hipotesis yang kita

asumsikan yang tak memiliki penguatan sama sekali karena

factor radiasi suatu bentuk dipole pada titik pengarahan yang

maksimum bisa didapatkan dari standar kira-kira 1,64 dB

tepatnya 1,64 dBi, dimana huruf gainnya dengan

perbandingan isotropis, tapi dipole bisa dipakai untuk antena

standar oleh karena itu gain menjadi 0 dB.

N. VSRW (Voltage Standing Wave Ratio)

Perbandingan antara harga tegangan maksimum, dan

harga tegangan minimum, disebut perbandingan gelombang

Tegak Tegangan (Voltage Standing Wave Ratio) atau

disingkat dengan Perbandingan Gelombang Tegak (SWR)

SWR = V Maks / V Min

SWR = I Maks / I Min

O. Boom (Batang Penyangga)

Batang penyangga (Boom) biasanya terbuat dari bahan

logam yang berfungsi sebagai pusat. Di sini pusat adalah

elemen. Batang penyangga ini bisa berupa aluminium atau

tembaga.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan

diameter-diameter boom dengan λ sebagai berikut :

Dλ

Dimana : D = Diameter Boom

λ = PAnjang Gelombang

BAB III

METODE PELAKSANAAN PRAKTIKUM

III.1. Alat-alat yang digunakan

1. Mistar Geser

2. Roll Meter

3. Busur Derajat

4. Modul Antena Yagi-Uda 8 elemen TV Trainer

5. Multisignal generator

6. Field Meter

7. Kabel Coaxial

8. SWR Analog

9. Frekwensi Counter

III.2. Gambar Antena Yagi-Uda 8 Elemen

III.3. Prosedur Percobaan

III.3.1 Pengukuran Elemen Reflector (Pemantul)

1. Modul praktikum disusun sesuai dengan

konfigurasi pada gambar Antena Yagi-Uda 8

Elemen.

2. Mengambil elemen reflector dari susunan

antena Yagi-Uda (VHF) kemudian

mengukurnya.

3. Mengukur panjang elemen reflector, diameter

elemen dan jarak serta mencatat data yang

diperoleh.

4. Memasang kembali elemen reflector pada

susunan Antena Yagi-Uda 8 elemen seperti

semula.

III.3.2 Pengukuran Elemen Driven (Pengumpan)

1. Modul praktikum antena tersusun sesuai

dengan konfigurasi antena Yagi-Uda 8 elemen

2. Mengambil elemen driven (penggerak) dan

susunan antena tersebut dan kemudian siap

diukur.

3. Mengukur panjang fisik tersebut, diameter

batang elemen dengan jangka sorong dan rool

meter mencatat hasil pengukuran tersebut.

4. Memasang kembali elemen driven tersebut

kemudian mengukur jarak antara elemen

berikut dengan roll meter.

III.3.3 Pengukuran Elemen Director (Pengarah)

1. Mengamati elemen director dari susunan

antena Yagi-Uda 8 Elemen sesuai dengan

gambar.

2. Mengatur posisi elemen director yang akan

diukur yaitu D1, D2, D3, D4, D5, dan D6

masing-masing director diukur panjang dan

elemen secara bergantian sesuai dengan roll

meter dan jangka sorong hingga selesai.

3. Mencatat hasil pengukuran sesuai dengan

urutan dan komposisi elemen tersebut.

III.3.4 Pengukuran Jarak antara Elemen

Reflector dengan Driven

1. Mengamati elemen reflector dengan driven

dari antena Yagi-Uda 8 Elemen.

2. Mengukur Jarak antara elemen reflector

dengan driven dengan menggunakan mistar

geser.

3. Mencatat hasil pengukuran sesuai dengan

urutan dan komposisi elemen tersebut.

III.3.5 Pengukuran Jarak Antara Elemen Driven

dengan director

1. Mengamati elemen Driven dengan Director

dari Antena Yagi-Uda 8 Elemen.

2. Mengukur jarak antara elemen driven dengan

director dengan menggunakan mistar geser.

3. Mencatat hasil pengukuran sesuai dengan

urutan dan komposisi elemn tersebut.

III.3.6 Pengukuran Jarak antara Director satu

dengan Director yang lain

1. Mengamati elemen Director satu dengan

Director yang lain dari antena Yagi-Uda 8

Elemen.

2. Mengukur Jarak Antena Elemen Director

pertama dengan Director kedua, Director

kedua dan ketiga, dan seterusnya.

3. Mencatat hasil pengukuran sesuai dengan

urutan dan komposisi elemn tersebut.

III.3.7 Pengukuran Boom (Panjang Batang

Penyangga)

1. Mengamati Boom (Batang penyangga) dari

antena Yagi-Uda 8 Elemen.

2. Mengukur panjang batang penyangga antena

Yagi-Uda 8 elemen.

3. Mencatat hasil pengukuran sesuai dengan

urutan dan komposisi elemen tersebut.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

IV.1. Tabel Hasil Pengamatan

a.Pengukuran reflector

Panjang elemen reflector

Diameter reflector

Jarak antara reflector dengan driven

85,5 cm 0,41 cm 19,8 cm

b.Pengukuran drivenPanjang

elemen drivenDiameter

drivenJarak antara driven

dengan director

77,2 cm 0,41 cm 18 cm

c.Pengukuran director (pengarah)

Nama director (pengarah) Ukuran panjang (cm)

D1 69,4

D2 63,6

D3 57,5

D4 51,3

D5 46,6

D6 42,2

d.Pengukuran jarak director satu dengan yang lain

Nama elemen director (pengarah)

Jarak antara director (cm)

D1 D2 16,4

D2 D3 14,4

D3 D4 13,5

D4 D5 11,8

D5 D6 10,4

e.Data spesifikasi lainnya

1. Frekuensi = 50 MHz

2. Diameter boom = 1.4 cm

3. Panjang boom = 121 cm

VI.2. Analisa Data Hasil Perhitungan

Perhitungan pada elemen reflector

λ= c/f = 3.108/50.106 = 6 m = 600 cm

LR = 0,5 c/f = 150/50 = 3 m = 300 cm

Jarak antara elemen reflector dan driven:

S = 0,198 x λ = 0,198 x 600 = 118,8 cm

Perhitungan pada elemen director

LD1 = 5,7/50 = 0,114 m = 11,4 cm

LD2 = 5,42/50 = 0,108 m = 10,8 cm

LD3 = 5,15/50 = 0,103 m = 9,8 cm

LD4 = 4,89/50 = 0,098 m = 9,3 cm

LD5 = 4,65/50 = 0,093 m = 8,8 cm

LD6 = 4,42/50 = 0,088 m = 8,4 cm

Perbandingan (ratio) diameter elemen dengan

gelombang dan diameter boom atau batang penyangga

dan panjang gelombang

Diameter elemen (d) = 0,41 cm

λ = c/f = 3.108/50.106 = 6 m = 600 cm

jadi, D/ λ = 0,41/600 = 6,83 × 10-4

Diameter boom (D) = 1,4 cm

λ = c/f = 3.108/50.106 = 6 m = 600 cm

jadi, D/ λ = 1,4/600 = 2,3 × 10-3

Secara Manual

Gambar VI.2.1. Pengukuran dengan menggunakan software

quick yagi version 4,0 by chuck smith, WA7RAI dan RAI

enterprise, inc.

Gambar VI.2.2. Penentuan panjang elemen antena yagi uda 8

elemen pada frekuensi 50 MHz

Gambar VI.2.3. Gain pada antena yagi uda 8 elemen

Untuk bidang azimut

Untuk bidang Elevation

Gambar VI.2.4. Pola radiasi/radiation pattern antena yagi-uda

8 elemen secara horizontal (900) dari penggunaan software

quick yagi uda version 4

Gambar VI.2.5. Grafik perbandingan frekuensi gain dengan

VSWR

BAB V

PENUTUP

V.1. Kesimpulan

1. Pada suatu antena pengukuran reflector pemantul

tergantung dari pada diameter reflector, panjang

reflector, dan jarak antara reflector dan driven.

Semakin bedar daya pantul tergantung dari panjang

elemen reflector dan driven.

2. Daya pancar frekuensi pada suatu antena tergantung

pada beberapa panjang ukuran pada director yang

diberikan.

V.2. Saran

Bimbingan Asisten tentang percobaan ini

merupakan suatu harapan kami sebagi praktikan.

V.3. Ayat Yang berhubungan Dengan Percobaan

Q.S Al Alaq : 3-4

Artinya :

“ Bacalah, dan Tuhanmulah Yang Paling Pemurah. Yang

Mengajar (manusia) dengan perantara kalam”.

Penjelasan :

Ayat di atas menjelaskan tentang Tuhan Yang Maha Pemurah,

yang telah mengajarkan kita dengan perantara kalam.

Hubungannya dengan percobaan ini bahwa perantara kalam

adalah ilmu pengetahuan dapat diperoleh dengan berbagia

cara. Dengan usaha manusia tersebut, maka ditemukan

sesuatu yang mempunyai peranan yang sangat besar dalam

kehidupan sehari-hari yaitu teleoperasi, yang merupakan

system pengontrolan jarak jauh yang biasa digunakan pada

perusahaan-perusahaan, dan instansi lainnya.