BAB I.docx

69
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam dunia telekomunikasi terdapat sebuah piranti atau bagian yang tidak dapat terpisahkan yaitu antena. Sebuah antena radio dapat didefinisikan sebagai suatu kesatuan struktur dengan sebuah daerah transisi antara gelombang terbimbing dengan gelombang ruang bebas. Antena adalah piranti yang menghubungkan atau antar muka sistem dan angkasa. Terdapat berbagai jenis antena yang digunakan dalam dunia telekomunikasi, salah satunya adalah antena log periodik. Antena log periodik adalah sebuah antena broadband terarah yang memiliki struktur yang menyebabkan impedansi dan karakteristik radiasi berulang secara periodik sebagai fungsi logaritma dari frekuensi. Antena log periodik mempunyai aplikasi yang sangat luas, diantaranya sebagai penguat sinyal. Masih jarang 1

Transcript of BAB I.docx

Page 1: BAB I.docx

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam dunia telekomunikasi terdapat sebuah piranti atau bagian yang

tidak dapat terpisahkan yaitu antena. Sebuah antena radio dapat didefinisikan

sebagai suatu kesatuan struktur dengan sebuah daerah transisi antara gelombang

terbimbing dengan gelombang ruang bebas. Antena adalah piranti yang

menghubungkan atau antar muka sistem dan angkasa.

Terdapat berbagai jenis antena yang digunakan dalam dunia

telekomunikasi, salah satunya adalah antena log periodik. Antena log periodik

adalah sebuah antena broadband terarah yang memiliki struktur yang

menyebabkan impedansi dan karakteristik radiasi berulang secara periodik

sebagai fungsi logaritma dari frekuensi.

Antena log periodik mempunyai aplikasi yang sangat luas, diantaranya

sebagai penguat sinyal. Masih jarang kalangan umum/publik yang menggunakan

antena ini dikarenakan harganya yang cukup mahal, serta perancangannya yang

cukup rumit. Kelebihan dari antena ini adalah memiliki bandwidth yang besar.

Oleh karena itu, pada tugas akhir ini penulis akan merancang sebuah

antena log periodik yang bekerja pada jangkauan frekuensi 2400 MHz hingga

2500 MHz, yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal Wifi

1.2 Identifikasi Masalah

1

Page 2: BAB I.docx

Untuk mempermudah memahami tugas akhir ini, penulis akan

memberikan identifikasi masalah sehingga pembaca mendapatkan gambaran yang

jelas mengenai permasalahan yang akan diuraikan.

Adapun permasalahan yang terdapat pada penulisan tugas akhir ini

meliputi:

1. Bagaimana karakteristik dari antena log periodik.

2. Bagaimana merancang antena log periodik agar dapat bekerja pada

frekuensi yang diinginkan dan memiliki penguatan sesuai dengan yang

kita inginkan.

3. Bagaimana merancang struktur log periodik antena yang sederhana

(compact) tetapi memiliki daya tahan yang tinggi.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalahnya adalah:

1. Bandwidth frekuensi sebesar 1.04, dengan batasan frekuensi minimum

2400 MHz, dan frekuensi maksimum 2500 MHz

2. Gain antena sebesar 11 dB

3. Impedansi input 75 Ohm.

4. Karateristik antena yang diukur:

Beamwidth

Gain antena

Direktifitas

2

Page 3: BAB I.docx

1.4 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah memberikan gambaran

mengenai antena log periodik, perancangan serta implementasinya.

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui fungsi dan

karakteristik, serta mengetahui bagaimana merancang sebuah antena log periodik

yang dapat berfungsi sebagai penerima sinyal pada frekuensi 2400 MHz – 2500

MHz dengan daya tangkap yang baik serta memiliki penguatan yang tinggi.

1.5 Metoda Penelitian

Dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir ini, penulis melakukan

beberapa metode penelitian, yaitu:

1. Literatur

Yaitu dengan membaca buku-buku referensi atau karya tulis dan serta

mempelajari dokumen-dokumen tentang antena dari perpustakaan dan

media internet yang ada hubungannya dengan topik yang dibahas.

2. Wawancara

Wawancara ini dilakukan dengan jalan melakukan dialog secara langsung

dan mengadakan tanya jawab untuk mendapatkan informasi yang

diperlukan dengan pembimbing.

3. Praktek

Yaitu dengan melakukan percobaan perancangan dan pembuatan antenna

secara langsung.

3

Page 4: BAB I.docx

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari tiap bab dalam laporan akhir ini bertujuan untuk

mendapatkan keterarahan/sistematisasi dalam penulisan sehingga dapat dan

mudah dipahami. Sistematika penulisan ini disusun dalam 5 (lima) bab yang

diuraikan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Merupakan pendahuluan yang memberikan penjelasan tentang latar

belakang masalah latar belakang dari pengambilan judul, maksud dan

tujuan, gambaran umum dari permasalahan untuk dijadikan bahan pokok

dari penulisan tugas akhir. Dilanjutkan pada metode penelitian sebagai

sarana penerapan dan penelitian untuk mendapatkan segala bahan

permasalahan, dan sistematika penulisan dalam tugas akhir ini.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini mencakup landasan teori yang menunjang pada pembahasan

meliputi antena secara umum, jenis-jenis antena, serta pengenalan

mengenai antena log periodik .

BAB III PERANCANGAN ANTENA PENGUAT SINYAL WIFI

Pada bab ini dijelaskan perancangan antena log periodik mulai dari faktor

perancangan hingga tahapan perancangan, serta memberikan gambaran

konstruksi daripada antenna itu sendiri.

BAB IV PENGUKURAN KARAKTERISRIK ANTENA

Bab ini menjelaskan mengenai proses pengukuran karakteristik dari antena

log periodik disertai dengan data hasil pengukuran.

4

Page 5: BAB I.docx

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini mencakup kesimpulan dari hasil pembuatan laporan tugas akhir

dan saran-saran yang mungkin dapat membantu atau mempermudah dalam

perancangan antena log periodik.

5

Page 6: BAB I.docx

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Pada 600 tahun SM, seorang matematik dan filsuf asal Yunani, Thales of

Miletus mencatat bahwa amber (batu amber) yang digosok dengan sutera

menghasilkan bunga api dan sepertinya memiliki kekuatan magis untuk menarik

partikel dari bulu dan jerami. Bahasa Yunani dari amber adalah electron dan dari

sinilah kita mengenal electricity, electron dan electronics. Thales juga mencatat

bahwa terdapat kekuatan atraktif antara dua buah batu magnetik alami yang

disebut loadstone, Batu ini ditemukan disebuah tempat yang disebut Magnesia,

dan dari sinilah kita mengenal kata magnet dan magnetism. Thales adalah yang

pertama yang menemukan electricity dan magnetism, tetapi seperti kebanyakan

orang dimasanya, pengetahuannya itu lebih bersifat filosofi daripada praktek.

Pada tahun 1600 M, William Gilbert dari Inggris yang membuat

eksperimen sistematis pertama tentang fenomena listrik dan medan magnet.

Gilbert jugalah yang pertama menyatakan bahwa bumi sendiri adalah sebuah

magnet yang sangat besar. Beberapa penemu juga ikut memberikan andil yang

besar pada proses penemuan antena seperti Benjamin Franklin (US 1750 M),

Charles Augustin de coulomb (Prancis) , Karl Fried Gauss (Jerman), Alessandro

Volta (Italia 1800 M), Michael Faraday (Inggris 1831 M) dan James C. Maxwell

(1873 M). kebenaran teorinya tersebut. Memerlukan lebih dari satu dekade hingga

teori Maxwell diperhatikan kembali oleh Heinrich Rudolf Hertz (Jerman).

6

Page 7: BAB I.docx

Ketertarikan Hertz pada gelombang dihargai dan pada tahun 1986 M,

sebagai salah seorang professor pada Technical Institute in Karlshure, dia

mengumpulkan alat yang akan menyempurnakan sistem radio dengan end loaded

dipole sebagai antena pengirim dan resonant square lop sebagai antena penerima.

Selama dua tahun, dia memperluas percobaannya dan mulai mendemonstrasikan

refleksi, refraksi dan polarisasi, yang menunjukkan bahwa selain perbedaan

panjang gelombang, gelombang radio adalah sama dengan cahaya yaitu sama-

sama gelombang elektromagnetik dan percobaan Hertz tersebut mengubah

pandangan orang terhadap penemuan Maxwell.

2.2 Pengertian WIFI

Wi-Fi (Wireless Fidelity) adalah koneksi tanpa kabel dimanakita tidak

perlu menggunakan kabel pada pemasangan setiap perangkatnya. Wi-Fi memiliki

kemampuan untuk menggerakkan perangkatnya tanpa memindahkan kabel atau

perangkat lain dan tetap terkoneksi pada area layanan yang lebih luas(pada 3G).

Wi-Fi juga menawarkan pelayanan data yang luas dan cepat (broadband) serta

bandwith yang besar untuk memberikan pelayanan sepertirealtime voice, data, dan

streaming media. Pelayanan dapat diberikan secara terus-menerus tanpa henti

(always on). Biaya yang dikeluarkan untuk mendapatkan Wi-Fi cukup rendah

karena infrastruktur dapat dimiliki siapa saja dan tidak memerlukan lisensi. Selain

digunakan untuk mengakses internet, Wi-Fi juga dapatdigunakan untuk membuat

jaringan tanpa kabel di perusahaan. Karena itu banyak orang mengasosiasikan Wi-

Fi dengan kebebasan, karena teknologi Wi-Fi memberikan kebebasan kepada

7

Page 8: BAB I.docx

pemakainya untuk mengakses internet atau mentransfer data dari ruang kantor, kamar

hotel, kampus, dan cafe-cafe yang bertanda Wi-Fi Hot Spot. Satu lagi kelebihan dari

Wi-Fi adalah yang beberapakali lebih cepat dari modem kabel yang tercepat. Jadi pemakai

Wi-Fi tidak lagi harus berada di dalam ruang kantor untuk bekerja. Seperti halnya

handphone yang menggunakan teknologi radio, pemakainya dapat mentransfer

data dengan cepatdan aman. Dibandingkan dengan teknologi lainnya, Wi-Fi lebih

mudah diterapkan oleh siapa saja dan di mana saja, sehingga setiap perusahaan

atau perorangan dapat mengimplementasikan Wi-Fi di lingkungan mereka.

2.3 Pengertian Antena

Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik transmisi informasi

tanpa menggunakan kabel dilakukan dengan bantuan antena. Antena berasal dari

bahasa latin ”antena” yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana

kata latin ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan

dengan teknik komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menyelusuri

jejak gelombang elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima.

Sedangkan jika sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah

menghasilkan sinyal gelombang elektromagnetik.

Secara umum antena dibedakan menjadi antena isotropis, antena

omnidirectional, antena directional, antena phase array, antena optimal dan antena

adaptif. Antena isotropis (isotropic) merupakan sumber titik yang memancarkan

daya kesegala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Antena

omnidirectional adalah antena yang memancarkan daya kesegala arah, dan bentuk

8

Page 9: BAB I.docx

pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat dengan pusat berimpit. Contoh

antena ini adalah antena dipole setengah panjang gelombang. Antena directional

adalah antena yang memancarkan daya ke arah tertentu. Gain antena ini lebih

besar dari antena omnidirectional.

Selanjutnya adalah antena phase array, yang merupakan gabungan atau

konfigurasi array dari beberapa antena sederhana dan menggabungkan sinyal yang

menginduksi masing-masing antena tersebut untuk membentuk pola radiasi

tertentu pada keluaran array.

Antena optimal merupakan suatu antena dimana penguatan (gain) dan fase

relatif setiap elemennya diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan kinerja pada

keluaran yang seoptimal mungkin.

Antena adaptif merupakan pengembangan dari antena phase array maupun

antena optimal, dimana arah gain maksimum dapat diatur sesuai dengan gerakan

dinamis (dinamic fashion) obyek yang dituju.

2.4 Fungsi antena

Antena mempunyai fungsi mengubah sinyal listrik menjadi sinyal

elektromagnetik, kemudian meradiasikan ke udara atau ruang bebas. Dan

sebaliknya, antena dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik dari

ruang bebas dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Contoh pada radar atau

sistem komunikasi satelit sering kita jumpai kedua fungsi tersebut. Sedangkan

pada radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja.

9

Page 10: BAB I.docx

Gambar menunjukkan antena sebagai pengirim dan penerima

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima

2.5 Teori Maxwell

Maxwell adalah salah seorang ilmuwan Fisika yang berjasa dalam

kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi yang berhubungan dengan

gelombang. Maxwell berhasil mempersatukan penemuan-penumuan dari berbagai

fisikawan diantaranya Ampere dan Faraday. Dengan Teori Maxwel tentang

gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini.

Bunyi hipotesis Maxwell: “Apabila perubahan medan magnetic dapat

menimbulkan medan listrik, maka sebaliknya perubahan medan listrik pun dapat

menimbulkan medan magnetic.”

Gambar 2.2

10

Page 11: BAB I.docx

Dalam penelitiannya, ia menemukan bahwa cepat rambat gelombang

elektromagnetik sama dengan cahaya, sehingga keduanya sama. Dengan Teori

Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik, Maxwell menghitung cepat rambat

gelomabang elektromagnetik dengan persamaan:

(2.1)

Keterangan :

C= cepat rambat gelombang elektromagnetik

µₒ = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7Wb/Am

Ɛₒ = permitivitas ruang hampa = 8,85418 x 10-12C2/N m2

Dengan memasukkan harga μₒ dan Ԑₒ diatas maka di peroleh cepat rambat

gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s.

Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa.

Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya termasuk gelombang

elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya mengalami gejala

gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan), refraksi(pembiasan),

interferensi, difraksi serta polarisasi.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik menyimpulkan

bahwa Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

11

Page 12: BAB I.docx

1. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi pada saat yang

bersamaan sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan

minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.

2. Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya

tegak lurus terhadap arah rambat gelombang

3. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal

4. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga

polarisasi

5. Besar medan listrik dan medan magnet (E=cB)

6. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet karena

gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan

7. Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara 3 x 108

m/s.

2.6 Karakteristik Antena

Berdasarkan Gambar 2.7, fisik antena dimulai dari transmission line

sebagai dua elemen sirkuit terminal yang memiliki impedansi Z dengan

komponen resistive yang disebut Radiation Resistance , ketika diudara, antena

dikarakteristikkan berdasarkan pola radiasinya.

12

Page 13: BAB I.docx

2.6.1 Pola Radiasi

Pola radiasi (atau pola antena) adalah representasi dari properti radiasi

antena sebagai fungsi dari koordinat ruang. Pola radiasi diukur pada daerah medan

jauh, dimana distribusi angular dari daya radiasi tidak tergantung dari jarak.

Dalam banyak keadaan, pola radiasi ditentukan pada pola daerah medan

jauh dan digambarkan sebagai fungsi koordinat – koordinat arah sepanjang radius

konstan, dan digambarkan pada koordinat ruang. Sifat – sifat radiasi ini mencakup

intensitas radiasi, kekuatan medan (field strenght) dan polarisasi (Balanis, 1982:

17)

Pola radiasi dapat diplot secara 3-D, atau plot 2-D.

Gambar 2.3 Plot 3D dan 2D

Dalam koordinat bola, medan listrik E dan medan magnet H telah

diketahui, keduanya memiliki komponen vetor dan Sedangkan poynting

vektornya dalam koordiant ini hanya mempunyai komponen radial saja.

Beberapa konsep yang berhubungan dengan terminologi pola radiasi:

13

Page 14: BAB I.docx

a) Pola Isotropik adalah pola dari sebuah antena memiliki radiasi yang sama

pada semua arah. Ini adalah konsep ideal. Yang digunakan untuk

mendefinisikan parameter antena lainnya.

b) Antena direksional adalah sebuah antena, yang memiliki pola radiasi jauh

lebih efisien pada beberapa arah dibanding lainnya.

c) Antena omnidireksional adalah sebuah antena, yang memiliki pola radiasi

sama di segala arah pada bidang yang diberikan, dan pola terarah pada bidang

ortogonal.

d) Pola dasar adalah pola 2-D dari polarisasi linear antena, diukur pada bidang E

dan bidang H.

e) Pola Lobe adalah bagian dari pola radiasi yang memiliki intensitas radiasi

pada sudut tertentu dan melemah pada sudut lainnya.

2.6.2 Pola Beamwidth

Half-power beamwidth (HPBW) adalah sudut antara dua vektor, berasal

dari pola dasar dan melewati titik major lobe dimana intensitas radiasi setengah

dari maksimum.

yang dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

HPBW= | HPBW left - HPBW right | (2.2)

14

Page 15: BAB I.docx

Dengan HPBW left dan HPBW right : titik-titik pada kiri dan kanan dari main

lobe dimana pola daya mempunyai harga ½ . Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada gambar 2.5

Gambar 2.4 Pola Beamwidth

Sumber: Balanis, 1982: 31

2.6.3 Intensitas Radiasi

Intensitas radiasi pada arah yang diberikan didefinisikan sebagai radiasi

daya dari antena per satuan sudut (sterodian). Intensitas radiasi adalah parameter

medan jauh (far-field), dan dapat mudah ditentukan dengan mengalikan rapat

radiasi dengan kuadrat jarak. Persamaan matematikanya diekspresikan sebagai

berikut:

U=r2 W rad (2.3)

Dimana

15

Page 16: BAB I.docx

U = intensitas radiasi (W/ satuan sudut solid)

Wrad = rapat radiasi (W/m2)

Intensitas radiasi juga berhubungan pada medan listrik daerah jauh (far-

zone) dari antena dengan

U (θ, ϕ)=r2

2η|E (r,θ, ϕ )|2≃r2

2η[|Eθ (r,θ, ϕ)|2+|Eϕ ( r,θ,ϕ )|2 ]

≃12η [|Eθ (θ,ϕ )|2+|Eϕ (θ, ϕ)|2]

(2.4)

dimana

E = intensitas medan listrik daerah jauh dari antena

Eθ,Eφ = komponen medan listrik daerah jauh dari antena

η = impedansi intrinsik dari medium

Demikian halnya pola daya juga dihitung dengan intensitas radiasi.

Daya total diperoleh dengan mengintegralkan intensitas radiasi, yakni

Prad=∯Ω

Ud Ω=∫0

∫0

π

Usinθ dθ dϕ(2.5)

Dimana dΩ = elemen solid-angle = sinθ dθ dϕ

2.6.4 Direktivitas

Keterarahan dari suatu antena didefinisikan sebagai ”perbandingan antara

intensitas radiasi maksimum dengan intensitas radiasi dari antena referensi

isotropis”. Keterarahan dari sumber non-isotropis adalah sama dengan

16

Page 17: BAB I.docx

perbandingan intensitas radiasi maksimumnya di atas sebuah sumber isotropis

(Balanis, 1982: 29).

Keterarahan pada antena secara umum dinyatakan dari persamaan di

bawah ini (Balanis, 1982: 494) :

(2.6)

dengan :

D = directivity (dB)

U = intensitas radiasi (watt)

Uo = intensitas radiasi dari sumber isotropic

Prad = daya radiasi total (watt)

Nilai keterarahan sebuah antena dapat diketahui dari pola radiasi antena

tersebut, semakin sempit main lobe maka keterarahannya semakin baik dibanding

main lobe yang lebih lebar. Nilai keterarahan jika dilihat dari pola radiasi sebuah

antena adalah sebagai berikut (Balanis, 1982 : 20)

D0=10 log4 π (180

π )2

θHP . φHP (2.6)

D0=10 log41252 .96125

θHP . φHP (2.7)

dengan :

DdB = keterarahan (directivuty) (dB)

θHP = lebar berkas setengah daya pada pola radiasi horisontal ( 0 )

17

Page 18: BAB I.docx

φHP = lebar berkas setengah daya pada pola radiasi vertikal ( 0 )

2.6.5 Gain Antena

Gain adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena

mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerima sinyal dari arah tertentu. Satuan

yang digunakan untuk gain adalah desibel.

Penguatan daya antena pada arah tertentu didefinisikan sebagai 4π kali

perbandingan intensitas radiasi dalam arah tersebut dengan daya yang diterima

oleh antena dari pemancar yang terhubung (Balanis, 1982: 43). Apabila arahnya

tidak diketahui, penguatan daya biasanya ditentukan dalam arah radiasi

maksimum, dalam persamaan matematik dinyatakan sebagai (Stutzman, 1981: 37)

:

G=10⋅log4 π⋅U m

Pin (dB) (2.8)

G = gain antena (dB)

Um = intensitas radiasi antena (watt)

Pin = daya input total yang diterima oleh antena (watt)

Pada pengukuran digunakan metode pembandingan (Gain-comparison

Method) atau gain transfer mode. Prinsip pengukuran ini adalah dengan

menggunakan antena referensi yang biasanya antena dipole standar yang sudah

diketahui nilai gainnya. Prosedur ini memerlukan 2 kali pengukuran yaitu

terhadap antena yang diukur dan terhadap antena referensi. Nilai gain absolut

isotropik dinyatakan sebagai (Mufti, 2004 : 34) :

18

Page 19: BAB I.docx

GAUT (dBi )=Gref ( dBi )+10 log(W RX

W ref)

(2.9)

dengan :

GAUT = Gain antena yang diukur (dBi)

Gref = Gain antena referensi yang sudah diketahui (dBi)

WRX = Daya yang diterima antena yang diukur (dBm)

Wref = Daya yang diterima antena referensi (dBm)

2.6.6 Efisiensi Antena

Efisiensi total dari antena e t digunakan untuk mengestimasi total loss dari

energi pada terminal input dari antena dan pada keseluruhan struktur antena.

e t=e p er ec ed⏟e

=e per⋅e

(2.10)

Disini: er adalah efisiensi refleksi

ep adalah efisiensi polarisasi mismatch

ec adalah efisiensi konduksi

ed adalah efisiensi dielektrik

Efisiensi refleksi dapat dihitung dengan koefisien refleksi Г pada input

antena:

er=1−|Γ|2 (2.11)

19

Page 20: BAB I.docx

Г dapat diukur atau dihitung, asalkan impedansi antena diketahui:

Γ=Z in−Zc

Z in+Zc (2.12)

Zin adalah impedansi input antena, dan Zc adalah impedansi karakteristik dari

saluran transmisi. Jika tidak ada loss pada polarisasi, maka efisiensi total

berhubungan dengan efisiensi radiasi sebagai

e t=e⋅(1−|Γ|2) (2.13)

2.6.7 Bandwidth Frekuensi (FBW)

Bandwidth adalah jangkauan dari frekuensi, yang termasuk karakteristik

antena (impedansi input, pola) tergantung dari spesifikasi tertentu.

Bandwidth frekuensi dari antena broadband di ekspresikan sebagai rasio

dari frekuensi tertinggi ke frekuensi terrendah, dimana performa antena masih

diterima:

FBW=f max

f min (2.14)

Pada saat ini, antena broadband dengan FBW 40:1 atau lebih telah dapat

dibuat. Seperti antena yang termasuk golongan frequency independent antenna.

Untuk antena narrowband, FBW diekspresikan sebagai persentase dari

beda frekuensi dibagi dengan frekuensi tengah:

FBW=f max−f min

f 0

⋅100%(2.15)

Biasanya, f 0=( f max+f min )/2 , atau f 0=√ f max f min

20

Page 21: BAB I.docx

2.6.8 Impedansi Input

Impedansi input didefinisikan sebagai impedansi yang ditunjukkan oleh

antena pada terminal – terminalnya atau perbandingan tegangan terhadap arus

pada pasangan terminalnya (Balanis, 1982: 53). Perbandingan tegangan dan arus

pada terminal – terminal tanpa beban, memberikan impedansi masukan antena

sebesar (Balanis, 1982: 54) :

ZA = RA + jXARA=Rr+Rl

(2.16)

dengan :

ZA = impedansi antena (Ω)

RA = resistansi antena (Ω)

XA = reaktansi antena (Ω)

Rl = resistansi yang hilang (Ω)

Secara umum, resistansi antena memilki dua pengertian:

RA = Rr + RS (2.16)

dengan :

Rr = resistansi radiasi (Ω)

RS = resistansi konduktor (Ω)

Impedansi antena juga dapat diketahui dengan mengetahui koefisien

pantul dengan persamaan (Balanis, 1982: 726) :

Γ=|Z A−ZO

Z A+ZO

| (2.17)

21

Page 22: BAB I.docx

dengan :

ZA = impedansi antena (Ω)

ZO = impedansi karakterisitk (Ω)

= koefisien pantul

Koefisien pantul sangat menentukan besarnya VSWR (Voltage Standing Wave

Ratio) antena, karena dengan VSWR ini juga dapat ditentukan baik buruknya

antena, yang dinyatakan oleh persamaan (Kraus, 1988:

VSWR=1+|Γ|1−|Γ| (2.18)

VSWR adalah pengukuran dasar dari impedansi matching antara

transmitter dan antena. Semakin tinggi nilai VSWR maka semakin besar pula

mismatch, dan semakin minimum VSWR maka antena semakin matching. Dalam

perancangan antena biasanya memiliki nilai impedansi masukan sebesar 50 Ω atau

75 Ω

2.7 Antena Array

Di bab ini diperkenalkan beberapa antena yang di susun menurut

konfigurasi geometris dan elektris tertentu. Susunan antena ini disebut Array

(grup antena). Antena-antena yang disusun menjadi grup/kelompok ini biasanya

antena yang sejenis (misal array dipol,array waveguide,array mikrostrip), hal ini

diprioritaskan untuk mempermudah analisis, sintesis dan juga fabrikasi.

Medan listrik/magnet total dari array adalah secara vektorial medan yang

dihasilkan dari masing-masing antena. Dalam menghasilkan suatu diagram radiasi

tertentu, ke arah pancar yang di prioritaskan untuk mendapat direktivitas yang

22

Page 23: BAB I.docx

tinggi, di upayakan medan vektornya saling bersuperposisi secara konstruktif

(saling menjumlahkan), sedangkan ke arah pancar lain yang diinginkan memiliki

direktivitas rendah, superposisinya diupayakan berlangsung secara destruktif

(saling mengurangi/menghilangkan).

Ada lima parameter yang bisa digunakan untuk mengontrol diagram

radiasi dari array

1. Konfigurasi geometris array

a. Linier : antena disusun pada suatu garis tertentu

b. Cicular : disusun diatas suatu lingkaran

c. Planar : tersusun pada suatu bidang dua dimensi

d. Secara tiga dimensi di ruang

2. Jarak dari suatu elemen antena ke elemen yang lain

3. Amplitudo arus atau tegangan yang dipasang pada feding elemen antena.

4. Phase arus atau tegangan pada feeding

5. Diagram radiasi dari masing-masing elemen

2.8 Antena Susunan

Antena log periodik memiliki kemiripan dengan antena Yagi-Uda.

Pebedaannya adalah, direktivitas/gain yang mencapa antena log periodik lebih

kecil, tetapi memiliki lebar pita kerja yang lebih besar, dan besaran geometri

antena Yagi-Uda tidak mengikuti aturan tertentu sedangkan pada antena log

periodik mengikuti suatu perbandingan tertentu. Dibawah ini gambar antena

susunan log periodik:

23

Page 24: BAB I.docx

Gambar 2.5 Struktur antena Log periodik

2.8.1 Susunan Log Periodik Dipol (Log Periodic Dipole Array, LPDA)

Susunan log periodik dipol (log periodik dipole array, LPDA) terdiri dari

sebuah sistem dari elemen driven, tetapi tidak semua elemen dalam sistem

tersebut aktif pada sebuah frekuensi operasi. Bergantung pada parameter desain,

LPDA dapat beroperasi pada rentang frekuensi yang memiliki perbandingan 2:1

atau lebih tinggi.

Susunan log periodik terdiri dari beberapa elemen dipol yang masing-

masing memiliki panjang yang berbeda serta jarak relatif yang berbeda pula. Tipe

distributif dari sistem feeder digunakan untuk membangkitkan elemen secara

individual. Panjang elemen dan jarak relatif, diawali dari feed point untuk

susunannya, sehingga ukurannya terlihat membesar dengan halus, susunan tiap

elemen membesar dibanding dengan elemen sebelumnya.

LPDA yang baik dapat didesain untuk banyak band (frekuensi), high

frequency (HF) hingga ultra high frequency (UHF), serta dapat dibuat untuk

kebutuhan pemula pada nilai nominal: forward gain yang tinggi, rasio front-to-

back yang baik, VSWR rendah, dan panjang ekivalen boom hingga ukuran penuh

tiga elemen Yagi. LPDA memperlihatkan relatif SWR rendah (biasanya tidak

lebih dari 2:1) pada frekuensi pita lebar. Desain LPDA yang baik dapat

24

Page 25: BAB I.docx

memperoleh SWR 1,3:1 pada rentang frekuensi 1,8:1 dengan direktivitas khusus

9,5 dB.

2.8.2 LPDA

LPDA adalah frekuensi independen pada sifat elektriknya seperti tingkat

resistansi rata-rata, R0, karakteristik impedansi saluran Z0, admitansi driving-

point, Y0, berubah secara periodik sebagai fungsi logaritma dari frekuensi.

Sebagai frekuensi f1 berpindah ke frekuensi lainnya f2 dalam passband antena,

hubungannya adalah f 2=f 1 /τ , dimana

τ = parameter desain, konstanta; τ<1 . Juga

f 3=f 1 /τ2

f 3=f 1 /τ2

¿ f n=f 1 /τn-1

¿ n = 1,2,3,...n

(2.19)

f1 = frekuensi terendah

fn = frekuensi tertingi

25

Page 26: BAB I.docx

Parameter desain τ adalah konstanta geometrik mendekati 1 yang

digunakan untuk menentukan panjang elemen, l, dan jarak antar elemen d, seperti

yang diperlihatkan pada gambar 2.5. Yaitu,

¿ l2=τ l1

¿ l3=τ l2

¿ln=τ l ( n−1 )

(2.20)

dimana ln = panjang elemen terpendek, dan

d2 ↔3=τ d1↔2

d3 ↔ 4=τ d2 ↔ 3

d ( n-1 ) ↔ n=τ d ( n-2 ) ↔ ( n−1 ) (2.21)

dimana d2 ↔3 = jarak antara elemen 2 dan 3

Gambar 2.6 Skema diagram LPDA.

26

Page 27: BAB I.docx

σ=dn,n−1

2ln−1

dimana

l = panjang elemen

h = panjang setengah elemen

d = jarak elemen

τ = konstanta desain

σ = konstanta jarak relatif

s = jarak saluran

Z0 = impedansi karakteristik dari saluran antena

Setiap elemen adalah driven dengan pergeseran fasa sebesar 180º dengan

merubah atau bertukar hubungan elemen, seperti pada gambar 2.4.

Hubungan fasa yang berada pada serangkaian dipol, dikenal sebagai

“active region” atau daerah aktif. Jika kita mengasumsikan LPDA didesain untuk

range frekuensi yang diberikan, desain tersebut harus memperhitungkan daerah

aktif dipol untuk frekuensi tertinggi dan frekuensi terendahnya. Bandwidth

tersebut dapat kita sebut sebagai Bar (bandwidth of the active region).

Daerah aktif menentukan parameter desain dasar untuk susunan elemen,

dan bandwidth untuk strukturnya, Bs. Yaitu, untuk cakupan bandwidth frekuensi

desain B, terdapat hubungan bandwidth daerah aktif yang mana

27

τ=ln

ln−1

=dn,n−1

dn−2,n−1

Page 28: BAB I.docx

Bs=B×Bar (2.22)

Dimana B = bandwidth operasi =

f n

f 1 (2.23)

f 1 = frekuensi terendah dalam Megahertz

f n = frekuensi tertinggi dalam Megahertz

Gambar 2.7 Bandwidth daerah aktif

28

Page 29: BAB I.docx

Bar berubah-ubah dengan τ dan α seperti pada gambar 2.5. Gain dari LPDA

ditentukan oleh parameter desain τ dan konstanta jarak elemen relatif σ. Terdapat

nilai optimum untuk σ, σopt, untuk setiap τ pada rentang 0 .8≤τ<1. 0 .

Gambar 2.8 Direktivitas vs σ dan τ untuk LPDA

Semakin besar τ berarti lebih banyak elemen dan σ yang optimum berarti

semakin panjang boom. Hubungan antara τ, σ, dan α dapat dilihat sebagai berikut:

σ=(14) (1−τ )cot α

(2.24)

dimana α=1

2 sudut puncak

τ = konstanta desain

σ = konstanta jarak relatif

berlaku juga

σ=dn, n−1

2n−1 (2.25)

29

Page 30: BAB I.docx

σ opt=0 .243τ−0 . 051 (2.26)

Feed-line adalah saluran antara antena dan transmiter. Impedansi

karakteristik dari saluran antena, Z0, harus ditentukan sehingga impedansi feed-

line dan jenis balun (balance-unbalance) dapat ditentukan. Impedansi saluran

antena Z0 tergantung dari tingkat resistansi radiasi tengah R0 (gambar 2.7) dan

impedansi karakteristik dipol rata-rata, Za. Hubungannya dapat dirumuskan

sebagai berikut:

Z0=R

02

8σ'Za

+R0√( R0

8σ'Za)

2

+1(2.27)

dimana Z0 = impedansi karakteristik saluran

R0 = tingkat tengah resistansi radiasi

Za = karakteristik radiasi dipol rata-rata.

(2.28)

In = panjang elemen pertama setengah λ

dn = diameter elemen

σ ' = nilai tengah faktor jarak =

σ

√τ (2.29)

30

Page 31: BAB I.docx

Gambar 2.9 Hubungan R0, τ, dan α.

Dari gambar 2.9 dapat kita lihat bahwa R0 berkurang dengan

bertambahnya τ dan bertambahnya α. Begitu pula VSWR yang terpengaruh R0

memiliki nilai minimum dari 1,1 hingga 1 pada σ optimum.

2.9 Prosedur perancangan antena

Perancangan antena dapat kita uraikan di sini, berdasarkan halaman

sebelumnya dan mengasumsikan bahwa direktifitas (dalam dB), impedansi

masukan Rin (real), diameter garis pengumpan (d), dan frekwensi yang lebih

rendah atas (B=fmax/fmin) dari bandwidth yang di tentukan dan hasilnya sebagai

berikut:

31

Page 32: BAB I.docx

1. Mengingat D0 (dB), untuk menentukan gain yang di inginkan σ dan τ dari

Gambar 2.8

2. Menentukan konstanta jarak relatif α menggunakan:

(2.30)

3. Menentukan bandwidth daerah aktif Bar dari gambar 2.9

(2.31)

B bandwidth yang di inginkan

(2.32)

Bs = bandwidth yang dirancang

B = bandwidth yang di inginkan

Bar =bandwidth daerah aktif

4. Menentukan panjang boom L, jumlah elemen N, dan panjang elemen

terpanjang l1.

L=λmax

4 (1− 1Bs

)cot α (2.33)

dimana

λmax=2lmax=v

f min

32

Page 33: BAB I.docx

N=1+ln (Bs )ln (1/τ )

5. Menentukan karakteristik radiasi Za menggunakan persamaan (2.28) dan

σ ' = σ /

σ

√τ

6. Menentukan Z0/Rin menggunakan Gambar

BAB IIIPERANCANGAN ANTENA LOG PERIODIK PENGUAT

SINYAL WIFI

33

Page 34: BAB I.docx

3.1 Umum

Pada bab ini akan diuraikan proses perancangan serta pembuatan antena

susunan log periodik dipol (log periodic dipole array, LPDA), mulai dari faktor-

faktor perancangan, hingga konstruksi dari antenna LPDA.

LPDA yang akan didesain adalah LPDA yang berfungsi sebagai antena

penguat sinyal WiFi, yaitu dengan batas frekuensi 2400 MHz hingga 2500 MHz.

3.2 Faktor-faktor Perancangan

Dalam perancangan sebuah antenna LPDA, terdapat beberapa faktor yang

harus diperhatikan, yaitu faktor bahan pembuatan, alokasi frekuensi penguat

sinyal, dan pemilihan saluran penghubung antena dengan sistem.

1. Bahan antena

Dalam proses pembuatan antenna LPDA, terdapat beberapa pilihan bahan

(konduktor) untuk susunan dan boom yang dapat kita gunakan.

Diantaranya adalah tembaga, emas, brazen, alumunium, dan kuningan.

Dalam proses pembuatan antenna ini, digunakan bahan tembaga (kawat

tembaga 2.5 mm) sebagai konduktor untuk setiap elemen dan untuk boom

menggunakan material PCB.

2. Alokasi frekuensi WiFi

Di banyak bagian dunia, frekuensi yang digunakan oleh Wi-Fi tidak

diperlukan untuk mendapatkan izin dari pengatur lokal. Versi Wi-Fi yang

34

Page 35: BAB I.docx

paling luas beroperasi pada 2.400 MHz sampai 2.483,50 MHz

(berdasarkan dalam WiFi 802.11n).

3.3 Perancangan Antena Log Periodik

Setelah mengetahui prosedur desain dari antenna, maka akan diuraikan

proses perancangan hingga pembuatan dari antena tersebut.

Kita mulai prosedur desain dengan langkah pertama, yaitu menentukan

bandwidth operasi dari persamaan (2.33)

f1 = 2400 MHz, fn = 2500 MHz, dan B = 2500 / 2400 = 1.041. (Catatan: Karena

log periodic mengalami penurunan gain pada frekuensi yang rendah, beberapa

desainer menurunkan f1 beberapa persen untuk mendapat kepuasan gain pada

frekuensi operasi rendah. Meningkatkan fn, pada desain frekuensi tidak

memberikan keuntungan / kelebihan daripada memperlebar cakupan frekuensi.).

Karena ingin mendapatkan desain yang kompak, penulis memilih untuk tidak

memperbesar cakupan frekuensi rendah.

Selanjutnya, langkah kedua, memilih nilai τ dan σ dengan mengacu pada

gambar 2.8 berdasarkan teori dasar dimana semakin besar nilai σ berarti semakin

panjang ukuran boom, kita memilih nilai yang tidak terlalu besar yaitu 0.17. Juga

diketahui bahwa ukuran yang kompak tidak akan memberikan gain yang besar,

penulis memilih gain yang sedang, 9 dBi. Untuk nilai dari gain dan yang

dipilih, gambar 2.8 menunjukan kebutuhan τ dengan nilai 0.92.

Langkah ke-2 dan persamaan 2.30, kita menentukan nilai cot α :

cotα=4σ1−τ

=4×0 . 171−0 . 92

=8,5

35

Page 36: BAB I.docx

α=cot−14=0,177−1( 14 )=6,7º

Ini berarti sudut puncak susunan adalah 2×6,7=13 ,4 º .

Langkah ke-3 dan persamaan 2.31, kita hitung nilai Bar:

Bar=1 .1+7 . 7 (1−τ )2cotα=1.1+7 .7 (1−0 . 92 )2×8,5=1,518

Selanjutnya, dari langkah ke-4 dan persamaan 2.32, kita menentukan

bandwidth struktur Bs:

Bs=B×Bar=1 . 041×1,518=1,518

Dari langkah ke-4 dan persamaan yang terkait kita menentukan panjang

boom, jumlah elemen, dan panjang elemen terpanjang.

λmax=2 lmax=v

f min

=3002400

=0.125 m

L=λmax

4 (1− 1Bs

)cot α=0 .1254 (1− 1

1,582 )4=0 .0977 m

N=1+ln (Bs )ln (1/τ )

=1+ ln1. 1,582

ln1

0. 92

=6,5

(dibulatkan menjadi 6 elemen)

(Karena rasio dari nilai logaritma ditentukan di sini, baik logaritma biasa maupun

natural dapat digunakan pada persamaan, sepanjang kedua nilai pembilang dan

penyebut memiliki tipe yang sama; hasilnya adalah sama.)

l1=0 .125

2=0 .0625 m

Selajutnya pada langkah ke-7, menentukan Zt (terminating stub):

36

Page 37: BAB I.docx

Z t=λmax

8=0. 125

8=0 . 016 m

Zt di sini adalah ukuran yang menentukan jarak elemen pertama dari ujung boom.

Dari langkah ke-6, kita menentukan nilai Z0 dengan terlebih dahulu

menentukan nilai R0 dan Za:

R0=75 Ω

Za=120[ ln( ha )−2 .55 ]=120( ln

0 . 06250 . 0025

−2 .55)=116,2651 Ω

σ'= σ

√τ= 0.16

√0 .86=0.177

Z0=R

02

8σ'Za

+R0√(R0

8σ'Za)

2

+1

=722

8×0 .177×116,265+72×√(72

8×0 .177×116,265 )2

+1=127 , 5Ω

Kemudian pada langkah ke-7 dan persamaan 2.20 kita menentukan

panjang elemen:

l1=0 .0625ml2=τ l1= 0,92×0 .063=0 . 0575ml3=τ l2=0 . 92×0 .058= 0. 0529 m

l4=τ l3=0. 92×0 .053= 0 . 0486ml5=τ l4=0. 92×0.049= 0 . 0447ml6=τ l5=0 . 92×0 .045= 0 .0 411m

37

Page 38: BAB I.docx

Selanjutnya, langkah ke-8 yaitu menghitung jarak antar elemen dengan

menggunakan persamaan 2.21:

d1 ↔2=1

2 (l1−l2 )cot α=12

(0 .063−0 . 0575 )×8,5=0 .0 2125 m

d2 ↔3=1

2 (l2−l3)cot α=12

(0 . 0575 −0 . 0529 )×8,5=0 . 0955 m

d3 ↔4=1

2 ( l3− l4 )cot α=12

(0. 0529−0 .0486 )×8,5=0 . 018275 m

d 4↔5=1

2 ( l4−l5) cot α=12

(0 . 0486−0 . 0447 )×8,5=0 . 0165575m

d5 ↔6=1

2 (l5−l6 )cot α=12

(0. 0447−0 . 0411)×8,5=0 . 0 153 m

Dari hasil perhitungan pada langkah ke-1 hingga langkah ke-10, dapat kita

simpulkan pada tabel berikut ini:

Tabel 3.1 Desain Parameter untuk UHF LPDAf1 = 2400 MHzf2 = 2500 MHzB = 1.04τ = 0.92σ = 0.17Gain = 9 dBicot α = 4Bar = 0,151Bs = 0,582L = 0.0977 mN = 6,50 (dibulatkan menjadi 6)Zt = 0.016 mR0 = 75 ΩZav = 116.265 Ω σ’ = 0.177Z0 = 127,5 ΩSaluran antenna: 10,0 cm x 1 cm PCBBalun: 1:1Feed line: 75 Ω coax RG6

Panjang elemen: l1 = 0.0625 m l2 = 0.0575 m l3 = 0.0529 m l4 = 0.0486 m l5 = 0.0447 m l6 = 0.0411 m Jarak antar elemen: d1↔2 = 0.02125 m d2↔3 = 0.01955 m d3↔4 = 0.018275m d4↔5 = 0.016575m d5↔6 = 0.0153m Diameter elemen: Semua elemen = 2.5mm (kabel tembaga)

38

Page 39: BAB I.docx

3.4 Pembuatan Antena LPDA

Pada bagian ini akan dijelaskan pembuatan antena susunan log periodik

untuk sistem penguat sinyal WiFi di Indonesia. Antena ini memiliki jangkauan

frekuensi 2400 MHz hingga 2500 MHz.

3.4.1 Konstruksi

Boom/feeder antena dibuat dari dua lapis material fiberglass PCB dan

elemen menggunakan kabel tembaga berdiameter 2.5 mm. PCB berfungsi sebagai

saluran transmisi dengan lapisan tembaga sebagai tempat untuk menghubungkan

tiap elemen. Tiap-tiap elemen dihubungkan pada PCB dengan menggunakan

timah solder secukupnya hingga dapat merekat dengan cukup kuat.

Pada tau sebesar 0.92 dan sigma 0.17, memberikan aproksimasi gain

sebesar 9 dBi dan profil VSWR yang sangat baik pada cakupan rancangan. Pada

dasarnya PCB/saluran transmisi dirancang untuk 75 ohm, tetapi ukuran yang

dibutuhkan menantang secara mekanik untuk memiliki konstanta dielektrik yang

tinggi pada lapisan substratnya. Dengan panjang boom 10,0 mm (0.088 mm + 10

mm untuk penghubung kabel coax) dan lebar 10 mm, serta tiap bagian belakang

PCB saling direkatkan menjadi pilihan akhir penulis, intinya untuk mendapatkan

sifat mekanik yang sangat baik dibandingkan desain Z0 yang sebenarnya.

39

Page 40: BAB I.docx

Saluran penghubung (feed) antara antena dengan sistem menggunakan

kabel coaxial 75 Ohm RG6A/U yang pada ujung pertama dihubungkan ke PCB

dan pada ujung lainnya dipasang konektor type N-female.

Gambar antena dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.1 Antena Log Periodik

40

Page 41: BAB I.docx

BAB IVPENGUKURAN ANTENA

4.1 Umum

Pengukuran terhadap antena ini dilakukan setelah antena ini selesai

dirangcang. Yang dilakukan oleh dua buah antena sebagai perbandingan. Tujuan

pengukuran sendiri adalah untuk mengetahui karakteristik antena yang telah

dibuat, sehingga bisa di ketahui parameter-parameter antena tersebut untuk

dijadikan bahan perbandingan dengan hasil secara teori ataupun secara langsung.

Hasil pengukuran antena juga akan digunakan sebagai tolak ukur kelayakan

antena yang dirancang terhadap spesifikasi yang telah ditentukan sebelumnya

kemudian akan dilakukan analisa.

Pengukuran yang dilakukan meliputi port tunggal (retrun loss, VSWR,

dan impedansi masukan), pengukuran port ganda (pola radiasi) dan pengukuran

gain. Pengukuran dilakukan di Institut Teknologi Bandung (ITB) lantai 2 Lab

Radar.

4.2 VSWR

41

Page 42: BAB I.docx

Voltage Standing Wave Ration (VSWR) adalah perbandingan dari

tegangan maksimum dan tegangan minimum pada gelombang berdiri dalam

saluran transmisi.

VSWR dari sebuah antena di ukur menggunakan perangkat yang

dinamakan dengan network analizer. Network analizer adalah pengukur yang

menyalurkan sinyal kepada antena pada pita frekuensi yang lebar dan mengukur

besarnya sinyalyang dipantulkan. Pengukuran VSWR dilakukan pada frekwensi

2400 Mhz hingga 2500 MHZ. Pengukuran dilakukan menggunakan HP - Agilent

E5061A network analyzer.

Dibawah ini dapat kita lihat hasil pengukuran VSWR.

Gambar 4.1

42

Page 43: BAB I.docx

2.4150000 -37.856

2.4502400 -10.595

2.3808020 -10.015

4.3 Spectrum Analyzer

Spectrum Analyzer merupakan suatu peralatan yang menampilkan

sinyalyang diterima dengan amplitudo pada sumbu vertikal dan frekuensi pada

bagaian horisontal, Sebuah spectrum analyzer juga mampu mengukur respon

frekuensi dari sebuah peralatan hingga -100 dBm dengan catatan 0 dBm sama

dengan 1mWatt pada skala logaritmik. Dengan demikian dapat juga menerima

gelombang mikro (microwave) sehingga spectrum analyzer dapat mengetahui

karakteristik dari sebuah peralatan. Dalam pengukuran, alat ini berfungsi untuk

menganalisa respon amplitudo dari sebuah antena berdasarkan frekuensi.

Amplitudo tersebut biasanya diukur dalam satuan dBm. spectrum analyzer yang

digunakan type HP - Agilent E5061A seperti gambar di bawah ini:

43

Page 44: BAB I.docx

Gambar 4.1 Spectrum analyzer HP-Agilent E5061A

4.4 Signal generator

Signal generator berfungsi untuk dapat menghasilkan gelombang sinus,

segitiga, persegi dan pulsa dengan range frekuensi yang lebar. Sinyal tersebut

memiliki parameter seperti tegangan, frekuensi, ampiltudo, dan fasa, output ini

digunakan oleh paralatan elektronik sebagai input maupun sinyal. Pada

pengukuan sinyal generator yang digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan

tingkat keakuratan sampai ke orde milivolt. type AM/FM Stereo Signal Generator.

44

Page 45: BAB I.docx

SpectrumAnalyzer

PositionerControl

SignalGenerator

Gambar 4.2 sinyal generator

4.5 pola radiasi

dari semua proses pengukuran antena ,pengukuran pola radiasi adalah

yang paling penting dan sangat diperlukan dan paling sulit. Pola radiasi dari

sebuah antena adalah repersentasi tiga dimensi.

Pada pengukuran radiasi sebagai pemancaar dari sinya generator adalah

antena dipole sebagai antena sumber pemancar dan sistim transmisi. Pengukuran

pola radiasi dilakukan dalam pola potongan 2 dimensi. Seperti tampak pada

gambar dibawah ini.

Gambar 4.3 pengukuran pola radiasi

Proses pengukuran dilakukan dengan menggunakan HP - Agilent E5061A

dan signal generator. Penulis menggunakan antena dipol sebagai antena pemancar

45

Page 46: BAB I.docx

dan antena log periodik sebagai antena penerima. Berikut ini disajikan data

pengukuran pada pola radiasi dari antena pada frekwensi 2.4 GHz

Tabel 4.2 pola radiasi antena pada frekwensi 2400-2500 MHz

Sudut Azimuth elevasi0 -55,66 -55,77 -44,57

10 -58,86 -64,75 -44,6620 -58,26 -60,03 -46,1930 -58,73 -58,82 -48,6140 -58,85 -62,45 -52,0750 -59,69 -56,55 -55,3260 -58,84 -55,97 -60,8170 -58,08 -62,18 -62,2480 -57,56 -67,09 -65,1290 -58,14 -65,41 -67,27

100 -53,58 -58,61 -64,97110 -53,17 -56,59 -57,17120 -53,83 -61,96 -56,65130 -54,79 -67,57 -56,01140 -56,77 -70,81 -58,12150 -56,68 -62,48 -59,9160 -56,23 -57,39 -56,64170 -57,75 -55,25 -55,9180 -62,5 -56,14 -54,95190 -62,36 -55,25 -56,36200 -64,77 -57,39 -58,97210 -64,49 -62,48 -59,8220 -64,25 -70,81 -60,8230 -60,65 -67,57 -60,98240 -59,74 -61,96 -56,42250 -57,57 -56,59 -56,43260 -57,15 -58,61 -57,1270 -71,25 -65,41 -59,92280 -75,32 -67,09 -60,61290 -74,66 -62,18 -63,42

46

Page 47: BAB I.docx

300 -67,99 -55,97 -64,77310 -59,97 -56,55 -60,76320 -58,69 -62,45 -53,55330 -57,7 -58,82 -49,38340 -57,08 -60,03 -46,87350 -57,79 -64,75 -46,14

47

0 10203040

5060

7080

90

100110

120130

140150160170180190200210

220230

240250

260

270

280290

300310

320330340350

-80

20

Sudut Elevasi

Sudut Elevasi

Page 48: BAB I.docx

Gambar 4.4 Bentuk pola radiasi4.6. Gain

48

0 10203040

5060

7080

90

100110

120130

140150160170180190200210

220230

240250

260

270

280290

300310

320330340350

-80

20

pola radiasi azimuth

pola radiasi azimuth

1 2 34

56

789

10

1112

1314

1516

171819202122

2324

2526

27

28

2930

3132

3334

35 36

-100

-50

0

Series1

Page 49: BAB I.docx

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

49

Page 50: BAB I.docx

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Constantine.A. Balanis.” Antena Theory Analysis and Design” John Wiley

& Sons.Inc.Canada.2005

[2]. John D. Krous, Antenas,McGraw-Hill Book Company,1988.

[3]. Alaydrus, Mudrik .2011. Antena Prinsip dan Aplikasi. Yogyakarta: Graha

Ilmu.

[4]. Cheng, David K., Field and Wave Electromagnetic, Addison weasley 1989

50