1

Praktikum Jaringan Nirkabel

Kuliah ke-3:

Antena dan PropagasiGelombang Radio

PROGRAM TEKNISI JARDIKNAS

2

Gelombang Elektromagnetik (e.m.)

Gelombang e.m., gelombangyang mempunyai sifat listrikdan magnet bersama-sama.Gelombang radio, bagian darigelombang e.m. padaspektrum frekuensi radio.Transmisi gelombang e.m. diruang adalah sebagaigelombang transversal. Gelombang dikarakterisasikanoleh frekuensi dan panjanggelombang:

v=kecepatan (m/dt), di ruang bebas v=c=3x108m/dtf=frekuensi (Hz)λ=panjang gelombang

v = fλ

3

Spektrum Frekuensi Gelombang e.m.

(Ron Schmitt, “Electromagnetic Explained”, Newness, 2002)

4

Penamaan pita frekuensi gelombang radio

(Olexa, “Implementing 802.11, 802.16, and 802.20 Wireless Networks”, Newness, 2005)

5

Contoh :

Sebuah pemancar radio AM dan FM masing-masing bekerjapada 600 kHz dan 90 MHz. Bekerja pada panjang gelombangberapakah kedua pemancar tersebut ?Jawab :

mf

c

AMAM 500

10.60010.3

3

8===λ

mf

c

FMFM 33,3

10.9010.3

6

8===λ

6

Spektrum Frekuensi ~ ‘Wireless’ Komersial

(Andrea Goldsmith, “Wireless Communication”, Stanford University, 2004)

7

Antena

Antena, berfungsi sebagai radiator gelombang radio (antenapemancar) dan penerima gelombang radio (antena penerima)Antena mempunyai sifat ‘reciprocity’

Antena

Pemancar

Antena

Penerima

Gelombang Radio

8

Jenis Antena : Isotropis

Antena teoritis sebagai referensi, radiasi serba sama kesegala arahPola radiasi, pola yang menggambarkan kekuatanradiasi antena pada arah horizontal dan/atau vertikalPola radiasi antena isotropis : bolaGain, daya maksimum pada main lobe suatu antenanyata dibandingkan dengan daya yang diradiasikan olehantena isotropis

z

x

z

y

y

x

9

Jenis Antena : dipole, monopole

Ukuran antena sebanding dengan bagian panjang gelombang, misaldipole λ/2, monopole λ/4

Pola radiasi : ‘omnidirectional’

x

z

λ/2 λ/4

x

y

z

y

(Balanis, “Antenna Theory and Design”, Wiley,1997)

10

Jenis antena : ‘directive’

Yagi, horn, parabola

(Balanis, “Antenna Theory and Design”, Wiley,1997)

11

Propagasi Gelombang Radio

Di ruang bebas, redaman disebabkan oleh penyebaranenergi yang diradiasikan oleh antena isotropis danditerima oleh antena isotropis

d

Tx, Pt Rx, Pr

22

2 44 4⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

dP

dPP tt

r πλ

πλ

π

24⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=λπdL fs

12

Propagasi Gelombang Radio

Bila pada sisi pemancar dan penerima digunakan antenadengan gain G1 dan G2 : Rumus Friis :

Di medium sesungguhnya, propagasi gelombang radio dipengaruhi oleh :--pantulan--pembiasan--penghamburan--difraksi

2

21 4 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

dGGPP tr π

λ

Pantulan Pembiasan Penghamburan Difraksi

13

Propagasi Gelombang Radio

Level sinyal di penerima karena adanya difraksi, hamburan danpantulan yang menyebabkan shadowing dan lintasan jamak

Redaman ruang bebasRedaman ruang bebas dan Shadowing

Multipath, shadowing dan redamanruang bebas

Pr/Pt (dB)

14

Lintasan JamakGelombang radio dapat melalui beberapa lintasan yang berbedaantara pemancar dan penerima karena terjadinya pantulan, difraksi, dan hamburan.

Dispersi dalam domain waktu, menyebabkan interferensi antarsimbol yang berdekatan (Inter Symbol Interference (ISI))Sinyal-sinyal datang di penerima dengan fase yang berbeda-beda, menyebabkan distorsi

sinyal dari pemancarsinyal di penerima

LOS Multipath

15

Diagram Kotak Pemancar, Penerima

16

decibell (dB)

1

2PPG = )/log(10 12 PPGdB =P1 (W) P2 (W)

))(1/)(log(10))(1/)(log(10

mWmWPdBmWWPdBW

==

17

Link Budget

dBtdBmtdB GPEIRP ,, +=

FMGLLEIRPP rdBotherdBfsdBdBmr ++−−= ,,,

Parameter penerima : • Level sinyal minimum atau sensitivitas penerima (Prmin), • SNR, dan• Noise Figure (F) atau temperatur ekivalen noise (Te)

0

0

1TTF

BFkTN

e+=

=

(FM=fade margin)

18

Link budget, contoh link point to point dengan redamanhujan, availability link 99,9%