TNU Teknik Telekomunikasi dan Navigasi Udara filewave angle, macam-macam bentuk dari sebuah antena....

133
Transmission Lines & Antenna TNU Teknik Telekomunikasi dan Navigasi Udara Ade Irfansyah, ST, MT T

Transcript of TNU Teknik Telekomunikasi dan Navigasi Udara filewave angle, macam-macam bentuk dari sebuah antena....

Transmission Lines & Antenna

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Ade Irfansyah, ST, MTT

Tata tertib perkuliahan :

1. Datang 15 menit lebih awal sebelum dosen tiba

2. Mempersiapkan kelas, spidol WB, Penghapus WB, LCD Projector dan kabel power

3. Mempersipakan modul, buku catatan dan alat tulis

4. Mempersiapkan penggaris, busur dan kalkulator

5. Toleransi keterlambatan 10 menit

6. Jika terlambat, berdiri disamping dosen

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Penilaian:

1. Akan dilaksanakan 5 kali Quiz

2. Akan diambil nilai rata-rata dari 3 quiz terbaik

3. Komposisi Nilai Teori:

• Quiz 20%

• UTS 30%

• UAS 50%

4. Komposisi nilai praktek:

• Laporan 20%

• Ujian Praktek 80%

5. Ketidak hadiran maksimal 2 kali

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Capaian Pembelajaran

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Capaian Pembelajaran Mata kuliah/Kompetensi:

1. Taruna memiliki pengetahuan tentang definisi dan istilah-istilah, satuan dan perhitungan, kelebihan dan kekurangan, impedansi, matching impedansi, stub impedance matching, diagram phasor, standing wave, smith chart, balun, bridge circuit, power divider pada media transmisi. Mampu menjelaskan fungsi dan definisi dari antena sistem, harmony operated antena, radiation pattern, directivity, gain, directive diagram, wave angle, macam-macam bentuk dari sebuah antena.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Capaian Pembelajaran Mata kuliah/Kompetensi:

2. Taruna memiliki kemampuan untuk merancang sistem media transmisi dan antena dengan perhitungan dan pengaturan yang tepat.

3. Taruna memiliki kemampuan untuk menemukan permasalahan pada sistem media tranmisi dan antena dan mengembalikan pada pengaturan yang tepat

4. Taruna memiliki kemampuan memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi dalam mencari referensi yang berkaitan dengan perhitungan dan pengaturan yang tepat pada pengguna media transmisi dan antena

5. Taruna memilki sikap saling menghargai, bertanggung jawab, dan mampu bekerja sama.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

1. Media Transmisi

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Saluran transmisi

Saluran transmisi (transmisi line) adalah media perambatan energi gelombang elektromagnetik baik berupa kawat penghantar, serat optikal maupun saluran udara yang berfungsi mengirimkan dan menerima data informasi baik analog maupun digital

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Saluran transmisi(lanjutan)

Penyampaian informasi baik berupa data maupun suara, yang berasal dari Transmitter (Tx) akan di transmisikan menuju antenna melalui transmission line kemudian dipancarkan ke udara.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Saluran transmisi(lanjutan)

Gelombang radio (RF) yang dipancarkan ke udara akan menginduksi sebuah antenna dan akan di teruskan ke receiver (Rx) sebagai penerima informasi juga melalui sebuah transmission line.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Saluran transmisi(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Transmission Line

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Perambatan pada Saluran transmisi

Proses perambatan RF dari Generator menuju Antena, sbb:

1. Energy RF tergrounded: close cct

2. Energy RF dipancarkan: Match impedance

3. Energy RF kembali: Open circuit/ Unmatched

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Losses pada Saluran transmisi

Terdapat losses (kerugian) pada saluran transmisi, sbb:

1. Losses radiasi

2. Panas pada kawat penghantar

3. Panas pada dielektrikum

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Type of Transmission Line

1. Balance two wire transmission line

2. Coaxial transmission line

3. Fiber optic

4. Microstrip line

5. Waveguides

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Two wire line

• Karakteristik impedansi : 300 Ω sd

600 Ω

• Bahan dielektrik jenis polythilene

• Spektrum frekuensi Rendah karean

redaman yang besar jika digunakan

untuk frekuensi tinggi

Two wire lineTNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kelebihan Balance two wire

Kelebihan penggunaan Balance two wire, adalah sbb:

1. Harga murah

2. Desain mudah

3. Dapat digunakan pada daya tinggi

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kekurangan Balance two wire

Kekurangan Balance two wire, adalah sbb:

1. Interference dari eksternal

2. Terdapat noisy

3. Sulit pada jalur twisty

4. Tidak dapat digunakan pada spektru, VHF keatas

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Coaxial Line

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Coaxial Line

• Unbalance line

• Menggunakan bahan dielektrikpolyethylene/ Teflon

• Karakteristik impedansi 50 Ω sd 75 Ω

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Coaxial Line(lanjutan)

• Terdiri dari penghantar (inner) yang dibungkus oleh lapisan polyethylene/ Teflon.

• Lapisan berikutnya adalah copper mesh

• Laisan terakhir adalah plastik pengaman

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Coaxial Line(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Coaxial Line(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

𝑍0 = 233 𝑙𝑜𝑔10 Τ𝐷 𝑑

Keterangan:

Z0 : Characteristics impedance

D : Diameter penghantar luar (jaring-jaring)

d : Diameter penghantar dalam (inner wire)

Kelebihan Coaxial Linedibandingkan dengan two wire

• Karena terdapat wire mesh maka lebih tahan terhadap interference

• Dapat mentransmisikan Frekuensi tinggi

• Twisty

• Dapat dipasang pada ruangan yg sempit

• Iner core terlindungi dari kontaminasi debu

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kekurangan Coaxial Linedibandingkan dengan two wire

• Harga perolehannya yang mahal

• Desain lebih rumit

• Transmisi dengan daya yang rendah

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Fiber optic adalah saluran

transmisi gelombang cahaya

yang terbuat dari kaca

maupun plastik dalam bentuk

serat

Fiber Optic

Fiber Optic(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kelebihan Fiber Opticdibandingkan dengan coaxial

• Material lebih murah• Bentuknya yang ramping• Kapasitas transmisi lebih besar• Sinyal losses sedikit• Kecepatan cahaya• Mudah pemasangan• Tidak mudah panas dan terbakar

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kelemahan Fiber Opticdibandingkan dengan coaxial

• Peralatan pendukungnya mahal

• Konversi gelombang listrik ke dalam spektrum cahaya yang rumit

• Peralatan khusus dalam pemasangannya

• Membutuhkan tenaga ahli untk perbaikan yang kompleks

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Pelemahan signal pada Fiber Optik

Pelemahan cahaya dalam serta optic adalah adanya penurunan data-rata daya pada kabel serta optic diekspresikan dalam dB. Sebab pelemahan adalah sbb:

• Absorption, karena danya kotoran

• Scattering, penyebaran cahaya

• Radiation losses

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Reabilitas Fiber Optik

• Reabilitas dari serta optic dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate).

• Dengan intensitas laser yang rendah ditambah dengan ukuran yang Panjang makan akan mengakibatkan kesalahan.

• Jumlah kesalahan ppada FO yang sama dengan Panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Microstrip Line

Merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya berupa jalur tebaga pada suatu permukaan PCB (Printed Circuit Board), dengan penampang tembaga sebagai ground pada permukaan yang lain.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Micro strip Line(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

• Bekerja pada frekuensi

gelombang micro (GHz)

• Penghubung jarak dekat

• Dalam bentuk Primed cabling

board (PCB)

Microstrip Line(lanjutan)

• Bekerja pada daerah frekuensi sangat tinggi atau gelombang micro (orde GHz) dan digunakan pada jarak dekat

• Memiliki noisy yang sangat rendah

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Microstrip Line(lanjutan)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

𝑍 =87

𝜀𝑟 + 1,41∙ 𝑙𝑛

5,98 𝐻

0,8𝑊 + 𝑇

𝜀𝑒𝑓𝑓 =𝜀𝑟 + 1

2+𝜀𝑟 − 1

21 + 12

𝐻

𝑊

−12

Jika W > T, maka:

Kelebihan microstrip line

• Dapat digunakan pada spektrum VHF dan yang lebih tinggi

• Ukurannya yang kecil• Ringan• Minimum losses• Jarak dekat• Losses lebih kecil lagi jika penghantar terbuat dari

logam mulia

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kekurangan microstrip line

• Harga perolehan sangat mahal

• Tidak dapat digunakan untuk jarak jauh

• Tidak dapat digunakan twisty

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Waveguide (Bumbung gelombang)

Waveguides merupakan saluran tunggal yang berfungsi untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik (microwave) dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz.

Waveguides memandu gelombang pada arah tertentu.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Waveguide (Feeder)

Konduktor

Bahan dielektrik:

Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Waveguide (Feeder)

Propagasi Gelombang Radio

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi propagasi gelombang radio:

Adalah menyebarkan (transmisi) gelombang elektromagnetik di udara bebas.

Kualitas transmisi bergantung kepada perubahan keadaan cuaca dan fenomena luar angkasa.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Jenis propagasi gelombang radio:

1. Gelombang terarah antara dua titik (line of sight)

2. Gelombang terpantul, gelombang datang setelah adanya pantulan pada suatu titik permukaan bumi

3. Gelombang permukaan, gelombang yang merambat pada permukaan bumi mengikuti kelengkungan

4. Gelombang ionosferik, gelombang yang mengarah ke atas langit meinggalkan pemancar kemudian berbelok arah kembali ke permukaan bumi karena ada lapisan konduksi di atmosfir.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Berbagai jenis gelombang dan

pantulannya

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Berbagai jenis gelombang dan

pantulannya

Frekuensi Jenis Propagasi

< 500 KHz Gelombang permukaan

500 KHz s.d 1,5

MHz

Gelombang permukaan untuk jarak pendek

dan gelombang ionosferik untuk jarak yang

lebih panjang

1,5 MHz s.d 30

MHz

Gelombang ionosferik

> 30 MHz Gelombang ruang dalam arah segaris

pandang

2. Definisi Satuan perhitungan

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Linear Distance

Adalah jarak antar dua titik di transmission line

Satuan yang digunakan adalah feet, inchi, meter dsb

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Linear Distance(lanjutan)

Contoh:

Panjang sebuah TL antar sumber RF dan beban 25feet, berpakah S dalam inchi dan meter?

S = 25 feet

= 25 x 12 inci = 300 inchi

= 300 x 2,54 cm = 762 cm = 7,62 meter

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Inductance per unit length

Secara fisik inductance adalah sebuah lilitan kawat penghantar yang dialiri arus listrik dan menimbulkan medan elektromagnetik.

Sebaliknya bila disekitar penghantar mendapat medan elektromagnetik makan dalam pengertian TL, penghantar tersebut adalah sebuah inductance diberi symbol L

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Inductance per unit length(lanjutan)

Contoh :Berapakah harga L sebuah coaxial type RG – 8 A/U yang memiliki Panjang 10 feet, jika diketahui L per unit lenght = 0,0738 μH/feetJawab :

L = 0,0738 (μH/feet) x 10 (feet) L = 0,738 μH

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Capasitance per unit length

Jika terdapat dua buah pelat sejajar yang memiliki perbedaan potensial dan menghasilkan medan listrik, maka

Sebaliknya bila terdapaat dua pelat sejajar yang mendapatkan medan listrik maka kedua pelat tersebut merupakan capacitance, dengan simbol C

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Capasitance per unit length(lanjutan)

Contoh:Jika diketahui 1 feet coaxial memiliki harga C per unit length sebesar 29,5 pF/feet, berapakah C dengan Panjang 10 feetJawab:

C = 29,5 (pF/feet) x 10 (feet) = 295 pF

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kecepatan Cahaya

Kecepatan pergerakan gelombang elekromagnetik dari sebuah pemancar (RF wave) di udara bebas (free space) sama dengan kecepatan cahaya yang di beri symbol c

c = kecepatan cahayac = 300 x 106 meter/s = 984 x 106 feet/s

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Velocity of propagation

Kecepatan radiasi RF di sepanjang transmission line sama dengan kecepatan bergerak RF di sepanjang transmission line dan dikenal dengan Velocity of propagation.

Waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari satu titik ke titik yang lain disebut Time per unit length dengan symbol “t”

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Velocity of propagation(lanjutan)

𝑡 = 𝐿𝐶

Kecepatan RF per unit length pada transmission line dapat ditulis sbb:

𝑣 =𝑠

𝑡=

1

𝐿𝐶

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Velocity of propagation(lanjutan)

Untuk coaxial cabel RG – 8 A/U kecepatan RF per unit length adalah:

𝑣 =1

7,378 𝑥 10−8 2,95 𝑥 10−11

= 678 𝑥 106 𝑓𝑒𝑒𝑡 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑

=678 𝑥 106 𝑓𝑒𝑒𝑡 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑

3,28 𝑓𝑒𝑒𝑡 𝑝𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

= 206 𝑥 106 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Velocity of propagation(lanjutan)

Kecepatan RF di transmission line (v) lebih kecil dari pada kecepatan RF di udara bebas (c).

Kecepatan RF pada coaxial type RG-8 A/U adalah 0,685 kali lebih kecil dari pada kecepatan rambat di udara dikenal dengan velocity factor (V)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Kecepatan rambat gelombang (v)

Material

Konstanta

Dielektrik

(k)

Kecepatan Rambat

(v) [m/det]

Ruang Hampa

Udara

Teflon

PVC

Nylon

Polystryrene

1.000

1.006

2.100

3.300

4.900

2.500

300 x 108

299,2 x 106

207 x 106

165 x 106

136 x 106

190 x 106

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)

Linear distance dalam sebuah transmission line dinyatakan dalam Panjang gelombang dan perbedaan

phase dinyatakan dalam derajat

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)(lanjutan)

Untuk menentukan λ dibutuhkanbeberapa factor, sbb:1. Frekuensi gelombang RF2. Velocity of propagation (v)3. Kecepatan cahaya (c) 4. Velocity factor (V)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)(lanjutan)

𝜆 =𝑣

𝑓=𝑉. 𝑐

𝑓Diketahui Frekuensi 400 Mc/s, berapakah panjang gelombang pada kabel type RG 8 A/U?

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)(lanjutan)

𝜆 =𝑣

𝑓=

678 𝑥106𝑓𝑡/𝑠

400 𝑥 106 /𝑠= 1,695 𝑓𝑡

𝜆 =206 𝑥 106 𝑚/𝑠

400 𝑥 106 /𝑠= 0,515 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)(lanjutan)

Dengan menggunakan frekuensi yang sama, Panjang gelombang RF wave diudara bebas sbb:

𝜆 =𝑐

𝑓=984 𝑥 106𝑓𝑡/𝑠

400 𝑥 106/𝑠= 2,46 𝑓𝑒𝑒𝑡

=300 𝑥 106 𝑚/𝑠

400 𝑥 106 /𝑠= 0,75 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)(lanjutan)

λ Kabel < λ Udara0,515 m < 0,75 m

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Phase constan (β)

β = degree per unit length = 360

𝜆

= radian per unit length = 2𝜋

𝜆

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Phase constan (β)

Contoh:

Diketahui 𝜆 = 1,695 𝑓𝑒𝑒𝑡 = 0,515 meter

𝛽 =3600

1,695= Τ212,50 𝑓𝑒𝑒𝑡

=3600

0,515= Τ6970 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Phase constan (βs) atauPanjang electrical

Bila diketahui Panjang kabel = 15 feet dan frekuensikerjanya 400 Mc/s maka:

𝛽𝑠 = 212,50𝑥 15 = Τ3187,50 𝑓𝑒𝑒𝑡𝛽𝑠 = 6970𝑥 4,572 = Τ3186,60 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

Panjang electrical (βs) pada Panjang linear tertentuakan berubah bergantung pada besarnya frekuensi

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Karakteristik Transmission line

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Impedansi Karakteristik

Characteristic impedance of

coaxial line

Characteristic impedance (Z0)

Adalah nilai resistansi dan reaktansi pada sebuah Transmission Line

(Reaktansi: induktif dan kapasitif)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

𝑍0 =𝐿

𝐶

Berapakah Zo pada RG – 8 A/U?

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

Jawaban:

𝑍0 =𝐿

𝐶=

7,38 𝑥 10−8

2,95 𝑥 10−11= 50 Ω

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

Characteristic impedance dapat juga ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:1. Bila transmission line menggunakan kabel

coaxial maka besar Z0 adalah:

𝑍0 =138

𝜖𝑙𝑜𝑔10

𝐷

𝑑

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

D = Diameter penghantar luar

d = Diameter penghantar dalam

ε = Konstanta dielekrik

(ε udara = 1)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

d

D

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

Contoh diketahui :

D = 2 Inch

d = 0,5 Inch

ε udara = 1

Ditanyakan: Berapakah Z0 …..?

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

d

D

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

Jawaban :

𝑍0 =138

1𝑙𝑜𝑔10 𝑥

2

0,5

=138

1𝑙𝑜𝑔10 𝑥 4

= 138 𝑥 0,602 =83,08 Ohm

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Characteristic impedance (Z0)(sambungan)

2. Bila yang digunakan adalah dua penghantar yang dipasang sejajar Z0adalah:

𝑍0 = 276 𝑥 𝑙𝑜𝑔102𝐷

𝑑

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

D

d

Pasor Diagram

Pada gambar dibawah ini adalah sebuah transmission line yang mempunyai Panjang tak terhingga dan mempunyai Z0 dan dihubungkan dengan sumber RF.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Pasor Diagram(berlanjut)

RF wave tidak akan bergerak seketika ke arah beban (antenna) namun akan bergerak dengan kecepatan v (velocity of propagation)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Pasor Diagram(berlanjut)

Apabila Panjang transmission line dinyatakan dalam electrical yang panjangnya βs dimana s menyatakan jarak pada setiap titik disepanjang transmission line dilihat dari sumber RF, voltage pada titik tersebut besarnya adalah:

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Pasor Diagram(berlanjut)

Voltage pada titik tersebut besarnya adalah:

e = E sin (ωt-βs)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

B

G

A

e = E sin (ωt - βs)tak terhingga

Z0

βs

Pasor Diagram(berlanjut)

Voltage pada titik A tertinggal dari voltage pada titik B sebesar βs .

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

B

G

A

e = E sin (ωt - βs)tak terhingga

Z0

βs

3. Kelebihan dan kekurangan(include chapter 1)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

4. Definisi, satuan dan perhitungan Impedansi

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

5. Impedance matching

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Matching Impedance

Adalah penyesuaian impedansi pada suatu saluran agar impedansi input (Zin) sama dengan impedansi saluran (Z0) agar terjadi transfer daya maksimum.

Zin = Z0

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Tujuan Matching Impedance

1. Memaksimalkan daya kirim dari sumber ke beban;

2. Meminimalisasi losses di saluran transmisi;3. Memaksimalkan kualitas pada input

penerima;4. Meminimalkan distorsi signal pada saluran

transmisi.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Rangkaian Matching Impedance

Rangkaian penyesuai impedansi umumnya menggunakan

komponen reaktif (kapasitor dan induktor)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Stub Matching

Menyisipkan suatu admitansi imajiner paralel

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Voltage Standing Wave Ratio

VSWR adalah suatu gelombang tegangan yang dihasilkan dari resultan gelombang datang dan gelombang pantulan. (1 < VSWR)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Voltage Standing Wave Ratio

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Koefisien Pantulan

Koefisien pantulan adalah sebagai perbandingan tegangan pantulan terhadap tegangan datang yang terjadi pada beban atau perbandingan arus pantulan terhadap arus yang datang pada beban

6. Stub impedance matching dan phaser

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

7. Definisi dan perhitunganstub impedance matcing dan phaser

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

8. Definisi pembebanan danSmith Chart

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

10. Cara kerja dan perhitunganBalance to Unballance

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

11. Cara kerja dan perhitunganBridge Circuit dan Power divider

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

12. Fungsi dan definisiAntena

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

13. Harmonically operated antena

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

14. Bentuk radiasi medan magnet dan medan listrik pada antena

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

15. Directive diagram dan wave angle

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

16. Bermacam-macam bentukAntena

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

17. Mengukur karakteristik impedansi Antena dengan Smith Chart

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Tugas Kelompok

1. Antena Dipole dan monopole serta lambda antenna, Polarisasi, Gain antenna

2. Konfigurasi dan matching antenna dipole, Trap dipole dan monopole, Balun

3. Antena Yagi, SWR, Dummy load, gamma match

4. Smith chart dan cara menggunakannya

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Antena

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Antena

Antena adalah sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter dan memancarkannya sebagai gelombang radio;

Antena berfungsi sebaliknya, menampung gelombang radio dan meneruskan gelombang listrik ke receiver

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Definisi Antena

Sebatang logam yang panjangnya ¼ lambda akan beresonansi dengan baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Faktor kualitas gelombang radio

Kuat tidaknya pancaran mapun baik dan buruknya kualitas penerimaan, tergantung beberapa faktor:1. Kondisi propagasi2. Posisi stasion/ antenna dan lingkungan3. Kesempurnaan antenna4. Lebar bandwidth5. Power

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Bentuk-bentuk Antena

Bentuk-bentuk Antena:1. Monopole2. Dipole3. Folded Dipole4. dsb

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Antena Monopole & Dipole

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Panjang gelombang (λ)

1 Lambda (λ) adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu kali getar.

𝜆 =3 𝑥 108 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

𝑓 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘dan 𝜆 =

300

𝑓 𝑀ℎ𝑧

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Lambda (λ) Antena

Menghitung lambda antenna mempertimbang kecepatan rambat gelombang listrik pada logam lebih kecil 0,95 kali diudara.

λantena = 300

𝑓𝑀𝐻𝑧

𝑥 0,95

λ dalam meter, f dalam MHz

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Lambda (λ) Antena (lanjutan)

Contoh: Antena dipole untuk frekuensi 7,05 Mhz, berapakah Panjang antena yang digunakan:

𝜆 =300

7,050𝑥0,95

𝜆 = 40,42 untuk ¼ λ = 40,42 /4 = 10 meter

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Lambda (λ) Antena (lanjutan)

Panjang 10 meter dinamakan Panjang theoritis.

Panjang theoritis belum dapat langsung kita gunakan karena belum memperhitungkan faktor pengaruh lingkungan.

Perhitungan theoritis mutlak diperlukan agar kita bisa memulai percobaan, tanpa perhitungan theoritis kita tidak akan bisa mengetahui

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Polarisasi Antena

Gelombang radio yang memancar dikatakan terpolarisasi sesuai arah komponen gaya listriknya.

Antena dipole polarisasinya searah dengan Panjang bentangannya, jika dipasang horizontal maka polarisasinya horizontal pula

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Polarisasi Antena (Lanjutan)

Agar dapat menerima gelombnag radio secara baik, maka antenna harus mempunyai polarisasi yang sama dengan polarisasi gelombang radio yang datang

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Polarisasi Antena (Lanjutan)

Arah polarisasi ini akan tetap sepanjang lintasan gelombang radio kecuali bila gelombang tersebut sudah dipantulkan oleh ionosphere, maka polarisasinya bisa berubah

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Polarisasi Antena (Lanjutan)

Pada band MF dan HF, biasanya menggunakan polarisasi horizontal sedangkan VHF biasa digunakan polarisasi vertikal, dikarenakan pancaran VHF tidak menggunakan pantulan ionosphere sehingga polarisasinya sampai ke antenna pesawat lawan bicara masih tetap vertikla.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Gain Antena

Pancaran gelombang radio oleh antena makin jauh makin lemah, melemahnya pancaran itu berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, ditambah karean faktor lingkungan dalam perjalanannya.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Gain Antena (lanjutan)

Lemahnya pancaran gelombang disebabkan oleh kekuatan pancaran ke berbagai arah cenderung tidak sama

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Gain Antena (lanjutan)

Antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, maka jenis pancarannya disebut omnidirectional.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Gain Antena (lanjutan)

Antena dipole memiliki pancaran ke arah tegak lurus dengan bentangannya yang besar, sedangkan pancaran ke samping kecil, pancaran seperti ini disebut bidirectional

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Gain Antena (lanjutan)

Omni directional Bidirectional

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Konfigurasi Antena Dipole

Cara memasang antenna bergantung pada tersedianya space yang dapat digunakan untuk memasangnya

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Konfigurasi Antena DIpole

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Cara matching Antena dipole

Cara matching antenna yang baik adalah menggunakan DIP meter dan Impedance meter atau SWR analyzer

Cara matching antenna adalah dengan memendekan atau memanjangkannya.

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Cara matching Antena dipole

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Cara matching Antena dipole (lanjutan)

Antena dipole dapat dioperasikan secara hamonik, yaitu digunakan untuk frekuensi dengan kelipatan ganjil dari frekuensi kerja aslinya. Contoh: 7 MHz dapat digunakan juga untuk frekuensi 21 MHz)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Trap dipole dan trap monopole

Stasiun radio yang space antenanya terbatas dapat diatasi dengan membelokkan ujung antenna disesuaikan dengan ruangan yang tersedia

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Trap dipole dan trap monopole (lanjutan)

Cara lainnya adalah dengan menggunakan antenna trap dipole

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Balun (Balance to unbalance)

Balun adalah alat yang digunakan untuk menyesuaikan impedansi antara antenna dengan coaxial cable, pada hubungan unbalance coaxial dengan antenna yang balance (dipole)

TNU Teknik Telekomunikasi

dan Navigasi Udara

Balun