Nama: Khana Eland Novana AtmajaNIM: 1404405083Dasar Sistem Komunikasi

Soal !1. Apa yang terjadi saat gelombang radio memasuki free space?2. Mengapa terdapat free space loss padahal tidak terdapat noise pada free space tersebut?3. Apa perbedaan free space loss dengan rentan frekuensi MHz dengan GHz

Jawaban !1. Terjadinya Propagasi Gelombang saat memasuki free spaceDefinisi daripropagasi gelombangadalah perambatan gelombang pada media perambatan. Media perambatan atau biasa juga disebut saluran transmisi gelombang dapat berupa fisik yaitu sepasang kawat konduktor, kabel koaksial dan berupa non fisik yaitu gelombang radio atau sinar laser. Gelombang radio termasuk keluarga radiasi elektromagnetik meliputi infra merah (radiasi panas), cahaya tampak (visible light), ultraviolet, sinar-X, dan bahkan panjang gelombang Gamma yang lebih pendek dan sinar kosmik. Gelombang elektromagnetik berasal dari interaksi antara medan listrik dan medan magnet seperti pada Gambar 2 (Reed, 2004: 20.1).

Gambar 1. Medan listrik dan magnet pada gelombang elektromagnetik

Dalam kasus ini medianya adalah ruang bebas (free space/vacuum).= v / fdimana : v =c (ruang bebas)=3 x 108m s-1 = jarakf = frekuensiBanyak jenis frekuensi yang ada. Berikut ini adalah daftar frekuensi yang lebih rinci dalam tabel 2.1

Gambar 4. Panjang gelombang berbanding frekuensi untukv=cGelombang Radio mengalami propagasi pada Ruang Bebas (Free Space) karena1.1Pembiasan (Refraction) oleh Atmosfir BumiPada atmosfir bumi terjadi pembiasan gelombang sekitar 18 km dari permukaan bumi di daerah khatulistiwa dan sampai sekitar 8 dan 11 km di daerah kutub selatan dan utara. Untuk itu radius bumi diubah disesuaikan demikian hingga kelengkungan relatif antara gelombang dan bumi tetap seperti yang ditunjukkan Gambar 5 Radius kelengkungan bumi yang telah disesuaikan dengan perbandingan antara radius efektif bumi dan radius bumi yang sesungguhnya disebut dengan faktor K. Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen biasanya digunakan K = 4/3 (J, Herman, 1986: 3.2).

Gambar 5. Radius efektif bumi

Gambar 6. Profil lintasan (path profile) dengan faktor K = 4/31.2 PropagasiLine of Sight(LOS)Propagasi gelombang pada frekuensi diatas 30 MHz memanfaatkan gelombang langsung dan gelombang pantul oleh permukaan bumi. Pada Gambar 7 berikut ini adalah gambaran dari propagasi Line of Sight (LOS).

Gambar 7. Daerah Freshnel di sekitar lintasan langsungPada propagasi LOS terdapat daerah yang harus dan wajib terhindar dari halangan, daerah itu disebut dengan daerah fresnel (fresnel zone). Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 8. Pemetaan daerah-daerah FreshnelBerdasarkan Gambar 8 dan keterangan di atas,F1disebut sebagai radius daerah Freshnel pertama, dengan Tx sebagai Transmitter dan Rx sebagai Receiver yang dipisahkan sejauh d (distance) atau jarak yang dirumuskan dengan (Aswoyo, 2006: 101) :

2Redaman pada ruang bebas (free space loss)Redaman free space loss merupakan hilangnya kekuatan sinyal dari gelombang elektromagnetik karena hasil dari Line of Sight yang melewati ruang bebas (free space) tanpa adanya halangan dapat menyebabkan sinyal dipantulkan atau dibiaskan (Standard IEEE 145-1983)Redamnya Line of Sight berharga rata-rata sama dengan redaman ruang bebas. Dalam perhitungan redaman lintasan dianggap tetap sehingga untuk LOS adalah (J, Herman, 1986: 3.29):Lp= 32,5 + 20 logd(km) + 20 logf(MHz)Berikut Faktor-Faktor yang menyebabkan redaman ruang bebas2.1 Hamburan oleh Troposfir (Troposphere Scatter)Sistem komunikasi radio yang mengunakan sifat hamburan gelombang elektromagnetik oleh partikel-partikel troposfir yang disebut sistem tropo atauthin line troposcattering system. Jaraknya berkisar 200 800 km dan frekuensi yang dipakai yaitu 300 30.000 MHz berada di daerah UHF dan SHF (J, Herman,1986: 4.11). Pada Gambar 11, adalah mekanismetroposcattering.

Gambar 11. Mekanisme hambuiran oleh troposfir.2.2.Gelombang Langit (Sky Wave)2.2.1IonosfirIonosfir tersusun dari 3 (tiga) lapisan , mulai dari yang terbawah yang disebut dengan lapisan D, E dan F. Sedangkan lapisan F dibagi menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2 (yang lebih atas), seperti Gambar 12.

Gambar 12. Lapisan ionosfirBerikut bagian-bagian dari lapisan ionosfir1. Lapisan D terletak sekitar 40 km 90 km. Ionisasi di lapisan D sangat rendah, karena lapisan ini adalah daerah yang paling jauh dari matahari. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang-gelombang yang berfrekuensi rendah. Frekuensi-frekuensi yang tinggi, terus dilewatkan tetapi mengalami redaman. Setelah matahari terbenam, lapisan ini segera menghilang karena ion-ionnya dengan cepat bergabung kembali menjadi molekul-molekul.2. Lapisan E terletak sekitar 90 km 150 km. Lapisan ini, dikenal juga dengan lapisan KenellyHeaviside, karena orang-orang inilah yang pertama kali menyebutkan keberadaan lapisan E ini. Setelah matahari terbenam, pada lapisan ini juga terjadi penggabungan ion-ion menjadi molekul-molekul, tetapi kecepatan penggabungannya lebih rendah dibandingkan dengan lapisan D, dan baru bergabung seluruhnya pada tengah malam. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang dengan frekuensi lebih tinggi dari gelombang yang bisa dibiaskan lapisan D. Dalam praktek, lapisan E mampu membiaskan gelombang hingga frekuensi 20 MHz.3. Lapisan F terdapat pada ketinggian sekitar 150 km 400 km. Selama siang hari, lapisan F terpecah menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2. Level ionisasi pada lapisan ini sedemikian tinggi dan berubah dengan cepat se iring dengan pergantian siang dan malam. Pada siang hari, bagian atmosfir yang paling dekat dengan matahari mengalami ionisasi yang paling hebat. Karena atmosfir di daerah ini sangat renggang, maka penggabungan kembali ion-ion menjadi molekul terjadi sangat lambat (setelah terbenam matahari). Karena itu, lapisan ini terionisasi relatif konstan setiap saat. Lapisan F bermanfaat sekali untuk transmisi jarak jauh pada frekuensi tinggi dan mampu membiaskan gelombang pada frekuensi hingga 30 MHz.2.2.2Propagasi Gelombang dalam IonosfirPada frekuensi tinggi atau daerah HF, yang mempunyai range frekuensi 3 30 MHz, gelombang dapat dipropagasikan menempuh jarak yang jauh akibat dari pembiasan dan pemantulan lintasan pada lapisan ionospher. Gelombang yang berpropagasi melalui lapisan ionosfer ini disebut sebagai gelombang ionosfer (ionospheric wave) (Aswoyo, 2006: 89).

Gambar 13. Propagasi Gelombang Ionosfir

3. Berikut beberapa cara untuk menunjukkan FSPL (Free Space Path Loss) dalam dB

Untuk aplikasi gelombang radio dengan mencari f satuannya GHz dan d dalam km yang mana dalam kasus ini FSPL (Free Space Path Loss) menjadi

Untukdalam meter dan kHz, konstanta berganti menjadi.untukdalam meter dan MHz, konstanta berganti menjadi.untukdalam km dan KHz, konstanta berganti menjadiini di sebabkan pengaruh frekuensi yang dikirimkan terhadap suatu jarak yang dapat ditempuh sinyal tersebut sesuai power yang terdapat pada gelombang radio