Tugas 1 Antena&Kabel Koaksial

Antena & Propagasi 1

BAB I

PENDAHULUAN

Antena merupakan sebuah perangkat yang digunakan memancarkan dan menerima

gelombang elekromagnetik secara efesien. Sebagai contoh penggunaan antenna yaitu : a.

Komunikasi Tanpa Kabel (Wireless Comunication) berupa system komunikasi personal

(PCS), system Global Positioning Satelite (GPS), Wireless Local Area Network (WLAN),

Direct Broadcast Sateliten (DBS) Television, Mobile Comunication, Telephone

Microwave/Satelite Links, Broadcast Television dan Radio, dan lain-lain. b. Penginderaan

jauh (Remote Sensing) berupa: Radar (Penginderaan jauh aktif yang bekerja meradiasi dan

menerima gelombang), Pemakaian untuk militer sebagai pencari target dan tracking, radar

cuaca, pengaturan lalu lintas udara, deteksi kecepatanmobil, pengaturan lalu lintas

(magnetometer), ground penetrating radar (GPR), pemakaian untuk pertanian. Radiometry

(Penginderaan jauh pasif yang bekerja dengan cara menerima emisi gelombang),

penggunaan militer dalam bentuk perlakuan gelombang dan penggabungan sinyal.

Antena (antenna atau areal) adalah perangkat yang berfungsi untuk memindahkan

energi gelombang elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya dari udara ke

media kabel. Saluran transmisi adalah alat yang berfungsi sebagai penghantar atau

penyalur energi gelombang elektromagnetik. Suatu sumber yang dihubungkan dengan

saluran transmisi yang tak berhingga panjangnya menimbulkan gelombang berjalan yang

uniform sepanjang saluran itu.

Dari sudut pembahasan saluran transmisi, antena dapat dipandang sebagai beban di

sisi pemancar akan tetapi dianggap sebagai generator di sisi penerima. Dalam hubungan ini

maka berlaku satu kondisi, yaitu keadaan matching impedance, atau kesesuaian beban.

Dimana impedansi beban harus sama dengan impedansi karakteristik saluran transmisi atau

impedansi output transmitter untuk sisi pengirim.

Di sisi penerima, impedansi antena harus sama dengan impedansi tahap awal system

penerima. Bila tidak dipenuhi keadaan matching, maka akan terjadi pantulan balik

sebagian energy yang dikirim. Ini merupakan kerugian (losses) yang kemudian kita kenal

dengan istilah return loss.


BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Antena

Antena adalah suatu perangkat yang digunakan untuk merambat gelombang radio atau

elektromagnetik atau digunakan untuk menerima gelombang radio atau elektromagnetik.

Emisi adalah satu proses transfer gelombang radio atau elektromagnetik dari online

pengiriman ke ruang bebas melalui antena pemancar. Sedangkan penerimaan pula adalah

satu proses penerimaan gelombang radio atau elektromagnetik dari ruang bebas melalui

antena penerima.

Biasanya, setiap bahan konduktor yang membawa arus listrik bisa dijadikan antena.

Jika bahan konduktor tersebut membawa arus yang berubah-ubah, ia akan memancar satu

gelombang elektromagnetik yang tidak efisien.

Bila satu antenna digunakan untuk mentransmisi gelombang radio, arus listrik akan

dialirkan dan digetarkan oleh pemancar di sepanjang kabel atau rod antena tersebut. Energi

yang dihasilkan dari getaran cas-cas akan dipancarkan ke dalam ruang bebas sebagai

gelombang radio. Antena yang digunakan untuk tujuan penerimaan sinyal akan

mengenakan suatu arus listrik dalam kabel atau rod besinya. Arus ini akan digandakan oleh

gelombang radio yang diterima.

Jenis-jenis Antena

2.1.1 Antena Horn

2.1.1.1 Antena Horn

Antena horn merupakan jenis antena yang paling banyak dipakai dalam sistem

komunikasi gelombang mikro. Antena ini ada dan mulai digunakan untuk komunikasi

sejak tahun 1800-an. Keunggulan antena ini mempunyai gain yang tinggi, VSWR yang

lebih rendah daripada antena jenis yang lainnya, lebar pita (bandwidth) yang relatif besar,

tidak berat, dan mudah dibuat.

2.1.1.1 Jenis – Jenis Antena Horn

Pada dasarnya, antena ini di klasifikasikan menurut luasnya menjadi dua jenis yaitu

antena horn persegi (Rectangular Horn Antenna) dan antena horn kerucut (Conical Horn

Antenna). Untuk model antena bisa dijelaskan melalui gambar berikut :


tampak 3D

tampak samping

D L1 L2

b H B


tampak atas

tampak depan

Gambar. tampak 3D, tampak samping, tampak atas, tampak depan

2.1.1.2 Karakteristik

Karakteristik pada antena ini antara lain pola radiasi, faktor penguatan, keterarahan

dan sebagainya sangat ditentukan oleh dimensi antena horn, seperti panjang horn R (ρ1

atau ρ2), lebar a dan tinggi b atau ukuran-ukuran aperture. Untuk penguatan maksimum

dari antenna horn diuraikan dengan persamaan:

2.1.1.3 Pola Radiasi, Impedansi

Pola radiasi suatu antena didefinisikan sebagi suatu pernyataan secara grafis yang

menggambarkan sifat radiasi suatu antena sebagian fungsi dari arah itu adalah pointing

vektor, maka bisa disebut sebagai Pola Daya (Power Pattern).

A

D L1 L2

a

C

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

-60

-40

-20

0

20

40

60

A

B H

a


Untuk menentukan pola radiasi antena horn piramida sebagai fungsi dari medan jauh,

maka terlebih dahulu ditentukan medan listriknya pada luasan horn.

Sedangkan untuk impedansi pada horn dapat dilihat dari antena horn hasil perancangan ini.

Dalam simulasi, impedansi dari antena horn adalah sebesar 59,5 - J5,5Ω seperti

digambarkan dalam smith chart


Dengan nilai impedansi 59,5 - J5,5Ω, apabila antena horn dihubungkan dengan

saluran transmisi yang mempunyai impedansi karakteristik sebesar 50 Ω, maka akan


menimbulkan gelombang pantul yang perbandingannya disebut dengan istilah VSWR

(Voltage Standing Wave Ratio).

2.1.1.4 Pemanfaatan Antena Horn

Antena horn digunakan secara luas, diantaranya sebagai elemen penerima untuk radio

astronomi, tracking satelit, serta sebagai pencatu pada reflektor antena parabola.Jenis

antena horn yang sering dipakai dalam praktek adalah antena horn piramida. Horn dapat

dianggap sebagai bumbung (pandu) gelombang yang dibentangkan sehingga gelombang-

gelombang di dalam pandu tersebut menyebar menurut suatu orde tertentu dan akan

menghasilkan suatu distribusi medan melalui mulut horn sehingga dapat dianggap sebagai

sumber radiasi yang menghasilkan distribusi medan melalui suatu luasan tangkap.

Amplitudo dan fase medan pada bidang mulut horn tergantung pada jenis dan mode

gelombang catu yang masuk ke horn melalui pandu gelombang dan tergantung pada sifat-

sifat horn.

2.1.2 Antena Sectoral

2.1.2.1 Antena Sector

Antenna Sektoral kadang kala di sebut dengan Antenna Patch Panel.

Pada dasarnya tidak berbeda jauh dengan antenna omni, Biasanya digunakan untukAccess

Point bagi sambungan Point-to-Multi-Point (P2MP). Beberapa antenna sectoral dibuat

tegak lurus , dan ada juga yang horizontal.

Umumnya antenna sektoral mempunyai polarisasi vertikal, beberapa diantaranya juga

mempunyaipolarisasi horizontal dan mempunyai penguatan lebih tinggi dari antenna omni

sekitar 10-19 dBi.


• Antenna SektoralSangat baik untuk digunakan dalam jarak 6-8 km. Tinggi penguatan

pada antenna sektoral biasanya di kompensasi dengan lebar polaradiasi yang sempit 45-

180 derajat.

• Antenna sektoral ini biasanya di letakan di atas tower yang tinggi, karena dapat

menguntungkan penerimaan yang ada di bawah nya baik pada suatu sector atau wilayah

pancaran yang telah di tentukan.

• Secara umum radiasi antenna lebih banyak ke muka antenna, karena tidak

banyak radiasi di belakang antennasektoral.

• Radiasi potongan vertikal tidak berbeda jauh dengan antenna omni.

• Pada gambar di bawah di perlihatkan pola radiasi antenna sektoral.


2.1.3 Antena Grind

2.1.3.1 Antena Grind

Pola Radiasi

Antena ini sebenarnya adalah antena parabola yangmemiliki fokus pada titik tengah

lingkarannya. Dinamakan antena grid karean reflektor yang digunakan berupa grid / kotak

kotak yang tidak fill seperti antena parabolic pada umumnya.

Pada umumnya pancaran antena ini adalah seperti gambar di bawah ini.Jadi antena ini

hanya meradiasikan secara sektoral saja.

Secara umum, Antena Grid ini mempunyai impedansi sebesar 50 ohm dan gain 26

dBi. Berikut adalah salah satu datasheet dari sebuah tipe antena grid.


Untuk mencari titik fokus dari antena ini dengan persamaan ini :

Dimana :

F= jarak titik F dari titik nol (meter)

Q= faktor kualitas berkisar antara 2-4 (ambil 2,6)

D= diameter parabola (meter)

Sedang untuk mencari gain adalah :

Dimana :

Kelebihan :

1. Daya yang dipancarkan besar karena mempunyai mempunyai gain yang besar

2. Jarak jangkau jauh karena hanya memancarkan pada satu arah saja / sektoral.

Kekurangan :

1. Hanya mampu memancarkan pada satu arah saja. HPBW vertikal horizontal yang

sempit.

2. Harga mahal.


2.1.4 Antena Wajan Bolic

2.1.4.1 Antena Wajan Bolic

Karakteristik

Pada dasarnya antena wajan bolic hampir sama dengan antena parabola.Letak per

bedaannya hanya pada reflektor.Jika pada antena parabola biasa reflektor adalah dish yang

didesain khusus agar dapat memantulkan sinyal dengan sebagaimana mestinya,maka jika

pada antena wajan bolic,reflektor berupa wajan yang sering kita jumpai.

Karena hampir sama, maka parameter parameter dan bagiannya nya pun juga

hampir sama. Antena parabola secara umum terdiri atas reflektor, dan waveguide.Reflektor

adalah sebuah permukaan yang terbuat dari bahan logam yang dibentuk lingkaran

paraboloid yang biasannya merupakan diameter dari antena tersebut.Parabola ini memiliki

titik fokus yang berbeda-beda berdasarkan atas diameter reflektor dan kedalaman

reflektor. Waveguide sebagai salah satu komponen dari antena parabola (dan juga

antena wajanbolic) terletak pada fokus reflektor. Pada antena wajanbolic feed atau

waveguide sebenarnya juga merupakan sebuah antena tipe low- gain seperti half-wave

dipole atau small waveguide horn. Pada waveguide ini terdapat sebuah alat yang berfungsi

untuk memancarkan dan menerima sinyal radio-frequency (RF). Berikut gambarnya :

Gambar pola radiasi antenna parabola secara umum

Antena wajan bolic yang telah jadi


Pola Radiasi

Half Power Beam width

Pada antenna ini, rata rata memiliki HPBW pada polarisasi vertikal sebesar 21 derajad dan

14 derajad untuk untuk polarisasi horizontalnya.

14 derajad untuk horizontal 21 derajad untuk vertikal

Melanjutkan dari point sebeluumnya, antenna ini memiliki gain sebesar 16,14 dBi dengan

polarisasi yang sejajar dengan antena pemancar. Serta mempunyai directivity sebesar 21,4

dB.

Impedansi

Karena antena ini menggunakan sebuah reflektor kemudian langsung ditangkap oleh usb

wifi, sehingga impedasinya adalah impedansi dari usb wifi tersebut.

2.1.5 Antena Corner

2.1.5.1 Antena Corner

Karakteristik

Sebenarnya antena ini hampir sama dengan antena parabolic yang lainnya yang

mempunyai reflektor, hanya saja sesuai namanya “corner” maka reflektor yang digunakan

adalah berbentuk sudut untuk memfokuskan sinyal ke sebuah penerima / feed. Berikut

gambarnya :


Pola Radiasi

Karena berupa plat yang disusun sedemikian rupa yang membentuk sudut, maka pola

pembelokan sinyalnya adalah sebagai berikut :

pada jenis ini kami akan menggunakan salah satu tipe antena corner yaitu

S4020CSM/60/AH/2450 yang merupakan produksi dari Nearson Corp.

polarisasi

Pola radiasi vertical antena Pola radiasi horizontal antena

untuk tipe ini memiliki impedansi sebesar 50 ohm, VSWR <=1.6, Gain 15 dBi dan bekerja

pada frekuensi 2.4 sampai 2.5 GHz. Berikut detalinya :


2.1.6 Antena Monopole

2.1.6.1 Antena Monopole

Karakteristik Antena Monopole :

Salah satu bagian penting dari suatu stasiun radio boradcast adalah antena, yang

merupakan sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter dan

memancarkannya sebagai gelombang radio. Ia berfungsi pula sebaliknya ialah

menampung gelombang radio dan meneruskan gelombang listrik ke receiver.

Kuat tidaknya pancaran kita yang sampai di pesawat lawan bicara, atau sebaliknya

baik buruknya penerimaan kita tergantung dari beberapa faktor :

- Faktor pertama : kondisi propagasi

- Faktor kedua : posisi stasiun (posisi antena) beserta lingkungannya,

- Faktor ketiga : kesempurnaan antena.

- untuk Antenna transmitter ada faktor ke-empat : kelebaran bandwidth transmitter

- dan Faktor kelima : power.


Seringkali agar pancaran kita cukup besar diterima setasiun lawan bicara, kita

berusaha menaikkan power dengan tanpa memperhatikan faktor-faktor lain tersebut di atas.

Memang usaha memperbesar power secara teknis merupakan usaha yang paling mudah,

akan tetapi rasanya ini adalah usaha yang kurang efektif dan cenderung merupakan suatu

pemborosan.

Mengenai propagasi dan posisi stasiun, kita cenderung tidak dapat berbuat

banyak.Faktor bandwidth pancaran dapat dikatakan bahwa makin sempit bandwidth makin

kuatlah pancaran kita, ini ada batasnya mengingat faktor readibility.

Sebatang logam yang panjangnya 1⁄4 Lambda (λ) akan beresonansi dengan baik

bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. Jadi bila pada ujung coax

bagian inner kita sambung dengan logam sepanjang 1⁄4 λ dan outer-nya di ground, ia akan

menjadi antena. Antena semacam ini hanya mempunyai satu pole dan disebut monopole

(mono artinya satu). Apabila outer dari coax tidak di-ground dan disambung dengan seutas

logam sepanjang 1⁄4 λ lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole 1⁄2 λ (di

artinya dua).

Pola Radiasi Antena Monopole : Omni-directional yaitu menyebar ke segala arah hingga

jarak tertentu, Antena ini mempunyai panjang gelombang antara 200m hingga 600m.

Directivity : karena pola antenna ini omnidirectional dibandingkan dengan antenna yagi

dan lainnya, antenna ini termasuk non-derectivity sehingga mencakup jangkauan yang

cukup luas.

Gain :Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke

segala arah mata angin, pancaran semacam ini dinamakan omni-directional. Pada antena

dipole, pancaran ke arah tegak lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping

kecil, pancaran semacam ini disebut bi-directional. Gain dinyatakan dengan decibel (dB).


Polarisasi : Antena dipole memiliki arah linear vertikal sedangkan monopole hanya pada

satu arah. Namun untuk mengakalinya dapat menggunakan teknik ground plane sebagai

konduktornya dan membuat bayangan monopole pada ground palne seperti dipole. Pada

frekwensi ini polarisasi vertikal lebih sedikit kerugiannya pada LOS dibanding polarisasi

horisontal.

3D Pola radiasi

omni-

directional

2.1.7 Antena Yagi

2.1.7.1 Antena Yagi

Ditemukan pada tahun 1926 oleh 2 orang profesor berkebangsaan jepang

Salah satu antena dengan desain terbaik karena konstruksinya simple, murah, namun

memiliki gain yang cukup besar.

Sangat umum dan sudah familier di mata masyarakat, bisa dibuat sendiri.


Antena yagi uda merupakan pengembangan dari antena dipole. Yaitu dengan

menambahkan dua elemen tambahan di bagian depan dan belakang antena.

Antena yagi-uda terdiri dari 3 bagian utama, yaitu :

Reflektor

Driven

Director

Reflektor

Elemen paling belakang dari antena yagi-uda

Frekuensi resonan lebih rendah dari driven

Berfungsi sebagai pemantul sinyal

Panjang fisik harus lebih panjang dari driven

Driven

merupakan feedpoint dimana feedline/kabel disambungkan dari transmitter ke

antena untuk melewatkan daya dari transmitter ke antena


merupakan titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah

setengah panjang gelombang dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima

Director

merupakan elemen yang paling pendek dan ujung dari antena

berfungsi mengarahkan pancaran

Panjang director bisa bervariasi, tergantung pada spasi/jarak antar director, jumlah

director yang digunakan

Penambahan batang director akan menambah gain antena, namun akan membuat

pola pengarahan antena menjadi lebih sempit

Antena yagi yang paling sederhana hanya terdiri dari dua elemen, yaitu driven

(sebagai radiator) , dan director.

Rumus perkiraan untuk menghitung jarak spacing dan panjang yagi 2 elemen :

Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter.

Director 137 / f (dalam MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter

Jika melihat penambahan jumlah elemen dan tambahan power gain nya, antena

yagi-uda dengan 3 elemen adalah pilihan yang terbaik. ( driven, reflector, dan 1

director).

Rumus perkiraan untuk menghitung jarak spacing dan panjang yagi 3 elemen :

Reflektor elemen 153 / f ( dalam MHz) meter

Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter.

Director 137 / f (dalam MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter

Gain akan diperoleh secara optimal dengan 3 elemen.

Penambahan elemen tidak menambah angka gain secara signifikan.


Kriteria praktis dalam membuat desain antena yagi :

Spasi antena yang semakin dekat akan meningkatkan Front to Back Rato

yang makin besar pada main beamnya

Spasi yang semkin lebar/renggang akan menghasilkan sebaliknya

Tetapi, spasi yang main lebar akan menghasilkan bandwith yang lebih lebar

Memperbanyak jumlah director akan memperbesar gain, tetapi terdapat

nilai optimal dimana penambahan jumlah director tidak dapat menambah

gain secara signifikan

Uda-yagi akan memiliki bandwith lebih lebar jika reflektor dibuat lebih

panjang dari optimum sedangkan director lebih pendek dari optimum.

Folded dipole digunakan sebagai elemen driver untuk meningkatkan gain

dan bandwith yang lebih lebar

Bandwith bisa diperlebar dengan mengganti reflektor dengan lembaran

konduktor atau jaring kawat

Reflektor sudut dapat dipakai untuk memperbesar gain dan bandwith


Aplikasi Antean Yagi

Sebagai penerima frekuensi UHF dan VHF pada TV

Menerima gelombang wifi dari internet hotspot.

Menerima gelombang dari pemancar CDMA

Memperkuat sinyal handphone

Antena yagi menjadi pilihan utama untuk antena TV, karena selain tidak terlalu

besar, harganya murah dan mudah diperoleh.

Karena frekuensi yang lebih tinggi mendapatkan perlakuan redaman yang cukup

besar dari kanal udara , maka implementasi Uda Yagi untuk frekuensi yang lebih

tinggi memerlukan gain yang lebih tinggi


2.2 Pengertian Kabel Koaksial

Kabel Koaksial adalah kabel yang memiliki dua buah konduktor, konduktor yang

pertama copper ditengahnya( pusat inti ) terbuat dari tembaga yang keras yang dilapisi

dengan isolator, konduktor yang kedua melingkar di luar isolator pertama dan tertutup

dengan insulator luar. Jenis kabel ini biasanya digunakan untuk topologi Bus dalam

jaringan komputer.

Jenis-jenis kabel koaksial

2.2.1 Thin coaxial cable

Kabel coaxial jenis ini banyak dipergunakan di kalangan radio amatir,

terutama untuk transceiver yang tidak memerlukan output daya yang besar. Untuk


digunakan sebagai perangkat jaringan, kabel coaxial jenis ini harus memenuhi

standar IEEE 802.3 10BASE2, dimana diameter rata-rata berkisar 5mm dan

biasanya berwarna hitam atau warna gelap lainnya. Setiap perangkat (device)

dihubungkan dengan BNC T-connector. Kabel jenis ini juga dikenal sebagai thin

Ethernet.

Kabel coaxial jenis ini, misalnya jenis RG-58 A/U atau C/U, jika

diimplementasikan dengan TConnector dan terminator dalam sebuah jaringan,

harus mengikuti aturan sebagai berikut:

* Setiap ujung kabel diberi terminator 50-ohm.

* Panjang maksimal kabel adalah 1,000 feet (185 meter) per segment.

* Setiap segment maksimum terkoneksi sebanyak 30 perangkat jaringan (devices)

* Kartu jaringan cukup menggunakan transceiver yang onboard, tidak perlu

tambahan transceiver, kecuali untuk repeater.

* Maksimum ada 3 segment terhubung satu sama lain (populated segment).

* Setiap segment sebaiknya dilengkapi dengan satu ground.

* Panjang minimum antar T-Connector adalah 1,5 feet (0.5 meter).

* Maksimum panjang kabel dalam satu segment adalah 1,818 feet (555 meter).

* Setiap segment maksimum mempunyai 30 perangkat terkoneksi.

2.2.2 Thick coaxial cable

Kabel coaxial jenis ini dispesifikasikan berdasarkan standar IEEE 802.3 10BASE5,

dimana kabel ini mempunyai diameter rata-rata 12mm, dan biasanya diberi warna

kuning; kabel jenis ini biasa disebut sebagai standard ethernet atau thick Ethernet,

atau hanya disingkat ThickNet, atau bahkan cuman disebut sebagai yellow cable.


Kabel Coaxial ini (RG-6) jika digunakan dalam jaringan mempunyai spesifikasi

dan aturan sebagai berikut:

* Setiap ujung harus diterminasi dengan terminator 50-ohm (dianjurkan

menggunakan terminator yang sudah dirakit, bukan menggunakan satu buah

resistor 50-ohm 1 watt, sebab resistor mempunyai disipasi tegangan yang lumayan

lebar).

* Maksimum 3 segment dengan peralatan terhubung (attached devices) atau berupa

populated segments.

* Setiap kartu jaringan mempunyai pemancar tambahan (external transceiver).

* Setiap segment maksimum berisi 100 perangkat jaringan, termasuk dalam hal ini

repeaters.

* Maksimum panjang kabel per segment adalah 1.640 feet (atau sekitar 500 meter).

* Maksimum jarak antar segment adalah 4.920 feet (atau sekitar 1500 meter).

* Setiap segment harus diberi ground.

* Jarang maksimum antara tap atau pencabang dari kabel utama ke perangkat

(device) adalah 16 feet (sekitar 5 meter).

* Jarang minimum antar tap adalah 8 feet (sekitar 2,5 meter).

Documents

Tugas 1 Antena&Kabel Koaksial