bab ii
Post on 07-Dec-2015
223 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Televisi Digital
Televisi Digital adalah suatu teknologi yang menggunakan teknik transmisi
digital dimana jika dibandingkan dengan TV analog memiliki kualitas penerimaan
yang lebih baik, kebutuhan daya pancar yang lebih kecil, ketahanan terhadap
interferensi dan kondisi lintasan radio yang berubah-ubah terhadap waktu serta
penggunaan bandwidth yang lebih efisien. Teknik transmisi digital pada siaran TV
digital dapat disiarkan melalui jaringan komunikasi kabel, seluler, Satelit,
teresterial.
Sesuai dengan peraturan Menteri Komunikasi dan Informatika Nomor
23/PER/M.KOMINFO/11/2011 tentang rencana induk (masterplan)Frekuensi
Radio Untuk Keperluan Televisi Siaran Digital Teresterial Pada Pita Frekuensi
Radio 478-694, maka frekuensi yang akan digunakan pada televisi digital
teresterial yaitu mulai dari nomor kanal 22 hingga kanal 48.
Di indonesia, uji coba penyiaran TV digital telah dilaksanakan sejak
pertengahan tahun 2006 menggunakan kanal 34 UHF untuk standar DVB-T
(Digital Video Broadcasting-Teresterial) dan kanal 27 UHF untuk standar DMB-T (
Digital Mobile Broadcasting-Teresterial). DVB adalah standar terbuka yang
diterima secara internasional untuk TV digital. Sistem DVB mendistribusikan data
menggunakan berbagai pendekatan yaitu satelit (DVB-S), Kabel (DVB-C),
Teresterial (DVB-T), dan TV teresterial.
2.2 Antena
Pada sistem komunikasi radio diperlukan antena sebagai pelepas energi
elektromagnetik ke udara atau ruang bebas, ataupun sebaliknya sebagai penerima
energi itu dari ruang bebas. Antena merupakan bagian penting dalam sistem
komunikasi sehari-hari. Antena bisa digunakan pada pesawat televisi, mobile
seluler, radio dan lain-lain
5
Antena adalah suatu alat yang mengubah gelombang terbimbing dari
saluran transmisi menjadi gelombang bebas diudara, dan sebaliknya. 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. Jika saluran ini dihubung singkat maka akan muncul
gelombang berdiri yang disebabkan oleh interferensi gelombang datang dengan
gelombang yang dipantulkan. Jika gelombang datang sama besar dengan
gelombang yang dipantulkan akan dihasilkan gelombang berdiri murni.
Konsentrasi-konsentrasi energi pada gelombang berdiri ini berosilasi dari energi
listrik seluruhnya ke energi magnet total dua kali setiap periode gelombang
itu.Secara umum antena dibedakan menjadi antena isotropis, antena
omnidirectional, antena directional, antena phase array, antena optimal dan antena
adaptif.
2.3 Parameter Antena
Kinerja dan daya guna suatu antena dapat dilihat dari nilai parameter-
parameter antena tersebut. Beberapa dari parameter tersebut saling berhubungan
satu sama lain. Parameter-parameter antena yang biasa digunakan untuk
menganalisis suatu antena adalah impedansi masukan, Voltage Wave Standing
Ratio (VSWR),Return Loss, bandwidth, Gain, Pola radiasi, dan polarisasi.
2.3.1 Voltage Wave Standing Ratio (VSWR)
VSWR adalah perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri
( standing wave) maksimum (|v|max) dengan minimum (|V|min). Pada
saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan
yang dikirmkan (V0) dan tegangan yang direfleksikan (V0). Perbandingan
antara tegangan yang direfleksikan dengan yang dikirmkan disebut
koefisien refleksi tegangan (г), yaitu :
Г = V 0
−¿
V 00+¿=
ZL−Z0
ZL+Z0
¿¿
6
Dimana Zl adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran
lossless.Koefisien refleksi tegangan (Ѓ) memiliki nilai kompleks, yang
mempresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk
beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner dari (Ѓ) adalah nol,
maka :
a. Ѓ = -1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluran terhubung singkat.
b. Ѓ = 0 : tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched
sempurna.
c. Ѓ = +1 : refleksi positif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian
terbuka.
Rumus untuk mencari nilai VSWR adalah :
S= ¿V∨¿max¿V∨min
=1+¿ г∨ ¿1−¿ г∨¿¿
¿¿
Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1) yang berarti
tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Namun
kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Oleh karena itu, nilai
standar VSWR yang diijinkan untuk fabrikasi antena adalah VSWR ≤2.
2.3.2 Return Loss
Return Loss adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang
yang direfleksikan terhadap gelombang yang dikirimkan. Return loss dapat
terjadi karena adannya diskontuinitas diantara saluran transmisi dengan
impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang
memiliki diskontuinitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi
tergantung pada frekuensi seperti yang ditunjukan oleh :
Return loss = 20log 10 |Ѓ|
Nilai dari return loss yang baik adalah dibawah -9,54 db, nilai ini diperoleh
untuk nilai VSWR ≤ 2 sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang
direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang
dikirmkan atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah matching. Nilai
parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah
dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak .
7
2.3.3 Bandwidth
Bandwidth suatu antena yang didefinisikan sebagai rentang
frekuensi dimana kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa
karakteristik ( seperti impedansi masukan, polarisasi, beamwidth, pola
radiasi, gain, efisiensi, VSWR, return loss ) memenuhi spesifikasi standar.
Bandwidth dapat dicari dengan rumus berikut :
BW = f 2−f 1
f cx 100 %
Keterangan :
F2 = Frekuensi tertinggi
F1 = Frekuensi terendah
F = Frekuensi Tengah
Ada beberapa jenis bandwidth diantaranya :
a. Impedansi bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana patch antena berada
pada keadaan matching dengan saluran pencatu. Hal ini terjadi karena
impedansi dari elemen antena bervariasi nilainya tergantung dari nilai
frekuensi. Nilai matching ini dapat dilihat dari return loss dan VSWR. Nilai
return loss dan VSWR yang masih dianggap baik adalah kurang dari -9,54
db.
b. Pattern bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana bandwidth, side lobe,
atau gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai
tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar nilai
bandwidth dapat dicari.
c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi dimana
polarisasi (linier atau melingkar ) masih terjadi. Nilai axial ratio untuk
polarisasi melingkar adalah kurang dari 3dB.
2.3.4 Keterarahan ( Directivity)
Keterarahan dari sebuah antena dapat didefinisikan sebagai
perbandingan (rasio) intensitas radiasi sebuah antena pada arah tertentu
8
dengan intensitas radiasi rata-rata pada semua arah. Intensitas radiasi rata-
rata sama dengan jumlah daya yang ditransmisikan oleh antena dibagi
dengan 4 π. Jika arah tidak ditentukan, arah intensitas radiasi maksimum
merupakan arah yang dimaksud. Keterarahan ini dapat dihitung dengan
menggunakan rumus berikut ini.
D = UU 0
=4 πUPrad
Dan jika arah ini tidak ditentukan, Keterarahan terjadi pada intensitas
radiasi maksimum yang didapat dengan rumus :
Dmax=D0=Umax
U 0
=4 πU max
Prad
Keterangan :
D = Keterarahan
D0 = keterarahan maksimum
U = Intensitas radiasi maksimum
Umax = Intensitas Radiasi maksimum
U0 = Intensitas radiasi pada sumber isotropic
Prad = Daya total radiasi
2.3.5 Penguatan ( Gain)
Ada dua jenis penguatan ( gain) pada antena, yaitu penguatan
absolut (absolute gain) dan penguatan relatif (relative gain). Penguatan
absolut pada sebuah antena didefinisikan sebagai perbandingan antara
intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika
daya yang diterima oleh antena teradiasi secara isotropic. Intensitas radiasi
yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropic sama
dengan daya yang diterima oleh antena (Pin) dibagi dengan 4π. Penguatan
absolut ini dapat dihitung dengan rumus :
gain=4 πU (θ ,ϕ)P¿
Selain penguatan absolut, ada juga penguatan relatif. Penguatan relatif
didefinisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah
dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan
juga. Daya masukan harus sama diantara kedua antena itu. Akan tetapi,
9
antena referensi merupakan sumber isotropic yang lossless. Secara umum
dapat dihubungkan sebagai berikut :
G=d4 πU (θ ,ϕ)P¿ lossless
2.3.6 Pola Radiasi
Pola Radiasi pada sebuah antena didefinisikan sebagai sebuah fungsi
matematis atau sebuah gambaran grafis dari komponen-komponen radiasi
sebuah antena. Pola radiasi biasanya digambarkan dalam daerah medan jauh
dan ditunjukan sebuah koordinat direksional.
2.3.7 Frekuensi Resonansi
Frekuensi resonansi sebuah antena dapat diartikan sebagai frekuensi
kerja antena dimana pada frekuensi tersebut seluruh daya dipancarkan
secara maksimal. Pada umumnya frekuensi resonansi menjadi acuan
menjadi frekuensi kerja antena.
2.3.8 Impedansi Input
Impedansi input adalah perbandingan (rasio) antara tegangan dan
arus. Impedansi input ini bervariasi untuk nilai posisi tertentu.
Z¿ (Z )=V (z )I (z)
=V 0
+¿[ e−jβz+гe jβz]
V 0+¿[ e−jβz− гe jβz]Z0=Z0
[1+гe j2βz ][1−гe j2βz ]
¿¿
Dimana Zin merupakan perbandingan antara jumlah tegangan (tegangan
masuk dan tegangan refleksi (v) terhadap jumlah arus (I) pada setiap titik z
pada saluran, berbeda dengan karakteristik impedansi saluran (Z0) yang
berhubungan dengan tegangan dan arus pada setiap gelombang.
Pada saluran transmisi, nilai z diganti dengan nilai –l (z= -l), Sehingga
persamaannya menjadi:
Z¿ (l )=V (l )I ( l )
=V 0
+¿ [e jβl+ г e− jβl ]
V 0+¿ ¿¿¿
¿
Z0(zl cosβl+ j Z0 sinβl
Z0 cosβl+ j Z l sinβl)
10
2.4 Antena Biquad
Antena biquad merupakan antena kawat dipole loop berbentuk kubus ganda,
dimana tiap loop memiliki panjang sebesar ¼λ dari panjang gelombang
kerja.Antena ini merupakan antena jenis indoor dan outdor yang fungsinya adalah
sebagai penerima sinyal didalam ruangan, namun bisa ditempatkan diluar ruangan
sesuai tujuan penggunaan antenanya.
Gambar.3.1 Antena Biquad
Antena ini biasanya selalu ditambahkan reflektor dengan reflektornya
berbentuk sebuah flat panel (large flat sheet) dengan lebar sisi yang sedikit lebih
panjang dari pada rangkaian dipolenya sehingga bertindak seolah-olah sebagai
bidang yang tak berhingga luasnya. Letak reflektor tidak jauh dari dipolenya yang
bertujuan untuk mengurangi radiasi kearah belakang. Dengan jarak yang kecil
antara antena dengan reflektornya, maka susunan ini juga menghasilkan gain yang
lebih besar pada radiasinya ke arah depan.
Gain yang dihasilkan oleh antena ½ λ dengan large flaat sheet reflektornya
relatif tergantung dari jarak dipolenya. Semakin jauh jarak dipolenya, gain yang
diperoleh akan semakin kecil namun bandwidth nya akan semakin besar.
Karakteristik dari antena biquad ini adalah;
1. Memiliki gain yaitu 11-12 Db
2. Memiliki beamwidth yang cukup lebar 3 dB beamwidth untuk biquad
sekitar 40°-50°.
3. Pemasangan untuk antena biquad didalam ruangan (indoor) atau diluar
ruangan (outdoor).
4. Pola radiasi dari antena biquad adalah bidirectional.
11
5. Untuk penambahan gain pada antena biquad yaitu dengan cara
menambahkan reflektor.
Ada beberapa keunggulan dari antena ini diantaranya;
1. Memiliki gain yang cukup tinggi untuk sekelas antena indoor dan
outdoor yaitu 11-12 dB.
2. desain antena yang sederhana.
3. Pembuatannya cukup mudah dan mmurah sehingga bisa diproduksi
cukup banyak.
4. Mudah dipasang tidak memerlukan penopang yang berat,dan tidak
membutuhkan lokasi yang luas.
5. Bisa dipasang indoor dan outdoor.
6. Dapat menerima siaran dari dua arah dengan kuat penerimaannya dan
dapat diatur pengarahannya.
2.5 Kabel Koaksial
Kabel koaksial merupakan kabel yang terdiri dari dua buah kawat
konduktor yang pusat intinya berupa suatu tembaga yang dilingkupi oleh sekat
kemudian dililiti oleh kawat berselaput konduktor. Kabel koaksial mempunyai
pengalir tembaga di tengah ( centre core). Lapisan plastik (dielectric insulator )
yang mengelilingi tembaga berfungsi sebagai pemisah diantara tembaga dan metal
shielded. Kabel koaksial biasa digunakan untuk antena televisi, transmisi telepon,
LAN dll. Konektor untuk kabel koaksial ini menggunakan BNC (British Naval
Connector). Kabel koaksial yang digunakan sebagai transmisi antena TV memiliki
Impedansi 75Ω. Sedangkan pada transmisi kanal telepon memiliki impedansi 50Ω
tergantung pada jenis kabel koaksial yang digunakan.
12
Gambar 2.1 Kabel Koaksial
Untuk lebih jelasnya, berikut karakteristik dan bagian-bagian yang terdapat pada kabel
koaksial
a. Kabel Tembaga ( Centre core) berfungsi sebagai media konduktor listrik.
b. Lapisan plastik (dielectric insulator) berfungsi sebagai pemisah antara kabel
tembaga dan lapisan metal (metallic shield) yang melingkupinya.
c. Lapisan Metal (Metallic Shield) berfungsi sebagai pelindung terhadap gangguan
interferensi elektromagnetik yang berasal dari sekeliling kabel.
d. Lapisan Plastik (Plastik Jacket) berfungsi sebagai pelindung bagian terluar dari
kabel koaksial.
Ada beberapa keuntungan dari penggunaan kabel koaksial diantaranya ;
a. Kecepatan dan keluaran transmisi data 10 – 100 MBps
b. Biaya rata-rata per node murah
c. Media dan ukuran konektor medium
d. Panjang kabel maksimal 500 meter.
Kelemahan dari penggunaan kabel koaksial ini diantaranya;
a. Mempunyai redaman yang relatif besar jika digunakan untuk hubungan jarak
jauh, sehingga harus menggunakan repeater.
b. Jika kabel dipasang di dalam tanah, rawan terhadap gangguan-gangguan fisik
yang dapat mengakibatkan putus nya hubungan.
c. Biaya perawatan dan pemeliharaanya yang cukup mahal.
2.6 Aluminium
Aluminium (Al) merupakan logam yang ringan dan anti karat yang
mempunyai massa jenis 2,7 gr, tidak mengalami korosi, dan sangat kuat.
Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah
pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara
sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam dari korosi. Resistansi
terhadap korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, lapisan pada aluminium ini dapat
mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Aluminium paduan dengan tembaga
kurang tahan terhadap korosi akibat reaksi galvanik dengan paduan tembaga.
Aluminium juga merupakan konduktor panas yang baik. Jika dibandingkan dengan
13
massanya, aluminium memiliki keunggulan dibandingkan dengan tembaga, yang
saat ini merupakan logam konduktor panas dan listrik yang cukup baik tetapi berat.
Aluminium biasa digunakan untuk pembuatan kendaraan, antena pemancar dan
penerima, kerangka kapal terbang dll.
Gambar 2.2 Aluminium
14
top related