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