Download - 07 STELK-43203
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh1
STELK-4320307 - Dasar Transmisi
Gelombang Radio
STELK-4320307 - Dasar Transmisi
Gelombang RadioJohanis Bowakh
[email protected], FST
Undanahttp://www.bowakh.co.cc
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio Semua sistem komunikasi yang menggunakan udara / ruang antariksa
sebagai medium antara Sebuah pemancar memancarkan dayanya melalui antena ke tujuan dalam
bentuk gelombang elektromagnetis Di tujuan, gelombang ini ditangkap oleh antena yang kemudian diteruskan
ke pesawat penerima
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh2
Tx Rx
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio Gelombang radio dicirikan dengan frekuensi Karena kecepatan penjalarannya rata-rata 300000 km/dtk, panjang
gelombang
Karena sifat-sifat perambatan, frekuensi radio dibagi dibagi dalambeberapa daerah
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh3
Hertzdalamfmf
8E3λ
Sona
r, se
rvo-
mec
hani
sm
Gel
omba
ng
radi
o
Infr
a
mer
ah
Ultr
avio
let
Sina
r X
Sina
r
Cos
mis
1 K
HZ
1 M
Hz
1 G
Hz
1 TH
z
101
102
103
104
105
106
107
108
109
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021 Frekuensi (Hz)
VLF LF M
F
HF
VH
F
UH
F
SHF
EHF
Nama-nama bandnya.
Cah
aya
Sina
rG
amm
a
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio
Nama Frekuensi PanjangGelombang Nama
Very LowFrequency VLF < 30 KHz > 10 km Gelombang
Myriametrik
Low Frequency LF 30 - 300 KHz 1 - 10 km GelombangKilometer
MediumFrequency MF 300 - 3.000 KHz 100 - 1.000 m Gelombang
Hektometer
High Frequency HF 3 - 30 MHz 10 - 100 m GelombangDekameter
Very HighFrequency VHF 30 - 300 MHz 1 - 10 m Gelombang
MeterUltra HighFrequency UHF 300 - 3.000 MHz 10 - 100 cm Gelomabng
DecimeterSuper HighFrequency SHF 3 - 30 GHz 1 - 10 cm Gelombang
CentimeterExtremely HighFrequency EHF 30 - 300 GHz 1 - 10 mm Gelombang
Milimeter
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh4
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio Gelombang radio dari antena dapat dibedakan dalam
a) Gelombang Tanah (Ground Wave)Yang menjalarnya sepanjang permukaan bumi (VLF, LF, MF)
b) Gelombang Langit (Sky Wave)Yang terpancar ke udara dan “dipantulkan” ke arah bumi olehlapisan ionosphere (HF)
c) Gelombang Angkasa (Space Wave)Gelombang yang menjalar lurus seperti gelombang cahaya (>VHF). Komunikasi hanya bisa terjadi dalam keadaan “Line OfSight (LOS)”. Artinya antena-antena pemancar dan penerimaharus “saling melihat”
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh5
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh6
Telekomunikasi RadioTelekomunikasi Radio Komunikasi radio dalam seluruh gelombang radio, ditandai
oleh:o Besarnya kehilangan (loss) antara pemancar dan penerimao Tingginya tambahan noise dari ”luar” oleh udara, angkasa dan
daerah sekitar Karena gelombang radio HF dipantulkan oleh lapisan
ionosphere, jarak tempuhnya bisa jauh dibanding gelombangMF maupun gelombang-gelombang dengan frekuensi yanglebih tinggi (VHF & sebagainya).
Karena pengaruh sinar matahari (terutama sinar ultraviolet),terjadi beberapa lapisan udara yang terionisir. Lapisan initerdiri dari 4 lapisan yang terpisah dengan ciri-ciri sbb:
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh7
Radio HFRadio HF Lapisan D
o Lapisan ini hanya timbul pada siang hari, mempunyai ketinggian daripermukaan bumi sekitar 60 - 90 km dengan ketebalan rata-ratanya 10 km
o Ketinggian frekuensi sangat rendah (VLF) dan frekuensi rendah (LF) dibawah0,3 MHz
o Meredam frekuensi menengah (MF)o Melewatkan sebagian frekuensi tinggi (HF)
Lapisan Eo Mempunyai ketinggian sekitar 90 - 130 km, dengan ketebalan rata-rata 25 km.
o Ketinggian maupun indeks bias tergantung pada elevasi matahari
o Mempunyai frekuensi kritis sekitar 4 MHz
o Mempunyai range maksimum untuk single hoop sekitar 2350 km
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh8
Radio HFRadio HF Lapisan F1
o Mempunyai ketinggian sekitar 180 km (170 – 230 km), dengan ketebalan rata-rata pada siang hari sebesar 20 km
o Ketinggian lapisan ini dipengaruhi oleh elevasi matahario Mempunyai range maksimum untuk single hop sekitar 3000 kmo Lapisan ini hanya ada pada siang hari
Lapisan F2o Mempunyai ketinggian sekitar 250 – 400 km pada siang hari dan sekitar 300
km pada malam hari, dengan ketebalan dapat mencapai lebih dari 200 kmo Ketinggian maupun indeks bias tidak begitu tergantung pada elevasi matahari
dan harganya berubah-ubah setiap saato Mempunyai frekuensi kritis sekitar 8 MHz pada siang hari dan sekitar 6 MHz
pada malam hario Mempunyai range maksimum untuk single hop sekitar 3840 km pada siang
hari, sedangkan pada malam hari bisa mencapai 4200 km
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh9
Radio HFRadio HF
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh10
Pada malam hari lapisan F1 dan F2 bergabung menjadi satu, disebutlapisan F
Lapisan ionosphere bertindak sebagai cermin, memantulkan gelombangradio. Gelombang yang terpantul ke bumi bisa juga dipantulkan kembalioleh permukaan bumi gelombang radio tersebut merambat cukup jauh
Penggunaan frekuensi HF biasanya dimaksudkan untuk mencapai daerahjangkauan yang jauh
Radio HFRadio HF
Kemampuan lapisan ionosphere untuk menegembalikan gelombang radiotergantung dari tebal dan konsentrasi ionosphernya, sehingga ada frekuensimaksimum dimana gelombang radio masih dapat dipantulkan
Besarnya frekuensi ini tergantung dari jam, musim, dan saat dari periode bintikmatahari (sunspot cycle).
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh11
Ionosphere
Single Hop
Multiple Hop
Tx
Rx
Gelombang Angkasa (Space Wave)Gelombang Angkasa (Space Wave) Gelombang-gelombang dengan frekuensi diatas daerah HF
merambat seperti gelombang cahaya, jadi tidak lagi terpantuloleh lapisan-lapisan ionosphere
Jarak pemancar dan penerima tidak bisa jauh, karena bentukpermukaan bumi yang berbentuk bola sudah merupakan suatu”halangan”, disamping adanya gunung dan lembah
Maka untuk jarak yang jauh, sering digunakan stasiunpengulang (repeater) yang dipasang ditempat-tempat yangtinggi
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh12
PropagasiPropagasi
Gelombang radio dari pemancar menjalar menurut arah garis lurus Tetapi karena sifat pemancar, gelombang-gelombang dari pemancar
menjalar secara tersebar jika udara/angkasa dianggap homogen, pancaran akan tersebar dimana
muka-muka gelombang sebagai tempat kedudukan medan-medan denganfase yang sama akan berbentuk bola-bola yang konsentris denganpemancar sebagai titik pusatnya
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh13
PropagasiPropagasi
Jadi pada jarak R dari pemancar (R>>ukuran pemancar), rapat daya padapermukaan “bola” adalah:
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh14
2 2
( ) =daya pancaran; =jarak penerima ke pemancar4 ( )
P wattW P RR m
PropagasiPropagasi Jika antena pemancar punya gain GT dalam arah dikehendaki, sesuai
definisi, di lokasi penerima rapat daya menjadi:
Oleh antena penerima, sebagian dari daya yang terpancar akan“ditangkap” dan besarnya adalah:
Tetapi antara A dan G (gain) untuk setiap antena, ada hubungan:
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh15
2*4R T T
PW G W GR
* ( )
"luas"bagian permukaan bola yg ditempati oleh antenaR R eff
eff
P W A watt
A
2
2
44
A GG A
PropagasiPropagasi sehingga:
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh16
2
2*4 4
: gain antena pemancar: gain antena penerima
T RR R eff
T
R
G P GP W AR
GG
2 2
. .4 4
R RR
FS
EIRP G EIRP GEIRP GLr r fR
c
Effective Isotropic Radiated Power: Free Space Loss
: kecepatan rambat gelombang: frekuensi
T
FS
EIRP P GLcf
PropagasiPropagasi
Perhitungan diatas digunakan dalam perkiraan suatu hubungan komunikasidimana harus ditentukan besarnya daya pancar, gain antenna, saluran yangharus digunakan, dan lain lain. Perkiraan ini akan dipengaruhi selain olehjarak antara pemancar dan penerima juga oleh antara lain; kepekaan(sensitivity) penerimanya dan keandalan yang diminta
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh17
Dan dapat diuraikan lebih lanjut menjadi:32,44 20 log 20 log ( )
dimana: dalam km; dalam MHzatau
36,6 20 log 20 log ( )dimana: dalam statute mile; dalam MHzSehingga dalam perhitugan
FS
FS
FS
LL R f dB
R f
L R f dBR f
logaritmis:( ) ( ) ( ) - ( )R R FSP dBW EIRP dBW G dB L dB
Jaringan Stasiun-Stasiun Pengulang UntukKomunikasi Jarak Jauh
Jaringan Stasiun-Stasiun Pengulang UntukKomunikasi Jarak Jauh
Untuk komunikasi antara dua lokasi yang berjauhan, sering diperlukankomunikasi lebih dari satu “hop”, misalnya seperti gambar diperlukan 3hop
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh18
Jaringan Stasiun-Stasiun Pengulang UntukKomunikasi Jarak Jauh
Jaringan Stasiun-Stasiun Pengulang UntukKomunikasi Jarak Jauh
Untuk menghindarkan gangguan-gangguan interferensi, osilasi dan lain-lain, pada setiap repeater fIN ≠ fOUT. Bahkan untuk lebih megurangikemungkinan interferensi, deretan repeater-repeater diusahakan janganterletak pada satu garis lurus
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh19
Hubungan Antara Dua Titik Yang TidakSaling Melihat
Hubungan Antara Dua Titik Yang TidakSaling Melihat
Perhitungan-perhitungan di atas selalu didasarkan pada kondisi LOS Dalam praktek ternyata komunikasi masih bisa juga terjadi diantara dua
lokasi yang tidak saling melihat Hal ini cukup menonjol untuk daerah frekuensi VHF sekitar 30 – 500
MHz
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh20
Hubungan Antara Dua Titik Yang TidakSaling Melihat
Hubungan Antara Dua Titik Yang TidakSaling Melihat
Dasar Telekomunikasi [STELK-43203] 12/13 Johanis Bowakh21
PANDANGANTERHALANG OLEH
LENGKUNGANPERMUKAAN
BUMI