hal pengesahan fikthesis.umy.ac.id/datapublik/t14829.pdf · mo do ( ir. h difikasi an sen pembim...
TRANSCRIPT
Mo
Disusun s
UNIV
odifikasi An
sebagai sala
pad
U
JU
VERSITA
ntena Para
ah satu syar
da Jurusan T
Universitas
N
URUSANFAKU
AS MUH
i
SKRIP
abola Dari F
at mempero
Teknik Elek
Muhamma
Disusun O
Masykur
NIM: 20050
N TEKNULTAS
HAMMA2010
PSI
Frekuensi 2
oleh gelar S
ktro, Fakulta
adiyah Yogy
Oleh :
Rauf
0120042
NIK ELETEKNI
ADIYAH0
2.4GHz dan
arjana Tekn
as Teknik,
yakarta
EKTRO IK H YOGY
n 5.4GHz
nik program
YAKART
m S-1
TA
Mo
UNIV
odifikasi An
JU
VERSITA
ntena Para
DMA
NI
URUSANFAKU
AS MUH
ii
SKRIP
abola Dari F
Disusun ASYKUR
IM: 20050
N TEKNULTAS
HAMMA2010
PSI
Frekuensi 2
oleh :
R RAUF
0120042
NIK ELETEKNI
ADIYAH0
2.4GHz dan
EKTRO IK H YOGY
n 5.4GHz
YAKARTTA
Mo
Do
( Ir.
H
odifikasi An
osen Pembim
Rif’an Tsa
HALAMA
ntena Para
MA
NI
Telah
mbing Utam
aqif AS, M.T
iii
AN PEN
SKRIP
abola Dari F
Disusun O
ASYKUR
IM: 20050
diperiksa d
ma
T )
NGESAH
PSI
Frekuensi 2
Oleh:
R RAUF
0120042
dan disetuju
Dosen
( Ir. H
HAN I
2.4GHz dan
ui:
n Pembimbi
H.M.Fathul
n 5.4GHz
ing Muda
Qodir )
Mo
Skr
Dewan Pe
Ir. Rif’an Dosen Pem Ir. H.M. FDosen Pem Anna Nur Penguji I RamadoniPenguji II
H
odifikasi An
ripsi ini tela
enguji :
Tsaqif AS, mbimbing U
Fathul Qodirmbimbing M
Nazilah Ch
i Syahputra
Fakultas
HALAMA
ntena Para
ah dipertaha
pada ta
M.T Utama
r Muda
hamin, S. T
, S.T, M.T
KetuaTeknik Un
Ir. R
iv
AN PEN
abola Dari F
ankan dan d
anggal 24 A
Mengetah
Jurusan Teniversitas M
Rif'an Tsaqi
NGESAH
Frekuensi 2
disahkan did
Agustus 201
(..
(...
(...
(...
hui :
eknik ElektrMuhammadiy
if AS, M.T
HAN II
2.4GHz dan
depan dewa
0.
..................
..................
..................
..................
ro yah Yogyak
n 5.4GHz
n penguji
..............)
..............)
..............)
..............)
karta
v
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Masykur Rauf
NIM : 20050120042
Jurusan : Teknik Elektro UMY
Menyatakan bahwa Semua yang ditulis dalam naskah skripsi ini
merupakan hasil karya tulis saya sendiri dan bukan menjiplak hasil karya orang
lain, kecuali dasar teori yang saya cuplik dari buku yang tercantum pada daftar
pustaka sebagai referensi saya dalam melengkapi karya tulis ini. Apabila
dikemudian hari peryataan ini tidak benar, maka saya siap menerima sanksi dari
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Yogyakarta, Agustus 2010
Yang menyatakan,
Masykur Rauf
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN Segala persembahan, keagungan dan kemuliaan Semata hanya milik dan bagi Allah SWT. Yang telah melimpahkan segala nikmat dan karunia-Nya. Ku persembahkan Skripsi ini kepada : Ayahanda Usman bin yusuf (Alm) Ibunda Sakdah (Almh) (Terimakasih Do’a dan supportnya dalam segala Hal) Surtiwi Anjani (istri tercinta) (Terimakasih Do’a dan supportnya dalam segala Hal) Temenku special Daerah Asal Alvi Aulia (Padang - Sumatera Barat) Bogi Ari prastowo, S.T (Bekasi – Jawa Barat) Desmon Ali (Pekanbaru - Riau) Galam (Purwakarta – Jawa Barat) M.Fajar Restu Hadi (Pekanbaru - Riau) M.Mahtum Sidiq (Tasik Malaya – Jawa Barat) Maradhona, S.T (Pekanbaru - Riau) Pendy (Yogyakarta) Reza Hermawan, S.T (Kalimatan) Rifa Firmansyah (Cerbon – Jawa Barat) Roy Sundawa, S.T (Lampung – Sumatera Selatan) (Terima kasih Do’a dan supportnya dalam segala Hal) Motor Shogun 110 (AB 3862 RF) Laptop Lenovo 430 G (Makasih buat telah mengantar ku kemana saja) Dan segenap keluarga besarku Yang selalu mensupport dan Membantu aku dari segala hal
vii
HALAMAN MOTTO
“apa saja allah anugerahkan kepada manusia berupa rahmat,maka tidak ada seorangpun yang dapat menahanannya dan apa saja yang
ditahan oleh allah, maka tidak seorang pun yang sanggup untuk melepaskannya sesudah itu. Dan dialah yang maha perkasa lagi maha
bijaksana”
(QS. Fatir: 2)
“Tiga sifat manusia yang merusak adalah kikir yag dituruti, Hawa nafsu yang diikuti, Serta sifat mengagumi diri sendiri yang
berlebihan”
(Nabi Muhammad SAW)
“Pendidikan yang tertinggi adalah yang tak sekedar memberi informasi, tapi membuat hidup kita harmoni dengan semua yang ada“
(R. Tagore)
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang
telah memberikan kenikmatan, kebahagian, kecerdasan, dan segala macam
keajaiban dalam kehidupan ini, sehingga atas kehendak-Nya pula penulis dapat
menyelesaikan Skripsi dengan berjudul
“Modifikasi Antena Parabola Dari Frekuensi 2.4GHz dan 5.4GHz”
Semoga karya ini dapat bermanfaat dan menjadi kontribusi bagi khasanah
ilmu pengetahuan, khususnya bagi rekan-rekan mahasiswa.
Penulis menyadari terselesaikannya laporan ini tidak terlepas dari
dukungan, bantuan, dan bimbingan, serta saran-saran yang berharga dari semua
pihak, oleh karena itu dengan tulus hati penulis ingin mengucapkan terimakasih
kepada :
1. Kedua Orang Tua dan Istriku tercinta (Surtiwi Anjani) yang selalu
memberikan motivasi, dukungan dan semangat kepada penulis.
2. Bapak Ir. H.M. Dasron Hamid, M.Sc., selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta.
3. Bapak Ir. Tony K Haryadi M.T selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
ix
4. Bapak Ir. Rif’an Tsaqif, M.T. Selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadyah Yogyakarta dan sebagai Dosen Pembimbing I
yang dengan sabar membimbing dan mengarahkan penulis selama
melaksanakan penelitian tugas akhir hingga dapat menyelesaikan
penulisan laporan ini.
5. Ir. H. M. Fathul Qodir. sebagai Dosen Pembimbing II yang juga dengan
sabar membimbing dan mengarahkan penulis selama melaksanakan
penelitian tugas akhir hingga dapat menyelesaikan penulisan laporan ini.
6. Ibu Anna Nur Nazilah Chamim, S.T., sebagai Dosen Penguji I
7. Bapak Ramadoni Syahputra, S. T, M. T sebagai Dosen Penguji II
8. Segenap Dosen pengajar di Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta.
9. Segenap Pimpinan, dosen dan karyawan Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta, khususnya kepada Bapak-Bapak Dosen yang
telah menularkan ilmunya kepada penulis selama masa kuliah.
10. Staf Laboratorium Teknik Elektro yang telah memberikan kemudahan
peminjaman instrumen pengukuran selama penelitian tugas akhir ini (Mas
Indri, Mas Nur, dan Mas Asroni). Dan Staf Tata Usaha Jurusan Teknik
Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (Mas Sumaryono dan
Mas Medi).
11. Teman-teman seperjuangan UMY’05 “Sunu Hariadi S.T, Dede .N,S.T,
Fahmi Y. S.T, Rizka Anhar,S.T, Roy Sundawa S.T, Alvi Aulia, Fajar
Restu, Desmon Ali, Galam, M. Mahtum Sidiq, Rifa Firmansyah, Reza
x
Hermawan.S.T. Ares Adistya, Rauf Sabakingkin, Fendy Jumantoro,
Heru Ermanto. S.T, Dody Wicaksono.S.T Wendy Kesuma.S.T,
Sumanto, Fuad, Kurniawan, Eva Aroma. Maradhona, S.T. (makasih
sobat senang kenal kalian,makasih buat supportnya.
12. Keluarga Satnet (Penulis mengucapakan terima kasih banyak atas
membina aku jadi orang yang berguna bagi bangsa dan negara, akhirnya
Lulus juga.
13. Seruluh keluarga besarku Pak cik aku dan mak cih aku, penulis
mengucapkan terima kasih atas doa kalian berdua aku jadi anak yang
sholeh.
14. Temen – temen seperjuangan Maradhona,S.T, Bogi Arie Prabowo,S.T,
Roy Sundawa,S.T, Galam, Pendy J, M.Mahtum S, Rifa F, Alvi Aulia,
Desmon Ali, M.Fajar Restu Hadi.
15. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu
persatu, Terima Kasih.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari
sempurna, hal ini mengingat kemampuan dan pengalaman dalam penelitian
penyusunan skripsi ini yang sangat terbatas. Untuk itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk perbaikan dan
pengembangan penelitian selanjutnya. Tidak ada yang dapat penulis berikan
selain ucapan terimakasih atas seluruh bantuan yang telah diberikan. Akhir kata
semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan ilmu bagi para
pembaca. Semoga Allah SWT meridhoi kita semua, amin.
xi
Wassalammu’alaikum Wr.Wb.
Yogyakarta, Juni 2010
Penulis
Masykur Rauf
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN I ........................................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN II ...................................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................................... iv
HALAMAN MOTTO ....................................................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xvi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1
1.2 Dasar Hukum ................................................................................................................ 4
1.3 Rumusan Masalah ......................................................................................................... 4
1.4 Batasan Masalah ........................................................................................................... 4
1.5 Tujuan Penelitian .......................................................................................................... 5
1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................................................ 5
1.7 Sistematika Laporan ...................................................................................................... 6
xiii
BAB II STUDI AWAL
2.1 Karya yang berkaitan perancangan Antena Frekuensi 2,4GHz,5,8GHz ....................... 8
2.1.1 Antena Grid ............................................................................................ 10
2.1.2 Antena Yagi ........................................................................................... 11
2.1.3 Antena Sektoral ...................................................................................... 13
2.1.4 Antena Omnidirectional ......................................................................... 15
2.2 Dasar-Dasar Teori ....................................................................................................... 17
2.2.1 Antena secara Umum ............................................................................. 17
2.2.2 Gelombang Elektromagnetik ................................................................. 18
2.2.3 Konsep Dasar Antena ............................................................................. 20
2.2.4 Parameter Antena ................................................................................... 22
2.2.5 Pola Radiasi Antena ............................................................................... 24
2.2.6 Antena Parabola ..................................................................................... 29
2.2.7 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................... 30
2.2.8 Antena Wireless ..................................................................................... 32
2.2.9 Prinsip-Prinsip Antena ........................................................................... 34
2.2.10 Garis Padang ( LOS,LINE OF SIGHT ) ............................................... 35
2.2.11 Zone Fresnel ......................................................................................... 35
2.2.12 Hambatan ............................................................................................ 37
2.2.13 Matematika Frekuensi Rado ................................................................ 37
2.2.14 Satuan Ukuran ...................................................................................... 38
2.2.15 Watt ( W ) ............................................................................................ 38
2.2.16 Miliwatt ................................................................................................ 39
xiv
2.2.17 Decibel ................................................................................................. 39
2.2.18 Ukuran Penguatan dan Rugi Daya ....................................................... 42
2.2.18.1 dBm ................................................................................. 43
2.2.18.2 dBi ................................................................................... 44
2.2.19 Pengukuran yang Akurat ...................................................................... 45
2.2.20 Kabel .................................................................................................... 45
2.2.21 Pemandung atau bambung Gelombang ( Waveguide ) ........................ 49
2.2.22 Radiator Patterns .................................................................................. 53
2.2.23 Fungsi ................................................................................................... 54
2.2.24 Karakter Antena ................................................................................... 54
2.2.25 Polaradiasi ............................................................................................ 54
2.2.26 Gain ...................................................................................................... 59
2.2.27 Polarisasi .............................................................................................. 60
2.2.27.1 Polarisasi Berdasarkan Fungsi ........................................ 62
2.2.27.2 Berdasarkan Gainnya ...................................................... 62
2.2.27.3 Berdasarkan Polarisasinya .............................................. 62
2.2.27.4 Berdasarkan Bentuknya .................................................. 63
2.2.28 Tipe Antena .......................................................................................... 63
2.2.29 Spesifikasi Garis Besar dari Produk yang Direncanakan ..................... 64
BAB III PERANCANGAN, PEMBUATAN, DAN PENGUJIAN
3.1 Rancangan I ................................................................................................................. 67
3.2 Tujuan ......................................................................................................................... 68
3.3 Analisa Kebutuhan ...................................................................................................... 68
xv
3.4 Spesifikasi Alat ........................................................................................................... 69
3.5 Rancangan Awal ( Rancangan 1) ................................................................................ 71
3.5 Perancangan Konsep Penelitian yan Direncanakan .................................................... 71
3.6 Rancangan Model / Desain Sistem (Rancangan 2 ) .................................................... 74
3.6.1 Pembuatan Antena ................................................................................. 76
3.6.1.1 Pegerjaan Hardware ............................................................. 76
3.6.1.2 Teknik Pembuatan Antena ................................................... 76
3.6.1.3 Pengadaan Bahan ................................................................. 80
3.6.1.4 Pegerjaan .............................................................................. 82
3.6.1.5 Desain Konseptual ............................................................... 83
3.6.1.6 Desain Fisik .......................................................................... 84
3.6.1.7 Langkah Kerja Antena ......................................................... 84
3.6.1.8 Finishing ............................................................................... 86
3.7 Pengujian .................................................................................................................... 87
3.7.2.1 Percobaan ............................................................................................ 87
3.3.2.2 Analisis Panjang Gelombang (λ) ........................................................ 92
3.3.2.3 Analisis Panjang Antena ( L ) ............................................................. 94
3.3.2.4 Analisis Pola Radiasi .......................................................................... 96
3.3.2.5 Sudut Radiasi ( � ) .............................................................................. 99
3.3.2.6 Direktivitas ........................................................................................ 100
3.3.2.7 Penguatan Antena (Gain) .................................................................. 100
3.3.2.8 Luas Efaktif Antena (Aeff) ............................................................... 100
3.3.2.9 Daya Radiasi Efektif (ERP) .............................................................. 100
xvi
3.8 Perhitungan Antena ................................................................................................... 101
3.8.1 Perhitungan Pajang Gelombang ................................................................ 101
3.8.2 Menghitung dBm (dBmW) ....................................................................... 101
3.8.3 Menghitung ( Freznel Zone ) .................................................................... 102
3.8.4 Hitungan Bandwidth ................................................................................. 106
3.8.5 Hitungan Impendasi Antena adalah .......................................................... 107
3.8.6 Hitungan Gain ........................................................................................... 107
BAB IV PRODUK AKHIR DAN DISKUSI
4.1 Spesifikasi Dari Produk Akhir .................................................................................. 107
4.2 Analisis Kritis Atas Produk Akhir ............................................................................ 107
4.3 Pelajaran yang diperoleh ........................................................................................... 108
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 109
5.2 Saran .......................................................................................................................... 109
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Tabel Sub Frekuensi Standar IEEE 802.11x ...................................................... 3
Tabel 2.1 Tabel spesifikasi antenna grid .......................................................................... 57
Tabel 2.2 Tabel spesifikasi antena Yagi ........................................................................... 11
Tabel 2.3 Wind loading (LBS.) ........................................................................................... 12
Tabel 2.4 Pemandung atau Bumbung Gelombang (Waveguide) ...................................... 51
Tabel 2.5 Tipe Kabel ........................................................................................................ 52
Tabel 3.1 Bahan-bahan yang di butuhkan ........................................................................ 78
Tabel 3.1 Bahan-bahan yang dibutuhkan ......................................................................... 79
Tabel 3.2 Alat-Alat yang dibutuhkan .............................................................................. 80
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Grid 2,4 dBi ..................................................................................... 10
Gambar 2.2 Antena yagi .................................................................................................. 11
Gambar 2.3 Antena Sektoral ........................................................................................... 12
Gambar 2.4 Antena Omnidirectional .............................................................................. 15
Gambar 2.5 Komponen dan bidang polarisasi gelombang elektromagnetik ................... 19
Gambar 2.6 Konfigurasi Antena dalam Satu Jaringan dan Rangkaian
Ekivalennya ................................................................................................ 20
Gambar 2.7 Pembagian daerah gelombang pada pemasangan antena ............................ 21
Gambar 2.8 Alur gelombang pada antena parabola ........................................................ 21
Gambar 2.9 Bandwidth - 3 dB ......................................................................................... 23
Gambar 2.10 Sketsa Medan Radiasi pada Antena Dipole ............................................... 25
Gambar 2.11 Kordinat-kordinat bola .............................................................................. 26
Gambar 2.12 Pola radiasi antena ..................................................................................... 27
Gambar 2.13 Diagram Alir Program Utama ................................................................... 28
Gambar 2.14 Arus, tegangan dan pola radiasi ................................................................. 29
Gambar 2.15 Panjang Gelombang, Amplituda, dan Frekuensi ....................................... 34
Gambar 2.16 Garis padang (LOS,LINE OF SIGHT) ....................................................... 35
Gambar 2.17 Zona Fresnel ............................................................................................. 36
Gambar 2.18 Kabel coax dengan jaket, pelindung, dielektrik, dan konduktor
inti/tengah .................................................................................................. 46
xix
Gambar 2.19 Dimensi x,y dan z dari sebuah pandu gelombang rectangular .................. 50
Gambar 2.19 Sebuah plot kutub dari antenna parabola yang sama ................................. 56
Gambar 2.20 Gambar plot logaritmik ............................................................................. 57
Gambar 2.21 Komponen medan listrik dan medan magnet sebuah gelombang
elektromagnetik. Polarisasi menggambarkan orientasi medan listrik ....... 61
Gambar 2.22 Pengukuran diagram arah medan dan diagram arah fasa ......................... 65
Gambar 3.1 Prosedur Perancangan .................................................................................. 67
Gambar 3.2 diagram air proses perancangan ................................................................... 70
Gambar 3.3 Diagram rancagan model ............................................................................. 73
Gambar 3.4 Konektor N .................................................................................................. 74
Gambar 3.5 Pipa Besi ...................................................................................................... 75
Gambar 3.6 Aluminium Foil ........................................................................................... 75
Gambar 3.7 Besi kuningan .............................................................................................. 76
Gambar 3.8 Plat Tembaga ............................................................................................... 76
Gambar 3.9 Plat Aluminium ............................................................................................ 77
Gambar 3.10 T-Nol ......................................................................................................... 77
Gambar 3.11 Pipa Tembaga ............................................................................................ 78
Gambar 3.12 Rangkaian keseluruhan .............................................................................. 81
Gambar 3.13 Design Alat Keseluruhan ........................................................................... 82
Gambar 3.14 Antena dari depan dan dari samping ......................................................... 84
Gambar 3.15 Antena dari samping depan dan antena dari belakang............................... 84
Gambar 3.16 Antena keseluruhan ................................................................................... 85
Gambar 3.17 Pengujian Frekuensi .................................................................................. 85
xx
Gambar 3.18 Pengujian Frekuensi .................................................................................. 86
Gambar 3.19 Pengujian Bandwidth ................................................................................. 86
Gambar 3.20 Bandwidth 1M .......................................................................................... 87
Gambar 3.21 Bandwidth 2M ........................................................................................... 87
Gambar 3.22 Bandwidth 3M ........................................................................................... 88
Gambar 3.23 Bandwidth 4 M ......................................................................................... 88
Gambar 3.24 Bandwidth 5M ........................................................................................... 89
Gambar 3.25 Bandwidth 10M ......................................................................................... 89
Gambar 3.26 Data Perbandingan Nilai λ untuk f Konstan dan X Variabel pada
VHF ........................................................................................................... 90
Gambar 3.27 Data Perbandingan Nilai λ untuk f Variabel dan X Konstan pada
VHF dan UHF ........................................................................................... 91
Gambar 3.28 Data Perbandingan Nilai L untuk f Konstan dan X sebagai Variabel ....... 92
Gambar 3.29 Data Perbandingan Nilai L untuk f Variabel dan X Konstan .................... 93
Gambar 3.30 Data Perbandingan Grafik Pola Radiasi saat X = 0,5 dan X = 1
pada Daerah VHF .................................................................................... 94
Gambar 3.31 Data Perbandingan Pola Radiasi dengan Variasi Kelipatan X = ½ ........... 96
Gambar 3.32 Bandwidth .................................................................................................. 96
xxi