MATERI PEMBEKALAN UJIAN SKOR

MATA UJIAN TEKNIK RADIO

DIREKTORAT JENDERAL POS DAN TELEKOMUNIKASI DEPARTEMEN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA

Frekuensi & Panjang Gelombang

Spektrum energi gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang di antara spektrum gelombang audio dan spektrum gelombang cahaya

Definisi

Frekuensi Radio :

Panjang Gelombang

Radio : Panjang suatu gelombang elektromagnetik yang merambat dalam satu periode.

F (Hz) = 1 T (s)

λλλλ (m) = C (m/s)F (Hz)

C = 3 x108 (m/s)T

dalam satu periode.

• Electromagnetic wave F < 3000 GHz

• Gelombang elektromagnetik memiliki 2 vector:

Gelombang Radio

vector:– H : Medan Magnet– E : Medan Listrik

Propagation

E H

i

– Vertical Polarization

– Horizontal Polarization

Ara

h P

ropa

gasi

Polarisasi Gelombang Radio

Antena

Ara

h P

ropa

gasi

E

H

Arah Propagasi

EHAntena

F (Hz)

0 300 3K 3M 3G 3T 300T 3.1015 3.1016 3.1019

Spektrum FrekuensiDefinisi Spektrum Frekuensi Radio :

Kumpulan pita frekuensi radio yang kontinyu dari besaran 300 Hz sampai dengan 3000 GHz

Infra sound

Ultra sound

Infra red Ultra violets

X rays

Gammarays

Radioelectric waves

Audio

λλλλ (m)

Light

∞ 1000K 100K 0.1mm 1 µµµµ 1.10-7 1.10-8 1.10-11

Electro magnetic waves

30 MHz3 MHz

300 kHz 3 MHz

100 m1000 m

30 kHz 300 kHz

1 km10 km

30 kHz

10 km

3 kHz

100 kmVLF Sub-marine

LF Broadcasting

MF Broadcasting & maritime links

HF Tactical & ground links (Ground & ionospheric waves )

SPEKTRUM FREKUENSI RADIO

300 GHz

1 mm10 mm

30 GHz

3 GHz

100 mm1000 mm

300 MHz

300 MHz

1 m10 m

30 MHz

10 m100 m

HF Tactical & ground links (Ground & ionospheric waves )

VHF Radio-telephony & aeronautic

UHF

SHF

EHF Radar, Micro-waves

Radar, Micro-waves & spatial links

Radio-telephony, aeronautic, TV & Micro-waves

100 mm

30 GHz

10 mm

3 GHz

HF

HF (step 100Hz)

LW MW 100 m

0.3 MHz

VHF Band 3FM

87.5 MHz 108 MHz

Band 1

41 MHz 80 MHz30 MHz

26 MHz

SW

1.5 MH

z

11.5 m

30 MHz

10 m

SPEKTRUM HF & V-UHF

VHF Band 3FM3.42 m 2.78 m

AVIATIONVHF

UHF

Guard Reception118.000 MH

z

143.975 MH

zE

xtension VH

F

155.975 MH

zBand 1

10 m 7.32 m 3.75 m

UHF100 mm

S3 GHz

115 mm

LS2.8 GHz470 MHz 614 MHz

Band 4638 mm 489 mm

958 MHz

Band 5315 mm

1.7 GHz1.12 GHz

L268 mm 176 mm

UHF

1000 mm

300 MHz

399.975 MH

z

TACTICAL VHF1.3 m

225.000 MH

z

238.000 MH

z248.000 M

Hz

Media Transmisi

1. Wire / Kabel• Kawat Tembaga• Coaxial Cable• Serat Optik• Serat Optik

2. Wireless / Tanpa Kabel• Frekuensi Radio (HF, VHF, UHF,

Gelombang Mikro)• Infra Red

Media Transmisi

- Getaran sinyal pembawa itu harusdisampaikan kepada penerima

- Proses penyampaian ini harus dilakukanmelalui suatu media

- Analogi dengan pembawa truk maka makajalan rayanya disebut media transmisijalan rayanya disebut media transmisi

- Proses perambatan sinyal gelombangpembawa dari satu tempat ketempat laindisebut propagasi.

- Di dalam media, carrier dalam bentukgelombang pembawa. ( carrier wave ).

Modulation - Carrier

DEMODULATIONMODULATION

? ?

Modulasi : Proses yang mengubah gelombang pembawa sesuai dengan sinyal informasi yang akan

ditransmisikan

Carrier Frequency: Frekuensi yang membawa sinyal informasi untuk ditransmisikan melalui

media transmisi tertentu

? ?

MODULASI AM

Sistem KomunikasiTransducer

InputTx /

Pemancar

MediaTransmisi

Input Sinyal Input Sinyal transmisi

TransducerOutput

Rx /Penerima

Output- Redaman- Noise- Distorsi- Interferensi

Sinyal Output Sinyal transmisi

Signal Losses• Interferensi : tumpang tindihnya sinyal gelombang radio yang diakibatkan

karena penggunaan frekuensi yang sama (sebutkan contoh penyebabnya seperti penggunaan yang bersamaan, kerusakan perangkat, perangkat yang tidak standar, perangkat lain yang memiliki frekuensi yang sama)

• Noise : sinyal gelombang elektromagnetik yang tidak diinginkan dimana masuk dan mengurangi kualitas sinyal gelombang yang dikehendaki

• Distorsi : Perbedaan nilai antara sinyal sebenarnya dengan sinyal yang terukur

• Redaman : Penurunan daya dari suatu sinyal terhadap nilai referensi atau nilai yang telah ditentukan

Transceiver

MicInput

IF Filter

CONTOH TRANSMITTER

Penguat RF

antenna

Carrier

Modulator

OSC

CONTOH RECEIVER

RF BPF

antenna

OSC

IF Filter

speaker

Local Oscilator

CarrierFrequency

Penguat RF Detektor Penguat IF

DIAGRAM BLOK TRANSCEIVER –CONTOH LAIN

Sumber

sinyal

pesan

Penguat Modulator Penguat RFAntena

pemancar

Osilator Penguat RF,

1 2 5

3 4

6 7

Osilator

RF

Penguat RF,Pelipatanfrekuensi

Antena

penerima

Penguat RF

(+ noise)

Mixer

(+ noise)Penguat IF Detektor Penguat

Pengeras suara

Dsb.

OsilatorLokal

(+ noise)

8 9

10

11 12 13 14

3

15

Sumber : Teknik Radio Benda Padat

UI Press, 1990

Elemen-elemen Sistem Radio - Keterangan

1. Sumber dari sinyal pesan/informasi mungkin suatu mikropfon, kamera, atau alat lain yang mengubah informasi yang diinginkan menjadi sinyal listrik.

2. Low Pass Filter. Sinyal informasi tersebut diperkuat dan dilewatkan melalui low pass filter untuk membatasi lebar pita.

3. Osilator RF menentukan frekuensi pembawa atau kelipatannya.4. Penguat. Satu atau beberapa tingkat penguat menaikkan tingkat daya sinyal dari osilator ke

besaran yang diperlukan untuk masuk ke modulator. 5. Modulator menggabungkan sinyal dan komponen-komponen frekuensi pembawa untuk 5. Modulator menggabungkan sinyal dan komponen-komponen frekuensi pembawa untuk

menghasilkan gelombang termodulasi. Spektrum sinyal keluaran berada dlaam daerah frekuensi pembawa RF yang diinginkan.

6. Penguatan tambahan mungkin diperlukan setelah modulasi untuk membawa tingkat daya sinyal pada harga masukan ke antena yang diinginkan.

7. Antena pemancar mengubah energi RF menjadi gelombang elektromagnet dengan polarisasi yang diinginkan. Antena harus diarahkan sebanyak mungkin energi yang dipancarkan menuju ke antena penerima.

8. Antena penerima dapat bersifat omnidireksional (ke segala arah) untuk maksud pelayanan umum (broadcast) ataupun sangat terarah untuk komunikasi titik ke titik.

9. Tingkat penguat RF menaikkan daya sinyal ke tingkat yang sesuai untuk masukan ke mixer dan membantu mengisolasi osilator lokal dari antena.

Elemen-elemen Sistem Radio - lanjutan

10. Osilator lokal dalam penerima ditala untuk menghasilkan frekuensi fLO sebesar fRF + fIF atau fRF

- fIF11. Pencampuran (mixer) merupakan alat non linier yang menggeserkan sinyal yang diterima

pada fRF ke frekuensi intermediate fIF. Modulasi pada pembawa yang diterima juga diubah ke frekuensi IF.

12. Penguat IF menaikkan sinyal ke tingkat yang cocok untuk deteksi dan menyediakan sebagian besar pemilahan frekuensi yang diperlukan untuk melewatkan sinyal yang diperlukan dan menyaring keluar (filter) sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang terdapat dalam keluaran menyaring keluar (filter) sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang terdapat dalam keluaran mixer.

13. Detektor memulihkan sinyal pesan asli dari masukan IF termodulasi.14. Penguat audio dan video menaikkan tingkat daya keluaran detektor ke besaran yang sesuai

untuk masukan pengeras suara, tabung televisi atau alat keluaran lain.15. Alat keluaran mengubah sinyal informasi kembali ke bentuk aslinya (gelombang suara,

gambar dan sebagainya).

Model KomunikasiSimplex :

Transmisi satu arah pada suatu kanal transmisi yang tidak dapat dilakukan kebalikannyaContoh : radio siaran, TV, radio paging

Half Duplex :Transmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang tidak bersamaanTransmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang tidak bersamaanContoh : Handy Talky, Radio Trunking

Full Duplex : Transmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang samaContoh : Fixed Phone, Mobile Phone

Model KomunikasiSimplex :

Transmisi satu arah pada suatu kanal transmisi yang tidak dapat dilakukan kebalikannyaContoh : radio siaran, TV, radio paging

Half Duplex :Transmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang tidak bersamaanTransmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang tidak bersamaanContoh : Handy Talky, Radio Trunking

Full Duplex : Transmisi dua arah yang dilakukan pada saat yang samaContoh : Fixed Phone, Mobile Phone

Parameter TransmisidB adalah satuan yang menggambarkan suatu perbandingan.

“ Suatu perbandingan antara dua besaran tenaga (power) dengan skala logarithma”

Dalam domain daya dikatakan :

1w 10w1w 10w

Contoh : Berapa dBW daya pancar yang diterima untuk sistem di atas ?

dBW = 10 log (Pi/1W)= 10 log (10/1)= 10 x 1= 10 dBW

Jaringan

dBm

Adalah level daya dikaitkan dgn 1 mWDimana 0 dBm = 1 mW

Persamaan dBm = 10 log daya (mW)mW

Contoh:penguat punya keluaran = 100 w, berapa dalam dBm?Jaringan dengan input = 0,0001 w, berapa dalam dBm?

•dB => 20 log E1/E2, or, 10 log P1/P2

•dBW => ref: 1 W

•dBm => ref: 1 mW

Propagasi Gelombang Radio

• Gelombang dapat merambat melalui berbagai medium, antara lain:– Padat – Cair– Udara

• Propagasi gelombang radio, dibedakan menjadi:– Propagasi Gelombang tanah:

• Gelombang langsung• Gelombang pantulan tanah• Gelombang permukaan tanah

– Propagasi Ionosfer

Propagasi Gelombang HF

14 1. Free space propagation

IONOSPHERE2. Refraction deviation

2

3TROPOSPHERE

STRATOSPHERE

2. Refraction deviation

3. Over the horizon by diffraction

4. Over the horizon by ionospheric reflection

Ionosphere

F2F4

F1

F2

30Km

Reception possibility Uncertain possibility

F5Ground waves

F4

F3 80Km

Reception possibility

SummaryFREQUENCIES PROPAGATION REFLEXION

ABSORBTIONLIMITATION GROUND

WAVES

Tropo

Iono D E F Noise Distance

LF 30kHz-300kHz x A X

MF 300kHZ-300MHz x A X X

HF 3MHz-30MHz x x No No R R X X X

VHF 30MHz-300MHz x No No No X X

UHF 300MHz-300GHz x No No No X X

Antena - Definisi

Definisi :

Antena adalah pengubah transmisi dari bentuk gelombang terbimbing (saluran transmisi) menjadi bentuk gelombang ruang bebas atau sebaliknya.

Antena sebagai transducer : Mengubah energi listrik menjadi gelombang elektromagnetik dan Mengubah energi listrik menjadi gelombang elektromagnetik dan sebaliknya

Antena berfungsi sebagai

• Pelepas gelombang elektromagnetik ke udara/ruang bebas• Penerima gelombang elektromagnetik dari ruang bebas

TxSaluran Transmisi

Antena

RxSaluran Transmisi

Antena dalam Komunikasi Gelombang Radio

• Untuk daerah frekwensi >30Mhz, antena yang sering digunakan dalam komunikasi gelombang radio adalah antena VHF dan UHFUHF

• Antena VHF / UHF ini dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu :1. Antena Omnidirectional2. Antena yang mempunyai pemancaran /

penerimaan ke suatu arah

Antena Omnidirectional

• Digunakan pada stasiun “ mobile service “ atau siaran radio dan televisi

• Antena Omnidirectional dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :menjadi 2 macam yaitu :– Antena Omnidirectional dengan Polarisasi

Vertical– Antena Omnidirectional dengan Polarisasi

Horizontal

Antena Omnidirectional dengan Polarisasi Vertical

Macamnya:a) Antena Koaksial dan antena Brownb) Antena Vertikal dengan penguatan tinggi

(a) (b)

Antena Omnidirectional dengan Polarisasi Horizontal

Macamnya :a) Antena Super Turnstileb) Antena Super Gain

Antena Berarah

• Digunakan untuk perhubungan titik ke titik atau penerimaan TV.

• Jenis – jenis antena dengan diagram pancaran berarah antara lain adalah :pancaran berarah antara lain adalah :– antena “ corner reflector “– antena Yagi Uda– antena Parabola– antena Helical.

Antena Corner Reflector

� Reflectornya berupa array dari “ parasitic element “ pada dua bidang datar yang berpotongan membentuk sudut, dimana radiatornya beradaradiatornya berada

Antena Yagi Uda

� Terdiri dari “ driven element ”, reflektor, direktor, dan boom

� Banyak digunakan dalam komunikasi VHF

Antena Parabola� Digunakan untuk daerah frekuensi UHF

band atas dan gelombang mikro.� Prinsipnya adalah memusatkan tenaga

radiasi dari radiator� Penguatan antena parabola tergantung � Penguatan antena parabola tergantung

dari diameter dan frekuensi

Macam – macam konfigurasi antena

Dipole Dipole dengan pemantul

Yagi

Dipole dengan pemantul dan penyearah Horn

Parabola dengan prime focus Parabola dengan casegrain

Gain

• Power yang dipancarkan suatu antena bergantung pada arah pancaran di mana pengukuran dilakukan

• Gain Antena adalah nilai/besar penguatan maksimum daya pancar

• Suatu antena memiliki konsentrasi daya pancar dalam satu atau beberapa arah pancaran

Gain dan Arah Pancar

Arah Pancar (Directivity)Arah Pancar (Directivity)• Antena memiliki arah pancaran

• Diagram pancar digunakan untuk menggambarkan pola pancar dari antena

Radiation pattern in azimuth

Elevation angle plan

Radiation pattern in elevation

Azimuth

Pola Radiasi

Azimuth radiation Elevation angle radiation

Sensitivity - Selectivity

• Sensitivity:Minimum input level require to produce an acceptable output

• Selectivity:• Selectivity:A measure of the receivers ability to accept desired signal and reject the unwanted signals