modul praktikum antena 2014
DESCRIPTION
Modul Praktikum Antena 2014TRANSCRIPT
-
Modul Praktikum Antena dan Propagasi S1 Teknik Telekomunikasi
LABORATORIUM ANTENA
DEPARTEMEN ELEKTRO DAN KOMUNIKASI
UNIVERSITAS TELKOM
BANDUNG
2014
-
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada ALLAH SWT atas rahmat dan karunianya-Nya sehingga modul
praktikum Antena dan Propagasi dapat selesai tepat pada waktunya. Modul praktikum ini
disusun oleh rekan-rekan asisten Laboratorium Antena dengan pengarahan para dosen mata
kuliah Antena dan Propagasi.
Praktikum Antena dan Propagasi merupakan salah satu Mata Kuliah Praktikum pada
semester genap. Modul praktikum ini diharapkan dapat membantu praktikan dalam
pelaksanaan praktikum, sehingga praktikan dapat memahami dan mengerti tentang antena
dan penjalaran gelombang elektromagnetik.
Kami menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasn di dalam penyusunan
modul praktikum ini. Untuk itu, segala kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan
dalam pengembangan dan pembuatan modul praktikum Antena dan Propagasi selanjutnya.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kamu ucapkan sebagai penghargaan
kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan modul praktikum ini baik
secara langsung maupun tidak langsung.
Akhir kata, semoga ALLAH SWT memberikan kemudahan dan perlindungan kepada kita
semua dalam menjalankan tugas dan kewajiban kita.
Bandung, Februari 2014
Tim Penyusun
-
iii
PERATURAN PRAKTIKUM ANTENA DAN PROPAGASI
Peraturan Umum
Praktikan datang 15 menit sebelum praktikum dimulai.
Dalam pelaksanaan praktikum, praktikan diwajibkan memakai seragam kuliah resmi dan sepatu.
Seluruh praktikan wajib membawa kartu praktikum yang telah ditempel dengan foto. Jika tidak diberi photo dianggap bukan praktikan.
Untuk praktikum outdoor, disarankan praktikan membawa perlengkapan tambahan misal : tutup kepala/topi/payung, lotion anti nyamuk, minum, dsb.
Penggunaan peralatan praktikum harus sesuai dengan instruksi/penjelasan dari asisten.
Tes awal
Pelaksanaan TA dilakukan 20 menit pada awal praktikum.
Sifat close book.
Pelaksanaan Praktikum
1 shift praktikum terdiri dari 3 atau 6 kelompok (tergantung modul) dengan jadwal yang telah ditentukan.
Tempat pelaksanaan Praktikum : - Modul 1 : Lab. Antena (N215) - Modul 2 : Lab. Antena (N215) - Modul 3 : Lab. Antena (N215)
Pembagian shift : - Shift 1 : 6.30 9.00 - Shift 2 : 9.30 12.00 - Shift 3 : 12.30 15.00 - Shift 4 : 15.30 18.00
Keterlambatan Praktikum
Keterlambatan kurang dari 15 menit, praktikan diperbolehkan mengikuti praktikum dengan pengurangan nilai tes awal. Setiap satu menit berkurang satu poin.
Keterlambatan lebih dari 15 menit, praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum.
Penilaian Praktikum
-
iv
Penilaian praktikum dinilai berdasarkan kesungguhan praktikan dalam melaksanakan praktikum.
Prosentase penilaian : - Tugas Pendahuluan : 20% - Tes Awal : 10% - Praktikum : 30% - Jurnal : 40%
Apabila nilai praktikum (Tugas Pendahuluan, Tes Awal, Praktikum, atau Jurnal) kurang memenuhi syarat, praktikan boleh meminta tugas tambahan kepada asisten yang bersifat optional.
Syarat Kelulusan
Praktikan dinyatakan lulus jika nilai total adalah >= 65.
Praktikum Susulan
Tidak ada praktikum susulan.
Tukar Jadwal
Tukar jadwal dilakukan paling lambat satu hari sebelum praktikum.
Bandung, Februari 2014
Tim Pelaksana Praktikum Antena dan Propagasi
Koordinator Praktikum Koordinator Asisten Laboratorium Antena
M.Faizal Ramadhan Ardian Nugraha
Mengetahui,
Agus Dwi Prasetyo, S.T.,M.T.
-
v
TIM LABORATORIUM ANTENA 2014
Pelindung : Dr. ERNA SRI SUGESTI, Ir.,M.Sc.
Pembina : AGUS DWI PRASETYO, S.T.,M.T.
Dosen Pembimbing : Dr. HEROE WIJANTO
BAMBANG SETYA NUGRAHA, M.T.
NACHWAN MUFTI A, M.T.
KRIS SUJATMOKO, M.T.
Tim Asisten : ARDIAN NUGRAHA
ARIF RAHMAN HAKIM
ASHHAB KARAMI
AUSTIN TAMBUNAN
DICKIE ZULFICKAR HERVIANTO
HALOMOAN TOGATOROP
M. FAIZAL RAMADHAN
NURIL FITRIYANA
RENALDY WIBISONO
SUMARTONO
UKHTY SYAKIROTUNNIKMAH
-
MODUL 1
PENGUKURAN VSWR, RETURN LOSS, BANDWIDTH, IMPEDANSI, REDAMAN DAN
PENGENALAN SIMULATOR ANTENA
LABORATORIUM ANTENA
LABORATORIA TRANSMISI TELEKOMUNIKASI
UNIVERSITAS TELKOM
-
1
MODUL 1
PENGUKURAN VSWR, RETURN LOSS, BANDWIDTH, IMPEDANSI, REDAMAN DAN
PENGENALAN SIMULATOR ANTENA
I. Tujuan Praktikum
1. Praktikan dapat mengukur VSWR, return loss, bandwidth dan impedansi dengan
menggunakan Network Analyzer.
2. Praktikan dapat mengukur redaman dari saluran transmisi.
II. Peralatan Praktikum
1. Signal Generator
2. Networl Analyzer
3. Spectrum Analyzer
4. Antenna Under Test (AUT)
5. Konektor N male SMA male
6. Kabel koasial 50 ohm
III. Dasar Teori
Antena adalah perangkat yang berfungsi untuk memindahkan energi gelombang
elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya dari udara ke media kabel.
Karena merupakan perangkat perantara antara media kabel dan udara, maka antenna
harus mempunyai sifat yang mempunyai sifat yang sesuai (match) dengan media kabel
pencatunya.
1.1 Parameter Antena
1. Impedansi
Pengukuran antena dapat dihitung dari koefisien refleksi yang terukur pada terminal
antena.
Impedansi antena juga dapat diketahui dengan mengetahui koefisien pantul dengan
persamaan (Balanis, 1982: 726) :
-
2
OA
OA
ZZ
ZZ
(1.1)
dengan :
ZA = impedansi antena ()
ZO = impedansi karakterisitk ()
= koefisien pantul
Koefisien pantul sangat menentukan besarnya VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
antena, karena dengan VSWR ini juga dapat ditentukan baik buruknya antena, yang
dinyatakan oleh persamaan (Kraus, 1988: 833) :
(1.2)
VSWR adalah pengukuran dasar dari impedansi matching antara transmitter dan
antena. Semakin tinggi nilai VSWR maka semakin besar pula mismatch, dan semakin
minimum VSWR maka antena semakin matching. Dalam perancangan antena biasanya
memiliki nilai impedansi masukan sebesar 50 atau 75 .
2. Return Loss
Return loss adalah salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui berapa
banyak daya yang hilang pada beban dan tidak kembali sebagai pantulan. RL adalah
parameter seperti VSWR yang menentukan matching antara antena dan transmitter.
Koefisien pantulan (reflection coefficient) adalah perbandingan antara tegangan
pantulan dengan tegangan maju (forward voltage). Antena yang baik akan mempunyai
nilai return loss dibawah -10 dB, yaitu 90% sinyal dapat diserap, dan 10%-nya
terpantulkan kembali. Koefisien pantul dan return loss didefinisikan sebagai (Punit,
2004: 19) :
-
3
i
r
V
V
(1.7)
)(log20 dBRL
(1.8)
dengan :
= koefisien pantul
Vr = tegangan gelombang pantul (reflected wave)
Vi = tegangan gelombang maju (incident wave)
RL = return loss (dB)
Untuk matching sempurna antara transmitter dan antena, maka nilai = 0 dan
RL = yang berarti tidak ada daya yang dipantulkan, sebaliknya jika = 1 dan RL = 0 dB
maka semua daya dipantulkan.
3. Redaman
Redaman pada saluran transmisi dapat mengakibatkaan kerugian pada sistem
komunikasi karena berpotensi untuk mengurangi daya terima pada perangkat radio.
Namun hal ini bisa diatasi dengan menggunakan saluran transmisi yang memiliki
redaman yang rendah atau dengan mengkompensasi redaman daya pada saluran
transmisi dengan cara menambah power transmit, menggunakan antena dengan gain
tinggi, maupun dengan mengatur fading margin.
Redaman biasanya dinyatakan dalam satuan dB/m, menyatakan berapa banyak
daya gelombang yang diredam oleh saluran transmisi dalam desibel sejauh perjalanan
dalam meter.
4. Bandwidth
Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan
bandwidth antenna. Bandwidth sebuah antena adalah daerah/range frekuensi dimana
performansi antena, yang bergantung pada beberapa karakteristik, berada pada standar
-
4
tertentu. Biasanya, bandwidth antena dibatasi oleh SWR 1.3 , 1.5 , atau 2. Untuk antena
broadband, bandwidth biasanya dinyatakan dalam perbandingan frekuensi atas
terhadap frekuensi bawah, contoh bandwidth 10:1 mengindikasikan bahwa frekuensi
atas 10 kali lebih tinggi dari frekuensi bawah. Sedangkan untuk antena narrowband,
bandwidth dinyatakan dalam persentase dari perbedaan frekuensi (atas dikurangi
bawah) yang melewati frekuensi tengah bandwidth, contoh: bandwidth 5%
mengindikasikan bahwa perbedaan frekuensi adalah 5% dari frekuensi tengah
bandwidth.
Untuk persamaan bandwidth dalam persen (Bp) atau sebagai bandwidth rasio (Br)
dinyatakan sebagai (Punit, 2004: 22) :
%100
c
lup
f
ffB narrow band
(1.9)
2
luc
fff
(1.10)
l
ur
f
fB broadband
(1.11)
dengan :
Bp = bandwidth dalam persen (%)
Br = bandwidth rasio
fu = jangkauan frekuensi atas (Hz)
fl = jangkauan frekuensi bawah (Hz)
-
5
Gambar 1.1 Pengukuran Bandwidth
1.2 Alat Ukur Network Analyzer
Gambar 1.2 Alat Ukur Network Analyzer
Network analyzer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur dan
mengetahui respon frekuensi dari DUT (Device under Test) yang kita ukur. Range
frekuensinya bermacam-macam, sedangkan yang dimiliki oleh Laboratorium
Microwave IT Telkom memiliki range 300 MHz 3GHz.
-
6
Network Analyzer memilki sumber sinyal RF yang menghasilkan sinyal yang dapat
digunakan untuk merangsang perangkat yang kita tes. Perangkat merespon dengan
merefleksikan bagian sinyal yang terjadi dan mentrasmisikan sinyal sisa. Dari sinyal yang
direfleksikan inilah dapat ditentukan respon DUT tersebut. Adapun blok diagram bahwa
Device Under Test (DUT) merespon rangsangan sumber RF.
Parameter antena yang diukur menggunakan network analyzer antara lain :
Return Loss
Impedansi
Bandwidth
VSWR
Urutan proses pengukuran :
1. Membangun parameter pengukuran
Cara termudah untuk membangun parameter-parameter analyzer untuk
pengukuran sederhana adalah menggunakan tombol BEGIN. Ketika tombol ini dipilih,
secara otomatis analyzer membangun parameter-parameter umum sesuai dengan
perangkat yang kita pilih.
2. Kalibrasi analyzer
Kalibrasi akan memberikan tingkat keakuratan yang tinggi pada pengukuran.
3. Menghubungkan AUT (Antena Under Test)
Hubungkan AUT dengan analyzer.
4. Mengamati dan menganalisa pengukuran
Gunakan SCALE, DISPLAY, dan FORMAT untuk mengoptimalkan pengamatan hasil
pengukuran.
1.3 Pengenalan Simulator Antena
Dalam merancang sebuah antena sesuai dengan aplikasi tertentu perlu digunakan
simulator antena. Fungsi penggunaan simulator antena adalah untuk memudahkan
analisa dari performansi maupun karakteristik dari antena tanpa harus merealisasikan
antena terlebih dahulu dan kemudian mengukurnya. Banyak metode yang digunakan
-
7
oleh simulator antena dalam melakukan komputasi elektromagnetik antara lain yaitu,
Finite Integration Technique (FIT), Methode of Moment (MoM), Finite Difference Time
Domain (FDTD), dan masih banyak yang lainnya. Contoh dari software antenna
simulator yaitu, CST Microwave Studio, Ansoft HFSS, IE3D Simulation Software, dan lain-
lain. Dalam praktikum antena dan propagasi dipakai simulator antena yang
menggunakan motode Finite Integration Technique (FIT).
Contoh dari simulator antena yang menggunakan metode FIT
Gambar 1.3 Screenshoot simulator antena berbasis FIT
-
8
Gambar 1.4 Perancangan antena menggunakan simulator
Gambar 1.5 Nilai returnloss (S11) dan VSWR dari hasil simulasi
-
9
Gambar 1.6 Nilai impedansi dari hasil simulasi
Gambar 1.7 Bentuk pola radiasi dan gain antena dari hasil simulasi
IV. Prosedur Praktikum
1. Kalibrasi NA (Network Analyzer)
Nyalakan NA
Pilih tombol BEGIN
Pilih tipe DUT yang akan diukur dengan menekan pilihan pada softkey. Untuk
pengukuran antenna pilih Broadband Passive
Pilih salah satu Port S11 atau Port S22 sebanyak 2 kali
-
10
Tekan tombol CAL
Pilih User 1 Port
Ikuti perintah di layar : masukkan Open, pilih Measure Standard, masukkan
Short, pilih Measure Standard, masukkan Load, pilih Measure Standard
Jika ingin mengukur dua komponen yang berbeda harus dilakukan kalibrasi
ulang.
2. Pengukuran Return Loss
Pilih tombol BEGIN
Pilih Broadband Passive
Pilih Port S11
Grafik return loss merupakan fungsi dari dB terhadap frekuensi. Return loss yang
paling bagun memilki nilai dB yang paling kecil.
Pilih Log Mag
3. Pengukuran Impedansi
Pilih tombol FORMAT
Pilih Smith Chart
Aktifkan marker
4. Pengukuran VSWR
Pilih tombol FORMAT
Pilih VSWR
-
11
Aktifkan marker
Untuk melihat respon frekuensi, kita harus membatasi range pengamatan sesuai
frekuensi kerja antena tersebut dengan cara :
Pilih Scale, Auto Scale Frek
Pilih Center, masukkan frekuensi centre antenna
Pilih Span, masukkan span frekuensi yang diinginkan
5. Pengukuran Bandwidth
Bandwidth dapat dicari dari fungsi VSWR terhadap frekuensi. Dengan menggunakan
dua marker, pilih dua frekuensi yang memiliki VSWR sama kemudian selisih frekuensi
dari kedua marker tersebut adalah bandwidth.
6. Pengukuran Redaman Saluran Transmisi
Konfigurasi untuk mengukur redaman saluran transmisi.
Gambar 1.8 Konfigurasi pengukuran redaman saltran
Setting frekuensi dan daya pada signal generator. Gunakan daya sebesar 0 dBm
Amati daya terima pada spectrum analyzer
Hitung redaman saluran transmisi (kabel koaksial)
Ulangi dengan menggunakan frekuensi yang berbeda
-
MODUL 2
POLA RADIASI DAN GAIN
LABORATORIUM ANTENA
LABORATORIA TRANSMISI TELEKOMUNIKASI
UNIVERSITAS TELKOM
-
12
MODUL 2
POLA RADIASI DAN GAIN
I. Tujuan Praktikum
Dari proses praktikum pada Modul II ini diharapkan peserta dapat mengerti memahami
mengenai prinsip-prinsip dan konsep :
Pola radiasi
Teknik pengukuran serta syarat pengukuran pola radiasi dan gain antena
Parameter-parameter yang bisa dibaca dari sebuah pola radiasi antena (meliputi:
HPBW, FNBW, Front to Back Ratio, definisi sidelobe, backlobe, mainlobe, dsb)
Mengetahui parameter-parameter dari beberapa jenis antena tunggal yang
popular: Dipol, Heliks, dan Yagi melalui simulasi Matlab
Dapat memahami prinsip antena susunan, diagram arah susunan, serta
pencatuannya melalui simulasi Matlab
II. Peralatan Praktikum
- Masting Antena
- AUT (Antenna Under Test): antena mikrostrip
- Antena Horn (Pemancar)
- Portable Signal Analyzer
- PC
- Software Matlab
- Signal generator
-
13
III. Pola Radiasi dan Gain
3.1. Medan Elektromagnetik
Medan radiasi dari sebuah antena yang sedang memancar dikarakterisasi oleh vektor
Poynting kompleks E x H* dimana E merupakan vektor medan listrik dan H merupakan
vektor medan magnet. Dekat dengan antena, vektor Poynting bernilai imajiner (reaktif)
dan (E,H) berkurang jauh lebih drastis terhadap 1/r, sementara semakin jauh, vektor
Poynting bernilai real (radiating) dan (E,H) berkurang sebanding dengan 1/r. Kedua jenis
sifat medan ini mendominasi daerah-daerah yang berbeda di ruang sekeliling antena.
Berdasarkan sifat dari vektor Poynting ini, kita dapat mengidentifikasi 3 daerah utama
(gambar 1).
Gambar 2.1. Zoning medan elektromagnetik antena
3.2. Medan Reaktif
Daerah ini merupakan ruang yang berada langsung di sekeliling antena. Perluasan
daerah ini mencakup jarak 0 < r < /2, dimana merupakan panjang gelombang. Dalam
ruang ini, vector Poynting bersifat reaktif (non-radiating), memiliki ketiga komponen
koordinat bola (r,,), dan meluruh jauh lebih cepat terhadap 1/r (berbanding terbalik
terhadap jarak).
3.3. Medan Radiasi Dekat (Medan Dekat)
Diluar perbatasan medan reaktif, medan radiasi pun mulai mendominasi. Perluasan dari
daerah ini mencakup jarak /2 < r < 2D2/, dimana D merupakan dimensi terbesar
-
14
antena. Daerah ini dapat dibagi menjadi 2 sub-bagian. Untuk /2 < r < D2/4, kuat
medan meluruh lebih cepat sebanding dengan 1/r dan pola radiasinya (distribusi kuat
medan angular relatif) sangat bergantung pada r (jarak). Untuk D2/4 < r < 2D2/, kuat
medan meluruh sebanding dengan 1/r, namun pola radiasinya bergantung pada r. Pola
radiasinya sama dengan hasil transformasi Fourier dari distribusi permukaan dengan
sebuah kesalahan (error) fasa yang lebih dari 22.5. Kesalahan fasa tersebut bergantung
pada r (untuk r kesalahan fasanya akan sama dengan nol). Daerah ini sering juga
disebut dengan zona/daerah Fresnel, sebuah istilah yang dipinjam dari ilmu optik.
3.4. Medan Radiasi Jauh (Medan Jauh)
Diluar batas daerah medan dekat r > 2D2/ atau r > 10 (kriteria untuk antena kecil),
vektor poynting hanya bernilai real/nyata (hanya mengandung medan radiasi) dan
hanya mempunyai 2 komponen dalam koordinat spheris/bola (,). Kuat medan
meluruh sebanding dengan 1/r dan pola radiasinya tidak bergantung pada r. Pola
radiasi di daerah ini, diperkirakan oleh hasil transformasi Fourier dari distribusi
permukaan, memiliki kesalahan fasa kurang dari 22.5. Daerah ini sering
disebut dengan zona/daerah Fraunhofer, sebuah istilah yang juga dipinjam dari ilmu
optik.
3.5. Pola Radiasi
Pola radiasi dari suatu antena merupakan gambaran dari intensitas pancaran antena
sebagai fungsi dari parameter koordinat bola (,). Dalam berbagai kasus, pola radiasi
ditentukan dalam daerah medan jauh untuk jarak radial dan frekuensi yang konstan.
Sebuah pola radiasi tipikal dikarakterisasi oleh sebuah berkas pancaran utama dengan
lebar berkas 3 dB dan sidelobe pada berbagai level yang berbeda (gambar 2). Kinerja
antena sering dideskripsikan dalam pola utama bidang-E dan bidang-H. Untuk sebuah
antena dengan polarisasi linier, bidang-E dan bidang-H nya didefinisikan sebagai
bidang-bidang yang mengandung arah maksimum radiasi dan vektor-vektor medan
listrik dan medan magnet, secara berurutan.
-
15
Gambar 2.2. Pola Radiasi : (a) Bentuk Rektangular, (b) Bentuk Polar
3.6. Gain Antena
Gain daya sebuah antena didefinisikan sebagai 4 kali perbandingan intensitas radiasi di
arah tersebut terhadap daya terima antena dari transmiter yang terhubung. Biasanya
arah yang dimaksud adalah arah radiasi maksimum.
= 4
=
4 (, )
Gain relatif adalah perbandingan gain daya di arah tertentu terhadap gain daya antena
referensi dalam arah referensinya. Daya input harus sama untuk kedua antena. Antena
referensi biasanya adalah dipol /2, horn, dan antena lain yang telah diketahui gainnya.
g (, ) = g (, ) g =
0 = g (, )| = 0 0 =
= (%)
IV. Simulasi Antena Tunggal dan Susunan
Dasar teori ini dimaksudkan untuk membantu para praktikan dalam memahami dan
menjalankan percobaan di modul 1 ini. Untuk pemahaman yang lebih
-
16
komprehensif, para praktikan diharapkan untuk mendalami teori-teori antena pada
referensi-referensi yang disebutkan di atas.
4.1 Antena Tunggal
Antena adalah suatu media yang berfungsi untuk meneruskan rambatan gelombang dari
media terbimbing (saluran transmisi) ke media bebas (udara) dan sebaliknya.
Analisis utama antena adalah penentuan pola pancar radiasi atau sering pula disebut
sebagai diagram arah. Penentuan diagram arah secara analitis dilakukan dengan
pertama kali menentukan distribusi arus pada antena. Kemudian dengan menerapkan
syarat batas bahwa medan elektrik tangensial adalah nol, maka kita akan sampai pada
persamaan integral. Persamaan integral ini untuk beberapa kasus antena sederhana
dapat diselesaikan secara analitis, namun sebagian besarnya lagi diselesaikan dengan
menggunakan analisis numerik.
Terdapat banyak sekali jenis antena yang dapat dibuat. Pada percobaan ini, hanya tiga
jenis antena yang sangat popular yang dibahas: Dipol, Yagi, Heliks dan Mikrostrip.
4.2 Antena Dipole
Antena dipol pertama kali dirancang oleh Heinrich Hertz. Oleh karena itu kadang antena
dipol disebut juga sebagai antena Hertz (Hertzian Dipole). Gambar 2.2.a. menunjukkan
antena dipol. Antena dipol dapat dibuat dengan menggunakan dua buah pipa logam
tipis. Pipa logam ini dapat berupa silinder dengan jari-jari yang kecil atau dapat pula
dari lempeng logam tipis. Pencatuan dilakukan pada kedua sisinya yang saling
berdekatan. Ukuran panjang antena dari ujung ke ujung bervariasi. Namun pada
prakteknya, panjang antena diambil /2, /4, atau /8. Diagram arah antena dipol
dapat ditentukan secara analitis dengan terlebih dahulu menentukan distribusi
arus di antena, setelah itu ditentukan nilai medan listrik di titik jauh akibat distribusi
arus ini. Untuk distribusi arus yang sinusoidal, diperoleh medan jauh:
= . ...
2 .
cos[(. ). cos ] cos . /2
sin
Sehingga variasi magnituda medan E pada arah untuk dipol setengah lambda:
-
17
() = cos [(
2) cos ]
sin
(a) (b)
Gambar 2.3 (a) antena dipole (b) Pola radiasi/diagram arah dipol 3D
Pola radiasi dari antena dipol yang dinyatakan oleh F() adalah omnidireksional.
Gambar 2.3 (b) adalah diagram arah antena dipol.
4.3 Antena Heliks
Pada dasarnya antena heliks memiliki dua mode radiasi yang dipengaruhi oleh
parameter dimensinya. Mode tersebut adalah mode normal dan mode aksial. Mode
normal memiliki pola pancar omnidireksional dimana intensitas medan maksimum
memiliki arah normal terhadap sumbu antena heliks. Sedangkan mode aksial memiliki
pola pancar dengan intensitas medan maksimum sesumbu dengan antena heliks. Dalam
Praktikum ini yang dibahas hanya mode aksial.
Geometri Antena Heliks Mode Aksial
Secara fisik bentuk geometri dari antena heliks dapat dilihat pada gambar berikut ini :
-
18
Keterangan gambar :
D = diameter heliks
C = keliling = D
S = spasi putaran kawat
= sudut kemiringan putaran kawat = arctan(S/D)
L = panjang satu putaran
n = jumlah putaran
A = panjang sumbu = nS
d = diameter konduktor kawat
Jika putaran kawat heliks tidak digulung, hubungan antara spasi S, keliling C, dan
panjang kawat satu putaran L terlihat seperti pada gambar berikut :
Gambar 2.5 Hubungan dimesi heliks
-
19
Parameter Antena Heliks
Terdapat parameter-parameter penting yang perlu diperhatikan dalam merancang
antena heliks secara praktis adalah lebar berkas, penguatan, impedansi, dan rasio aksial.
Impedansi Antena Heliks
Dalam teknik pencatuan antena heliks dapat dilakukan dengan dua macam, yaitu secara
axial dan peripheral. Teknik pencatuan ini akan turut mempengaruhi besarnya nilai
impedansi masukan dari antena heliks. Teknik pencatuan secara axial dilakukan
pada bagian tengah sumbu heliks, sedangkan secara peripheral, pencatuan dilakukan
pada bagian tepi dari antena heliks. Formulasi untuk menghitung impedansi antena
heliks dengan catuan axial dengan toleransi 20% adalah :
R 140C
sedangkan pencatuan secara peripheral dirumuskan oleh Baker dengan toleransi 10%
adalah:
= 150
Hubungan diatas hanya berlaku jika memenuhi syarat batas 0,8 1,2 ; 12
14 dan 4. Terlihat keduanya bahwa impedansi masukan antena heliks adalah
resistif murni, hal ini tentu akan memudahkan dalam penyepadanan antena dengan
saluran transmisi (salah satunya memakai transformer /4).
Lebar Berkas dan Direktivitas
Persamaan lainnya yang diperoleh oleh Krauss dari hasil percobaan, besar
beamwidth telah diformulasikan dengan hubungan quasi-empirical.
-
20
= 52
=
115
Secara grafis dapat dilihat pada gambar berikut .
Gambar 2.6 Pola pancar antena heliks
Direktivitas
Dengan cara membagi akar dari persamaan HPBW dalam derajat dengan bidang
spheris 41253 akan diperoleh besar direktivitas secara pendekatan sebesar :
= 12 2
Pendekatan formulasi di atas berlaku untuk 0,8 C 1,15 ; 12 14 dan 3.
Rasio Aksial
Rasio aksial merupakan perbandingan antara intensitas sumbu vertikal dengan
sumbu horisontal pada antena heliks. Rasio aksial dapat menggambarkan bentuk
polarisasi antena heliks.
Rasio aksial antena heliks dapat dihitung dengan rumus :
= 2 + 1
2
-
21
4.4 Antena Yagi
Antena Yagi merupakan antena yang tersusun linier terdiri dari elemen aktif dan elemen
pasif. Konfigurasi antenna yagi terdiri dari sebuah elemen aktif, sebuah reflector, dan
satu atau lebih elemen pengarah (Direktor).
Gambar 2.7 Antena Yagi
Antena yagi dianalisa seperti halnya antena dipole yang tersusun linier, akan tetapi yang
membedakan adalah nilai dari tegangan masing-masing elemen. Diasumsikan
antenna yagi terdiri dari K elemen dipole, dengan (K-2) terakhir sebagai direktor, dan
asumsi distribusi arus pada tiap elemen adalah sinusoidal. Kemudian dihitung
impedansi gandeng dalam matriks dan arus masukan = 1 atau = . Karena
elemen kedua adalah driven maka vektor tegangan adalah
= [0 2 0 0 0 . . 0]
Dengan asumsi distribusi arus tiap elemen sinusoidal, maka matriks Z dihitung dari
impedansi gandeng antar elemen yang terpisah pada jarak tertentu oleh persamaan :
-
22
21 =
4
2
2
() = [1
1+
2
2 2cos (1)
0
0] sin[(2 ||)]
0 = 2 + 2, 1 = 2 + ( 1)2, 2 = 2 + ( + 1)2
Dimana :
= jari-jari elemen
2 = 22
1 = 12
1 2 masing-masing panjang elemen
=2
= konstanta propagasi
Jika susunan elemen pada satu sumbu x, maka akan diperoleh 0 = 1 = 2 =
Gambar 2.8 Kopling 2 elemen
Pada prinsipnya, antena Yagi memanfaatkan pengaruh kopling impedansi antar elemen
yang tersusun seperti pada gambar 3.6. Dari kopling impedansi tersebut diperoleh
distribusi arus pada masing-masing elemen yang kemudian akan membentuk pola
pancar tertentu. Untuk menghitung impedansi masukan elemen driven adalah :
2 = 22
-
23
Secara umum, gain antena susunan diperoleh dari persamaan :
g (, ) = | (cos( cos ) cos
sin sin ) ( cos + sin )
=1
|
2
Jika diperoleh arus masukan = [1 2 3 4 5 . . ] besar gain dari
susunan dihitung pada sumbu x saja maka diperoleh persamaan:
g (, ) = | (cos( cos ) cos
sin sin ) ( cos )
=1
|
2
Untuk menghitung front to back ratio dilakukan dengan cara mencari nilai gain
pada arah 900 , 00 untuk g f (forward gain) dan 900 , 1800 untuk g b
(backward gain) sehingga untuk besar front to back ratio didefinisikan sebagai :
= gg
Gain ternormalisasi didefinisikan
g(, ) = g(, )
g
Dengan cara mengintegrasikan terhadap semua sudut, diperoleh berkas ke seluruh
arah dan diperoleh direktivitas dari antenna yagi :
= 4
= g(, ) sin . .
2
0
0
Optimasi pola pancar antena yagi dilakukan dengan cara mengubah -ubah dimensi
dari panjang elemen dan spasi antar elemen, sehingga akan diperoleh karakteristik
antena yagi yang berbeda-beda.
-
24
4.5 Antena Susunan
Pendahuluan
Pola radiasi elemen antena tunggal mempunyai beamwidth yang relatif lebar dan
menghasilkan direktivitas yang rendah. Untuk mendapatkan antena yang
mempunyai gain tinggi maka antena tersebut harus diperbesar. Cara lain untuk
menghasilkan antena yang mempunyai gain tinggi dan pola radiasi tertentu, dapat
diperoleh dengan menyusun beberapa antena sejenis dalam konfigurasi tertentu.
Susunan beberapa antena sejenis disebut sebagai antena susunan (Array antenna).
Dengan mengabaikan kopling antar elemen (Untuk memudahkan analisa), medan total
antena susunan ditentukan oleh penjumlahan vektor medan teradiasi oleh elemen
tunggal. Untuk menghasilkan antena yang sangat direksional, maka penyusunan
elemen sedemikian sehingga medan dari tiap di arah tertentu saling menguatkan dan di
arah lainnya saling menghilangkan.
Ada 5 cara yang dapat digunakan untuk membentuk pola radiasi antena, yaitu:
1. Konfigurasi geometris keseluruhan susunan (linier, sirkular, rektangular, sferis, dll).
2. Jarak relatif antar elemen.
3. Amplituda catuan tiap-tiap elemen; pengaturan amplituda catuan dapat
mempengaruhi bentuk pola radiasi antena.
4. Fasa catuan tiap-tiap elemen; pengaturan fasa catuan dapat mengubah arah beam
utama antena.
5. Pola radiasi relatif elemen susunan.
4.5.1 Susunan Linier N-Elemen Catuan Uniform
Dengan mengasumsikan bahwa tiap elemen mempunyai amplituda catuan yang sama
tapi tiap elemen bersebelahan mempunyai beda fasa progresif . Susunan uniform
adalah susunan elemen sejenis dengan seluruh magnitude identik dan mempunyai fasa
progresif.
-
25
= 1 + +( cos + ) + +2( cos + ) + + +(1)( cos +)
Faktor susunan:
= (1)=1 ; = cos +
Dengan = 2 adalah beda fasa antar elemen yang bersebelahan.
Dengan manipulasi matematis, persamaan AF dapat disederhanakan menjadi:
= [(1)
2 ] [sin (
2 )
sin (12 )
]
dengan membuat referensi di tengah, maka AF menjadi sbb:
= [sin (
2 )
sin (12 )
] = 1
[
sin(2 )
sin(12 )
]
4.5.2 Antena Susunan Catuan Non-Uniform
Untuk optimasi pembentukan pola pancar antena, bisa dilakukan pembobotan arus
pada tiap-tiap elemen. Pembobotan tersebut bisa terpola maupun tidak terpola. Pada
modul praktikum ini diperkenalkan teknik pembobotan terpola Binomial (Segitiga
Pascal) maupun Dolph-Tschebyscheff.
Susunan Binomial
Secara matematis, distribusi binomial dituliskan sebagai berikut :
(1 + )1 = 1 + ( 1) + ( 1)( 2)
2! 2 +
( 1)( 2)( 3)
3! 3
+
-
26
Secara sederhana, koefisien pembobotan dapat diperoleh dengan menggunakan
struktur Segitiga Pascal, sebagai contoh untuk susunan 5 elemen maka koefisien
pembobotannya adalah 1 4 6 4 1, begitu pula untuk jumlah elemen lain.
Susunan Dolph-Tschebycheff
Distribusi ini merupakan kompromi antara uniform dan binomial serta lebih dapat
diaplikasikan. Distribusi catuannya menggunakan polinom Tschebycheff. Susunan
Dolph-Tschebycheff tanpa sidelobe (perbandingan major to minor lobe = - dB)
mempunyai distribusi yang sama dengan susunan binomial. Sifat dari polinom T-
Chebycheff digambarkan grafik berikut :
Gambar 2.9 Grafik Polinom Chebychev
Orde polinomial harus kurang 1 dari jumlah elemen total susunan. Dalam desain
susunan Dolph-Tschebyscheff, ada syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk
menentukan koefisien eksitasi, yakni: (i) jumlah elemen, (ii) spasi antar elemen, dan
(iii) perbandingan major lobe terhadap minor lobe (R0) atau HPBW atau FNBW.
Diagram Arah Antena Susunan
Diagram arah dari antena susunan (Identik) adalah perkalian dari diagram arah satu
antena tersebut dengan diagram arah antena susunan isotropis yang mempunyai
-
27
relasi ampl itudo, orientasi dan fasa yang sama dengan susunan. Diagram fasa antena
susunan ialah penjumlahan diagram fasa satu antena tersbut dengan diagram fasa
antena susunan isotropis yang mempunyai relasi amplitudo, orientasi dan fasa yang
sama dengan susunan.
Etotal = [E(elemen tunggal pada titik referensi)] x [Array Factor]
Hal ini disebut sebagai perkalian pola untuk susunan elemen identik. Prinsip ini berlaku
secara umum untuk susunan sejumlah antena identik yang tidak perlu mempunyai
amplituda, fasa, dan/atau jarak antar elemen yang sama.
V. Prosedur Praktikum
5.1.1 Pengukuran Pola Radiasi dan Parameter-Parameter Pola Radiasi
( Pola radiasi, HPBW, FNBW, FBR )
Siapkan dan cek kondisi peralatan yang akan digunakan. Jika ada yang kurang jelas,
tanyakan ke asisten jaga.
Praktikan merangkai peralatan yang ada sehingga membentuk sistem seperti
gambar berikut ini.
Gambar 2.10 Konfigurasi Sistem untuk Pengukuran Pola Radiasi
-
28
Setelah sistem terbentuk, tanyakan ke asisten jaga untuk mengecek kebenaran
dari konfigurasi sistem yang telah dibangun oleh praktikan.
Atur masting antena sehingga 0o busur derajat menghadap / mengarah ke antena
pemancar.
Catat level daya terima yang tampak pada komputer
Dengan cara yang sama, lengkapi data-data yang ada pada tabel 2.1 jurnal
praktikum dengan cara menutar masting antena.
Pengukuran dilakukan untuk kedua jenis antena, yaitu antena dipole yang
merupakan contoh antena omniderektional dan antena mikrostrip sebagai contoh dari
antenna directional.
Setiap antena diukur sebanyak 3 kali dengan tidak mengubah jarak dan lokasi
antar masting antena.
5.2 Pengukuran Gain Antena
Siapkan dan cek kondisi peralatan yang akan digunakan. Jika ada yang kurang jelas,
tanyakan ke asisten jaga.
Praktikan merangkai peralatan yang ada sehingga membentuk sistem seperti
gambar berikut ini;
Gambar 2.11 Konfigurasi Sistem untuk Pengukuran Level Daya Terima Antena
Referensi
-
29
Catat level daya terima antena referensi. Pencatatan dilakukan sebanyak 10 kali
dengan interval waktu 30. Masukkan data pengukuran ke dalam tabel 2.2.
Tanpa mengubah jarak dan lokasi kedua masting antena, ganti antena referensi
dengan antena mikrostrip . Catat level daya terima. Lakukan pencatatan sebanyak 10
kali dengan interval waktu 30. Masukkan data pengukuran ke dalam tabel 2.2.
Lakukan hal yang sama terhadap antena yang lain .
5.3 Simulasi Antena Tunggal dan Susunan
Langkah pertama adalah memanggil program utama pada command window : >>
utam lalu tekan ENTER, sehingga muncul tampilan seperti yang terlihat pada gambar
2.11.
Gambar 2.12 Menu Utama Program
Terdapat beberapa sub-menu dari menu utama tersebut yaitu:
1. Sub-menu Dipole melakukan percobaan tentang antenna dipol
2. Sub-menu Heliks melakukan percobaan tentang antenna heliks
3. Sub-menu Yagi Udha melakukan percobaan tentang antenna yagi
4. Sub-menu Matching
Impedance
melakukan percobaan tentang penyepadanan antenna
dengan saluran transmisi yang digunakan.
5. Sub-menu Antena Susunan melakukan percobaan tentang beberapa karakteristik
antena susunan.
-
30
Masing-masing sub-menu dapat dijalankan dengan mengklik pushbutton dari masing-
masing sub-menu.
Sub-Menu Dipole
Pada submenu dipol ini, praktikan akan melakukan percobaan untuk melihat
beberapa karakteristik antena dipol.
Gambar 2.13 Tampilan menu Dipole
Masukkan parameter-parameter yang diminta, kemudian lakukan proses perhitungan
dengan menekan tombol Proses Hitung
Sub-Menu Heliks
Pada submenu heliks ini, praktikan akan melakukan percobaan untuk melihat beberapa
karakteristik antena Heliks.
Gambar 2.14 Tampilan menu Heliks Mode Aksial
Praktikan diminta untuk memasukkan data-data masukan antara lain : frekuensi kerja,
cara pencatuan, besar circumference, direktivitas, dan pitch angle. Setelah selesai
-
31
memasukkan parameter tersebut, praktikan dapat menekan pushbutton Proses
Hitung untuk memperoleh data-data keluaran.
Sub-Menu Yagi
Pada sub-menu Yagi ini, praktikan akan melakukan percobaan untuk melihat beberapa
karakteristik antena Yagi.
Gambar 2.15 Tampilan menu Yagi - Uda
Untuk percobaan ini, lakukan prosedur yang sama dengan yang sebelumnya.
Sub-Menu Antena Susunan
Untuk percobaan ini, lakukan prosedur yang sama dengan yang sebelumnya.
Gambar 2.16 Tampilan menu Yagi - Uda
-
MODUL 3
PROPAGASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
LABORATORIUM ANTENA
LABORATORIA TRANSMISI TELEKOMUNIKASI
UNIVERSITAS TELKOM
-
32
MODUL 3
PROPAGASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
I. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Mengetahui efek pathloss.
2. Mengetahui pengaruh jarak antara antena Tx - antena Rx terhadap
penerimaan daya dan pengaruhnya terhadap nilai loss propagasi sistem.
3. Mengetahui pengaruh blocking terhadap penerimaan daya antena Rx.
4. Mengetahui pengaruh shadowing terhadap penerimaan daya antena Rx.
5. Dapat membandingkan path loss yang terjadi pada tiga kasus
(Blocking, shadowing,dan free space).
II. ALAT ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Antena pemancar dan penerima.
2. Perangkat Base Station Mini.
3. Portable Power Meter.
III. DASAR TEORI
3.1 Propagasi Gelombang Elektromagnetik
Propagasi merupakan kelakuan gelombang elektromagnetik yang terjadi ketika
merambat pada suatu medium. Propagasi gelombang harus sangat diperhatikan karena
kualitas penerimaan dalam bentuk level daya sangat dipengaruhi oleh keadaan kanal
propagasinya.
-
33
Propagasi berdasarkan perambatan gelombangnya dapat diklasifikasikan sbb :
1. Gelombang Permukaan (Surface Wave)
Ketika propagasi gelombang radio dekat dengan permukaan tanah (relatif terhadap
panjang gelombang). Umumnya terjadi pada gelombang berfrekuensi rendah (LF,
sebagian HF jika tidak menggunakan pantulan ionosfer)
Propagasi gelombang permukaan dibedakan menjadi 3 :
1. Gelombang Langsung
2. Gelombang Pantulan Tanah
Gambar 3.1 Gelombang Langsung dan Gelombang Pantulan Tanah
3. Gelombang Permukaan Tanah
Gambar 3.2 Gelombang Permukaan Tanah
-
34
2. Gelombang Langit (Sky Wave)
Menggunakan High Frequency (HF), yaitu pada frekuensi 3-30 MHz. Sering digunakan
sebagai media transmisi radio siaran internasional seperti BBC untuk memancarkan
siaran hiburan dan informasinya ke belahan bumi yang lainnya.
Jenis propagasi yang menggunakan gelombang langit :
1. Propagasi Ionosferik
Pada ketinggian 50-500 km, molekul-molekul atmosfer dapat diionisasi oleh
radiasi matahari menjadi gas terionisasi.
Gambar 3.3 Propagasi Ionosferik
Gambar 3.4 Frekuensi yang dipantulkan oleh ionosfer
-
35
2. Propagasi Troposferik
Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang paling bawah.
Komunikasi yang terjadi pada troposfer terdiri :
Ducting Tropospheric : memanfaatkan adanya duct pada troposfer.
Hubungan Difraksi : memanfaatkan penghalang sebagai sumber gelombang yang
baru.
Troposfer / hambur tropo : memanfaatkan partikel-partikel troposfer sebagai
media difraksi.
3. Gelombang Ruang (Space Wave)
Gelombang ruang merupakan resultante gelombang langsung dan gelombang
pantulan permukaan tanah, yang temasuk dalam gelombang ruang adalah Line of
Sight dan system komunikasi bergerak.
4. Gelombang Ruang Bebas (Free Space Wave)
Biasa disebut juga sebagai gelombang langsung (direct wave), merupakan
gelombang yang kanal propagasinya berupa ruang bebas. Asumsi hanya ada satu
gelombang langsung. Dipakai pada komunikasi antar satelit dan komunikasi Line Of
Sight (LOS).
3.2 Pemodelan Kanal Propagasi
Tergantung pada :
Lingkungan antara Tx & Rx (Obstacle)
Frekuensi & Bandwidth sinyal informasi
Gerakan pengirim & penerima (mobilitas tinggi/ rendah)
Pemodelan kanal propagasi dibedakan menjadi 3 bagian :
-
36
1. Propagasi Free Space
Diasumsikan propagasi terjadi pada satu lintasan & tidak terjadi refleksi serta zona
ke-1 Fresnell harus bebas obstacle atau kondisi LOS (Line Of Sight). Faktor yang
mempengaruhi adalah frekuensi dan jarak lintasan gelombang.
Model ini hanya valid untuk daerah yang merupakan medan jauh (far field) terhadap
pemancar, dimana daerah medan jauh didefinisikan oleh Fraunhofer daerah minimal
memenuhi:
Free Space Loss didefinisikan sebagai rugi-rugi propagasi di ruang bebas antara dua
antena isotropis, dimana pengaruh permukaan tanah dan atmosfer diabaikan.
-
37
Freshnel Zone didefinisikan sebagai tempat kedudukan titik-titik sinyal yang tak
langsung (berbentuk ellips) dalam lintasan/link gelombang radio, dimana daerah
tersebut dibatasi oleh gelombang tak langsung (indirect signal) yang mempunyai beda
panjang lintasan dengan sinyal langsung sebesar kelipatan atau n .
Freshnel zone I : jika beda panjang lintasan sinyal langsung dan sinyal tak
langsung adalah .
Freshnel zone II: jika beda panjang lintasan sinyal langsung dan sinyal tak
langsung adalah 2 kali .
Secara matematis, freshnel zone didekati dengan rumus :
PRX = PTX LFTX + GTX LP + GRX LFRX
sehingga
-
38
LP = PTX LFTX + GTX PRX + GRX LFRX
2. Shadowing
Propagasi shadowing terjadi ketika suatu lintasan yang menghubungkan Tx dan
Rx pada zona ke-1 fresnell terdapat obstacle yang bercelah seperti pepohonan,
sehingga akan terjadi refleksi.
3. Blocking
Propagasi blocking terjadi ketika suatu lintasan yang menghubungkan Tx dan Rx
pada zona ke-1 fresnell terdapat obstacle yang kokoh seperti gedung,bukit,dll., sehingga
akan terjadi refleksi.
3.3 Fading
Fading adalah fluktuasi daya dipenerima. Fading disebabkan oleh pengaruh
mekanisme propagasi terhadap gelombang radio, berupa refraksi, refleksi,
difraksi, hamburan, atenuasi, dan ducting.
1. Refleksi
Terjadi jika sinyal mengenai objek yang mempunyai dimensi lebih besar
dibandingkan panjang gelombang sinyal. Refleksi bisa bersifat konstruktif dan juga
destruktif.
2. Difraksi
Terjadi jika sinyal mengenai objek yang mempunyai bentuk yang tajam. Jika
antara antena Base Station dengan antena Mobile Station terhalang oleh suatu
obstacle (gedung , bukit, dll), maka MS masih dapat menerima sinyal dimana
penurunan sinyalnya terhadap hubungan LOS dinyatakan dengan parameter difraksi
v:
-
39
3. Scattering
Terjadi jika sinyal megenai objek yang mempunyai dimensi lebih kecil dibandingkan
panjang gelombang sinyal. Menyebabkan energi menyebar ke segala arah.
3.3 Pathloss
Software Pathloss merupakan software yang digunakan untuk melakukan RF
Planning. Dalam arti yang sebenarnya, Pathloss adalah pengurangan rapatan daya
(atenuasi) dari gelombang elektromagnetik. Pathloss merupakan modal utama dalam
analisa dan desain link budget pada sistem telekomunikasi. Software Pathloss
mempunyai beberapa fitur utama yaitu :
1. Membuat link profile (terrain data dari peta digital, *.txt or manual)
2. Kalkulasi performa link.
3. Analisa reflection dan multipath.
4. Optimasi ketinggian antena.
5. Administrasi peta digital dalam format raster.
6. Administrasi geo-referentiated orthophotos.
7. Analisa interferensi.
8. Impor/export data melalui format text
Gambar 3.5 Simulasi RF Planning
-
40
3.1 Menentukan Daerah Hujan
Katika mendesain jaringan komunikasi radio Line of sight hal yang paling utama
diperhatikan adalah penambahan pelemahan sinyal dikarenakan hujan. Penambahan
pelemahan sinyal ini terjadi pada rugi-rugi jalur transmisi yang menggunakan media
udara tak terpandu. Sebelum membahas metode perhitungan rugi-rugi ini diperlukan
adanya pembahasan mengenai informasi mengenai masalah hujan tersebut. Ketiaka
membahas mengenai hujan, maka satuan hujan ini dinyatakan dalam milimeter perjam.
Sebelum implementasi jaringan perancang jaringan harus mampu memprediksi
kemungkinan yang akan terjadi pada rugi-rugi saluran bebas tersebut. Rekomendasi
pembengian daerah hujan yang sering digunakan adalah dari ITU-R Pn.837-1. Dimana
pembagiannya dibagi dalam daerah A hingga Q.
Gambar 3.6 Pembagian Daerah Hujan Menurut ITU-R Pn.837-1
Pada pathloss 4.0 daerah hujan ini mengikuti pembagian menurut ITU-R Pn.837-1 yang
dibagi dalam daerah A hinggan Q.
-
41
Gambar 3.7 Data base pembagian daerah hujan dari pathloss 4.0
3.2 Topologi geografi (Terrain view)
Pathloss 4.0 mendukung penggunaan file digital untuk menampilkan topologi sesuatu
daerah. Beberapa map digital yang dapat digunakan antara lain Gtopo 30 dan SRTM.
Selain menggunakan peta digital, pathloss 4.0 juga dapat menerima masukan topologi
daerah secara manual yang berdasarkan dari survey lapangan maupun study peta.
Adapun proses untuk memasukkan data terrain adalah sebagai berikut:
1. Pilih menu Configure, pilih sub menu terrain data base.
2. Pilih primary data base, isi pilihan dengan peta digital yang tersedia (dalam hal
ini adalah peta SRTM).
3. Tekan tombol setup primary
4. Pilih menu file, sub menu BIL-HDR-BLW
5. Pilih folder dimana file SRTM disimpan. Selanjutnya copy data SRTM tersebut.
Sebelum pathloss dapat menggunakan data tersebut, beberapa parameter harus
disetting terlebih dahulu. Parameter yang utama perlu disetting adalah letak
geografis dari site A dan site B. Jadi tiap site perlu diketahui nilai nominal
koordinat sebelumnya. Sehingga tahapan yang perlu dilakukan adalah :
1. Pada menu summary diperlukan untuk mengisi data letak nominal site dan
informasi umum lainnya.
2. Pilih menu terrain data, menu configure sub menu geographic default.
3. Pilih datum WGS 1984, elipsoid wgs 84, dan latitude southern hemisphere,
longitude eastarn hemisphere.
4. Pilih grid coordinate system UTM dan second format nearest 0.01 second.
-
42
5. Pilih menu configure, sub menu terrain data base.
6. Pilih tipe peta digital SRTM pada primarynya, kemudian klik tombol setup
primary. Pilih menu file BIL-HDR-BLW.
7. Cari folder dimana peta SRTM disimpan, dan pilih open. Pilih close dan tekan
tombol ok.
Gambar 3.8 Menu Utama Pathloss 4.0
Gambar 3.9 Mensetting Geographic default
-
43
Gambar 3.10 Setting geographic default
Gambar 3.11 Setting terrain data base
Gambar 3.12 Terrain data base menggunakan SRTM
-
44
Adapun cara untuk menampilkan kondisi terrain suatu jalur titik ke titik adalah sebagai
berikut:
1. Isi data nominal site A dan site B pada menu summary.
2. Pilih menu terrain data, pilih menu operation, generate profile.
3. Isi data distance increment. Semakin kecil nilai distance increment, semakin detail
informasi perubahan terrain view.
4. Tekan tombol generate. Secara otomatis topologi geografi antara kedua titik site
akan tampil. Selanjutnya tekan tombol copy.
5. Selanjutnya dapat ditambahkan penghalang baik berupa pohon maupun gedung
diantara kedua titik tersebut. Caranya dengan mengklik dua kali pada structure filed
dan pilih stuktur yang ingin ditambahkan dengan informasi ketinggian struktur
tersebut.
Gambar 3.13 Terrain data yang belum terisi
-
45
Gambar 3.14 Memunculkan terrain view
Gambar 3.15 Menentukan Kerapatan Terrain view
Gambar 3.16 Menambahkan Strukture pada terrain
-
46
3.17 Terrain dengan struktur
3.3 Menentukan Ketinggian Antena Minimum
Adapun tahapan untuk menentukan ketinggian antena adalah sebagai berikut:
1. Pilih menu Antenna heights.
2. Klik tombol Optimize (tombol bergambar kalkulator) untuk mendapatkan ketinggian
optimum antena yang diperlukan.
3. Untuk menentukan sendiri ketinggian antena dapat digunakan menu set microwave
antenna heights.
4. Isi data ketinggian antena dan ketinggian tower yang akan digunakan untuk masing-
masing site pada kolom yang tersedia.
Gambar 3.18 Mensetting ketinggian antenna
-
47
3.4 Menampilkan hasil profile yang telah dibuat
Adapun proses untuk menampilkan profile diantara dua site jalur titik ketitik adalah
dengan memilih menu print profile. Secara otomatis akan tergambar kondisi terrain, LOS
jarak antara site, elevasi pada site, dan ketinggian antenna yang disetting.
Gambar 3.19 Module Print Profile
3.5 Menggunakan Menu Worksheet
Parameter dari perangkat yang akan digunakan pada jalur titik ke titik akan dimasukkan
pada menu worksheet. Dengan kata lain informasi mengenai perangkat yang akan
digunakan dimasukkan pada module ini. Oleh karena itu seorang perancang harus
memahami mengenai perangkat yang akan dipakai. Pada bagian ini merupakan bagian
yang akan menentukan performa link yang kita inginkan. Memberikan parameter yang
tepat dan benar akan memberikan performa link yang terbaik. Adapun proses untuk
mendapatkan link budget jalur komunikasi radio ini adalah:
1. Menentukan Metode keandalan.
Untuk mensetting metode kaandalan jalur komunikasi ini adalah sebagai berikut:
1. Pilih menu worksheet, selanjutnya pilih menu operation.
2. Pilih sub menu reliability options.
-
48
3. Pilih metode keandalan yang akan digunakan, presentasi waktu keandalan,
metode perhitungan, tipe radio yang akan dirancang, dan standart region.
Gambar 3.20 Mensetting Keandalan jaringan
2. Memilih data daerah hujan site
Indonesia termasuk daerha hujan golongan P dimana intensitas hujan termauk
besar.Untuk menentukan daerah hujan jalur komunikasi radio yang digunakan adalah
sebagai berikut:
1. Buka Menu worksheet.
2. Klik Gambar awan.
3. Pilih Polarisasi yang digunakan dan juga metode pembagian wilayah daerah hujan
yang digunakan.
4. Tekan tombol Load rain file. Pilih golongan daerah hujan yang sesuai dengan
daerah dimana site akan didirikan.
Gambar 3.21 Mensetting Polarisasi dan daerah hujan
-
49
3. Memberikan tambahan informasi keadaan bumi pada profil topografi
Adapun informasi yang ditambahkan pada bagian ini adalah informasi mengenai
ketinggian topografi yang berada didaratan rendah ataukah dataran tinggi, serta
memberikan informasi mengenai kelembapan daerah dimana site tersebut dibuat.
Tahapan untuk memeberikan informasi ini adalah sebagai berikut:
1. Klik pada gambar terrain.
2. Akan muncul menu path profile data. Pilih menu geoclimatic factor. Pilih
klasifikasi terrain yang sesuai dan juga kelembapan daerah yang sesuai.
Gambar 3.22 Data Profil topografi
Gambar 3.23 Mensetting faktor geografi
4. Memilih peralatan radio yang digunakan
Sebagai perancang jaringan radio, tentunya kita perlu mengetahui parameter-
parameter radio yang akan kita gunakan. Karena informasi mengenai spesifikasi radio
yang akan kita gunakan ini menentukan nilai sinyal yang dapat dipancarkan serta
-
50
sinyal yang dapat diterima selain daripada informasi mengenai keandalan alat yang
akan digunakan tersebut. Adapun cara untuk menambahkan informasi mengenai
parameter radio yang akan digunakan adalah sebagai berikut:
1. Buka menu worksheet.
2. Klik pada simbol TR. Klik pada tombol lookup.
3. Pilih radio yang akan digunakan dan tekan tombol both.
Gambar 3.24 Menentukan radio yang akan digunakan
Gambar 3.25 Memilih radio yang akan digunakan
5. Memilih Antena yang digunakan
Tahapan untuk memasukkan data antena adalah sebagai berikut:
1. Pilih menu worksheet. Klik gambar antena.
2. Klik menu lookup, pilih antena yang akan digunakan.
-
51
Gambar 3.26 Informasi antena yang akan digunakan
Gambar 3.27 Memilih antena yang akan digunakan
6. Memilih Frekuensi yang digunakan Tahapan untuk memasukkan data frekuensi
adalah sebagai berikut:
1. Pilih menu worksheet. Klik gambar ch.
2. Klik menu lookup, pilih frekuensi yang akan digunakan.
Gambar 3.28 Frekuensi yang digunakan
-
52
Gambar 3.29 Memilih frekuensi yang akan digunakan
7. Menampilkan hasil perhitungan
Setelah semua parameter kita isi, maka tahapan selanjutnya adalah menampilkan hasil
perhitungan yang akan diimplementasikan pada site yang akan dibuat. Adapun tahap
untuk menampilkan informasi lengkap mengenai hasil perhitungan ini adalah sebagai
berikut:
1. Buka menu worksheet, klik menu report, pilih menu fullreport.
2. Selanjutnya akan ditambilkan secara penuh hasil perhitungan software tersebut.
Gambar 3.30 Full report
judul.pdfMODUL 1.pdfMODUL 2.pdfMODUL 3.pdf