TUGAS ANTENA & PROPAGASIDisusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Antena dan PropagasiSemester 3

Dosen PembimbingKOESMARJIANTO, ST., MT.

OlehNora Asteria / 1341160028JTD 2A

POLITEKNIK NEGERI MALANGTEKNIK ELEKTROJARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL2014

A. Macam-Macam Antena1. Antena GridAntena keluaran TPLINK ini adalah sutu antena yang mampu mengirim dan menerima data yang berupa internet maupun intranet. Selain itu antena ini juga berfungsi menguatkan sinyal wireless untuk melakukan koneksi point to point ataupun point to multipoint antar antena. Antena ini biasa digunakan sebagai hotspot pada outdoor. Jangkauan sinyalnya 15 km - 25 km jika tidak ada hambatan.

Polarisasi :Antena grid parabolic ini dirancang berkerja pada gelombamg 2,4 GHz. Antena pemancar mengubah tenaga listrik menjadi gelombang radio. Gelombang radio disini berupa radiasi elektromagnetik, terdiri dari medan magnetik yang merambat saling tegak lurus.Gambar 1.1.1 Gelombang terpolarisasi secara tegak dan secara mendatar

Dari gambar diatas tampak jelas bahwa pemasangan antena penerima dalam polarisasi vertikal ataukah horisontal hal itu bergantung kepada polarisasi dari antena pemancarnya. Jika tak sesuai maka penerimaan tak akan bisa dmaksimal atau bahkan tak bisa sama sekali. Berikut contoh pemasangan secara vertikal dan horisontal (kanan).

Gambar 1.1.2 Pemasangan antena grid secara vertkal (kiri) dan secara horizontal (kanan)

Pola radiasi antena grid:Gambar 1.1.3 Pola radiasi antena grid secara horizontal dan secara vertikal

2. Antena Yagi

Gambar 1.2.1 Antena Yagi-Uda

Desain antena ini menggunakan elemen pasif. Antena ni bsa dibuat dengan murah dan efektif, bisa dibuat dengan satu atau lebih elemen reflektor (biasanya satu atau dua elemen) dan juga satu atau lebih unsur direktur (biasanya lebih dari dua elemen).Gambar 1.2.2 Antena Yagi (a) tiga elemen (b) beberapa elemen

Pada gambar diatas antena Yagi dengan satu reflektor, elemen aktif dipole lipat, dan tujuh direktur, dipasang untuk polarisasi horizontal.

Pola radiasi dan penjelasan polarisasi:Gambar 1.2.3 Pola horizontalplane antena Yagi

Gambar diatas merupakan pola khas untuk antena yagi tiga element (satu reflektor, satu elemen aktif, dan satu direktur). Umumnya, semakin banyak elemen Yagi yang di miliki, semakin tinggigain, dan sempitbeamwidth. Antena ini dapat dipasang untuk baikpolarisasi dan horizontal atau vertikal sering digunakan untuk aplikasi point-to-point, seperti antara base station dan situs repeater-stasiun.

3. Antena Dipole

Gambar 1.3.1 Ilustrasi antena Dipole

Dipole vertikal monopole bisa dianggap salah satu antena terbaik untuk aplikasi LMR. Omnidirectional (azimut) adalah antena setengah-gelombang panjang, memiliki gain 1,64 (atau G = 2,15 dBi) pada bidang horisontal.

Gambar 1.3.2 Antena dipole vertikal (kiri) dan antena monopole vertikal (kanan)

Sebuah monopole di atas sebuah ground plain tak terbatas secara teoritis sama (identik gain dan polanya, di ruang terbuka di atas bidang tanah) sebagai dipole dalam ruang bebas. Dalam prakteknya, ground plain tidak bisa terbatas, tetapi ground plain dengan radius kurang lebih sama seperti panjang elemen aktif merupakan solusi praktis yang efektif. Permukaan datar pada bagasi kendaraan atau atap rumah adalah ground plain yang bagus.

Polarisasi :Untuk antena dipole maka polarisasinya searah dengan panjang bentangannya, bila antena tersebut dipasang horizontal, maka polarisasinya horizontal pula. Agar dapat menerima gelombang radio secara baik, maka antena harus mempunyai polarisasi yang sama dengan polarisasi gelombang radio yang datang. Arah polarisasi ini akan tetap sepanjang lintasan gelombang radio kecuali bila gelombang tersebut sudah dipantulkan oleh ionosphere, maka polarisasinya bisa berubah. Untuk itu, maka antena untuk keperluan komunikasi jarak jauh pada HF atau MF dapat dibuat vertikal atau horizontal.Pada band MF dan HF, biasanya kita gunakan polarisasi horizontal sedangkan untuk VHF (pada radio 2 meteran) biasa digunakan polarisasi vertikal. Karena pancaran VHF tidak menggunakan pantulan ionosphere sehingga polarisasinya sampai ke antena pesawat lawan bicara masih tetap vertikal. Sedangkan pesawat sekitar 2 meter banyak dipasang pada mobil dan antena mobil hanya bisa vertikal saja.

Pola radiasi dan aplikasinya :Feed pada antena dipole terletak pada dua kawat saluran transmisi, di mana dua arus dalam konduktor adalah distribusi sinusoidal dengan amplitudo yang sama, tetapi berlawanan arah. Oleh karena itu, karena efek saling meniadakan, tidak ada radiasi terjadi dari saluran transmisinya. arus dalam lengan dipol berada dalam arah yang sama dan menghasilkan radiasi dalam arah horisontal. Dengan demikian, untuk orientasi vertikal, dipole memancarkan dalam arah horisontal. Penguatan dipole adalah 2dB dan memiliki bandwidth sekitar 10%. Setengah daya beamwidth sekitar 78 derajat pada bidang E dan directivity adalah 1.64 (2.15dB) dengan ketahanan radiasi dari 73 . Gambar dibawah menunjukkan pola radiasi untuk dipole setengah gelombang.Gambar 1.3.4 Pola radiasi Antena Dipole

4. Antena Helix

Gambar 1.4.1 Antena Helix

Antena Helix terdiri dari konduktor tunggal atau multi konduktor terbuka yang berbentuk Helix. Antena Helix merupakan antena yang mempunyai bentuk tiga dimensi. Bentuk dari antena Helix menyerupai per atau pegas dan diameter lilitan serta jarak antar lilitan berukuran tertentu.Antena Helix dapat dioperasikan dalam dua mode, yaitu mode transmisi (transmission mode) dan mode radiasi (radiation mode). Mode transmisi digunakan untuk menjelaskan bagaimana gelombang elektromagnetik dioperasikan sepanjang Helix dapat diasumsikan sebagai saluran transmisi tak hingga atauwaveguide, dimana beberapa mode transmisi yang berbeda dapat dioperasikan.

Gambar 1.4.2 Antena Helix

Pola radiasi :

Gambar 1.4.3 Pola radiasi antena Helix

Mode radiasi digunakan untuk mengetahui bentuk dari medan jauh (far field pattern) dari sebuah Helix. Pada mode radiasi dikenal dua macam mode, yaitu mode axial dan mode normal. Masing-masing titik merepresentasikan satu buah lilitan dari Helix, sementara jarak antara titik merepresentasikan jarak antara lilitan pada antena Helix. Jumlah titik sumber isotropis analogi dengan jumlah lilitan pada Helix.Pola radiasi dari antena Helix diturunkan dengan menggunakan prinsippattern multiplication, dimana pola radiasi Helix merupakan produk dari semua titik sumber isotropis yang tersusun secaraarray, sehingga disebutarray patternatauarray factor(faktor array).Dengan asumsi bahwa satu lilitan dari antena Helix mempunyai gelombang bejalan (traveling wave) yang seragam disepanjang antena, maka pola radiasi total dari antena Helix dengan jumlah lilitan n merupakan produk dari faktor array dengan pola radiasi satu lilitan Helix.

Polarisasi :

Untuk polarisasi melingkar, komponen ortogonal dari E-field harus 90 derajat keluar dari fase. Hal ini terjadi di arah dekat sumbu (sumbu z pada Gambar 4.2) heliks. Rasio aksial untuk antena helix menurun ketika jumlah loop N ditambahkan, dan dapat didekati dengan:

5. Antena Antena patch memiliki bentuk yang paling sederhana, hanya persegi panjang tunggal (atau melingkar) plat konduktif yang dijarak di atas ground. Antena Patch antena atraktif karena low profile dan kemudahan fabrikasi.

Pola radiasi :Pola radiasi dari patch tunggal ditandai dengan lobus utama tunggal beamwidth moderat. Seringnya, beamwidths di bidang azimuth dan elevasi adalah serupa, sehingga sinar terbilang melingkar, meskipun hal ini tidak berarti universal. Para beamwidths dapat dimanipulasi untuk menghasilkan antena dengan gain yang lebih tinggi atau lebih rendah, tergantung pada persyaratan. Sebuah antena dibangun dengan patch tunggal akan memiliki keuntungan maksimum dari sekitar 9 dBi atau kurang.

Gambar 1.5.1 Pola radiasi Antena Patch

Pola bidang azimuth dan elevasi berasal hanya dengan memotong melalui pola radiasi 3D. Dalam hal ini, pola bidang azimut diperoleh dengan memotong melalui bidang xz, dan pola bidang elevasi dibentuk dengan mengiris melalui bidang yz. Perhatikan bahwa ada satu lobe utama yang terpancar keluar dari bagian depan antena. Ada tiga lobe kembali bidang elevasi, paling kuat 180 derajat dibalik puncak lobe utama, membangun rasio front-to-back pada sekitar 14 dB. Artinya, gain dari antena 180 derajat di belakang puncak adalah 14 dB lebih rendah dari keuntungan puncak.

Polarisasi : Polarisasi suatu antena pada arah tertentu adalah suatu jejak arah medan elektrik dari gelombang yang dipancarkan oleh antena. Hasil polarisasi antena mikrostrip patch persegi ini, berpolarisasi ellips yang mendekati circular yang ditunjukkan pada gambar dibawah :Gambar 1.5.2 Polarisasi antena mikrostrip patch

B. Kondisi Beban dan Saluran ZL=Z0Impedansi beban sama dengan impedansi karaktersitik saluran, dalam hal ketika mengurangi impedansi di impedansi karakteristik saluran. ZL=0Kondisi ketika beban di-short berarti impedansi input merupakan imajiner murni dan fungsi periodik dari suatu posisi dan panjang gelombang.

ZL=Kondisi open ini dimana beban bernilai tak hingga, berarti impedansi input juga merupakan imajiner dan fungsi periodik.

C. Macam Macam Kabel1. CoaxialGambar 3.1.1 Kabel Coaxial

a. Kabel Coaxial Thinnet ( Kabel RG-58 )Kabel Coaxial Thinnet atau Kabel RG-58 biasa disebut dengan kabel BNC, singkatan dari British Naval Connector. Sebenarnya BNC adalah nama konektor yang dipakai, bukan nama kabelnya.

Kelebihan menggunakan kabel RG-58 adalah : Fleksibel, mudah dipakai untuk instalasi dalam ruangan. Dapat langsung dihubungkan ke komputer menggunakan konektor BNC.

Spesifikasi teknis dari kabel ini adalah : Mampu menjangkau bentangan maksimum 185 meter. Impedansi Terminator 50 Ohm.

b. Kabel Coaxial Thicknet ( Kabel RG-8 )Kabel Coaxial Thicknet atau Kabel RG-8 adalah kabel coaxial yang dipakai untuk instalasi antar gedung, Spesifikasi kabel ini sama dengan dengan Kabel Coaxial Thinnet, hanya bentuk fisiknya lebih besar. Karena lebih besar, kabel ini dapat menampung data yang lebih banyak sehingga cocok untuk instalasi sebagai backbone jaringan.

Spesifikasi Teknis dari kabel ini adalah : Mampu menjangkau bentangan maksimum 500 meter. Impedansi terminator 50 Ohm. Membutuhkan Transceiver sebelum dihubungkan dengan komputer.

Ciri-ciri babel Coaxiall: Tegangan Kabel 100 - 120 ohm Speed dan Throughput 0 - 100 Mbps Panjang maksimal pemakaian kabel < 500 Meter Biaya Relatif murahPenggunaan Kabel CoaxialKabel coaxial terkadang digunakan untuk topologi bus, tetapi beberapa produk LAN sudah tidak mendukung koneksi kabel coaxial. Protokol Ethernet LAN yang dikembangkan menggunakan kabel coaxial:a. 10Base5 / Kabel Thicknet : adalah sebuah kabel coaxial RG/U-8. merupakan kabel original Ethernet. tidak digunakan lagi untuk LAN modern.

b. 10Base2 / Kabel Thinnet: adalah sebuah kabel coaxial RG/U-58. mempunyai diameter yang lebih kecil dari Thicknet. menggantikan Thicknet. tidak direkomendasikan lagi, tetapi masih digunakan pada jaringan LAN yang sangat kecil.

2. Unshield twisted-pair (UTP)

Gambar 3.2.1 Kabel Unshield twisted-pair (UTP)

Unshielded twisted-pair (disingkat UTP) adalah sebuah jenis Kabel Jaringan yang menggunakan bahan dasar Tembaga, yang tidak dilengkapi dengan shield internal. UTP merupakan jenis kabel yang paling umum yang sering digunakan di dalam Jaringan lokal (LAN), karena memang harganya yang rendah, fleksibel dan kinerja yang ditunjukkannya relatif bagus. Dalam kabel UTP, terdapat insulasi satu lapis yang melindungi kabel dari ketegangan fisik atau kerusakan tapi, tidak seperti kabel Shielded Twister-pair(STP), insulasi tersebut tidak melindungi kabel dari interferensi elektromagnetik.

Tipe kategori Kabel UTP / Unshielded Twisted Pair : Kategori 1 : Untuk koneksi suara / sambungan telepon/telpon Kategori 2 : Untuk protocol localtalk (Apple) dengan kecepatan data hingga 4 Mbps Kategori 3 : Untuk protocol ethernet dengan kecepatan data hingga 10 Mbps Kategori 4 : Untuk protocol 16 Mbps token ring (IBM) dengan kecepatan data hingga 20 Mbps Kategori 5 : Untuk protocol fast ethernet dengan kecepatan data hingga 100 MbpsCiri - ciria. Tegangan Kabel 150 ohmb. Speed dan Throughput 0 - 100 Mbpsc. Panjang maksimal pemakaian kabel 100 Meterd. Biaya Relatif mahale. Perlindungan terinfeksi tidak adaf. Soket RJ-45 (RJ = Registered Jack)g. Biaya murahh. Instalasi Mudah

3. Fiber Optik

Gambar 3.3.1 Kabel Coaxial

Kabel fiber optik dibuat dari kaca yang dibungkus oleh pelindung danmaterial penguat. Fiber optik menggunakan cahaya untuk menghantarisyarat, berbeda dengan kabel tembaga yang menggunakan sinyalelektronik. karena itu kabel jenis ini tidak terpengaruh dengangangguan elektromagnet. Kabel fiber optik sangat sesuai digunakan dikawasanyang banyak gangguan elektromagnet dan jarak yang jauh.Kabel fiber optik mendukung transmisi data berkecepatan tinggi tidaksama halnya dengan kabel tembaga (UTP dan Coaxial). Besarnya datayangdapatdi transmisikan memungkinkan penggunaan komunikasi yangmembutuhkan kecepatan seperti video konference. 10BaseF, 100BaseF, 1000BaseFmerujuk kepada spesifikasi fiber optik yang membawa sinyal ethernet, angka F merujuk kepada Fiber. Connector yang selalu digunakan untuk menyambung kabel fiber optik ialah ST connector yang menyerupai BNC Connector. Namun begitu SC connector akan menjadi lebih populer karena mudah digunakan.Penggunaan fiber optik umumnya digunakan pada jaringan besar danjaringan tulang punggung (backbone). Tipe ini berisi satu serat kacatipisyang mengalirkan data dalampulsacahaya. Cahaya pulsa mempresentasikan informasi digital yang dibawamelalui jaringan. Harga dan instalasi fiber optik memang mahalwalaupun kini semakin turun karena itu pada umumnyaorang kemudian mengkombinasikannya dengan kabel tembaga. Berdasarkan jalur sinyal yang dikirimkan, FO dibagi menjadi 2, yaitu Single mode dan Multi mode.

Karakteristik dan ciri-ciri : Perlindungan terinfeksi ada Maks. Bandwith 100 Mbps ~ 1 Gbps Maks. kabel 2000 meter Soket ST (Spring Loaded Twist) Biaya mahal jika Topologi fisik Bus & Star Instalasi paling rumit

DAFTAR PUSTAKAhttp://www.abi-blog.com/2014/04/jenis-dan-fungsi-antena.html(jenis jenis antena)http://magneticinfo.blogspot.com/2014/01/definisi-dan-bagian-bagian-antena-grid.html(antena grid)http://fdias1.blogspot.com/2014/02/blog-post.html (macam" dan polarisasinya(antena internet))http://aoktox.blogspot.com/2013/01/jenis-jenis-antena-wi-fi-dan-frekuensi.html (pola radiasi grid & omni)http://www.abi-blog.com/2014/04/antena-yagi-pengertian-elemen-desain-dan-matching.htmlhttp://yd2tfb.blogspot.com/2011/05/antena-dipole-dan-monopole.htmlhttp://sekaranindya.wordpress.com/2014/03/30/antena-part-2/http://irianto.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/9698/antennaChapter2.pdfhttp://www.antenna-theory.com/antennas/travelling/helix.phphttp://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/wireless/aironet-antennas-accessories/prod_white_paper0900aecd806a1a3e.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Patch_antennahttp://repo.eepis-its.edu/40/1/40.pdfhttp://informasi-dunia-tik.blogspot.com/2012/02/jenis-jenis-kabel-coaxial.htmlhttp://andi-profile.blogspot.com/2010/09/1-gambar-dan-jelaskan-bagian-bagia-dari.html