praktikum 2 antenna (without image) (not fix)

Tujuan

- Melakukan pengukuran penguatan (gain) antena

- Mengetahui pengaruh elemen – elemen antena terhadap penguatan antenna

- Memahami karakteristik directional dan half power beamwidth antena

- Menggambarkan diagram polar pola radiasi horisontal dan vertikal untuk antena dari hasil pengukuran yang didapat

- Dari diagram polar yang telah diplot, dapat menghitung sidelobe attenuation dan front-to-back ratio dari antena

Alat – alat yang digunakan

- 1 Signal Generator

- 1 Measuring Receiver

- 2 Antenna Dipole

- 1 Antenna under test (antenna TV VHF-Yagi Uda 9 elemen)

- 1 Antenna Rotater

- 1 Macthing pad (75 Ω 50 Ω)

- 1 Konektor BNC – N

- 1 Konektor male – male BNC

- 1 Konektor female – female BNC

- 2 Kable RF 50 Ω (2,5 m)

- 2 Tiang penyangga

Pendahuluan

Penguatan (Gain) Antenna

Penguatan (Gain) antenna diukur dengan membandingkan terhadap sebuah antena standar. Dalam prakteknya antena standar yang digunakan adalah antena dipole λ/2. Jadi dalam hal ini pengukuran gain yang sebenarnya adalah membandingkan penguatan antena yang diukur / diuji (under test antenna) dengan penguatan antena standar yang diketahui sebesar 2,15dB.

Penguatan G adalah,

G = =

Dengan, W1 = daya yang diterima dengan antena yang diuji

W2 = daya yang diterima dengan antena refrensi λ/2

V1 = tegangan yang diterima dengan antena yang diuji

V2 = tegangan yang diterima dengan antena refrensi λ/2

Secara teori, dengan menganggap kedua antena match dan antena λ/2 tanpa rugi daya (loss less), gain G0 pada sumber isotropis adalah

G0 = 1,64 G

= 2,15 dB

Pengukuran harus dilakukan pada kedua antena antena berada dalam posisi yang baik. Untuk pengukuran pola radiasi biasanya antena yang diukur (antena under test) dipasang sebagai antena penerima. Antena pemancar dipasang tetap pada satu posisi, sedangkan antena yang diukur diputar 360˚ pada sumbu vertikal. Diagram pola horisontal diukur dengan memutar sumbu antena yang diukur dengan kedua antena berada dalam posisi horisontal. Sedangkan untuk mengukur diagram pola radiasi vertikal dilakukan hal yang sama dengan kedua antena berada dalam posisi vertikal. Level – level sinyal yang diukur dimasukkan (diplot) pada koordinat polar.

Half – power beamwidth, diperoleh dari diagram pada titik -3 dB. Skala untuk laval sinyal adalah logaritmis, karena range level sinyal bervariasi sampai dengan harga yang sangat tinggi. Parameter – parameter lain seperti side-lobe dan front-to-backratio dapat dengan mudah pula dibaca pada diagram polar.

Gambar 1 memperihatkan contoh diagram polar tipikal sebuah antena

Gambar 1. Diagram polar antena

Pengukuran Gain Antena

Gambar 2. Diagram pengukuran gain antena

Prosedur Percobaan

Pada pebgukuran gain antenna dalam percobaan ini, antenna dipole pertama digunakan sebagai antena pemancar, sedangkan antena dipole kedua digunakan sebagai antena standar (refrensi) yang berfungsi sebagai pembanding (dianggap sebagai antena standar dengan gain = 2,15dB). Antena yang diukur (under test) adalah antena TV VHF. Antena YAGI UDA ARRAY 9 elemen, yang bekerja pada rentangan frekuensi 174 MHz sampai 230 MHz.

1. Mengukur level tegangan yang diterima oleh antena dipole kedua Tentukan panjang kedua antena dipole (λ/2) pada frekuensi 200 MHz dan tentukan jarak antara antena dipole 1 (pemancar) dan antena dipole 2 (penerima). Susunlah diagram pengukuran seperti gambar dibawah pada posisi horisontal. Atur posisi kedua antena jarak garis lurus. Jarak feeder antena 1 dan antena 2 yang gunakan refrensi untuk pengujian berikutnya.

Gambar 3. Diagram pengukuran gain antena2. Hubungkan terlebih dahulu output singnal generator dengan memasang antena dipole

yang telah ditentukan panjang gelombangnya. Kemudian Onkan Signal Generator pada frekuensi 202 MHz dan level RF out pada 80dBμV. Kemudian matikan RF output (OFF)

3. Beri catu daya pada Measuring Receiver sebesar ±11,5 V (perhatikan polaritas positif dan negatifnya).Atur Measuring Receiver sebagai berikut :

RF ATT : ON UNITS : dBμVFREQ. : 202 MHz

4. Hidupkan RF output (ON) pada Signal Generator.5. Atur (dengan memutar rotator) arah antena kedua (penerima) tepat menghadap antena

pertama (antena pemancar), sehingga input level Measuring Receiver menunjukkan nilai maksimum dan atur frekuensi Signal Generator seperti pada tabel. Catat nilai ini sebagai nilai E1 pada tabel 1.

6. Switch RF output pada pemancar (Signal Generator) OFF.7. Gantilah antena kedua dengan antena under test (antena Yagi). Ulangi langkah 5.

Catat nilai ini sebagai E2 pada tabel 1.8. Hitunglah Gain antena yang diuji. G = E2 - E1 + 2,15 dB

Tabel 1

Frekuensi (MHz) E1 (dBµV) E2 (dBµV) G (dB)174 50,3 40,1 -8,05181 49,1 42,7 -4,25188 46,3 50,3 6,15195 45,6 52,1 8,65202 51,1 56,2 7,25209 51,6 55,9 7,05

Signal Generator Kontrol Rotator Measuring Receiver

216 52,1 57,3 7,35223 52,0 58,2 8,35230 46,9 53,6 8,85

Pengukuran Pola Radiasi Antena

Prosedur Percobaan :

A. Pola radiasi Horisontal 1. Susunlah diagram pengukuran seperti gambar dibawah

Gambar 4. Diagram pengukuran

2. Pasanglah antena dipole pertama pada pemancar, sedangkan antena kedua adalah antena Yagi sebagai antena yang diukur pada bagian penerima. Kedua antena dipasang pada posisi horisontal

3. Atur Signal Generator (berfungsi sebagai pemancar), RF out pada 80dBμV dan frekuensi 200 MHz. Nilai frekuensi ini adalah frekuensi kerja kerja antena yang sudah diset

4. Matikan RF output dari Signal Generator 5. Hidupkan Measuring Receiver (berfungsi sebagai penerima), atur RF ATT : ON,

UNITS : dBμV/m dan frekuensi 20 MHz. 6. Atur RF output Signal Generator ON 7. Pada bagian penerima, arahkan dengan tepat antena penerima ke antena pemancar

sampai level meter Measuring Receiver ,menunjukkan harga maksimum. Aturlah posisi ini rotator control berada pada posisi 0 (nol) derajat. Catatlah nilai maksimum ini pada tabel A.

8. Putarlah antena penerima (rotator kontrol) searah dengan jarum jam setiap 0˚ sampai 360˚. Catatlah harga level pada meter pada Tabel 2.

Tabel 2

Sudut Level Sudut Level Sudut Level Sudut Level0o 64,2 100o 51,2 190o 48,6 280o 55,310o 63,2 110o 54,5 200o 48,7 290o 60,4

Signal Generator Kontrol Rotator Measuring Receiver

………

..

20o 62,9 120o 54,0 210o 51,0 300o 63,130o 61,3 130o 50,4 220o 47,8 310o 63,540o 59,1 140o 55,8 230o 40,9 320o 63,950o 54,8 150o 51,0 240o 45,5 330o 64,060o 46,9 160o 50,8 250o 47,2 340o 64,170o 36,7 170o 49,5 260o 49,8 350o 64,380o 36,6 180o 49,2 270o 53,3 360o 64,590o 42,2

B. Pola Radiasi Vertikal 9. Ubah posisi kedua antena (pemancar dan penerima) pada posisi vertikal10. Ulangi langkah 3 sampai langkah 8. Catat hasilnya pada tabel 3.

Tabel 3

Sudut Level Sudut Level Sudut Level Sudut Level0o 63,1 100o 61,8 190o 51,3 280o 59,010o 62,7 110o 61,7 200o 51,7 290o 52,720o 62,6 120o 58,7 210o 49,5 300o 54,330o 62,8 130o 57,9 220o 50,0 310o 54,640o 63,2 140o 54,6 230o 50,7 320o 57,350o 64,1 150o 50,5 240o 51,3 330o 57,960o 64,0 160o 41,0 250o 56,4 340o 58,670o 63,5 170o 49,5 260o 58,3 350o 59,780o 62,8 180o 51,4 270o 58,2 360o 61,190o 62,5

Pengaruh elemen – elemen pada antena Array (Yagi-Uda)

Prosedur Percobaan

11. Atur kembali antena pada posii horisontal dengan frekuensi 202 MHz dan susunlah diagram pengukuran seperti langkah 7. Ulangi langkah 7.

12. Pada langkah berikut, lepas elemen satu persatu sesuai dengan nomor elemen.

1 2 3 4 5 6 78 9

Catatlah data pengukuran seperti pada tabel 4.

Tabel 4.

No Elemen Yang Dilepas Level (dBµV)1 57,21 2 54,71 2 3 54,01 2 3 4 53,61 2 3 4 5 53,41 2 3 4 5 6 52,91 2 3 4 5 6 8 52,61 2 3 4 5 6 8 9 51,9

c. Pola Radiasi Horisontal Antena Folded Dipole

13. Gantilah antena uji dengan antena folded dipole dan atur kedua antena pada posisi horisontal. 14. Ulangi langkah 3 sampai 8. Catat hasilnya pada tabel 5. Tabel 5


D. Pola Radiasi Horisontal Antena Folded Dipole dan Reflektor

15. pasang kedua elemen reflektor antena penerima seperti pada gambar berikut.

16. Ulangi langkah 3 sampai 8. Catat hasilnya pada tabel 6

Tabel 6


Dari hasil – hasil yang telah diperoleh pada tabel A sampai D, plot nilai- nilai tersebut pada koordinat polar yang tersedia. Tentukan nilai – nilai half-power beamwidth, attenuasi sidelobe dan front-to-back ratio. Bandingkan hasil – hasil tersebut satu sama lain

Pengukuran Isolasi Silang (cross isolation)

Pada pengukuran antena Yagi, pola radiasi horisontal (tabel A) dan polla radiasi vertikal (tabel B) pada posisi 0˚, catat nilai pola radiasi horisontal merupakan nilai E1 dan pola radiasi vertikal merupakan nilai E2. Hitung niali cross isolation, EC1 = E1 – E2.

Apa yang dimaksud dengan isolasi silang?

64,2 – 63,1 = 1,1 dBμV , pengukuran isolasi silang ( cross isolation ) pada posisi 0°

Analisis Data

Tabel 1.

Rumus Gain antenna : G = E2 - E1 + 2,15 dB

dalam table 1 sudah mendapatkan nilai E1 dan E2 bersarkan frekuensinya :

40,1 dBµV – 50,3 dBµV + 2,15 dB = -8,05 dB untuk frekuensi 174 MHz.

42,7 dBµV – 49,1 dBµV + 2,15 dB = -4,25 dB untuk frekuensi 181 MHz.

50,3 dBµV – 46,3 dBµV + 2,15 dB = 6,15 dB untuk frekuensi 188 MHz.


56,2 dBµV – 51,1 dBµV + 2,15 dB = 7,25dB untuk frekuensi 202 MHz.





Apabila nilai frekuensi semakin besar maka nilain Gain antenna semakin besar.

Tabel 2

‘

Kesimpulan

Tabel 1

Jika nilai Frekuensinya semakin tinggi makan nilai Gain semakinnya besar , dari praktikum yang kita lakukan ternyata jarak mempengaruhi besar level dari E1 dan E2 tersebut. (dalam table 1 kita menggunakan jarak sebesar 4,3 m).

Tabel 2

Semakin besar sudut dari rotasi antena penerima atau semakin jauh jarak dari feeder antenna penerima terhadap antenna pemancar maka akan berpengaruh pada besarnya Level dari antenna penerima itu sendiri.(pola radiasi Horisontal)

Tabel 3

Semakin besar sudut dari rotasi antena penerima atau semakin jauh jarak dari feeder antenna penerima terhadap antenna pemancar maka akan berpengaruh pada besarnya Level dari antenna penerima itu sendiri. Untuk nilai level tersebut tidak jauh beda dengan pola radiasi Horisontal. (pola radiasi Vertikal)

Tabel 4

Dalam praktikum tersebut , Apabila elemen – elemen pada antenna array ( Yagi – Uda) di lepas secara satu persatu nilai Level dari antenna penerima tersebut semakin kecil , (dengan frekuensi 202 MHz.)

Tabel 5 dan table 6

Dalam praktikum pola radiasi horizontal antenna folded dipola , nilai level dari sudut 0° adalah 52,8 jika dari praktikum pola radiasi horizontal antenna folded dipole mengunakan reflector nilai level dari sudut 0° adalah. 53,4 , maka pola radiasi horizontal antenna folded dipole menggunakan reflector karena mudah diterima terhadap antenna pemancar dan itu sangat berpengaruh terhadapa level tersebut.

praktikum 2 antenna (without image) (not fix)

Documents