Modul_Antena

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 1

PERAMBATAN GELOMBANG 1.

TUJUAN PEMBELAJARAN

⇒

Menerangkan arti gelombang bumi dan angkasa.

⇒

Menyebutkan daya jangkau perambatan gelombang dalam daerah LW, MW, SW dan VHF serta UHF.

⇒

Menerangkan akibat pantulan oleh ionosphere.

⇒

Menerangkan arti fading pendek dan jauh.

⇒

Menerangkan cara perambatan gelombang LW, MW, SW, VHF dan UHF.

2.

INFORMASI :

2.1

Perambatan Gelombang

2.1.1 Cara Perambatan. Pada gambar 1 dapat dilihat sebuah antena yang memancarkan gelombang radio pancaran gelombang radio ini menyebar kesegala penjuru

secara merata untuk

antena vertikal sebagian gelombang yang bergerak pada permukaan bumi disebut GELOMBANG BUMI, selain dari pada itu disebut GELOMBANG ANGKASA.

Gelombang angkasa

ANTENA

Gelombang bumi BUMI

Gambar 1

2.1.2. Jangkauan perambatan gelombang. Kerugian pada permukaan bumi dengan naiknya frekuensi akan semakin BESAR. Gelombang bumi dapat merambat dalam daerah gelombang panjang sampai 1000 km, dalam daerah gelombang menengah hanya sampai 300 Km dan dalam daerah


1

Teknik Antena gelombang pendek sampai 100 km. gelombang angkasa merambat secara GARIS LURUS, berhubung dengan itu angkasa tidak bisa mengikuti permukaan bumi kita. Gelombang bumi Daerah

Jangkauan Redaman

Pantulan

Jenis gelombang yang dipakai

-

Gelombang bumi Gelombang bumi dan angkasa Gelombang angkasa Gelombang angkasa

LW

Sedikit

≈ 100 km

MW

Kuat

≈ 300 km

sangat kuat kuat

SW

Sangat kuat Seluruhnya

≈ 100 km

Sedikit

Sangat kuat Kuat

≈ 100 km

Sangat sedikit

Kadang kadang

VHF UHF 2.2.

Redaman

Gelombang Angkasa

Pantulan oleh Ionosphere

Pada daerah frekuensi sebagian dari gelombang angkasa kembali ke permukaan bumi. Mereka dipantulkan oleh lapisan udara yang terhampar diketinggian 50 km sampai 300 km. Lapisan udara pemantul disebut ionosphere. Lapisan udara yang terionisasi kuat dinamakan lapisan heaviside.

VHF PEMBENGKOKAN

PANTULAN

SW

SW - MW IONOSPHERE

LW MW SW VHF

LAPISAN HEAVISIDE

PERMUKAAN BUMI

Gambar 2 Daya pantul lapisan heaviside bergantung pada frekuensi pada suatu tempat penerimaan dapat diterima gelombang bumi dan angkasa bersama, gelombang angkasa datang lebih akhir, sehingga terdapat PERGESERAN FASA. Ini akan menimbulkan FADING, dimana kuat medan penerimaan goyah.


2

Teknik Antena 30 MHz 30 MHz

LAPISAN F1

3

LAPISAN 2

20MHz

10MHz 20MHz

LAPISAN E

1

2

5 MHz

5 MHz

10MHz

BUMI

Gambar 3 2.3.

Perambatan LW,MW,SW,VHF.

LAPISAN F 200 km - 300 km

LAPISAN E LAPISAN D

110 KM 50 KM

FADING DEKAT GELOMBANG BUMI

Gambar 4 Perambatan gelombang panjang, λ = 1km - 10 km, polarisasi vertikal pada malam hari melalui interferensi antara gelombang bumi dan angkasa dapat menimbulkan FADING DEKAT.


3

Teknik Antena

LAPISAN F

LAPISAN D TERJADI HANYA PADA TENGAH HARI FADING DEKAT GELOMBANG BUMI

FADING JAUH

Gambar 5 Perambatan gelombang menengah, λ = 100m -100m, polarisasi vertikal. Pada jarak yang jauh dapat timbul interfrensi diantara gelombang angkasa yang disebut FADING JAUH.

PANCARAN DEKAT

PANCARAN JAUH

F E

FADING JAUH

Gambar 6 Perambatan gelombang menengah, λ = 100m -100m, polarisasi vertikal. Antara gelombang bumi yang sangat pendek dan jatuhnya gelombang angkasa terjadi DAERAH MATI. Jarak ini disebut jarak lompatan, yang bergantung pada frekuensi hari dan tahun.

λg ≈ 20o pada λ : 15 m ≈ 20o pada λ : 25 m


4

Teknik Antena

F

E

BUMI PANCARAN GELOMBANG ANGKASA HORISONTAL

Gambar 7 Perambatan gelombang sangat pendek, λ = 1m - 10m, pada band 1 dengan polarisasi vertikal,

band II dan III dengan polarisasi horisontal dalam daerah

frekuensi 30 MHz - 300 MHz dengan semakin pendeknya panjang gelombang akan memisahkan diri dari permukaan bumi, merambat diatas bumi tanpa kerugian dan LURUS seperti GELOMBANG CAHAYA. Jangkauannya dengan begitu sejauh pandangan antara antena pemancar dan penerima ( maksimum kira-kira 50 km ). Perambatan gelombang desimeter dengan λ = 10 Cm - 100 Cm dengan polarisasi horisontal. Dalam daerah frekuensi antara 300 MHZ - 3 GHz ( televisi band IV dan V ) mempunyai jangkauan terbatas

( ≈ 50 km )

Pada semua jangkauan gelombang untuk menaikkan daya jangkauan dapat dengan menaikkan daya pancar, menaikkan antena pemancar jauh dengan bumi.


5

Teknik Antena 3. Lembar latihan a) Terangkan ariti gelombang bumi dan angkasa. b) Sebutkan daya jangkau perambatan gelombang dalam daerah LW ; MW ; SW ; VHF dan UHF. c) Terangkan akibat pantulan oleh ionosphere d) Terangkan arti fading pendek dan jauh. e) Terangkan cara perambatan gelombang LW ; MW ; SW ; VHF/UHF.


6

Teknik Antena Lembar Jawaban Jawaban a : Gelombang bumi adalah gelombang radio yang merambatnya menyusun permukaan bumi. Gelombang angkasa adalah gelombang radio yang merambatnya ke angkasa. Jawaban b : LW

≈ 100 km

MW

≈ 300 km

SW

≈ 100 km

VHF

≈ 0 km

UHF

≈

0 km

Jawaban c : Berakibat terjadinya fading, ini terjadi karena kuat medan penerimaan goyah / goyang. Fading pendek / dekat adalah akibat yang ditimbulkan karen interferensi antara gelombang bumi dan angksa pada polarisasi vertikal saat malam hari. Panjang gelombang perambatan λ = 1Km - 10Km. Fading jauh adalah interferensi diantara gelombang angkasa pada jarak yang jauh Panjang gelombang perambatan 100 m - 1000 m, polarisasi vertikal. Jawaban d : 1. Perambatan gelombang panjang, ,λ = 1 Km - 10 Km , polarisasi vertikal. 2. Perambatan gelombang menengah, ,λ = 100 m - 1000 m,polarisasi vertikal. 3. Perambatan gelombang pendek, ,λ = 10 m - 100 m, polarisasi vertikal. 4. Perambatan gelombang sangat pendek, pada band I dengan

polarisasi Vertikal.

5. Band II dan III dengan polarisasi horisontal dalam daerah frekuensi 30 MHz - 300 Mhz. 6. Perambatan gelombang desimeter dengan ,λ = 10 Cm - 100 Cm polarisasi horisontal. Daerah frekuensi 300 Mhz - 3 GHz ( televisi band IV dan V ), jangkauan terbatas ≈ 50 Km.


7

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 2

CARA BEKERJA SUATU ANTENA 1.

TUJUAN PEMBELAJARAN

⇒

Menerangkan bentuk pancaran dari sebuah antena.

⇒

Membandingkan resonator paralel dari antena.

⇒

Menerangkan proses pemancaran dan penerimaan dari antena.

2.

INFORMASI.

2.1. Pemancaran gelombang elektromagnetis

a

b

c

d

Gambar 8

Lingkaran resonator a, jika kumparan diperkecil terjadilah gambar b dan jika kedua plat dari kapasitor dijauhkan satu sama lain maka terjadilah gambar c dan d. Gambar a adalah lingkaran resonator TERTUTUP dan gambar d adalah lingkaran resonator TERBUKA, dalam kedua resonator tetap dijumpai medan magnetis dan elektris yang saling berganti. Pada resonator tertutup, kapasitansi dan induktansi terpusat pada masing-masing komponen. Sedang pada resonator terbuka, kapasitansi dan induktansinya terbagi pada sebuah kawat. Sehingga pada resonator terbuka kedua medan mendesak pada ruangan sendiri-sendiri

Cara kerja suatu antena

8

Teknik Antena

Medan magnit

Medan listrik

U G

Pemindah enersi

G

Gambar 9

Resonator terbuka, jika bertugas mengirimkan energi frekuensi tinggi disebut ANTENA PEMANCAR. Jika untuk menerima energi frekuensi tinggi disebut ANTENA PENERIMA. antena diberi energi frekuensi tinggi melalui pemindah energi, sesuai dengan keadaan getaran energi, dalam antena mengalir arus atau terdapat tegangan antara ujung-ujung antena. Arus akan membangkitkan MEDAN MAGNIT berbentuk ring disekitar antena. Tegangan membangkitkan MEDAN LISTRIK antara ujung-ujung antena. Kedua medan akan dipancarkan ke udara. 0 Medan berganti-ganti magnetis dan listrik satu sama lain mempunyai sudut 90 dan

keduanya membentuk pemancaran elektromagnetis dari antena. Medan magnetis yang berjalan disebut GELOMBANG ELEKTROMAGNETIS.


9

Teknik Antena 2.2.

Perbandingan resonator paralel Waktu

Resonator paralel

Antena pemancar

U

t=0

+

+

U

Ι

A ntara uj ung-uj ung antena ditemui tegangan yang mengakibatkan adanya MEDAN LISTRIK. Ι

Ι

+

t=T 4

U=0 Ι

U

Dalam antena tegangan menimbulkan arus . Arus menimbulkan MEDAN MAGNIT di sekeliling antena . Jika arus mencapai harga tert ingginya tegangan sama dengan nol. Ι

t =T 2

_ U +

U

U

A ntara uj ung-uj ung antena terbangkit tegangan dengan polaritas yang TERBALIK medan list rik yang baru mendesak medan listrik dari setengah getaran yang lama keluar. Ι

t =

3 T 4

+ U=0

Ι

ΙΙ

U

Sekarang medan mangnet yang lama tergeser oleh medan magnit yang baru

Gambar 10 2.3.

Proses pemancaran dan penerimaan

Garis medan listrik

Garis medan magnet

U U

U

Atena pemancar Atena penerima

Atena pemancar

Gambar 11 Medan magnet dan medan listrik dipancarkan, satu sama lain membentuk sudut 900


10

Teknik Antena Arah rambat

Arah rambat

A Polarisasi horizontal

Polarisasi vertikal Atena batang

E = Medan Listrik H = Medan Magnit

Atena dipole

Gambar 12

Medan listrik membangkitkan tegangan pada antena batang , medan magnet membangkitkan tegangan pada KUMPARAN. 2.4.

Tegangan batang dan kawat panjang

Pembagian tegangan dan arus pada antena : Dalam antena mengalir arus bolak-balik frekuensi tinggi. Pada ujung antena elektron-elektron tidak dapat bergerak kesana kemari maka pada posisi ini arusnya NOL.

u

u

Ι

Ι

u

Ι Gambar 13

Pembagian tegangan pada frekuensi yang berbeda-beda . Antena dengan panjang h =

λ

adalah antena tertala, mempunyai arus paling besar pada titik kaki antena,

4

antena berada dalam resonansi dengan FREKUENSI PENERIMAAN

Jika lebih

panjang maka arus menjadi lebih kecil. Tegangan antena terbangkit bergantung pada kuat medan penerimaan E dan panjang antena h.


11

Teknik Antena Contoh E = 1,25

mV

dan h = 4 m

m maka U ≈ 1,25

mV

. 4m = 5mV

m

Kumparan yang dipasang seri dengan kawat antena, memperbesar INDUKTANSI resonator dan memperkecil FREKUENSI resonansi. Kumparan ini mengakibatkan PERPANJANGAN antena disebut sebagai pemanjang antena. Kapasitor yang disambung seri dengan antena akan memperkecil KAPASITANSI antena dan mengakibatkan PEMENDEKAN antena dan disebut kapasitor pemendek. 2.5.

Antena Ferit

Batang Ferit mempunyai permeabitas yang besar dan mempunyai daya hantar medan magnit yang baik

Garis medan magnit 2

HF Gambar 14 Medan magnit dalam udara bebas mengambil jalan melalui TAHANAN MAGNETIS YANG KECIL dari batang ferit. Garis medan yang berjarak lebih dari setengah panjang batang ferit mengambil jalan udara karena ini lebih singkat bagi medan magnit.

1

Medan manget 2


12

Teknik Antena Gambar 15 Untuk penagkapan yang baik batang ferit, jika dapat diputar-putar, atau pesawat diarahkan sedemikian rupa sehingga batang ferit SEJAJAR GARIS MEDAN MAGNETIS ( 2 ) . Antena ferit digunakan pula sebagai antena PENDUGA ARAH. Antena ferit menagkap medan magnetis dengan polarisasi datar ( horisontal ) dari pemancar MW dan LW. Untuk menginduksi tegangan yang besar ukurannya ( misal l ≈ 14 cm, d ≈ 1 cm ), permeabilitas dari batang ferit dan jumlah lilitan kumparan harus besar.


13

Teknik Antena 3. Lembar latihan a) Terangkan bentuk pancaran dari sebuah antena b) Bandingkan resonator paralel dari antena c) Terangkan proses pemancaran dan penerimaan dari antena


14

Teknik Antena 4. Lembar Jawaban a)

Terangkan bentuk pancaran dari sebuah antena

Jawab : Medan magnit dan medan listrik dipancarkan, satu sama lain membentuk sudut 90°° Arah rambat

Arah rambat

A

Polarisasi horizontal

Polarisasi vertikal

Atena batang Atena dipole


Medan listrika membangkitkan tegangan pada antena BATANG, medan magnit membangkitkan tegangan pada KUMPARAN


15

Teknik Antena b) Bandingkan resonator paralel dari antena Waktu

Resonator paralel

Antena pemancar

U

t=0

+

+

U

Ι

A ntara uj ung-uj ung antena ditemui tegangan yang mengakibat kan adanya MEDAN LISTRIK. Ι

Ι

+

t=T 4

U=0 Ι

U

Dalam antena tegangan menimbulkan arus. Arus menimbulkan MEDAN MAGNIT di sekeliling antena . Jika arus mencapai harga tert ingginya tegangan sama dengan nol. Ι

t =T 2

_ U +

U

U

A ntara uj ung-uj ung antena terbangkit tegangan dengan polaritas yang TERBALIK medan list rik yang baru mendesak medan listrik dari setengah getaran yang lama keluar. Ι

t=

+

3 T 4

U=0

Ι

ΙΙ

U

Sekarang medan mangnet yang lama tergeser oleh medan magnit yang baru

c) Terangkan proses pemancaran dan penerimaan dari antena Garis medan listrik

Garis medan magnet

U U

Atena pemancar

U

Atena penerima

Atena pemancar

Medan magnet dan medan listrik dipancarkan, satu sama lain membentuk sudut 90

0


16

Teknik Antena Arah rambat

Arah rambat

A Polarisasi horizontal

Polarisasi vertikal Atena batang Atena dipole


Gambar 12

Medan listrik membangkitkan tegangan pada antena batang , medan magnet membangkitkan tegangan pada KUMPARAN.


17

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 3

ANTENA DIPOLE 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menerangkan terjadinya antena dipole.

⇒

Menyebutkan dua macam antena dipole.

⇒

Menggambarkan dua macam bentuk antena dipole.

⇒

Menggambarkan diagram arah antena dipole.

2.

INFORMASI :

2.1. Antena Dipole 2.1.1. Terjadinya antena dipole

G

Zo

R=Zo

G

Gambar 16 Beban R dipasang pada generator frekuensi tinggi. Skema tahanan R terhubung, hanya tahanan gelombang sama dengan Zo, terdapat penyesuaian antara beban dan penghantar, energi dari generator dipindahkan ke TAHANAN BEBAN R. Dengan demikian penghantar TIDAK MEMANCARKAN ENERGI dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jika tahanan R dilepas maka energi akan dipantulkan kembali ke generator, dengan begitu ada sedikit energi yang dipancarkan. Kemudian kedua penghantar gambar kanan direntangkan seperti gambar kanan, maka akan banyak ENERGI yang dipancarkan dalam bentuk gelombang ELEKTROMAGNETIS. Demikian terbentuk antena dari penghantar yang disebut antena Dipole. Seperti pada antena batang , kualitas pancaran antena dipole juga tergantung panjang antena dalam perbandingan dengan gelombang yang digunakan. 18

Teknik Antena

u

u I

Antena dipole

Antena batang

Gambar 17 2.1.2.

Bentuk antena dipole

Dua antena batang dengan terminal; yang sederajat dinamakan antena dipole.

Gambar 18 Antena dipole tertala adalah antena semacam itu yang panjangnya ditala atas PANJANG

GELOMBANG

yang diterima. Antena ini memberikan tegangan

penerimaan yang besar dibanding antena yang tidak tertala. Kebanyakan digunakan dipole λ/2, disini akan diperoleh pembagian tegangan dan arus sepanjang antena yang simetris.

I

I

U Gambar 19 Tegangan maksimum antara UJUNG-UJUNG antena dan arus maksimum ditengahtengah antena diputus hubungkan dengan kabel antena untuk dihubungkan ke penerima ( sebagai antena penerima ). 19

Teknik Antena Antena dipole λ/2 jika dibandingkan dengan rangkaian resonator, sama seperti resonator seri saat resonansi. Tahanan resonansi suatu resonator seri adalah KECIL, pada antena dipole tahanan ini sekitar 60 Ω. Pada pemancar tahanan ini disebut TAHANAN PANCARAN, pada antena penerima disebut TAHANAN TITIK KAKI. 2.1.3.

Bentuk antena dipole terlipat ( Folded dipole )

Selain dipole λ/2 terdapat pula dipole satu λ, pada antena ini panjang batang sepanjang panjang gelombang yang diterima. Antena dipole terlipat diperoleh jika ujung-ujung antena dipole satu dalam jarak λ/4 ditekuk hingga ujungnya bersentuhan. 1λ b:50mm 100mm

λ /4

λ /4

λ/2

Gambar 20 Antena dipole λ/2 dan dipole terlipat memancarkan daya yang sama, maka antena dipole terlipat menarik arus SETENGAH KALI dari arus yang ditarik oleh antena dipole λ/2. Sedang arus separuh yang lain berada dalam batang yang lain yang terbangkit oleh pengaruh batang disampingnya. Untuk membangkitkan daya yang sama dengan arus yang hanya separuhnya, diperlukan tahanan antena EMPAT KALI lebih besar. Tahanan antena dipole terlipat berharga sekitar 240 Ω.

Ι1

Ι1

Ι2

λ/2

Gambar 21 Arus dalam dipole dan dipole terlipat

20

Teknik Antena 2.1.4.

Diagram arah antena dipole

Diagram arah vertikal

Diagram arah horisontal

Gambar 22

21

Teknik Antena 3. Lembar latihan a) Terangkan terjadinya antena dipole ? b) Sebutkan dua macam antena dipole ? c) Gambarkan dua macam bentuk antena dipole ? d) Gambarkan diagram arah antena dipole ?

22


Terjadinya antena dipole adalah sbb :

G

R=Zo

Zo

G

Beban R dipasang pada generator frekuensi tinggi. Skema tahanan R terhubung, hanya tahanan gelombang sama dengan Zo, terdapat penyesuaian antara beban dan penghantar, energi dari generator dipindahkan ke TAHANAN BEBAN R. Dengan demikian penghantar TIDAK MEMANCARKAN ENERGI dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jika tahanan R dilepas maka energi akan dipantulkan kembali ke genrator, dengan begitu ada sedikit energi yang dipancarkan. Kemudian kedua penghantar gambar kanan direntangkan seperti gambar kanan, maka akan banyak

ENERGI

yang

dipancarkan

dalam

bentuk

gelombang

ELEKTROMAGNETIS. Demikian terbentuk antena dari penghantar yang disebut antena Dipole. Seperti pada antena batang , kualitas pancaran antena dipole juga tergantung panjang antena dalam perbandingan dengan gelombang yang digunakan.

u

u I

Antena batang

Antena dipole

b) Dua macam antena dipole . Jawab : 1. Antena dipole biasa ( dipole terbuka ) 23

Teknik Antena 2. Antena dipole lipat

c) Gambar bentuk antena dipole sbb : Jawab : Antena dipole

Antena dipole lipat b:50mm 100mm /2

d) Gambar diagram arah antena dipole sbb : Jawab : Diagram arah antena dipole

Diagram arah vertikal

Diagram arah horisontal

24

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 4

ANTENA BERELEMEN BANYAK 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menerangkan tujuan penggunaan banyak elemen pada antena.

⇒

Menerangkan cara kerja antena berelemen banyak.

⇒

Menggambarkan susunan antena berelemen banyak.

⇒

Menerangkan kelebihan antena berelemen banyak dibanding antena berelemen tunggal.

2.

Informasi :

2.1. Antena Berelemen Banyak 2.1.1. TUJUAN Penguatan dan perbandingan muka belakang suatu antena akan bertambah besar jika dimuka dan dibelakang antena dipole atau dipole terlipat diletakkan batangbatang yang lain secara paralel pada jarak yang tertentu.

Gambar 23

25

Teknik Antena 2.1.2.

Prinsip Kerja

Setiap batang menerima energi dan memancarkan kembali energi ini. Batang-batang yang bertetangga mengambil kembali sebagian energi yang dipancarkan tadi, jika batang-batang itu terletak dalam jarak yang baik. Keadaan ini memperlihatkan suatu PENGGANDENG PEMANCARAN. Cara ini ditemukan ahli fisika Jepang Yagi dan Uda. 2.1.3. Penguatan Penguatan suatu antena penerimaan adalah perbandingan dari daya yang DIBERIKAN PADA antena ini PA dengan daya PN yang DIBERIKAN OLEH antena pembanding, jika kedua antena berada dalam medan elektromagnetis yang sama dan arah penerimaan yang sama. Penguatan dinyatakan dalam dB, misal dinyatakan G = 16 dB berarti bahwa : antena yang diuji mempunyai tegangan keluaran sekitar 16 dB lebih tinggi dari antena pembanding. 2.1.4. Perbandingan muka belakang ( front to back ratio ) Perbandingan muka belakang adalah suatu ukuran keterpengaruhan ARAH dari antena dan dinyatakan sebagai perbandingan logaritmis dari tegangan-tegangan pada α = 0 dan α = 180 . 0

0

Perbandingan muka belakang =

a b

a

b

Perbandingan muka belakang dinyatakan dengan dB. Gambar 24 Perbandingan muka belakang dinyatakan dalam dB.

26

Teknik Antena 2.2.

Antena Yagi

1/

2

4

3

3

l1 = 0,25 λ

3

l2 = 0,15 λ l3 = 0,1 λ l4 < 0,1 λ

/2 >

2

/2

DIREKTOR DIPOL TERLIPAT REFLEKTOR

Gambar 25 Batang terpanjang yang terlihat dari pemancar berada dibelakang dipole terminal melemparkan kembali energi ke dipole terminal dan sekaligus melindungi medan dari sisi yang lain. Batang ini disebut REFLEKTOR. Batang-batang yang pendek dimuka dipole terminal mengalirkan energi yang terkonsentrasi dari arah pancar. dengan demikian dicapai jatuh energi yang terkuatkan pada dipole terminal. Batang-batang ini disebut direktor. Penguatan , keterpengaruhan arah dan perbandingan muka belakang sebuah antena Yagi tergantung dari jumlah dan penempatan DIREKTOR DAN REFLEKTORNYA.

27

Teknik Antena

Pada saat 00 adalah arah

Diagram arah antena Yagi

kemana E 30°

Ua Ua max

Ua max

20°

40°

50°

0/360° 10 0,9 0,8 0,70 0,6

340°

330° E 0,7 =36°

0,5 0,4 0,3 0,2

60°

antena

harus

diletakkan

menghadap

pemancar.

Gambar

disamping

mempunyai

320°

sudut bukaan αEo , 7 = 36 ,

310°

pemancar

300°

pada arah daerah bukaan

Un max

akan diterima dengan baik.

0

yang

terletak

E =300° ) 270° U n max

( 90° E0 =90°

( E =240° )

0,2 0,3 0,4 0,5

120°

240°

210° U 180°

150°

180°

Diagram arah horisontal Gambar 26

28

Teknik Antena 3. Lembar latihan a) Terangkan tujuan penggunaan banyak elemen pada antena. b) Terangkan cara kerja antena berelemen banyak. c) Gambarkan susunan antena berelemen banyak. d) Terangkan kelebihan antena berelemen banyak dibanding antena berelemen tunggal.

29

Teknik Antena 4. Lembar Jawaban a) Terangkan tujuan penggunaan banyak elemen pada antena. Jawab : Tujuannya adalah memeperbesar penguatan dan perbandingan muka belakang. Namun peletakan batang-batang elemen tersebut harus paralel dan jaraknya pun tertentu satu dengan lainnya. b)

Terangakan cara kerja antena berelemen banyak.

Jawab Setiap batang menerima energi dan memancarkan kembali energi ini. Batangbatang

yang

bertetangga

dipancarkan tadi . Jika

mengambil

kembali

sebagian

energi

yang

batang-batang itu terletak dalam jarak yang baik.

Keadaan ini memperlihatkan suatu penggandeng pemancaran. c)

Gambarkan susunan antena berelemen banyak.

Jawab

1/

2

4

3

3

3

l1 = 0,25 λ l2 = 0,15 λ l3 = 0,1 λ

/2 >

2

/2

l4 < 0,1 λ

DIREKTOR DIPOL TERLIPAT REFLEKTOR

d) Terangkan kelebihan antena berelemen banyak dibanding antena berelemen tunggal. Jawab Mempunyai reflektor, sehingga pancaran yang arahnya tidak sesuai ( berlawanan maksud tujuan ) akan dikembalikan ke dipole dan sekaligus melindungi medan dari sisi yang lain. - Mempunyai direktor , semakin banyak jumlahnya akan menentukan penguatan, keterpengaruhan

arah

dan

perbandingan muka belakang.

30

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 5

PENYESUAI IMPEDANSI 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menerangkan perlunya penyesuaian impedansi.

⇒

Menerangkan cara-cara penyesuai impedansi.

⇒

Menghitung harga-haraga komponen rangkaian penyesuai.

2. Informasi : Tugas antena pemancar adalah memancarkan sinyal RF dari pesawat pemancar dalam bentuk gelombang elektromagnetis. Sedang tugas antena penerima memberikan sinyal RF lebih lanjut, energi yang ia terima ke pesawat penerima.

Gambar 27 Rangkaian pengganti saluran transmisi

Pemancar mempunyai impedansi keluaran Z1,penghantar mempunyai impedansi Zo , dan antena mempunyai tehanan terminal Ze , ketiga besaran impedansi itu harus SAMA BESAR. Jika Z1 = Zo = Ze

( SESUAI / MATCH )

Sehingga antena dapat melaksanakan tugasnya dengan baik. Jika ada nilai impedansi yang berlainan atau seluruhnya berlaianan, sebagian energi akan DIPANTULKAN KEMBALI ke pesawat pemancar. Faktor pantul r, jika terdapat kesesuaian maka r = 0, jika terdapat ketidaksesuaian penuh harga r = 1.

Penyesuai Impedansi

31

Teknik Antena Saat r = 0, energi dari pemancar SELURUHNYA SAMPAI di antena tanpa gangguan. Sedangan saat r = 1, seluruh energi MENGALIR KEMBALI ke pesawat pemancar. 2.1. Penyesuaian dengan komponen terkonsentrasi

L Zo C

Ze

Gambar 28 Penyesuai terkonsentrasi Impedansi antena Ze = Ra + jxa, pertama kali kita abaikan bilangan imajiner ± jxa, tinggal Ra yang akan kita sesuaikan dengan tahanan gelombang penghantar Zo Ra - Zo

X L = Zo

....................... ( 1 )

Zo

maka

Zo

X C = Ra

........................ ( 2 )

Ra - Zo

Setelah itu bagian imajiner ± jXa dikompensasikan dengan induktansi atau kapasitansi yang sesuai dalam seri dengan Ze. Dalam rumus 1 dan 2, Ra>Zo, jika perkirakan ini tidak ada maka rangkaian dapat dipertukarkan. Contoh 1 : Impedansi antena Ze = 80 + j25 ohm harus dicatu dengan kabel koaksial dengan Zo = 50 ohm, serapa besar L dan C jika frekuensi operasi f = 200 MHz. Penyelesaian : Zo

Xc = Ra C

=

Ra - Zo 1

2. π. f. Xc

X L = Zo L

=

=

Ra - Zo

XL 2. π. f

Zo =

= 80

50

= 103,2 Ω

80 - 50 1 8

2. π.2.10 .103,2 80 - 50

= 50

50

38 2. π.2.10

= 7,7 pF

= 38,7 Ω -8

8

≈ 3.10 H = 30 nH

Bagian imajiner + j25 ohm dikompensasi oleh Xc, harga dari tahanan ini

Penyesuai Impedansi

32

Teknik Antena 1 ωC

= 25 ohm

dan

C =

1 2. π.f.25

=

1 8

2. π.2.10 25

≈ 32 pF

Sehingga rangkaiannya menjadi

30nH Zo=50

32pF

7,7pF

+ j25 80

Gambar 29 Rangkaian penyesuai LC ( Ra > Zo )

Contoh 2 : Impedansi masukan antena Ze = 30 + j25 ohm dicatu dengan kabel koaksial Zo = 50 ohm, frekuensi f = 200 MHz. Bagaimanakah rangkaian penyesuaiannya ? Penyelesaian : Sekarang Zo > Ra, maka ranmgkaian dipertukarkan ( gb 2 ) sehingga rumus 1 dan 2 menjadi. Xc = Zo

Ra

= 50

Zo - Ra

30 50 - 30

= 61 Ω

Sehingga C =

1 8

2. π.2.10 .61

≈ 13 pF

dan X L = Ra

Zo - Ra

= 30

Ra

50 - 30 30

= 24,5 Ω

Tahanan XL ini hamp[ir sama dengan bagian induktif dari antena, maka XL dapat ditiadakan. Pada kasus harus dikopensasi. Maka rangkaiannya menjadi :

Penyesuai Impedansi

33

Teknik Antena

Zo=50 13pF

+ j25 30

Gambar 30 Rangkaian penyesuai dengan Ra
X L = Zo

Ra - Zo

= 240

Zo

280 - 240 240

= 98 Ω

Karena simetris XL dibagi dua = 49 ohm X C = Ra

Zo

= 280

Ra - Zo

240 280 - 240

= 686 Ω

Ra

Gambar 31

2.2.

Rangkaian Simetris

Dalam banyak hal, suatu antena simetris ( misal dipole λ/2 ) harus dicatu melalui penghantar tidak simetris ( misal kabel koaksial ), untuk ini diperlukan rangkaian antara.

Penyesuai Impedansi

34

Teknik Antena

Salah satu contoh :

/2

Rangkaian dengan

pengubah

perbandingan

disamping

impedansi 4

dengan

:

1

bantuan

penghantar λ/2.

/2

penghantar λ/2 ini untuk membuat PERGESERAN FASA SEBESAR 1800, dengan begitu kedua elemen dipole

dicatu

dengan

yang

sama

tetapi

amplitudo FASANYA

BERBEDA. Gambar 32 Penghantar λ/2 hanya diperlukan panjang secara listriknya bukan tahanan gelombangnya. Rangkaian ini adalah rangkaian band sempit, hanya sekitar ± 15 % dari frekuensi tengahnya. Penghantar bengkok λ/2 dapat membentuk suatu resonator atau kumparan dan sebagainya.

Zo

Contoh impedansi

2Zo

rangkaian band

pengubah lebar.

Disini

diperlukan dua pasang kumparan Zo/2 Zo

membentuk simetris

dua dengan

penghantar tahanan

gelombang Zo. Gambar 33

Penghantar ini dilihat dari satu sisi merupakan rangkaian paralel disisi lain SERI.

Seperti hal pengubah impedansi yang diatas dengan penghantar λ/2, disini perbandingan impedansinya 4 : 1. Lebar band dapat mencapai 3 : 1dan banyak digunakan untuk televisi. Penyesuai Impedansi

35

Teknik Antena 3. Lembar latihan a)

Terangkan perlunya penyesuaian impedansi

b)

Terangkan cara-cara penyesuaian impedansi

c)

Hitung harga-harga komponen penyesuai, dari soal berikut : Impedansi antena : 60 Ω + 15 j diumpan menggunakan tabel koaksial Zo = 50 ohm, frekuensi kerja 108 MHz

Penyesuai Impedansi

36

Teknik Antena 4. Lembar Jawaban a) Terangkan perlunya penyesuaian impedansi Jawab : Sebab antara pemancar , saluran dan antena impedansinya belum tentu sesuai. Apabila tidak sesuai, maka tenaga yang dihasilkan oleh pemancar sebagian atau lebih seluruhnya dipantulkan kembali ke pemancar. Untuk itulah perlu adanya penyesuaian impedansi. b) Terangkan cara-cara penyesuaian impedansi Jawab : Dengan cara pemasangan komponen terkonsentrasi diantara antena dan saluran pemancar.

Saluran transmisi

Antena

rangkaian terkonsentrasi

c) Hitung harga-harga komponen penyesuai, dari soal berikut : Impedansi antena : 60 Ω + 15 j diumpan menggunakan tabel koaksial Zo = 50 ohm, frekuensi kerja 108 Mhz Jawab : Zo

Xc = Ra

Ra - Zo C

=

1 2. π. f. Xc

X L = Zo L

=

=

Ra - Zo

XL 2. π. f

50

= 60

60 - 50 1 8

6

2. π.2.10 .10 .134,2 = 50

60 - 50

Zo =

= 134,2 Ω

50 22,4 8

2. π ..10 .10

6

= 10,99 pF

= 22,4 Ω

= 33 nH

Bilangan imajiner + 15j ohm dikompensasi oleh Xc, sebesar

Penyesuai Impedansi

37

Teknik Antena 1 ωC C =

= 15 Ω 1 2. π.f.15

=

1 8

6

2. π.2.10 .10 .15

= 98 pF

Penyesuai Impedansi

38

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 6

PENGHANTAR ANTENA 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menerangkan konstruksi dan sifat penghantar antena.

⇒

Menghitung tahanan gelombang dari penghantar.

⇒

Menerangkan terjadi gelombang berdiri.

2.

Informasi :

2.1. Kabel Antena Untuk menghubungkan antena dengan pesawat dan pemancar dengan antena diperlukan kabel yang khusus. Kerana energi yang dipindahkan berfrekuensi tinggi. Maka induktifitas dan kapasitansi kabel akan sangat mempengaruhi pemindahan energi. kecepatan rambat akan TERBATAS. Untuk mengatasi hal itu diperlukan kabel untuk frekuensi tinggi. 2.2. Kunstruksi dan sifat

Gambar 34

Gambar 35

Kabel koaksial

Kabel pita

l R

L

C

G

Gambar 36

Penghantar Antena

39

Teknik Antena Tahanan R adalah tahanan nyata penghantar, induktansi L adalah induktansi kawat dan kapasitansi C adalah kapasitansi yang terbentuk antara kawat dengan kawat ( kabel pita ) dan kawat dengan pelindungnya ( kabel koaksial ) dengan dialektrikum dari isolasi kabel. Tahanan antar kawat membentuk daya hantar G. Semakin tinggi frekuensi sinyal yang lewat akan semakin TINGGI XL dan semakin KECIL XC. Dari rangkaian pengganti dapat dilihat koponen-komponen membentuk suatu PELALU BAWAH. Dikarenakan tahanan R, tegangan menurun, dan sebagian melewati daya hantar G. kerugian-kerugian ini disebut REDAMAN. Konstanta redaman α dinyatakan dalam dB tiap 100 m. 1 MHz

50 MHz

100 MHz

200 MHz

500 MHz

600 MHz

1,0

7,0

10,0

15,0

25,0

27,5

Redaman kabel dalam dB tiap 100 m pada t = ± 200 C. 2.3.

Kecepatan rambat

Kecepatan rambat gelombang elektromagnetis V dalam kawat ganda berisolasi lebih 8 KECIL daripada dalam vakum ( c = 3 . 10

V =

V c εr

m ). s

c εr

= Kecepatan rambat dalam kawat = Kecepatan cahaya =

Konstanta dielektrikum bahan isolasi

Lebih lanjut panjang gelombang dalam kawat lebih pendek, faktor pemendekan k adalah sebesar

k =

1 εr

atau

k =

V c

Faktor pemendekan k pada kabel koaksial sekitar 0,65 ........... 0,82.

Penghantar Antena

40

Teknik Antena 2.4. Tahanan gelombang Pada sinyal frekuensi tinggi ( f > 100 kHz ) tahanan kawat R dapat diabaikan dibanding reaktansi induktif XL = ωL

( R << ωL ).

Daya hantar dari kapasitansi antar kawat ( G << ωC ). Energi elektromagnetis terdapat antara setengahnya elemen induktif dan kapasitif. 1 2

. L . i2 =

1 2

. C . U2

Energi dalam induktansi = energi dalam kapasitansi. Dari persamaan diatas diperoleh tahanan gelombang Zo =

L C

( untuk sebuah penghantar )

L dan C adalah induktansi dan kapasitansi tiap satuan panjang tahanan gelombang suatu kabel tergantung pada frekuensi dan berlaku hanya pada frekuensi tinggi, bukan merupakan tahanan nyata maupun tahanan semu. Tahanan ini terbentuk melalui ukuran d dan D serta pemilihan DIELEKTRIKUM εr 2.5. Gelombang berdiri

l =1m

G

20cm

Gambar 37

Percobaan diatas untuk melihat terjadinya gelombang berdiri pada suatu penghantar. Generator bergetar pada f = 300 MHz dimana panjang gelombangnya λ = 1m. Diameter penghantar d = 1 mm. Kedua penghantar ujung yang lain tetap terbuka. U

l 0,25 0

0,75 3/4

1/4

1m 1

Gambar 38

Penghantar Antena

41

Teknik Antena Hasil pengukuran dari percobaan memperlihatkan gelombang berdiri pada suatu penghantar dengan ujung terbuka. Jika terjadi hubung singkat pada jarak 0,25 m atau 0,75 tidak akan merubah pembagian tegangan. λ

a)

R=

Z I,U

U

\4

\4

\4

\4

b) Z

I,U

R=0

U

Gambar 39

c) Z

R=Z

Z

R
I,U U

d)

I,U

U

Ι

Gambar 40

Penghantar Antena

42

Teknik Antena Gambar diatas memperlihatkan kemungkinan yang terjadi dengan kondisi beban pada ujung penghantar. Jika tahanan beban sama dengan tahanan gelombang penghantar ( R = Z ) maka pada penghantar tidak terdapat gelombang berdiri. Ini dikarenakan seluruh energi dipindahkan ke beban (tahanan penutup ), amplitudo tegangan dan arus konstan sepanjang penghantar. Diluar keadaan diatas ( R ≠ Z ; R = ∼ ; R = 0 ) terdapat gelombang berdiri pada penghantar dengan jarak maksimal amplitudo dengan maksimal amplitudo yang lain = λ/2 dan maksimal = λ/4. 2.6. Kabel simetris

H

Penghantar E

Bahan isolasi

Gambar 41

Satu kabel /penghantar simetris dengan dua penghantar dengan jarak tertentu ( 20 cm - 30 cm ) yang dijaga oleh bahan isolasi. Tahanan gelombang jenis ini dipilih sekitar 600 ohm berdasarkan pertimbangan mekanis. Gambar kanan memperlihatkan garis medan magnit dan garis medan listriknya . Besar tahanan gelombang dapat dihitung dengan rumus :

Penghantar Antena

43

Teknik Antena

Zo =

120 l ( 2a) n d Cr

d

=

diameter

penghantar

dalam m

Tabel .1.

a=

500

jarak antara penghantar dalam m

400

Cr = 1 300

Zo =

120 l ( 2a) n d Cr

Cr = 2,6

200 d

d

a 100 1

2

3

4

6

8 10

20

40 50

a/d

Gambar 42

Jenis yang lain yang terkenal dengan kabel pita, banyak dipergunakan pada televisi. Kedua penghantarnya di cor dengan bahan isolasi

Gambar 43

Dibanding jenis yang pertama, redaman pada kabel jenis ini LEBIH BESAR. Penghantar jenis ini mempunyai tahanan gelombang 240 ohm. Pengaruh cuaca sangat besar, bahan isolasi akan berubah dan menyebakan sifat listriknya berubah pula. Dalam penggunaan yang lama, redaman semakin besar untuk memperbaiki sifat itu dikembangkan kabel simetris dengan pengaman.

Penghantar Antena

44

Teknik Antena

Pengaman

Gambar 44 Kabel jenis ini biasanya mempunyai tahanan gelombang 120 ohm dan juga 240 ohm. 2.7.

Kabel tidak simetris

Kabel simetris hanya mampu sampai beberapa ratus MHz maka dikembangkan seperti kabel koaksial. Kabel koaksial terdiri dari penghantar dalam dan penghantar luar berbentuk pipa, diantaranya adalah kosong.

D

d

Dielektrikum Pengaman/pelindung

Gambar 45 Untuk menjaga jarak antara penghantar dalam dan luar dibagian antar diisi dengan bahan dielektrikum, dan ini merubah sifat listrik kabel. Tahanan gelombang dihitung berdasarkan ukuran diameter d dan D, bahan-bahan dielektrikum εr.

Zo =

60

εr

1n

D d

Besar Zo dalam praktek adalah 50 ohm, 60 dan 75 ohm. Sedang frekuensi maksimum yang dapat dilakukan dapat dihitung dengan :

Penghantar Antena

45

Teknik Antena f maks ≈

0,64

Co = Kecepatan cahaya 3.108

Gambar 46 Hubungan antara ukuran kabel koaksial dengan tahanan gelombang Frekuensi (MHz)

Daya (Watts)

Gambar 47

Penghantar Antena

46

Teknik Antena Daya yang diijinkan pada kabel koaksial berlainan tipe dalam

keterpengaruhan

frekuensi operasi. Pada grafik diatas menunjukkan semakin tinggi frekwensi maka kemampuan akan semakin menurun.

Penghantar Antena

47

Teknik Antena 3.

Lembar latihan a) Terangkan konstruksi dan sifat penghantar antena b) Hitung besarnya variabel berikut ini ( perhatikan tabel 1 dan 2 ) 1. Kabel simetris dengan d = 1 mm εr = 1 ( udara ) Zo = 300 Ω hitung a (jarak antara sumbu penghantar simetris) ! 2. Kabel unbalance dengan Zo = 50 Ω εr = 2,6 D = 8 mm hitung d (diameter penghantar dalam) ! c) Terangkan terjadinya gelombang berdiri.

Penghantar Antena

48

Teknik Antena d) Lembar Jawaban a) Terangkan konstruksi dan sifat penghantar antena Jawab : Ada 2 macam konstruksi yaitu - Koaksial - Pita (twin lead) Didalam kabel antena mempunyai beberapa besaran yaitu R , L , C dan G. R adalah tahanan nyata kawat penghantar. L adalah induktansi kawat. C adalah kapasitansi. Tahanan antar kawat membentuk daya hantar G. Semakin tinggi frekuensi sinyal yang lewat akan semakin tinggi XL dan semakin kecil XC. Tahanan R menyebabkan tegangan menurun dan sebagian melewati daya hantar G. Kerugian ini disebut redaman. Konstanta redaman α dinyatakan dalam dB tiap 100 m. b) Hitung besarnya variabel berikut ini ( perhatikan tabel 1 dan 2 ) 1. Kabel simetris dengan d = 1 mm εr = 1 ( udara ) Zo = 300 Ω hitung a (jarak antara kedua sumbu penghantar simetris) ! Jawab : 120

Zo =

Ln

2a d

er 300 =

120

Ln

2a d

1 Ln

2a

=

d Ln

2a

300 120 = 2,5

0,001 Ln 2000 a = 2,5 a

= 6 mm.

2. Kabel unbalance dengan Zo = 50 Ω εr = 2,6 D = 8 mm hitung d (diameter penghantar dalam) !

Penghantar Antena

49

Teknik Antena Jawab : 60

Zo =

Ln

D d

er 60

50 =

Ln

D d

2,6 Ln

D

50

=

60

d

2,6 =

50. 2,6 60

= 1,344 Ln

0,008

= 1,344

d d

= 2,086403 mm

c) Terangkan terjadinya gelombang berdiri. Jawab : Gelombang berdiri terjadi pada R beban = ∼ R beban = o R beban < Z Apabila R = ∼ ; R = o ; R < Z akan ada selisih hambatan antara saluran dengan beban (antena) sehingga akan terjadi tegangan pada selisih hambatan tadi. tegangan pada selisih hambatan tadi kita sebut dengan gelombang berdiri

Penghantar Antena

50

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 7

PEMANTULAN GELOMBANG 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menerangkan kejadian akibat pemantulan gelombang elektromagnetis.

⇒

menghitung jarak dinding pantul terhadap penerima.

⇒

Menerangkan proses pembengkokan perambatan gelombang.

2.

Informasi:

2.1. Pemantulan Gelombang elektromagnetis dalam daerah SW, VHF sampai UHF pada kondisi tertentu memancarkan dan atau tidak memancarkan akan dipantulkan seperti halnya cahaya (optik). Terutama pada penerimaan VHF sampai UHF. Terdapat banyak jalan perambatan, ini akan menimbulkan kejadian medan penerimaan yang bergoyang ( fading ) pada radio dan bayangan setan pada televisi. PEMANCAR

GUNUNG PEMANCAR

PENERIMA

PENERIMA Kejadian refleksi diinginkan

Kejadian refleksi tidak diinginkan

Gambar 49

Gambar 48

Perbedaan jalan tempuh antara sinyal langsung dengan sinyal pantul untuk ∆t = 1 µs adalah : d = c . ∆t = 3.10 m/s. 1 . 10 8

Pemantulan Gelombang

-6 S

= 300 meter.

51

Teknik Antena Dinding pantul

17" 2cm

Gambar 50

17 inchi = 43,18 Cm. Lebar layar =

43,18 Cm . 4 = 34,52 Cm ( layar televisi 4 : 3 ) 5

angka 5 didapat dari 4 2 + 3 2

Waktu arah maju = 52 µs Perbedaan waktu ∆t =

52 µs . 2 Cm = 3,012 µs 34,52 Cm

Perbedaan jarak tempuh d = 3.108 m/s . 3,012 . 10-6S = 903,6 m. berarti jarak pesawat televisi ( antenanya ) dengan dinding pantul sejauh

D =

d 2

=

903,6

= 451,8 meter

2

2.2. Pembekokan Pembengkokan perambatan gelombang oleh lereng atau puncak gunung, rumah atau juga suatu celah, seperti cahaya yang melewati celah.

Lampu celah Dinding Gambar 51


52

Teknik Antena

Gambar 52 Selain prinsip diatas terdapat pula pembengkokan arah rambat gelombang elektromagnetis pada pergantian medium yang satu dengan medium yang lain (pematahan). Ini terjadi karena terdapat perbedaan kerapatan pada setiap lapisan medium.

Gambar 53


53

Teknik Antena 3. Lembar latihan a) Terangkan akibat pemantulan gelombang elektromagnetis. b) Hitung jarak dinding pantul terhadap penerima. Apabila diketahui : ukuran layar TV : 24 inchi. Jarak gambar asli dengan bayangan ( ghost ) = 11/2 cm. c) Terangkan proses pembengkokan perambatan gelombang.


54


Trengkan akibat pemantulan gelombang elektromagnetis.

Jawab : Pada radio berakibat , penerimaan yang bergoyang ( fading ) Pada Televisi berakiibat : bayangan setan ( Ghost ). b) Hitung jarak dinding pantul terhadap penerima. Apabila diketahui : ukuran layar TV : 24 inchi. Jarak gambar asli dengan bayangan ( ghost ) = 1 1 /2 cm

Jawab :. Ukuran layar TV = 24 x 2,54 cm = 60, 96 cm. Lebar layar TV =

60,96 cm x 4 = 48,768 cm. 5

Waktu arah maju = 52 µs. Perbedaan waktu ( ∆t ) =

52 µs . 1 12 cm. 48,768 cm

= 1,6 µs. Perbedaan jarak tempuh d = 3.108 m/s . 1,6 . 10-6S = 480 m Jadi jarak antena pesawat televisi terhadap dinding pantul = d 2 480 m = 2 = 240 m

D =

c) Terangkan proses pembengkokan perambatan gelombang. Jawab :. Pembengkokan perambatan gelombang terjadi akibat suatu gelombang yang melewati lereng, celah atau puncak gunung. Dapat kita bayangkan sebuah sinar yang menerobos celah, maka keluar dari celah sinar akan ada yang berbelok arah. Juga terjadi pada suatu gelombang yang melewati beberapa lapisan medium yang berbeda kerapatannya, maka gelombang tadi akan berbelok arahnya.


55

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 8

DATA PENGENAL ANTENA 1.

Tujuan pembelajaran

⇒

Menyebutkan data-data pengenal listrik, minimal 5 macam.

⇒

Menerangkan maksud masing-masing data pengenal listrik.

⇒

Menerangkan yang dimaksud data pengenal mekanis.

2.

Informasi :

2.1. Data Pengenal Listrik 2.1.1. Tahanan Masukan Tahanan masukan sebuah antena, yang juga dinamakan TAHANAN TITIK KAKI melambangkan sifat IMPEDANSI pada terminalnya. Untuk pemindahan yang baik antara antena dan pesawat penerima, harga tahanan gelombang dari kabel penyalur antena harus sesuai. Tergantung dari jenis antena, terdapat harga nominal yang telah dinormakan yaitu 75 Ω dan 300 Ω. 2.1.2. Penguatan Penguatan suatu antena penerimaan adalah perbandingan dari daya yang DIBERIKAN PADA antena ini PA, dengan daya PN yang DIBERIKAN OLEH antena pembanding, jika kedua natena berada dalam medan elektromagnetis yang sama dan arah penerimaan yang sama. Penguatan dinyatakan dalam dB, misal dinyatakan G = 16 dB berarti bahwa : antena yang diuji mempunyai tegangan keluaran sekitar 16 dB lebih tinggi dari antena pembanding. 2.2.

Karakteristik arah

Karakteristik arah adalah penampilan ruangan dari tegangan penerimaan dari suatu antena dalam keterpengaruhan sudut jatuh dari gelombang elektromagnetis, maka terdapat karakteristik bola atau juga karakteristik gada.

Data Pengenal Antena

56

Teknik Antena

0°

Gambar 54 Karakteristik penerimaan secara ruangan

2.2.1. Diagram arah Diagram arah adalah secara gambar sebuah potongan horisontal vertikal melalui karakteristik arah dari sebuah antena.

E 30°

Ua Ua max

Ua max

20°

40°

50°

0/360° 10 0,9 0,8 0,70 0,6

340°

pada sudut αE = 00 (

330°

310°

Un-max

Un max

90° E0

E =240° )

(

0,2 0,3 0,4 0,5

240°

U180

= Tegangan pada 1800

αE0

= Posisi nol ( pada 900 )

αE0,7

= Sudut buka ( lebar harga separuh )

210° U 180°

150°

= Tegangan maksimum pada gada sisi

300°

E =300° ) 270° U n max

120°

UO )

320°

(

=90°

= Tegangan maksimum

E 0,7 =36°

0,5 0,4 0,3 0,2

60°

Ua-max

180°

Diagram arah horisontal Gambar 55 Dalam diagram ditunjukkan besarnya tegangan pada terminal antena dalam ketergantungan dengan SUDUT JATUH, pada saat antena menerima pancaran dengan intensitas yang sama.


57

Teknik Antena Penampilan gambar dinormakan, pada saat tegangan yang diterima saat arah tertentu Ua dibandingkan dengan tegangan penerimaan maksimum Ua-max. Perbandingan Ua dengan Ua-max = 1 didapat pada arah dengan sudut 0 derajat ke pemancar. Untuk diagram arah selalu didasarkan pada kuat medan listrik E dari medan elektromagentis. Diagram arah gambar diatas memproduksi penampilan sebuah antena dengan polarisasi horisontal. Tegangan-tegangan pada tiap sudut jatuh dapat dibaca pada bidang E ( αE ) 2.2.2. Sudut bukaan ( beamwidth ) Sudut bukaan informasi tentang ketajaman arah suatu antena. Untuk memperolehnya kita beri tanda titik pada kedua sisi dari arah penerimaan utama, dimana tegangan pada titik itu adalah 0,7 kali ( -3 dB ) dari tegangan maksimumnya. Gambar di atas 0 memperlihatkan sudut bukaan αE 0,7 = 36 ( lihat gambar diagram arah horisontal ).

Selain itu lazim pula disebut lebar harga setengah, pada daerah ini daya yang diberikan oleh antena turun sampai setengahnya. 2.2.3. Perbandingan muka belakang ( front to back ratio ) Perbandingan muka belakang adalah suatu ukuran untuk keterpengaruhan arah dari antena dan dinyatakan sebagai perbandingan logaritmis dari tegangan-tegangan pada α = 00 dan α = 1800.

Perbandingan muka

belakang =

a

a b

b

Gambar 56 Perbandingan muka belakang dinyatakan dalam dB.

2.2.4. Lebar jangkauan ( band width )


58

Teknik Antena Lebar jangkauan sebuah antena tidak dapat didefinisikan seperti lazimnya dengan bantuan jatuhnya penguatan pada -3 dB, karena penguatan berubah hanya sedikit sekali pada daerah frekuensi lebar. Tujuannya adalah, pernyataan harga nominal dan maksimal dimana diantaranya penguatan bervariasi pada lebar jangkauan tertentu.

G

(dB)

10

b c

8 6 a

4 2

500

540

580

620

f (MHz)

Gambar 57

Dalam contoh gambar diatas ditampilkan, misal pada daerah a adalah penggunaan jangkauan yang lebar atau keseluruhan daerah, b adalah penggunaan jangkauan lebar untuk beberapa kanal, sedang C adalah penggunaan jangkauan sempit atau antena kanal. Maka ditetapkan suatu antena untuk daerah VHF, daearah UHF untuk daerah IV dan V. 2.3.

Data Pengenal mekanis

Dalam data itu ditampilkan, UKURAN FISIK, BERAT dan juga persesuaiannya dengan data listriknya. Selain itu juga BAHAN dan KUALITAS PERMUKAANNYA.


59

Teknik Antena 3. Lembar latihan a)

Sebutkan data-data pengenal listrik, minimal 5 macam

b)

Terangkan maksud masing-masing data pengenal listrik.

c)

Terangkan yang dimaksud data pengenal mekanis.


60

Teknik Antena 4. Lembar Jawaban a) Sebutkan data-data pengenal listrik, minimal 5 macam Jawab : Tahanan masukan Penguatan Karakteristik arah Diagram arah Sudut bukaan ( beam width ) Perbandingan muka belakang ( front to back ratio ) Lebar kjangkauan ( band width ) b) Terangkan maksud masing-masing data pengenal listrik. Jawab : Tahanan masukan Juga disebut tahanan titik kaki atau impedansi . Harga nominal yang dinormakan adalah 75 Ω dan 300 Ω. Penguatan Perbandingan antara daya yang diberikan oleh antena terhadap daya yang diterima oleh antena. Karakteristik arah Penampilan ruangan oleh tegangan penerimaan dari suatu antena dalam keterpengaruhan sudut jatuh dari gelombang elektromagnetis. Diagram arah Penampilan secara gambar sebuah potongan horisontal vertikal melalui karakteristik arah dari sebuah antena. Sudut bukaan ( beam width ) Menentukan ketajaman arah suatu antena. Perbandingan muka belakang ( front to back ratio ) Ukuran untuk keterpengaruhan arah dari antena dan dinyatakan sebagai perbandingan logaritmis dari tegangan-tegangan pada α = 00 dan α = 1800. Lebar kjangkauan ( band width )


61

Teknik Antena Lebar jangkauan sebuah antena tidak dapat disamakan dengan penentuan lebar band suatu penguat dengan bantuan -3 dB karena penguatan antena berubah hanya sedikit sekali pada daerah yang lebar. c) Terangkan yang dimaksud data pengenal mekanis. Jawab : Data yang diberikan oleh pembuat / pabrik berupa : Ukuran fisik Berat bahan.


62

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 9

Pengukuran Daya Pada Dummy Load 1.

Tujuan Pembelajaran

⇒

Mengoperasikan generator 2M Band (167,2MHz.)

⇒

Membaca sekala yang ada pada SWR / Power meter.

⇒

Mengoperasikan SWR/Power meter pada pengukuran Dummy load

⇒

Mengukur perbandingan gelombang tegak (VSWR)

⇒

Mengukur daya Forward(maju) dan daya Mundur dari pemancar

2.

Waktu

3.

Alat dan Bahan

⇒

Dummy load

⇒

SWR / Power meter

⇒

Coaxial kabel kelengkapannya (2buah). yang meliputi coaxial kabel dengan

240

menit

ujung BNC - konektor dan konektor - konektor ⇒

Generator 2M Band (167,2MHz.)

4. Keselamatan Kerja ⇒

Tempatkan alat dan bahan denganbaik dan teratur, pada meja praktek.

⇒

Gunakan peralatan sesuai dengan fungsinya dan atur range pada SRW sesuai batasannya.

⇒

Jangan sampai menghidupkan sakelar transmit sebelum sistim terpasang semuanya.

⇒

Jangan menghidupkan sakelar transmit saat memindahkan posisi pengaturan fungsi/power pada SWR meter.

63

Teknik Antena 5.

Langkah Kerja

5.1.

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini.

5.2.

Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke SWR (dengan tanda TX) dan satunya ke generator, dengan tanda ujung BNC.

5.3.

Pasang dummy load pada SWR dengan tanda .ANT dibelakang SWR. TX

Dummy load dipasang dibelakang

CAL

POWER

MIN

DIAMOND SX-200 ANTENNA

MAX

200W

POWER

REV

20W

CAL

FWD

5W

SWR

OFF

RANGE

FUNCTION

POWER

VHF GENERATOR V 1672

FREQUENCY

167.20 BNC

POWER

Jangan hidupkan sakelar transmit tanpa beban pada RF out.

ON OFF STD BY

TRANS MIT

RF OUT

Gambar 58 Susunan pengabelan antara Generator,SWR dan Dummy load

5.4.

Atur posisi “ Function “ pada SWR meter ( Power, Cal, SWR ) pada posisi CAL, dan kedudukan “ Power “ ( REV, FORW, OFF ) pada posisi FORW, sedangkan Range pada 5W.

5.5.

Hidupkan Power Generator, sakelar stand by dan sakelar transmit, lalu atur potensio calibrasi pada SWR meter sampai

posisi

jarum meter tepat

menunjuk pada kedudukan CAL, lalu matikan dulu Sakelar transmit. 5.6.

Pindahkan posisi Function dari CAL ke SWR dan hidupkan lagi sakelar transmit lalu lihat pembacaan yang ditunjukkan oleh jarum meter, catat hasilnya pada tabel yang tersedia, lalu matikan dulu sakelar transmit.

64

Teknik Antena

Gambar 59 Panel depan sebuah Power / SWR meter merk Diamond 5.7.

Pindahkan posisi Function dari SWR ke Power dan Power pada FWD hidupkan lagi sakelar transmit lalu lihat pembacaan yang ditunjukkan oleh jarum meter, catat hasilnya pada tabel daya FWD yang tersedia, lalu matikan dulu sakelar transmit.

5.8.

Ulangi langkah 7 dengan merubah sakelar power dari FWD ke REF untuk mendapatkan data daya REFnya.

Tabel 1. SWR

daya FWD

daya REF

65

Teknik Antena 6.

Tugas :

6.1.

Isikan tabel data hasil pengukuran pada tabel yang telah tersedia

6.2.

Satu kelompok penentuannya sesuai dengan pembagian kelompoknya.

6.3.

Jawab pertanyaan

7.

Pertanyaan :

7.1. Berapakah seharusnya angka VSWR yang baik dari sebuah dumy load yang ideal ? 7.2. Samakah besar kecilnya VSWR jika frekuensinya diubah-ubah ?. 7.3. Jika terjadi perubahan mengapa bisa terjadi ?. 7.4. Bilamanakah VSWR mencapai angka besar ?. 7.5. Dari data pengukuran dummy load bagaimanakah hubungan penunjukan dari VSWR, daya FWD dan daya REF ?. 7.6. Samakah besarnya penunjukan SWR saat digunakan daya sedang dengan daya yang lebih besar saat dipergunakan dalam pengukuran? 7.7. Apakah perlunya kita mengadakan pengukuran dengan dummy load? 8.

Kriteria Penilaian

8.1.

Penempatan alat-alat praktek.

8.2.

Penggunaan alat

8.3.

Keselamatan kerja

8.4.

Grafik/data/dan gambar kerja

8.5.

Jawaban pertanyaan.

66

Teknik Antena 9.

Jawaban Tugas.

Tabel 1. SWR

daya FWD

daya REF

1,1

5W

0W

1,1

5W

0W

10. Jawaban Pertanyaan. 10.1. Seharusnya menunjuk angka 1. 10.2. Perubahan frekuensi seharusnya tidak merubah penunjukan VSWR 10.3. Karena dummy load tidak berupa resistip murni atau masih mengandung komponen L dan C. 10.4. Bila komponen L dan atau

C nya juga semakin besar karena pengaruh

frekuensi. 10.5. VSWR akan memberikan indikator dalam pengukuran daya baik FWD maupun REF, yang mana pengukuran VSWR akan diupayakan mendapatkan angka yang kecil (1). Agar didapatkan daya FWD yang optimum serta daya REF yang nol(kecil). 10.6. Penunjukan SWR tidak terpengaruh oleh perubahan daya yang digunakan pada pengukuran, karena setiap kali perubahan daya ataupun perubahan frekuensi , setiap kali pula SWR meter harus dikalibrasi terlebih dahulu. Perubahan daya dalam sistim pengukuran akan menambah ketelitian didalam pengukuran saja. 10.7. Untuk mengetahui daya yang dapat dihasilkan dari sebuah pemancar, tanpa harus memancarkannya

agar tidak mengganggu

penerima yang lain,

disamping juga untuk mengetahui masih belum cocoknya impedansi pemancar dengan bebannya.

67

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 10

Pengukuran Antena Yagi 3 Elemen 1.

Tujuan Pembelajaran

⇒


⇒


⇒

Mengoperasikan SWR/Power meter pada pengukuran antena Yagi Uda 3 Elemen

⇒


⇒


⇒

Membuat grafik VSWR fungsi seting VC dan shorting trap

⇒

Menempatkan ( seting ) antena pada frekuensi kerja yang dikehendaki

⇒

Membandingkan pengaruh penempatan (posisi) shorting trap terhadap VSWR dan daya RF Forward maupun Reverse

2.

Waktu

3.

Alat Bantu Mengajar

⇒

Antena Yagi Uda 3 Elemen.

⇒

Tiang penyangga ( triport )

⇒

SWR / Power meter

⇒

Coaxial kabel kelengkapannya (2buah). yang meliputi coaxial kabel dengan ujung BNC - konektor dan konektor-konektor

⇒

Obeng + ( plus ) dan (- minus )

⇒

Tang kombinasi

⇒

Kunci Pas 13 mm

⇒


⇒

Tabel pengukuran

⇒

Kertas grafik

Pengukuran Daya / SWR pada Antena

360

menit

68

Teknik Antena 4. Langkah Kerja 4.1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini. 4.2. Rakitlah antena

yang akan dipakai percobaan pengukuran seperti pada

REFLEKTOR

D C A B

DIREKTOR

DRIVEN ELEMENT

gambar dibawah.

BOOM DUDUKAN REFLEKTOR DAN DIREKTOR TERHADAP BOOM

LUBANG ALTERNATIF PENEMPATAN DRIVEN ELEMENT

SUSUNAN LENGKAP DRIVEN ELEMENT

KONDENSATOR (VC) UNTUK PENGATURAN MATHING BERSAMA SAMA DENGAN SHORTING BAR

BAUT PENGUNCI SETELAH DISET REFLEKTOR

500mm

DRIVEN ELEMENT 474mm DIREKTOR

448mm

1 2 3

PENGGESERAN SHORTING BAR UNTUK MATCHING

2cm

1cm 0cm

BAUT PENGUNCI

G ambar 60 Susunan pemasangan elemen antena 4.3. Tempatkan driven elemen pada lubang ke dua dari akhir(belakang) titik A, dan shorting bar berada pada ujung.(angka 1). 4.4. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke antena dan satunya ke SWR/power meter yang bertanda ANT ,dengan ujung-ujung kabel keduanya konektor. 4.5. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke SWR (dengan tanda TX) dan satunya ke generator, dengan tanda ujung kabel satu konektor satunya lagi BNC.


69

arah pancaran

Teknik Antena

TX

ANT

CAL

POWER MIN

DIAMOND ANTENNA

SX-200

MAX

200W

POWER

REV

20W

CAL

FWD

5W

SWR

RANGE

FUNCTION

OFF

POWER


FREQUENCY

167.20 BNC

POWER


ON OFF

STD BY TRANS MIT

RF OUT

Gambar 61 Susunan pengabelan antara Generator,SWR dan Antena 4.6. Atur posisi “ Function “ pada SWR meter ( Power, Cal, SWR ) pada posisi CAL, dan kedudukan “ Power “ ( REV, FORW, OFF ) pada posisi FORW, sedangkan Range pada 5W. 4.7. Hidupkan Generator lalu atur potensio Cal pada SWR meter sampai

posisi

jarum meter tepat menunjuk pada kedudukan CAL, lalu matikan dulu Generator. 4.8. Pindahkan kedudukan Function pada SWR dan hidupkan lagi sakelar transmit lalu atur VC yang ada di(PCB) dengan cara memutar-mutar VC dengan obeng


70

Teknik Antena plastik dengan ujung obeng -(minus).sampai didapat sekala pada SWR paling kecil. 4.9. Cek kembali langkah 7 dan 8 setelah mengadakan pengaturan VC, dan catat hasil pengukuran pada tabel 1. 4.10. Matikan sesaat sakelar transmit, dan pindahkan posisi ( Power, Cal, SWR ) pada Power dan Power pada posisi FWD dan lihat jarum yang ditunjukkan pada sekala power, catat dan isikan pada tabel 1. 4.11. Ulangi langkah 10 untuk mendapatkan power REF dengan memindahkan FWD ke REF dan catat hasil pengukuran pada tabel 1. 4.12. Ulangi langkah 7,8,9,10 dan 11 untuk mendapatkan data yang sama diminta diatas dengan merubah posisi shorting bar pada posisi angka 2. Dan catat hasilnya pada tabel 1. 4.13. Ulangi langkah 12 pada kedudukan shorting trap pada angka 3 . Tabel 1. Kedudukan driven Elemen : A ked. S. trap.

SWR

daya FWD

daya REF

0 cm 1 cm 2 cm 4.14. Ulangi langkah 13 dengan merubah kedudukan driven elemen pada posisi B dan catat hasil pengamatan pada tabel 2. Tabel 2. Kedudukan driven Elemen : B ked. S. trap.

SWR

daya FWD

daya REF

0 cm 1 cm 2 cm 4.15. Ulangi langkah 14 dengan merubah kedudukan driven elemen pada posisi C dan catat hasil pengamatan pada tabel 3.


71

Teknik Antena Tabel 3. Kedudukan driven Elemen : C ked. S. trap.

SWR

daya FWD

daya REF

0 cm 1 cm 2 cm

DATA PERBANDINGAN GELOMBANG TEGAK DENGAN BERBAGAI KEDUDUKAN DRIVEN ELEMEN DAN BERBAGAI POSISI SHORTING TRAP. KEDUDUKAN DRIVEN ELEMEN A

B

C

posisi shorting trap.dlm cm.



0

1

2

0

1


2

0

1

2

72

Teknik Antena 5.

Tugas :

⇒

Isikan tabel data hasil pengukuran pada tabel yang telah tersedia pada antena masing-masing.

⇒

Satu antena dikerjakan oleh satu kelompok penentuannya sesuai dengan pembagian kelompoknya.

⇒

Buatlah grafik dari berbagai posisi penempatan shorting trap, dengan berbagai penempatan kedudukan driven elemen .

⇒

Jawab pertanyaan

6.

Pertanyaan :

6.1. Apakah fungsi penggeseran shorting trap pada driven elemen dan pengaturan VC pada PCB ?. 6.2. Adakah pengaruh pemasangan elemen pengarah (direktor) terhadapa perubahan penunjukan besar kecilnya SWR jika dibandingkan dengan tanpa adanya direktor?. 6.3. Samakah besarnya penunjukan SWR saat digunakan daya sedang dengan daya yang lebih besar saat dipergunakan dalam pengukuran? 6.4. Apakah perlunya kita mengadakan pengukuran antena dengan SWR meter sebelum digunakan untuk memancar ?. 6.5. Apakah kerugian yang diakibatkan jika penggunaan antena dengan sekala SWR yang cukup besar?. 7.

Kriteria Penilaian

⇒


⇒

Penggunaan alat

⇒

Keselamatan kerja

⇒


⇒

Jawaban pertanyaan.


73

Teknik Antena

8.

Jawaban Tugas.

Tabel 1. Kedudukan driven Elemen : A ked. S. trap.

SWR

daya FWD

daya REF

daya FWD

daya REF

daya FWD

daya REF

0 cm 1 cm 2 cm Tabel 2. Kedudukan driven Elemen : B ked. S. trap.

SWR

0 cm 1 cm 2 cm Tabel 3. Kedudukan driven Elemen : C ked. S. trap.

SWR

0 cm 1 cm 2 cm DATA PERBANDINGAN GELOMBANG TEGAK DENGAN BERBAGAI KEDUDUKAN DRIVEN ELEMEN DAN BERBAGAI POSISI SHORTING TRAP. KEDUDUKAN DRIVEN ELEMEN A

B

C

posisi shorting trap.dlm cm. 0cm 1cm 2cm




74

Teknik Antena SWR

5

4

3

2

1 0

1

2

A 9.

0

1

2

0

B

1

C

2 cm posisi ST

Jawaban Pertanyaan.

9.1. Untuk menepatkan kedudukan

shorting trap pada posisi tertentu agar

didapatkan angka penunjukan SWR yang paling rendah atau mendekati satu. 9.2. Pemasangan direktor / pengarah sangat menentukan besarnya angka penunjukan pada SWR , dari grafik yang dibuat dapat dilihat pemasangan elemen pengarah akan membantu menurunkan angka penunjukan SWR. 9.3. Penunjukan SWR tidak terpengaruh oleh perubahan daya yang digunakan pada pengukuran, karena setiap kali perubahan daya ataupun perubahan frekuensi , setiap kali pula SWR meter harus dikalibrasi terlebih dahulu. Perubahan daya dalam sistim pengukuran akan menambah ketelitian didalam pengukuran saja. 9.4. Untuk mendapatkan kejodohan antara Pemancar, saluran transmisi dengan antena itu sendiri, dengan harga

penunjukan SWR yang rendah (1) akan

dapat diketahui bahwa ketiga komponen diatas sudah jodoh. dan akan didapatkan daya pancaran yang maksimum. 9.5. Pancaran jadi tidak efisien, Penguat akhir dari TX akan cepat rusak akibat terkena RF balik dan semakin cepat menjadi panas.


75

Teknik Antena

Kegiatan Belajar 11

Pengukuran Antena Ground Plane 1.

Tujuan Pembelajaran

Peserta dapat: ⇒


⇒


⇒

Mengoperasikan SWR/Power meter pada pengukuran antena Ground-plane

⇒


⇒


2.

Waktu

3.

Alat dan Bahan

⇒

Antena Ground-plane.

⇒

Tiang penyangga ( triport )

⇒

SWR / Power meter

⇒

Coaxial kabel kelengkapannya (2buah). yang meliputi coaxial kabel dengan

360

menit

ujung BNC - konektor dan konektor-konektor ⇒

Kunci pas 13 mm

⇒

Tang kombinasi

⇒


⇒

Tabel pengukuran

4.

Keselamatan Kerja

⇒

Tempatkan alat dan bahan denganbaik dan teratur, pada meja praktek.

⇒

Gunakan peralatan sesuai dengan fungsinya dan atur range pada SRW sesuai batasannya.

⇒

Jangan sampai menghidupkan sakelar transmit sebelum sistim terpasang semuanya.

⇒

Jangan menghidupkan sakelar transmit saat memindahkan posisi pengaturan fungsi/power pada SWR meter.


76

Teknik Antena 5.

Langkah Kerja

5.1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini. 5.2. Rakitlah antena

yang akan dipakai percobaan pengukuran seperti pada

gambar dibawah.

Dudukan dasar antena ground-palne

Empat buah lemen radial sistim pasang lepas

Mur/baut tempat menempatkan antena pada stand dan mengunci

Tempat memasang konektor dari generator ke antena

Gambar 62 Susunan lengkap elemen antena ground-plane

5.3. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke antena dan satunya ke SWR/power meter yang bertanda ANT ,dengan ujung-ujung kabel keduanya konektor. 5.4. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke SWR (dengan tanda TX) dan satunya ke generator, dengan tanda ujung kabel satu konektor satunya lagi BNC.


77

Teknik Antena

TX

ANT

CAL

POWER MIN

DIAMOND SX-200 ANTENNA

MAX

200W

POWER

REV

20W 5W

CAL SWR

FWD OFF

RANGE

FUNCTION

POWER


FREQUENCY

167.20 BNC

POWER


ON OFF

STD BY

TRANS MIT

RF OUT

Gambar 63 Susunan pengabelan antara Generator,SWR dan Antena 5.5. Atur posisi “ Function “ pada SWR meter ( Power, Cal, SWR ) pada posisi CAL, dan kedudukan “ Power “ ( REV, FORW, OFF ) pada posisi FORW, sedangkan Range pada 5W.


78

Teknik Antena 5.6. Hidupkan Power Generator, sakelar stand by dan sakelar transmit, lalu atur potensio Cal pada SWR meter sampai

posisi jarum meter tepat menunjuk

pada kedudukan CAL, lalu matikan dulu Sakelar transmit. 5.7. Pindahkan posisi

Function dari

CAL ke

SWR dan hidupkan lagi sakelar

transmit lalu lihat pembacaan yang ditunjukkan oleh jarum meter, catat hasilnya pada tabel yang tersedia, lalu matikan dulu sakelar transmit.

Gambar 64 Panel depan sebuah Power / SWR meter merk Diamond 5.8. Pindahkan posisi Function dari SWR ke Power dan Power pada FWD hidupkan lagi sakelar transmit lalu lihat pembacaan yang ditunjukkan oleh jarum meter, catat hasilnya pada tabel daya FWD yang tersedia, lalu matikan dulu sakelar transmit. 5.9. Ulangi langkah 8 dengan merubah sakelar power dari FWD ke REF untuk mendapatkan data daya REFnya. Tabel 1. SWR

daya FWD


daya REF

79

Teknik Antena 6.

Tugas :

⇒

Isikan tabel data hasil pengukuran pada tabel yang telah tersedia pada antena masing-masing.

⇒

Satu antena dikerjakan oleh satu kelompok penentuannya sesuai dengan pembagian kelompoknya.

⇒

Jawab pertanyaan

7.

Pertanyaan :

7.1. Dari data pengukuran antena ground-plane, bagaimanakah hubungan VSWR, daya FWD dan daya REF ?. 7.2. Dari ketiga besaran diatas (pertanyaan no 1) manakah dua besaran yang berbanding lurus ?. 7.3. Bilamanakah VSWR mencapai angka besar ?. 7.4. Samakah besarnya penunjukan SWR saat digunakan daya sedang dengan daya yang lebih besar saat dipergunakan dalam pengukuran? 7.5. Apakah perlunya kita mengadakan pengukuran antena dengan SWR meter sebelum digunakan untuk memancar ?. 7.6. Apakah kerugian yang diakibatkan jika penggunaan antena dengan sekala SWR yang cukup besar?.

8.

Kriteria Penilaian

⇒


⇒

Penggunaan alat

⇒

Keselamatan kerja

⇒


⇒

Jawaban pertanyaan.


80

Teknik Antena 9.

Jawaban Tugas. Tabel 1. SWR

daya FWD

daya REF

10. Jawaban Pertanyaan. 10.1. VSWR akan memberikan indikator dalam pengukuran daya baik FWD maupun REF, yang mana pengukuran VSWR akan diupayakan mendapatkan angka yang kecil (1). Agar didapatkan daya FWD yang optimum serta daya REF yang nol(kecil). 10.2. VSWR dan daya REF 10.3. Saat antena tidak terbebani atau beban hubung singkat. 10.4. Penunjukan SWR tidak terpengaruh oleh perubahan daya yang digunakan pada pengukuran, karena setiap kali perubahan daya ataupun perubahan frekuensi , setiap kali pula SWR meter harus dikalibrasi terlebih dahulu. Perubahan daya dalam sistim pengukuran akan menambah ketelitian didalam pengukuran saja. 10.5. Untuk mendapatkan kejodohan antara Pemancar, saluran transmisi dengan antena itu sendiri, dengan harga

penunjukan SWR yang rendah (1) akan

dapat diketahui bahwa ketiga komponen diatas sudah jodoh. dan akan didapatkan daya pancaran yang maksimum. 10.6. Pancaran jadi tidak efisien, Penguat akhir dari TX akan cepat rusak akibat terkena RF balik dan semakin cepat menjadi panas.


81

Teknik Antena

DAFTAR PUSTAKA 1. Basic Electronic Circuit and System “ Vol IV , C. T. I. Education Products , inc. 2. Heinz Haeberle , Elektronik 3 Nachrichtenelektronik, verlag Europa - Lehrmittel , Wuppertal , 1984 3. Huebscher, Elektrotechnik Fachstufe2, Westermann, Braunschweig, 1986. 4. Dennis Roddy, John Coolen, Komunikasi Elektronika, edisi ketiga Penerbit Erlangga Jakarta.


82

Modul_Antena

Recommend Documents