TUGAS

MACAM MACAM ANTENA

2 A JTD Antena 2

Oleh .:

1. Chasan Bisri (06)

3. Riski Permatasari (14)

2. Ariesta Ayuning Fitri (04)

2 A JTD Antena 3

JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL

TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2011

ANTENNA SECTORAL

• Antenna Sektoral kadang kala di sebut dengan Antenna Patch Panel . • Pada dasarnya tidak berbeda jauh dengan antenna omni , Biasanya digunakan untukAccess

Point bagi sambungan Point-to-Multi-Point (P2MP). Beberapa antenna sectoral dibuat tegak lurus , dan ada juga yang horizontal.

• Umumnya antenna sektoral mempunyai polarisasi vertikal, beberapa diantaranya juga mempunyaipolarisasi horizontal dan mempunyai penguatan lebih tinggi dari antenna omni sekitar 10-19 dBi.

• Antenna Sektoral Sangat baik untuk digunakan dalam jarak 6-8 km. Tinggi penguatan pada antenna sektoral biasanya di kompensasi dengan lebar pola radiasi yang sempit 45-180 derajat.

• Antenna sektoral ini biasanya di letakan di atas tower yang tinggi, karena dapat menguntungkan penerimaan yang ada di bawah nya baik pada suatu sector atau wilayah pancaran yang telah di tentukan.

• Secara umum radiasi antenna lebih banyak ke muka antenna, karena tidak banyak radiasi di belakang antennasektoral.

• Radiasi potongan vertikal tidak berbeda jauh dengan antenna omni.• Pada gambar di bawah di perlihatkan pola radiasi antenna sektoral.

2 A JTD Antena 4

ANTENA GRIDPola RadiasiAntena ini sebenarnya adalah antena parabola yangmemiliki fokus pada titik tengah lingkarannya. Dinamakan antena grid karean reflektor yang digunakan berupa grid / kotak kotak yang tidak fill seperti antena parabolic pada umumnya. Pada umumnya pancaran antena ini adalah seperti gambar di bawah ini.Jadi antena ini hanya meradiasikan secara sektoral saja.

Secara umum, Antena Grid ini mempunyai impedansi sebesar 50 ohm dan gain 26 dBi. Berikut adalah salah satu datasheet dari sebuah tipe antena grid.

2 A JTD Antena 5

Untuk mencari titik fokus dari antena ini dengan persamaan ini :

Dimana :F= jarak titik F dari titik nol (meter)Q= faktor kualitas berkisar antara 2-4 (ambil 2,6)D= diameter parabola (meter)Sedang untuk mencari gain adalah :

Dimana :

Kelebihan :1. Daya yang dipancarkan besar karena mempunyai mempunyai gain yang besar

2 A JTD Antena 6

2. Jarak jangkau jauh karena hanya memancarkan pada satu arah saja / sektoral.Kekurangan :

1. Hanya mampu memancarkan pada satu arah saja. HPBW vertikal horizontal yang sempit.

2. Harga mahal.

ANTENNA WAJAN BOLICKarakteristik

Pada dasarnya antena wajanbolichampir sama dengan antenna parabola. Letak perbedaannya hanya pada reflektor.Jika pada antenna parabola biasa reflector adalah dish yang didesain khusus agar dapat memantulkan sinyal dengan sebagaimana mestinya, maka jika pada antena wajan bolic,reflektorberupa wajan yang sering kita jumpai.

Karena hampir sama, maka parameter parameter dan bagiannya nya pun juga hampir sama. Antena parabola secara umum terdiri atas reflektor, dan waveguide.Reflektor adalah sebuah permukaan yang terbuat dari bahan logam yang dibentuk lingkaran paraboloid yang biasannya merupakan diameter dari antena tersebut.Parabola ini memiliki titik fokus yang berbeda-beda berdasarkan atas diameter reflektor dan kedalaman reflektor. Waveguide sebagai salah satu komponen dari antena parabola (dan juga antena wajanbolic) terletak pada fokus reflektor. Pada antena wajanbolic feed atau waveguide sebenarnya juga merupakan sebuah antena tipe low- gain seperti half-wave dipole atau small waveguide horn. Pada waveguide ini terdapat sebuah alat yang berfungsi untuk memancarkan dan menerima sinyal radio-frequency (RF). Berikut gambarnya :

Gambar pola radiasi antenna parabola secara umum

2 A JTD Antena 7

AntenawajanbolicyangtelahjadiPola Radiasi

Half Power Beam widthPada antenna ini, rata rata memiliki HPBW pada polarisasi vertikal sebesar 21 derajad dan 14 derajad untuk untuk polarisasi horizontalnya.

14 derajad untuk horizontal 21 derajad untuk vertikalMelanjutkan dari point sebeluumnya, antenna ini memiliki gain sebesar 16,14 dBi dengan polarisasi yang sejajar dengan antena pemancar. Serta mempunyai directivity sebesar 21,4 dB.ImpedansiKarena antena ini menggunakan sebuah reflektor kemudian langsung ditangkap oleh usb wifi, sehingga impedasinya adalah impedansi dari usb wifi tersebut.

ANTENA CORNER

Karakteristik

Sebenarnya antena ini hampir sama dengan antena parabolic yang lainnya yang mempunyai reflektor, hanya saja sesuai namanya “corner” maka reflektor yang digunakan adalah berbentuk sudut untuk memfokuskan sinyal ke sebuah penerima / feed. Berikut gambarnya :

2 A JTD Antena 8

Pola RadiasiKarena berupa plat yang disusun sedemikian rupa yang membentuk sudut, maka pola pembelokan sinyalnya adalah sebagai berikut :

pada jenis ini kami akan menggunakan salah satu tipe antena corner yaitu S4020CSM/60/AH/2450 yang merupakan produksi dari Nearson Corp.polarisasi

2 A JTD Antena 9

Pola radiasi vertical antena Pola radiasi horizontal antena

untuk tipe ini memiliki impedansi sebesar 50 ohm, VSWR <=1.6, Gain 15 dBi dan bekerja pada frekuensi 2.4 sampai 2.5 GHz. Berikut detalinya :

ANTENA HORN

Antena horn merupakan antena yang paling banyak dipakai dalam sistem komunikasi gelombang mikro. Antena ini ada dan mulai digunakan pada tahun 1800-an. Antena ini mempunyai gain yang tinggi, VSWR yang rendah, lebar pita (bandwidth) yang relatif besar, tidak berat, dan mudah dibuat.

Jenis-Jenis Antena Horn

Berdasarkan bentuk luasannya, antena horn diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu antena horn persegi (rectangular horn antenna) dan antena horn kerucut (conical horn antenna).

2 A JTD Antena 10

Penggunaan Antena Horn

Antena horn digunakan secara luas, diantaranya sebagai elemen penerima untuk radio astronomi, tracking satelit, serta sebagai pencatu pada reflektor antena parabola.Jenis antena horn yang sering dipakai dalam praktek adalah antena horn piramida. Horn dapat dianggap sebagai bumbung (pandu) gelombang yang dibentangkan sehingga gelombang-gelombang di dalam pandu tersebut menyebar menurut suatu orde tertentu dan akan menghasilkan suatu distribusi medan melalui mulut horn sehingga dapat dianggap sebagai sumber radiasi yang menghasilkan distribusi medan melalui suatu luasan tangkap. Amplitudo dan fase medan pada bidang mulut horn tergantung pada jenis dan mode gelombang catu yang masuk ke horn melalui pandu gelombang dan tergantung pada sifat-sifat horn.

Sifat-Sifat Antena Horn

Karakteristik medan-medan radiasi misalnya: pola radiasi, faktor penguatan, keterarahan dan sebagainya sangat ditentukan oleh dimensi antena horn, seperti panjang horn R (ρ1 atauρ2 ), lebar a dan tinggi b atau ukuran-ukuran aperture. Penguatan maksimum dari antenna horn diuraikan dengan persamaan:

Gain Optimum Horn = 10 [0.808 + log a/λ x log b/λ]

2 A JTD Antena 11

Sedangkan directivity untuk sebuah antenna horn adalah: D = 4π Ae//λ2 = 2π εapAp//λ2 Untuk antenna horn rectangular Ap = aEaH, diperoleh εap = 0.6, maka persamaan menjadi: D = 7.5 Ap/λ2 atauD = 10 log 7.5 Ap/λ2 dBi

Pola Radiasi Antena Horn

Pola radiasi suatu antena didefinisikan sebagi suatu pernyataan secara grafis yang menggambarkan sifat radiasi suatu antena (pada medan jauh) sebagian fungsi dari arah itu adalah pointing vektor, maka ia disebut sebagai Pola Daya (Power Pattern).

Untuk menentukan pola radiasi antena horn piramida sebagai fungsi dari medanjauh, maka terlebih dahulu ditentukan medan listriknya pada luasan (mulut) horn.

2 A JTD Antena 12

Polarisasi antena horn

2 A JTD Antena 13

Impedansi antena hornBerikutnya akan dilihat berapa besar impedansi dari antena horn hasil

perancangan ini. Dalam simulasi, impedansi dari antena horn adalah sebesar 59,5-j5,5Ω seperti digambarkan dalam smith chart pada gambar 3.6

Dengan nilai impedansi 59,5-j5,5Ω, apabila antena horn dihubungkan dengan saluran transmisi yang mempunyai impedansi karakteristik sebesar 50 Ω, maka akan menimbulkan gelombang pantul yang perbandingannya kita kenal dengan istilah VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).

ANTENA MONOPOLE

2 A JTD Antena 14

Karakteristik Antena Monopole :Salah satu bagian penting dari suatu stasiun radio boradcast adalah antena, yang

merupakan sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter dan memancarkannya sebagai gelombang radio. Ia berfungsi pula sebaliknya ialah menampung gelombang radio dan meneruskan gelombang listrik ke receiver.

Kuat tidaknya pancaran kita yang sampai di pesawat lawan bicara, atau sebaliknya baik buruknya penerimaan kita tergantung dari beberapa faktor :

- Faktor pertama : kondisi propagasi- Faktor kedua : posisi stasiun (posisi antena) beserta lingkungannya, - Faktor ketiga : kesempurnaan antena. - untuk Antenna transmitter ada faktor ke-empat : kelebaran bandwidth transmitter- dan Faktor kelima : power.

Seringkali agar pancaran kita cukup besar diterima setasiun lawan bicara, kita berusaha menaikkan power dengan tanpa memperhatikan faktor-faktor lain tersebut di atas. Memang usaha memperbesar power secara teknis merupakan usaha yang paling mudah, akan tetapi rasanya ini adalah usaha yang kurang efektif dan cenderung merupakan suatu pemborosan.

Mengenai propagasi dan posisi stasiun, kita cenderung tidak dapat berbuat banyak.Faktor bandwidth pancaran dapat dikatakan bahwa makin sempit bandwidth makin kuatlah pancaran kita, ini ada batasnya mengingat faktor readibility.

2 A JTD Antena 15

Sebatang logam yang panjangnya 1⁄4 Lambda (λ) akan beresonansi dengan baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. Jadi bila pada ujung coax bagian inner kita sambung dengan logam sepanjang 1⁄4 λ dan outer-nya di ground, ia akan menjadi antena. Antena semacam ini hanya mempunyai satu pole dan disebut monopole (mono artinya satu). Apabila outer dari coax tidak di-ground dan disambung dengan seutas logam sepanjang 1⁄4 λ lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole 1⁄2 λ (di artinya dua).

Pola Radiasi Antena Monopole : Omni-directional yaitu menyebar ke segala arah hingga jarak tertentu, Antena ini mempunyai panjang gelombang antara 200m hingga 600m.Directivity : karena pola antenna ini omnidirectional dibandingkan dengan antenna yagi dan lainnya, antenna ini termasuk non-derectivity sehingga mencakup jangkauan yang cukup luas.Gain :Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, pancaran semacam ini dinamakan omni-directional. Pada antena dipole, pancaran ke arah tegak lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping kecil, pancaran semacam ini disebut bi-directional. Gain dinyatakan dengan decibel (dB).Polarisasi : Antena dipole memiliki arah linear vertikal sedangkan monopole hanya pada satu arah. Namun untuk mengakalinya dapat menggunakan teknik ground plane sebagai konduktornya dan membuat bayangan monopole pada ground palne seperti dipole. Pada frekwensi ini polarisasi vertikal lebih sedikit kerugiannya pada LOS dibanding polarisasi

horizontal.

3D Pola radiasi omni-directional

2 A JTD Antena 16

ANTENA YAGI

Ditemukan pada tahun 1926 oleh 2 orang profesor berkebangsaan jepang Salah satu antena dengan desain terbaik karena konstruksinya simple, murah, namun

memiliki gain yang cukup besar. Sangat umum dan sudah familier di mata masyarakat, bisa dibuat sendiri.

Antena yagi uda merupakan pengembangan dari antena dipole. Yaitu dengan menambahkan dua elemen tambahan di bagian depan dan belakang antena.

Antena yagi-uda terdiri dari 3 bagian utama, yaitu : Reflektor Driven Director

2 A JTD Antena 17

Reflektor Elemen paling belakang dari antena yagi-uda Frekuensi resonan lebih rendah dari driven Berfungsi sebagai pemantul sinyal Panjang fisik harus lebih panjang dari driven

Driven merupakan feedpoint dimana feedline/kabel disambungkan dari transmitter ke antena

untuk melewatkan daya dari transmitter ke antena merupakan titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah setengah

panjang gelombang dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterimaDirector

merupakan elemen yang paling pendek dan ujung dari antena berfungsi mengarahkan pancaran Panjang director bisa bervariasi, tergantung pada spasi/jarak antar director, jumlah

director yang digunakan Penambahan batang director akan menambah gain antena, namun akan membuat pola

pengarahan antena menjadi lebih sempit Antena yagi yang paling sederhana hanya terdiri dari dua elemen, yaitu driven

( sebagai radiator ) , dan director. Rumus perkiraan untuk menghitung jarak spacing dan panjang yagi 2 elemen :

Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter. Director 137 / f (dalam MHz) meter. Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter

2 A JTD Antena 18

Jika melihat penambahan jumlah elemen dan tambahan power gain nya, antena yagi-uda dengan 3 elemen adalah pilihan yang terbaik. ( driven, reflector, dan 1 director).

Rumus perkiraan untuk menghitung jarak spacing dan panjang yagi 3 elemen : Reflektor elemen 153 / f ( dalam MHz) meter Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter. Director 137 / f (dalam MHz) meter. Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter

Gain akan diperoleh secara optimal dengan 3 elemen. Penambahan elemen tidak menambah angka gain secara signifikan.

Kriteria praktis dalam membuat desain antena yagi : Spasi antena yang semakin dekat akan meningkatkan Front to Back Rato yang

makin besar pada main beamnya Spasi yang semkin lebar/renggang akan menghasilkan sebaliknya Tetapi, spasi yang main lebar akan menghasilkan bandwith yang lebih lebar Memperbanyak jumlah director akan memperbesar gain, tetapi terdapat nilai

optimal dimana penambahan jumlah director tidak dapat menambah gain secara signifikan

Uda-yagi akan memiliki bandwith lebih lebar jika reflektor dibuat lebih panjang dari optimum sedangkan director lebih pendek dari optimum.

Folded dipole digunakan sebagai elemen driver untuk meningkatkan gain dan bandwith yang lebih lebar

Bandwith bisa diperlebar dengan mengganti reflektor dengan lembaran konduktor atau jaring kawat

Reflektor sudut dapat dipakai untuk memperbesar gain dan bandwith

2 A JTD Antena 19

Aplikasi Antean Yagi Sebagai penerima frekuensi UHF dan VHF pada TV Menerima gelombang wifi dari internet hotspot. Menerima gelombang dari pemancar CDMA Memperkuat sinyal handphone Antena yagi menjadi pilihan utama untuk antena TV, karena selain tidak terlalu besar,

harganya murah dan mudah diperoleh. Karena frekuensi yang lebih tinggi mendapatkan perlakuan redaman yang cukup besar

dari kanal udara , maka implementasi Uda Yagi untuk frekuensi yang lebih tinggi memerlukan gain yang lebih tinggi