BAHAN SEMINAR TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ANTENA BAZOKA 1,9 GHz UNTUK
MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL EV-DO
Oleh :
060402044
AGUNG PERMANA PUTRA
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Antena adalah suatu alat yang digunakan untuk memancarkan gelombang
elektromagnetik atau menerima gelombang elektromagnetik. Penerimaan dengan
menggunakan antena akan memperkuat perolehan sinyal sesuai dengan
kemampuan antena itu sendiri. Provider layanan EV-DO (Evolution Data Only)
dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan
penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Bazoka adalah salah satu pilihan
penguatan perolehan sinyal.
Pada Tugas Akhir ini dirancang, direalisasikan dan dilakukan pengukuran
terhadap antena bazoka 1,9 GHz. Antena ini ditujukan untuk menjadi media bantu
dalam memperkuat penerimaan sinyal EV-DO demi memaksimalkan perolehan
sinyal dan koneksi. Adapun parameter antena diuji sebagai titik ukur kemampuan
antena. Dari pengukuran diperoleh gain antena bazoka untuk panjang pipa 40 cm
adalah 23 dBi dan untuk 60 cm adalah 24 dBi. Antena bazoka memiliki
beamwidth yang cukup sempit yaitu 110 untuk panjang pipa 40 cm dan 150 untuk
panjang pipa 60 cm. Dengan antena bazoka kita dapat meningkatkan kecepatan
transfer data sebesar 4 kali dari pada hanya menggunakan USB modem EV-DO
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan,
halangan, dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat
beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda dan ibunda, serta kakanda - kakanda tercinta yang merupakan bagian
dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis
lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
RANCANG BANGUN ANTENA BAZOKA 1,9 GHz UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL EV-DO
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Bapak Maksum Pinem ST,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir,
atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir
2. Bapak Ir, Urbanus Pangaribuan, selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini.
3. Bapak Prof.Dr.Ir Usman Baafai dan Bapak Rachmad Fauzi ST, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
4. Kepada Bapak dan Ibu tercinta yang telah menghantarkan doa, perhatian,
semangat dan segalanya sehingga penulisan tugas akhir ini dapat
terselesaikan.
5. Kakak dan adikku tersayang Ambar Yuswi Perdani dan Rezza Kurniawan.
Teimakasih atas perhatian dan doanya.
6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
7. Keluarga Besar Laboratorium Elektronika FT USU: B’Martin, B’Lutfi,
B’Jeremi, B’Trisno, Sameul, Silvi, dan Okta, semoga lab kita semakin
baik.
8. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Bale, Helmi, Udin, Demon, Ibenk,
Liza, Ina, Jemi, Taufik, Firmanto, Iqbal, Martua, Salman, Rozi, Teguh,
Azhari, Randi, Nasir, dan segenap angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita
terus terjaga.
9. Kepada kekasihku, semoga kebahaiaan beriring denganmu.
10. Senior dan junior yang telah membantu : B’Tigor, B’Luthfi, B’Alex ,
B’Hans, Recky, Yuyanto serta semua senior dan junior yang telah
11. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro : Fransiskus, Boja,
Effandi, Topan, Polda, dan semua pengurus IMTE 2009 – 2010 yang telah
memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat
menyelesikan Tugas Akhir ini.
12. Keluarga Besar MME-GS, HMI, FARAL dan KOPISUSU yang telah
memberikan banyak sekali pembelajaran.
13. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Juli 2010
Penulis
DAFTAR ISI
2.2 Gelombang Elektromagnetik... 7
2.4.5 Beamwidth Antena ... 15
2.4.6 Bandwidth Antena ... 16
2.5 Antena Isotropis... 17
2.6 Antena Directional ... 18
2.6.1 Antena Unidirectional ... 18
2.6.2 Antena Omnidirectional ... 19
2.7 Material ... 20
2.7.1 Dielektrik ... 20
2.7.2 Logam ... 20
2.8 Evolution Data Only (EVDO) ... 21
2.8.1 Arsitektur Jaringan CDMA EV-DO ... 21
2.8.2 Mekanisme Kerja CDMA 2000 EV-DO ... 22
2.8.3 Keunggulan Teknologi CDMA 2000 EV-DO ... 24
III. RANCANG BANGUN ANTENA BAZOKA ... 26
2.1 Umum ... 26
3.2 Antena Bazoka ... 27
3.3 Langkah Pengerjaan dan Model Rancangan Antena Bazoka .... 27
3.4 Bagian Utama Antena Bazoka ... 29
3.6 Perakitan Antena Bazoka ... 36
3.6.1 Peralatan ... 37
3.6.2 Pembuatan Antena Bazoka ... 37
3.6.3 Pembuatan Kabel Penghubung ... 40
3.7 Instalasi Software ... 43
3.7.1 Instalasi Driver Modem ZTE AC2726 ... 43
3.7.2 Instalasi dan Konfigurasi QPST dan QXDM ... 44
IV. PENGUJIAN ANTENA BAZOKA ... 49
4.1 Umum ... 49
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian ... 49
4.3 Pengukuran Pola Radiasi ... 51
4.4 Pengukuran Beamwidth ... 56
4.5 Pengukuran Gain ... 57
4.6 Pengujian Transfer Data ... 61
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 66
5.1 Kesimpulan ... 66
5.2 Saran ... 66
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 8
Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ... 11
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 12
Gambar 2.4 Polarisasi Antena ... 12
Gambar 2.12 Contoh Antena Unidirectional ... 19
Gambar 3.1 Diagram Aur Perancangan dan Perakitan Antena Bazoka... 28
Gambar 3.2 Model Antena Bazoka... 29
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Bazoka ... 30
Gambar 3.4 Modem Smart ZTE EV-DO AC2726 ... 32
Gambar 3.5 Pipa PVC 40 cm ... 37
Gambar 3.6 Pengukuran Posisi Lubang USB Modem... 38
Gambar 3.7 Pipa PVC Dilapisi Lakban ALumunium Foil ... 38
Gambar 3.8 Tutup Pipa Berlapis ALumunium Foil ... 39
Gambar 3.9 Pemberian Lubang Untuk Pemasangan Baut ... 39
Gambar 3.11 Kabel UTP Yang Telah Dikupas Ujungnya ... 41
Gambar 3.12 Kabel USB Yang Dipotong Menjadi Dua ... 41
Gambar 3.13 Kabel USB Yang Telah Dikupas Bagian Luarnya ... 42
Gambar 3.14 Memasukkkan Pipa Ke Kabel Sebelum Disolder... 42
Gambar 3.15 Hasil Akhir Pembuatan Kabel USB Extender ... 43
Gambar 3.16 System Properties My Computer ... 44
Gambar 3.17 Device Manger ... 45
Gambar 3.18 QPST Configuration ... 45
Gambar 3.19 Pemilihan Port ... 46
Gambar 3.20 QXDM Communication ... 46
Gambar 3.21 Tampilan Power Sinyal Yang Terbaca QXDM ... 47
Gambar 4.1 Antena Bazoka... 50
Gambar 4.2 Alat Peletakan Antena... 51
Gambar 4.3 Perakiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunaan Google Earth ... 52
Gambar 4.4 Rangkaian Pengukuran ... 53
Gambar 4.5 Pola Radiasi Antena Bazoka 40 cm ... 56
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena Bazoka 60 cm ... 57
Gambar 4.7 Hasil Perolehan Sinyal Tanpa Menggunakan Antena Bazoka . 59 Gambar 4.8 Hasil Perolehan Sinyal Dengan Menggunakan Antena Bazoka 40 cm ... 62
Gambar 4.10 Screen Shot
Gambar 4.11 Test Speed USB Modem Tanpa Menggunakan Antena
Bazoka ... 62
Gambar 4.12 Test Dowbload USB Modem Tanpa Menggunakan Antena
Bazoka ... 63
Gambar 4.13 Test Speed Dengan Menggunakan Antena Bazoka ... 63
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik dan Standar CDMA 2000 ... 24
Tabel 3.1 Peralatan Pembuatan Antena Bazoka ... 37
Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Antena Bazoka 40 cm .... 54
Tabel 4.2 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Antena Bazoka 60 cm .... 55
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Gain ... 60
Tabel L.1 Data Hasil Pengukuran Antena Bazoka 40 cm
ABSTRAK
Antena adalah suatu alat yang digunakan untuk memancarkan gelombang
elektromagnetik atau menerima gelombang elektromagnetik. Penerimaan dengan
menggunakan antena akan memperkuat perolehan sinyal sesuai dengan
kemampuan antena itu sendiri. Provider layanan EV-DO (Evolution Data Only)
dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan
penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Bazoka adalah salah satu pilihan
penguatan perolehan sinyal.
Pada Tugas Akhir ini dirancang, direalisasikan dan dilakukan pengukuran
terhadap antena bazoka 1,9 GHz. Antena ini ditujukan untuk menjadi media bantu
dalam memperkuat penerimaan sinyal EV-DO demi memaksimalkan perolehan
sinyal dan koneksi. Adapun parameter antena diuji sebagai titik ukur kemampuan
antena. Dari pengukuran diperoleh gain antena bazoka untuk panjang pipa 40 cm
adalah 23 dBi dan untuk 60 cm adalah 24 dBi. Antena bazoka memiliki
beamwidth yang cukup sempit yaitu 110 untuk panjang pipa 40 cm dan 150 untuk
panjang pipa 60 cm. Dengan antena bazoka kita dapat meningkatkan kecepatan
transfer data sebesar 4 kali dari pada hanya menggunakan USB modem EV-DO
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Internet telah menjadi kebutuhan penting. Bahkan bagi sebagian orang,
internet telah menjadi kebutuhan primer. Perkembangan teknologi mobile telah
memberi kemudahan-kemudahan untuk dapat mengakses media informasi global
ini. Jaringan mobile sebagian besar telah memenuhi standar koneksi dengan
teknologi 3G, Next G atau HSDPA yang semakin mempermudah pengguna untuk
mendapatkan layanan internet. Kendala yang umum terjadi adalah kecepatan
akses yang menjadi lambat seiring dengan banyaknya pengguna telepon yang
melakukan pembicaraan langsung.
EVDO dengan hanya melewatkan data saja mengadopsi pendekatan IP,
paket. Tiap paket dikirim secara independen terhadap paket yang lain. Tentu hal
ini akan menghemat bandwidth yang memungkinkan dipakai oleh perangkat lain.
Namun pengembangan EVDO masih terbatas untuk wilayah-wilayah tertentu
bahkan pada beberapa kota, provider EVDO hanya memilih basis pemasangan
perangkat pada wilayah kampus. Hal ini mengakibatkan jangkauan untuk dapat
menerima sinyal EVDO menjadi sempit. Bagi mereka yang hanya dapat
melakukan koneksi dari lokasi yang jauh dari pemancar sinyal EVDO akan sangat
kesulitan untuk mengaksesnya. Upaya yang dapat dilakukan adalah memperkuat
Antena bazoka adalah pilihan yang tepat dengan penguatan yang cukup
besar. Pembuatan antena bazoka tidak terlampau sulit, material bahannya mudah
didapat serta tidak memerlukan peralatan khusus untuk membuatnya. Antena
bazoka sangat mungkin dibuat oleh masyarakat umum dengan memperhatikan
urutan pengerjaan yang tepat. Dari segi ekonomis, pembuatannya tidak
memerlukan biaya yang cukup mahal dibandingkan dengan membeli antena built
up yang tersedia dipasaran.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa
permasalahan, yaitu :
1. Bagaimana merancang antena bazoka yang dapat bekerja pada frekuensi
1.9 GHz dan memiliki gain yang maksimal?
2. Bagaimana menguji kinerja antena hasil rancang bangun tersebut.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Membangun antena bazoka 1.9 GHz.
2. Mengukur kemampuan antena bazoka dalam memperkuat penerimaan
sinyal EVDO.
1.4 Batasan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada Tugas Akhir dibatasi pada :
1. Analisa parameter antena bazoka meliputi pola radiasi, gain, beamwidth
dan uji transfer data.
2. Penerimaan sinyal menggunakan USB Modem Smart merek ZTE AC
2726.
3. Antena bazoka yang akan dirancang menggunakan material bahan pipa
PVC.
1.5 Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah dapat merealisasikan teori yang
didapat mengenai antena untuk dapat merancang bangun sebuah antena bantu
penguat penerima sinyal khususnya penerimaan sinyal EVDO. Tugas Akhir ini
diharapkan dapat menjadi sumbangan dalam memperkaya pengetahuan dan
memberikan kesempatan untuk mempelajarinya lebih lanjut.
1.6 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penulisan Tugas
Akhir ini adalah :
1. Studi literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari
buku-buku dan jurnal-jurnal pendukung, baik dalam bentuk hardcopy dan
softcopy.
2. Mempersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
4. Melakukan pengukuran parameter antena.
5. Melakukan analisa dan evaluasi.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran mengenai tugas akhir ini, secara singkat
dapat diuraikan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan,
serta sistematika penulisan.
BAB II TEORI DASAR ANTENA DAN EVDO
Bab ini berisi penjelasan tentang teori dasar antena secara umum dan
uraian mengenai Evolution Data Only (EVDO).
BAB III RANCANG BANGUN ANTENA BAZOKA
Bab ini berisi perancangan antena bazoka yang meliputi pengukuran
desain dan pembuatan.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ANTENA BAZOKA
Bab ini berisi tentang pengujian antena bazoka 1.9 GHz untuk
memperkuat penerimaan sinyal EVDO. Parameter yang akan diuji
adalah gain antena, pengarahan antena dan transfer data maksimum
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan-pembahasan
BAB II
TEORI DASAR ANTENA DAN EVOLUTION DATA ONLY (EVDO)
2.1 Umum
Penemuan teknologi radio adalah kemajuan besar dunia telekomunikasi.
Awal 1800-an secara terpisah Joseph Henry, profesor dari Pinceton University,
dan fisikawan Inggris Michael Faraday mengembangkan teori induksi. Percobaan
mereka terhadap elektromagnet membuktikan arus listrik di sebatang kawat dapat
menimbulkan arus di batang kawat lain, meski keduanya tidak
berhubungan. Tahun 1864 fisikawan Inggris lain James Clerik Maxwell,
berteori bahwa arus listrik dapat menciptakan medan magnet dan bahwa
gelombang elektromagnet bergerak dengan kecepatan cahaya. Teori Maxwell
itu belakangan dibuktikan kebenarannya oleh percobaan yang dilakukan
fisikawan Jerman Heinrich Hertz, tahun 1880. Pada tahun 1886, Hertz memasang
peralatan yang sekarang diketahui sebagai sistem radio dengan antenna dipole
sebagai pengirim dan antenna loop segi empat sebagai penerima. Penemuan Hertz
ini dilanjutkan oleh Guglielmo Marconi dengan menambah rangkaian tuning dan
antena besar yang mampu melakukan yang sangat jauh. Kemudian Guglielmo
Marconi pada 1895, berhasil mengirim sinyal komunikasi radio dengan
gelombang elektromagnet sejauh ± 1,5 km. Tahun 1901, sinyal dari perangkat
adio Marconi mampu melintasi Samudera Atlantik dari Inggris ke Newfoundland,
2.2 Gelombang Elektromagnet
Gelombang elektromagnet adalah gelombang yang mempunyai sifat listrik
dan sifat magnet secara bersamaan. Gelombang radio merupakan bagian dari
gelombang elektromagnetik pada spectrum frekuensi radio.
Gelombang dikarakteristikkan oleh panjang gelombang dan frekuensi.
Panjang gelombang (λ) memiliki hubungan dengan frekuensi (ƒ) dan kecepatan
(ν) yang ditunjukkan pada Persamaan 2.1 :
(2.1)
Kecepatan (ν) bergantung pada medium. Ketika medium rambat adalah hampa
udara (free space), maka :
v = c = 3 x 108 m/s (2.2)
2.3 Pengertian Antena
Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik informasi tanpa
menggunakan kabel ditetapkan dengan nama antena. Antena berasal dari bahasa
latin ”antena” yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana kata
latin ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan dengan
teknik komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menyelusuri jejak
gelombang elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima.
Sedangkan jika sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah
menghasilkan sinyal gelombang elektromagnetik.
Antena dapat juga didefinisikan sebagai sebuah atau sekelompok
konduktor yang digunakan untuk memancarkan atau meneruskan gelombang
dari ruang bebas. Energi listrik dari pemancar dikonversi menjadi gelombang
elektromagnetik dan oleh sebuah antena yang kemudian gelombang tersebut
dipancarkan menuju udara bebas. Pada penerima akhir gelombang
elektromagnetik dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena.
Gambar 2.1 menunjukkan antena sebagai pengirim dan penerima.
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima
2.4 Parameter – Parameter Antena
Parameter-parameter antenna digunakan untuk menguji atau mengukur
performa antenna yang akan digunakan. Berikut penjelasan beberapa parameter
antenna yang sering digunakan yaitu direktivitas antena, gain antena, pola radiasi
antena, polarisasi antena, beamwidth antena dan bandwidth antenna.
2.4.1 Direktivitas Antena
Directivity dari sebuah antena atau deretan antena diukur pada kemampuan
yang dimiliki antena untuk memusatkan energi dalam satu atau lebih ke arah
khusus. Antena dapat juga ditentukan pengarahanya tergantung dari pola
radiasinya. Dalam sebuah array propagasi akan diberikan jumlah energi,
dapat diatur sehingga akan mengakibatkan perubahan pola atau distribusi energi
lebih yang memungkinkan ke semua arah (omnidirectional). Suatu hal yang tidak
sesuai juga memungkinkan. Elemen dapat diatur sehingga radiasi energi dapat
dipusatkan dalam satu arah (unidirectional) [1].
Direktivitas antena merupakan perbandingan kerapatan daya maksimum
dengan kerapatan daya rata-rata. Maka dapat dituliskan pada persamaan :
(2.3)
2.4.2 Gain Antena
Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan
kemampuan antena mengarahkan
arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada
umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan.
Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah
Gain dari sebuah antenna adalah kualitas nyala yang besarnya lebih kecil
daripada penguatan antena tersebut yang dapat dinyatakan dengan :
Gain = G = k. D (2.4)
Dimana :
k = efisiensi antenna, 0 ≤ k ≤1
Gain antena dapat diperoleh dengan mengukur power pada main lobe dan
membandingkan powernya dengan power pada antena referensi. Gain antena
diukur dalam desibel, bisa dalam dBi ataupun dBd. Jika antena referensi adalah
antena diukur relative terhadap sebuah antena dipole. Jika antena referensi adalah
sebuah isotropic, jadi gain antena diukur relatif terhadap sebuah antena isotropic
[3].
Gain dapat dihitung dengan membandingkan kerapatan daya maksimum
antena yang diukur dengan antena referensi yang diketahui gainnya. Maka dapat
dituliskan pada Persamaan ;
(2.5)
Decibel (dB) merupakan satuan gain antena. Decibel adalah perbandingan
dua hal. Decibel ditetapkan dengan dua cara, yaitu :
a. Ketika mengacu pada pengukuran daya.
(2.6)
b. Ketika mengacu pada pengukuran tegangan.
(2.7)
2.4.3 Pola Radiasi Antena
Pola radiasi antena atau pola antena didefinisikan sebagai fungsi
matematik atau representasi grafik dari sifat radiasi antena sebagai fungsi dari
koordinat. Di sebagian besar kasus, pola radiasi ditentukan di luasan wilayah dan
direpresentasikan sebagai fungsi dari koordinat directional [4]. Pola radiasi antena
adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau
Pola radiasi antena menjelaskan bagaimana antena meradiasikan energi ke
ruang bebas atau bagaimana antena menerima energi.
a. Pola Radiasi Antena Unidirectional
Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat
menjangkau jarak yang relative jauh. Gambar 2.2 merupakan gambaran secara
umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional.
Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional
b. Pola Radiasi Antena Omnidirectional
Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang digambarkan seperti
bentuk kue donat (doughnut) dengan pusat berimpit. Antena Omnidirectional
pada umumnya mempunyai pola radiasi 3600 jika dilihat pada bidang medan
magnetnya. Gambar 2.3 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional
2.4.4 Polarisasi Antena
Polarisasi antena merupakan orientasi perambatan radiasi gelombang
elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu antena dimana arah elemen antena
terhadap permukaan bumi sebagai referensi lain. Energi yang berasal dari antena
yang dipancarkan dalam bentuk sphere, dimana bagian kecil dari sphere disebut
dengan wave front. Pada umumnya semua titik pada gelombang depan sama
dengan jarak antara antena. Selanjutnya dari antena tersebut, gelombang akan
membentuk kurva yang kecil atau mendekati. Dengan mempertimbangkan jarak,
right angle ke arah dimana gelombang tersebut dipancarkan, maka polarisasi
dapat digambarkan sebagaimana Gambar 2.4 [ 5].
Ada empat macam polarisasi antena yaitu polarisasi vertikal, polarisasi
horizontal, polarisasi circular, dan polarisasi cross [3].
a. Polarisasi Vertikal
Radiasi gelombang elektromagnetik dibangkitkan oleh medan magnetik
dan gaya listrik yang selalu berada di sudut kanan. Kebanyakan gelombang
elektromagnetik dalam ruang bebas dapat dikatakan berpolarisasi linier. Arah dari
polarisasi searah dengan vektor listrik. Bahwa polarisasi tersebut adalah vertikal
jika garis medan listrik yang disebut dengan garis E berupa garis vertikal maka
gelombang dapat dikatakan sebagai polarisasi vertikal. Gambar 2.5 menunjukkan
polarisasi vertikal.
Gambar 2.5 Polarisasi Vertikal
b. Polarisasi Horizontal
Antena dikatakan berpolarisasi horizontal jika elemen antena horizontal
terhadap permukaan tanah. Polarisasi horizontal digunakan pada beberapa
Gambar 2.6 Polarisasi Horizontal
c. Polarisasi Circular
Polarisasi circular pernah digunakan pada beberapa jaringan wireless.
Dengan antena berpolarisasi circular, medan electromagnet berputar secara
konstan terhadap antena. Gambar 2.7 menunjukkan polarisasi circular.
e
Gambar 2.7 Polarisasi Circular
Ada dua jenis turunan pada antena polarisasi circular berdasarkan cara
membuatnya yaitu left hand circular dan right hand circular. Medan
elektromagnetik pada right hand circular berputar searah jarum jam ketika
meninggalkan antena. Medan elektromagnetik pada left hand circular berputar
berlawanan arah jarum jam ketika meninggalkan antena.
Polarisasi cross terjadi ketika antena pemancar mempunyai polarisasi
horizontal, sedangkan antena penerima mempunyai polarisasi vertikal atau
sebalikanya. Gambar 2.8 menunjukkan polarisasi cross.
Gambar 2.8 Polarisasi Cross
2.4.5 Beamwidth Antena
Beamwidth Adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang frekuensi
radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun dari puncak lobe
utama [5]. Besarnya beamwidth adalah sebagai berikut :
(2.8)
Dimana :
B = 3 dB beamwidth (derajat)
= frekuensi (GHz)
d = diameter antena (m)
Apabila beamwidth mengacu kepada perolehan pola radiasi, maka
beamwidth dapat dirumuskan sebagai :
Gambar 2.9 menunjukkan tiga daerah pancaran yaitu lobe utama (main
lobe,nomor 1), lobe sisi samping (side lobe, nomor dua), dan lobe sisi belakang
(back lobe, nomor 3). Half Power Beamwidth ( HPBW) adalah daerah sudut yang
dibatasi oleh titiktitik ½ daya atau -3 dB atau 0.707 dari medan maksimum pada
lobe utama. First Null Beamwidth (FNBW) adalah besar sudut bidang diantara
dua arah pada main lobe yang intensitas radiasinya nol.
Gambar 2.9 Beamwidth Antena
2.4.6 Bandwidth Antena
Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancar atau penerima selalu
dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut
antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau
memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu seperti ditunjukkan pada
Gambar 2.10.
Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik
dinamakan bandwidth antena . Misalnya sebuah antena bekerja pada frekuensi
tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi
f1 (di bawah fC) sampai dengan f2 (di atas fC), maka bandwidth antena tersebut
adalah :
(2.10)
Bandwidth yang dinyatakan dalam persen seperti ini biasanya digunakan untuk
menyatakan bandwidth antena yang memiliki band sempit (narrow band).
Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definisi rasio
antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah [6].
2.5 Antena Isotropis
Antena isotropis merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke
segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Karena itu
dikatakan pola radiasi antena isotropis berbentuk bola. Antena ini tidak ada dalam
dunia nyata dan hanya digunakan sebagai dasar untuk merancang dan
menganalisa stuktur antena yang lebih kompleks [7]. Gambar menunjukkan
Gambar 2.11 Antena Isotropis
2.6 Antena Directional
Berdasarkan direktivitasnya, antena unidirectional dibagi menjadi antena
unidirectional dan antena omnidirectional. Antena unidirectional adalah antena
yang memancarkan dan menerima sinyal hanya dari satu arah. Sedangkan antena
omnidirectional adalah antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari
segala arah.
2.6.1 Antena Unidirectional
Antena unidirectional memancarkan dan menerima sinyal dari satu arah.
Hal ini ditunjukkan dengan bentuk pola radisinya yang terarah. Antena
unidirectional mempunyai kemampuan direktivitasnya yang lebih dibandingkan
jenis – jenis antena lainnya. Kemampuan direktivitas ini membuat antena ini lebih
banyak digunakan untuk koneksi jarak jauh. Dengan kemampuan direktivitas ini
membuat antena mampu mendapatan sinyal yang relative kecil dan mengirimkan
sinyal lebih jauh. Umumnya antena unidirectional mempunyai spesifikasi gain
tinggi tetapi beamwidth kecil. Hal ini menguntungkan karena kecilnya beamwidth
bidang tangkapan (aperture), semakin naik selektivitas antena terhadap sinyal
wireless yang berarti semakin sedikit derau yang ditangkap oleh antena tersebut
[3]. Beberapa macam antena unidirectional antara lain antena Yagi-Uda, antena
parabola, antena helix, antena log-periodic, dan lain – lain [8]. Gambar 2.12
memperlihatkan beberapa contoh antena unidirectional.
Gambar 2.12 Contoh Antena Unidirectional 2.6.2 Antena Omnidirectional
Antena omnidirectional memancarkan dan menerima sinyal dari segala
arah dengan daya pancar yang sama. Untuk menghasilkan cakupan area yang luas,
gain antena omnidirectional harus memfokuskan dayanya secara horizontal,
dengan mengabaikan pola pancaran ke atas dan ke bawah. Dengan demikian,
keuntungan dari antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang
lebih banyak dan biasanya digunakan untuk posisi pengguna yang melebar.
Kesulitannya adalah pada pengalokasian frekuensi untuk setiap sel agar tidak
terjadi interferensi. Antena jenis ini biasanya digunakan untuk posisi penglanggan
yang melebar. Direktivitas antena omnidirectional berada dalam arah vertikal.
Bentuk pola radiasi antena omnidirectional digambarkan seperti bentuk kue donal
dengan pusat berimpit. Kebanyakan antena ini mempunyai polarisasi vertikal,
pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang lebih
kompleks.
2.7 Material
Banyak desain antena membutuhkan pemilihan bahan dielektrik yang
sesuai. Kekuatan, berat, konstanta dielektrik, loss tanent dan ketahanan terhadap
kondisi lingkunga adalah parameter utama yang harus diperhatikan.
2.7.1 Dielektrik
Bahan dielektrik dapat didapatkan dalam proporsi bentuk dipasaran.
Keramik, kaca, plastic, styrofoom adalah beberapa yang termasuk dalam kategori
dielektrk. Bahan ini digunakan secara luas sebai segel untuk komponen
gelombang mikro dan sekat pada reflektor. Bahan ini biasanya digunakan untuk
aplikasi dengan daya yang rendah. Untuk aplikasi dengan daya yang tinggi bisa
menggunakan semua dielektrik kecuali keramik. Plastik yang diperkuat juga
digunakan secara luas sebagai penyusun antena, feeder dan mounting surface.
2.7.2 Logam
Pada saat ini tembaga, kuningan dan alumunium adalah logam penyusun
paling penting pada antena. Jika berat bukan merupakan pertimbangan utama,
maka kuningan dan tembaga merupakan pilihan yang dapat digunakan secara luas.
Salah satu keunggulan kedua logam ini adalah dapat dibentuk dengan mudah
tanpa perlu menggunakan peralatan yang khusus. Alumunium memiliki
plating. Alumunium memiliki struktur yang lebih ringan daripada tembaga dan
kuningan.
2.8 Evolution Data Only (EV-DO)
EV-DO, juga dikenal dengan EVDO, 1xEvDO dan 1xEV-DO merupakan
sebuah standart pada wireless broadband berkecepatan tinggi. EV-DO adalah
singkatan dari "Evolution, Data Only" atau "Evolution, Data optimized". Istilah
resminya dikeluarkan oleh Assosiasi Industri Telekomunikasi yaitu CDMA2000,
merupakan interface data berkecepatan tinggi pada media udara. EV-DO satu dari
dua macam standar utama wireless Generasi ke-3 atau 3G. adapun standart yang
lainnya adalah W-CDMA.
3G didesain untuk meningkatkan kecepatan data maupun voice dengan
memanfaatkan jaringan telepon seluler yang telah ada. Dimana, kendala utama
untuk menerapkan jaringan nirkabel berkecepatan tinggi adalah minimnya
bandwidth, atau range
radio yang dapat ditekan/dirampingkan pada
banyak data yang bisa memnfaatkan bandwidth tersebut. EV-DO yang
mengembangkan teknologi yang dikembangkan oleh Qualcomm dapat
memecahkan masalah ini [9].
2.8.1 Arsitektur Jaringan CDMA EV-DO
CDMA EV-DO atau CDMA2000 EV-DO, dapat juga dikatakan sebagai
wireless dengan area yang luas. Pada konfigurasi jaringan yang diterapkan
standar IS-2000 untuk layanan voice dan layanan data dengan kecepatan
menengah serta jaringan CDMA EV-DO yang khusus hanya ditujukan untuk
layanan data dengan kecepatan tinggi. Jadi dapat dijelaskan disini bahwa
teknologi CDMA EV-DO diterapkan pada jaringan CDMA 2000 1x yang telah
terpasang (existing) dengan penambahan perangkat lunak dan perangkat keras
dimana untuk komponen-komponen jaringan CDMA 2000 1x tertentu dapat
dipakai bersama-sama (share) dengan CDMA2000 EV-DO.
2.8.2 Mekanisme Kerja CDMA 2000 EV-DO
CDMA (Coded Division Multiple Access) menggunakan metode
matematis untuk dapat melewatkan multiple wireless devices untuk mengirim data
secara bersamaan pada frekuensi yang sama. Setiap perangkat, seperti telepon
seluler, ditandai dengan tanda unik matematis. Tanda unik tersebut diterapkan
pada sinyal asli dan dikirim sebagai sinyal modified. Penerima juga menerapkan
invers tanda matematika dari sinyal kirim untuk mendapatkan sinyal asli. Jaringan
nirkabel dulunya memanfaatkan sebuah penghalang antara pengirim dan
penerima, seperti kebanyakan telepon tradisional. EV-DO, sebagai penggantinya
mengadopsi pendekatan yang sama untuk untuk internet. IP,
memecah data pada pada pecahan kecil yang kemudian disebut paket. Tiap paket
dikirim secara independen terhadap Paket yang lain. Tentu hal ini akan mengirit
bandwidth yang memungkinkan dipakai oleh perangkat lain; ketika tak ada
percakapan telepon pastinya juga tidak ada paket yang lewat karena tidak ada
paket yang dikirim. atau ketika sebuah website diakses, tidak akan ada bandwidth
Secara teori EV-DO mampu melewatkan 2.4 megabits per second. Tentu
saja ini lebih cepat dari DSL dan broadband cable yang ada. Pada sebuah video
conference di Amerika, yang digunakan oleh seseorang yang berada didalam
kendaraan pada kecepatan 60 mil/jam (90km/jam), sedangkan pada demo yang
lain sebuah telepon dicoba dari sebuah bullet train yang bergerak melebihi 150
mil/jam (240 km/jam).
Kelebihan EVDO dibandingkan CDMA biasa, tentu lebih mengirit
spektrum frekuensi dari regulator dan amat mahal pastinya, menurunkan biaya
pengembangan dan memanfaatkan jaringan baru. di amerika EV-DO dipakai oleh
Verizon dan Sprint,di Korea juga digunakan.
EV-DO adalah standard telekornunikasi untuk tranmisi data wireless
melewati sinyal radio, secara spesifik untuk akses Internet broadband. EV-DO
menggunakan teknik multiplexing termasuk CDMA (Code Division Multiple
Access) sebaik Time Division Multiple Access (TDMA) untuk memaksimalkan
penggunaan baik secara individu ataupun keseluruhan sistem.
Berdasarkan standard yang digunakan pada sistem EVDO, modulasi
ditentukan oleh besar ukuran data physical bit dalam satu frame yaitu: 1024, 2048,
3072 dan 4096 bit, modulasi yang digunakan dalam sistem EV-DO yaitu QPSK,
8-PSK, 16-QAM dengan code rate 1/3.
Modulasi simbol hanya digunakan pada arah forward link didalam sistem
EVDO. Keluaran dari kanal interleaver adalah melalui sebuah modulator dengan
keluaran bentuk phase dan quadrature dengan nilai modulasi yang teratur. Simbol
yang telah dimodulasi tersebut akan dikodekan dan dipetakan (mapping) menurut
EV-DO adalah bagian dari CDMA2000 yang mengacu pada akses data
kecepatan tinggi. Karakteristik dan standar CDMA2000 diperlihatkan oleh table
2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik dan Standar CDMA2000
Karakteristik CDMA2000
1X EV-DO EV-DV
Standard IS 2000 0, A IS-856 IS-2000 D
Published Q4 1999 Q4 2000 Expected Q3 2003
Peak data rate 153.6 Kbps FL/RL(0) 307.2 Kbps FL(A)
2.8.3 Keunggulan Teknologi CDMA2000 EV-DO
EV-DO hadir sebagai solusi transfer data kecepatan tinggi yang dihadirkan
oleh teknologi CDMA dengan hanya melewatkan data saja pada kanal tunggal
dengan pendekatan IP (internet protocol). Keunggulan-keunggulan teknologi
EV-DO yaitu:
1. Dengan sistem CDMA2000 EV-DO kita bisa menggunakan koneksi
mobile internet dengan layanan data berkecepatan tinggi, karena konsep
dari CDMA2000 EV-DO obyektifnya adalah layanan data bukan suara.
2. EV-DO didesain untuk mengoperasikan end-to-end sebagai jaringan dasar
IP, sehingga dapat mendukung aplikasi lain yang dapat beroperasi dalam
jaringan dan batasan bit rate.
3. EV-DO menggunakan teknik multiplexing CDMA (Code Division
Multiple Access) sebaik Time Division Multiple Access (TDMA) sehingga
memaksimalkan penggunaan baik secara individu ataupun keseluruhan
4. Pada saat pengguna ttidak masuk jaringan CDMA2000 EV-DO, otomatis
pengguna akan dialihkan ke jaringan CDMA2000 1x. Kecepatan akses
teknologi ini juga cukup baik, tiga kali lebih cepat dari akses melalui dial
BAB III
RANCANG BANGUN ANTENA BAZOKA
3.1 Umum
Kemajuan dunia komunikasi menghadirkan kemudahan-kemudahan dalam
mendapatkan informasi. Internet adalah mediator komunikasi tersebut. Informasi
dapat diperoleh dimana saja dan kapan saja asalkan pengguna berada di lokasi
yang terdapat jaringan internet. Komunikasi seluler memberikan kemudahan itu.
Kita dapat berkomunikasi dimana saja dan kapan saja asalkan berada di cakupan
jaringan. Namun kecepatan akses juga menjadi faktor penting. EV-DO adalah
jawaban untuk kecepatan akses internet yang dapat diandalkan. Dengan hanya
melewatkan data saja, EV-DO memberikan keluasan bandwidth. Permasalahan
yang timbul adalah minimnya area yang mendapat cakupan EV-DO. Sehingga
level sinyal yang diperoleh sangat kecil dan relative mudah disconected. Cara
yang dapat dilakukan adalah mengupayakan peningkatan gain penerimaan sinyal.
Dengan menggunakan antena bantu level sinyal sangat mungkin untuk
ditingkatkan. Segi ekonomis juga dipertimbangkan untuk menentukan antena
bantu apa yang dapat diupayakan disamping juga kemudahan dalam pembuatan
dan kemampuan penguatan sinyal.
Antena Bazoka adalah antena yang layak untuk dipakai sebagai antena
bantu. Kemudahan perancangan serta harga yang terjangkau membuat antena
3.2 Antena Bazoka
Antena Bazoka adalah variasi dari antena kaleng yang dimodifikasi
menggunakan pipa paralon pvc yang dilapisi alumunium foil. Disebut antena
bazoka dikarenakan bentuk yang menyerupai senjata bazoka. Antena bazoka
menggunakan waveguide silinder yang digunakan untuk mengumpulkan dan
meneruskan gelombang elektromagnetik.
Pada antena bazoka yang dirancang, penggunaan pigtail yang umumnya
digunakan sebagai driven elemen digantikan dengan radio USB yang diletakkan
didalam pipa PVC. Hal ini dilakukan untuk mengurangi rugi-rugi sistem (loss)
yang muncul sebagai efek penggunaan pigtail pada perpanjangan N-konektor.
Pemilihan antena bazoka sebagai antena bantu lebih dikarenakan
kemudahan dalam perakitannya dan biaya yang dikeluarkan relatif murah.
Kemampuan antena ini untuk menguatkan sinyal juga terbilang sangat baik
namun beamwidthnya cukup sempit.
3.3 Langkah Pengerjaan dan Model Rancangan Antena Bazoka
Pengerjaan antena bazoka dimulai dengan membuat perencanaan
pengerjaan dari mulai proses perancangan, pembuatan hingga pengujian.
Perencanaan pengerjaan itu dapat di lukiskan dalam diagram alur seperti yang
Gambat 3.1 Diagram Alur Perancangan dan Perakitan Antena Bazoka
Mulai
Mengumpulkan teori dan komponen yang dibutuhkan serta menentukan parameter
Perancangan antena Bazoka
Merakit antena Bazooka
Menguji antena apakah berfungsi
Membuat kesimpulan
Selesai Ya
Langkah yang dilakukan setelah selesai pengumpulan teori dan informasi
yang dibutuhkan adalah membuat perancangan dari teori yang diperoleh mengenai
dimensi dan bentuk antena bazoka. Dimensi dan bentuk antena bazoka
digambarkan oleh Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Model Antena Bazoka
3.4 Bagian Utama Antena Bazoka
Antena bazooka memiliki bagian utama yaitu Pipa PVC sebagai daerah
pencatu (feeder). Bagian lainnya yaitu USB modem EV-DO dan kabel
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Bazoka
3.4.1 Feeder
Feeder adalah bagian antena yang berfungsi untuk mengumpankan energi
yang kemudian dipantulkan ke segala arah. Bahan yang digunakan untuk
membuat feeder terbuat dari bahan penghantar seperti logam. Besar ukuran feeder
antena ditentukan oleh daerah frekuensi yang ingin ditangkap. Pada antena
bazooka yang dirancang digunakan feeder yang terbuat dari pipa pvc yang dilapisi
oleh alumunium foil. Feeder yang digunakan berbentuk lingkaran agar dapat
menerima gelombang dari segala arah.
Jika kita mengetahui panjang gelombang yang ingin dicapai, maka kita
dapat menghitung jari-jari feeder antena dengan rumus :
(3.1)
Panjang gelombang dirumuskan :
Diameter lingkaran penampang dapatdihitung dengan rumus :
D = 2 x r (3.3)
Dimana :
r = jari –jari penampang ingkaran
D = Diameter penampang
λ = panjang gelombang
a. Jarak USB Modem dari Ujung Pipa
Jarak USB Modem dari ujung pipa dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.4 :
Jarak USB modem EV-DO dari ujung pipa =
( )
b. Panjang Pipa PVC
Panjang minimum pipa PVC yag dibutuhkan agar dapat menerima sinyal
dengan baik dirumuskan pada Persamaan 3.5.
3.4.2 Konektor Antena
Sambungan antara antena dan komputer sangat penting artinya karena
konektor merupakan peredam daya jika instalasi kurang baik. Kebanyakan antena
menggunakan konektor yang berupa pigtail. Namun antena Bazoka tidak
menggunakan pigtail sebagai sumber dayanya. Pigtail digantikan oleh USB
modem EV-DO.
USB modem EV-DO adalah perangkat yang memungkinkan terjadinya
koneksi jaringan wireless ke komputer. Komputer tetap dapat terhubung dengan
jaringan tanpa dipengaruhi oleh posisi, sepanjang masih dalam jangkauan BTS
yang beroperasi untuk jaringan EV-DO. USB modem EV-DO mengambil daya
5V dari USB port. Gambar 3.4 memperlihatkan gambar USB adapter yang
digunakan.
Gambar 3.4 Modem Smart Zte EV-DO AC2726 USB
3.3.3 Kabel Penghubung
Antena Bazoka menggunakan perpanjangan kabel USB untuk
Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya
kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti telepon
selular dan PDA.
Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari
pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan
menggunakan peralatan hub yang khusus.
Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan
expansion card ke computer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan
plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan meperbolehkan peralatan-peralatan
ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot computer. Ketika USB
dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memproses device driver yang
diperlukan untuk menjalankannya.
Kabel USB bawan USB modem EV-DO biasanya hanya memiliki panjang
±1 meter. Untuk memperpanjang kabel USB dapat digunakan dua jenis kabel
penghubung atau kabel extender, yaitu :
1. Kabel extender menggunakan kabel UTP
2. Kabel extender menggunakan kabel USB repeater
a. Kabel Extender Menggunakan Kabel UTP
Kabel Unshieldid Twisted Pair (UTP) adalah jenis kabel yang terdiri dari
dua kawat tak terbungkus yang berpilin. Kable UTP banyak digunakan pada LAN
dan sambungan telepon karena mudah digunakan dan harganya lebih murah.
Kabel UTP berfungsi sebagai extender kabel USB. Terdapat dua macam
b. Kabel USB Repeater
Sesuai dengan namanya, kabel USB repeater digunakan untuk
menghubungkan USB modem EV-DO dengan komputer. Kabel USB repeater
sangat mudah digunakan namun mahal harganya.
3.5 Perancangan Antena Bazoka
Sub bab ini menjelaskan hal – hal yang perlu diperhitungkan dalam
perancangan antena bazooka yang meliputi perhitungan feeder antena, posisi
konektor dan konektor antena apa yang digunakan
3.5.1 Perhitungan Feeder Antena
Untuk mendapatkan antena yang bekerja pada frekuensi 1.9 GHz, maka
dibutuhkan suatu perhitungan terhadap feeder antena. Dengan menggunakan
Persamaan 3.2, maka didapatkan panjang gelombangnya adalah :
Dengan nilai panjang gelombang seperti di atas, maka dibutuhkan feeder antena
dengan jari – jari tertentu. Jari – jari feeder antena dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan 3.1 :
Dengan menggunakan Persamaan 3.3, maka didapatkan diameter feeder antena
yaitu :
Bahan yang akan dibuat sebagai feeder dibentuk dari pipa PVC. Diameter
pipa PVC yang dibutuhkan minimum 93 mm. Namun ukuran pipa PVC yang
dijual dipasaran umumnya 1 inchi; 1,5 inchi; 2 inchi; 2,5 inchi; 3 inchi atau 4
inchi. Sayangnya pipa pvc yang 3 inchi biasanya memiliki diameter 9 cm. Ini
belum mencukupi untuk dapat beresonansi pada frekuensi kerja EV-DO. Oleh
karena itu kita menggunakan pipa PVC 4 inchi yang berdiameter 11 cm.
Panjang minimum pipa PVC yang dibutuhkan dapat dihitung
menggunakan Persamaan 3.5 sehingga diperoleh :
Kita menggunakan pipa PVC 4 inchi dengan diameter 11 cm maka
Sehingga kita dapatkan panjang minimum pipa PVC sebesar :
= 216,66 mm
Jadi minimal panjang pipa PVC yang dibutuhkan adalah 216,66 mm. Panjang pipa
PVC yang kita pilih adalah 40 cm dan 60 cm. Ini jauh dari batas minimum yang
dibutuhkan sehingga hasil akan lebih baik.
3.5.2 Perhitungan Penempatan Konektor
Konektor yang digunakan adalah USB modem Do bermerek Zte
EV-DO AC2726 USB. Penempatan USB modem EV-EV-DO diukur dari ujung pipa dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.4, maka didapatkan hasilnya adalah :
Jadi jarak USB modem EV-DO dari ujung pipa pada antena bazooka adalah
70,5225 mm
3.6 Perakitan Antena Bazoka
Perakitan antena bazoka meliputi beberapa tahapan yaitu :
1. Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan.
2. Pembuatan antena bazoka.
3.6.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam rancang bangun antena bazoka dapat
dilihat pada Table 3.1:
Tabel 3.1 Peralatan Pembuatan Antena Bazoka
Peralatan Pembuatan Antena Bazoka
Penggaris Cutter Kabel USB
extender
Kabel UTP Pipa PVC ¼ inchi Lakban
Gergaji Baut Spidol
Bor tangan Tang Palu
Alumunium foil Solder dan timah Gunting
Pipa PVC 4 inchi Tutup pipa PVC 4
inchi
USB modem
EV-DO
3.6.2 Pembuatan Antena Bazoka
Langkah kerja pembuatan antena bazoka yaitu :
1. Pipa PVC paralon dipotong sesuai dengan ukuran yang telah
diperhitungkan.
2. Bagian pipa PVC paralon yang akan digunakan diukur untuk pemasangan
USB modem lalu dilubangi.
Gambar 3.6 Pengukuran Posisi Lubang USB Modem
3. Lapisi pipa PVC paralon dengan alumunium foil.
Gambar 3.7 Pipa PVC Dilapisi Lakban Alumunium Foil
4. Beri lapisan alumunium foil pada bagian dalam tutup pipa di ujung feeder
Gambar 3.8 Tutup Pipa Berlapis Alumunium Foil
5. Beri lubang pada salah satu tutup pipa untuk pemasangan baut.
Gambar 3.9 Pemberian Lubang Untuk Pemasangan Baut
6. Pasang tutup pipa pada ujung dan pangkal pipa PVC paralon.
7. Buat penyangga untuk meletakkan USB modem EV-DO agar USB tetap
pada posisinya.
8. Pasang USB modem EV-DO. Feeder siap digunakan.
3.6.2 Pembuatan Kabel Penghubung
Kabel yang digunakan idealnya adalah kabel USB aktif extender yang
dijual dipasaran. Namun harganya cukup mahal dan sulit dijumpai. Oleh karena
itu kabel penghubung yang kita gunakan adalah kabel USB extender yang
divariasikan dengan kabel UTP sehingga dapat diperpanjang untuk dihubungkan
dari USB modem EV-DO di antena dengan komputer atau laptop. Berikut adalah
uraian pembuatan kabel USB extender :
a. Alat :
1. Cutter
2. Solder
b. Bahan :
Bahan yang diperlukan :
1. Kabel UTP + 10 meter
2. Kabel USB extender + 1 meter
3. Timah untuk menyolder
4. Selotip
5. Pipa kecil + 5 cm x 2 buah
c. Cara Pembuatan
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.
2. Kupas selongsong luar dari kabel UTP di kedua ujung.
Gambar 3.11 Kabel UTP Yang Telah Dikupas Ujungnya
3. Potong kabel USB jadi dua.
Gambar 3.12 Kabel USB Yang Dipotong Menjadi Dua
Gambar 3.13 Kabel USB Yang Telah Dikupas Bagian Luarnya
5. Kupas ujung kabel UTP dan USB + 3 mm untuk sambungan
6. Pasang potongan pipa kecil untuk melindungi kabel sebelum disolder
Gambar 3.14 Memasukkan Pipa ke Kabel Sebelum Disolder
7. Solder kabel UTP ke kabel USB dengan cara sebagaiberikut :
a. Kabel UTP orange – putih orange disatukan untuk menghubungkan
pin +5V (kabel USB merah).
b. Kabel UTP putih hijau dihubungkan dengan pin Data+ (kabel USB
putih).
c. Kabel UTP hijau dihubungkan dengan Data- (kabel USB hijau).
d. Kabel UTP putih biru, biru, putih coklat, coklat disatukan untuk
8. Setelah semua kabel tesambung dengan baik, lapisi sambungan kabel dengan
selotip agar tidak terjadi hubungan pendek.
9. Rekatkan pipa paralon denga lakban untuk melindungi sambungan.
Gambar 3.15 Hasil Akhir Pembuatan Kabel Usb Extender
3.7 Instalasi Software
Setelah perakitan dilakukan, langkah selanjutnya adalah instalasi software.
Software yang diinstal adalah software untuk mengaktifkan USB modem EV-DO
dan software QPST dan QXDM yang akan digunakan untuk pengujian.
3.7.1 Instalasi Driver Modem ZTE AC2726
Software yang diinstal pertama adalah software untuk mengaktifkan USB
modem EV-DO agar dapat dikenali oleh komputer atau laptop yang akan
digunakan. Driver software untuk USB Modem ZTE AC2726 sudah tertanam di
modem itu sendiri, sehingga secara otomatis komputer akan meminta instalasi
software setelah USB modem terdeteksi oleh komputer. Hal ini dikarenakan
autorun bawaan USB modem yang melihat apakah komputer telah memiliki
software bawaan modem atau tidak. Langkah selanjutnya adalah mengikuti
3.7.2 Instalasi dan Konfigurasi QPST dan QXDM
Software QPST dan QXDM adalah software yang digunakan untuk
pengujian parameter antena. Software QPST berfungsi untuk menginisialisasi port
yang digunakan USB modem EV-DO agar dapat digunakan oleh software
QXDM. Software QXDM disini digunakan sebagai pembaca level sinyal yang
diterima oleh USB modem. Langkah-langkah instalasi dan konfigurasi software
QPST dan QXDM diuraikan sebagai berikut :
1. Instal software QPST dan QXDM. Proses penginstalannya cukup mudah
dengan cara mendouble klik set up program.
2. Matikan software bawaan dari USB modem agar nantinya tidak berebut
port dengan QXDM yang akan kita jalankan.
3. Untuk mengetahui port yang digunakan oleh USB modem EV-DO, klik
kiri pada my computer. Pilih opsi hardware dan kemudian device manager
seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.16.
4. Langkah berikutnya adalah melihat port mana yang digunakan USB
modem EV-DO, catat port diagnostic modem ada di COM berapa (harus
port diagnostics jangan port yang lain ). Gambar 3.17 memperlihatkan
port yang digunakan USB wireless modem.
Gambar 3.17 Device Manager
5. Jalankan program QPST configuration. Setelah terlihat tampilan seperti
Gambar 3.18 , pilih add new port.
6. Pilih port yang tadi dicatat seperti yang terlihat pada Gambar 3.19. Kalau
misalkan portnya tidak keliatan coba di uncheck pilihan ‘show serial and
USB/QC diagnostics port only’.
Gambar 3.19 Pemilihan Port
7. Langkah selanjutnya jalankan program QXDM. Kemudian dari menubar
QXDM, masuk ke menu option lalu pilih communication. Setelah tampil
seperti Gambar 3.20 pilih port yang tadi ditambahkan di QPST
configuration.
8. QPST telah terhubung dengan USB wireless modem. Untuk pembacaan
level sinyal yang diterima oleh USB wireless modem, lihat toolbox
dibawah menubar. Terdapat box view. Ganti menjadi HDR power
sehingga akan tampil seperti Gambar 3.21.
Gambar 3.21 Tampilan Power Sinyal Yang Terbaca QXDM
Pembacaan level sinyal akan menunjukkan tujuh pembacaan data seperti
yang terlihat pada Gambar 3.22.
Gambar 3.22 Tujuh Pembacaan Power Sinyal
Dari Gambar 3.22 terlihat terdapat 4 pembacaan transmiter dan 2
dihasilkan oleh receiver. USB modem EV-DO yang kita gunakan menggunakan
dualband yaitu pada frekuensi 800 MHz dan 1900 MHz. Oleh karena itu akan
terdapat dua grafik level sinyal yang terbaca pada receiver, Rx antena 0 untuk
frekuensi 800 MHz dan Rx antena 1 untuk frekuensi 1900 MHz. Sehingga kita
BAB IV
PENGUJIAN ANTENA BAZOKA
4.1 Umum
Bab ini membahas pengujian parameter serta uji transfer data pada antena
bazoka yang telah dibuat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah
antena yang dirancang sudah mendekati hal yang diinginkan atau tidak.
Pengukuran dan pengujian antena bazoka akan meliputi :
1. Pengukuran pola radiasi
2. Pengukuran beamwidth
3. Pengukuran gain
4. Pengujian transfer data
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian
Persiapan pengujian antena meliputi persiapan peralatan dan software
pendukung. Peralatan yang disiapkan meliputi :
a. Antena bazoka
Dalam pengukuran ini antena merupakan alat utama dikarenakan antena
itu sendirilah yang akan diukur parameter – parameternya. Antena yang akan
diukur adalah dua buah antena bazoka yang berbeda panjang pipanya. Hasil yang
diperoleh akan dibandingkan untuk melihat kemampuan masing-masing antena.
Gambar 4.1 Antena bazoka
b. USB Modem EV-DO
USB Modem EV-DO disini berfungsi sebagai konektor sinyal dari BTS
yang menyediakan layanan EVDO.
c. Kabel USB Extender
Kabel USB extender berfungsi sebagai kabel penghubung antara laptop/
komputer dengan antena. Kabel extender yang dipakai adalah kabel UTP yang
dimodifikasi agar dapat digunakan sebagai USB extender. Kabel penghubung
sangat diperlukan karena antena akan diletakkan di luar ruangan (outdor) pada
posisi yang tinggi agar penerimaan sinyal tidak terhalang.
d. Laptop
Laptop yang digunakanan telah dilengkapi dengan software QPST dan
e. Tempat Peletakan Antena dan Busur
Tempat peletakan antena dibutuhkan agar antena dapat diputar sebesar
sudut yang diinginkan pada pengukuran perolehan sinyal. Gambar 4.2
menunjukkan tempat peletakan yang telah dilengkapi dengan busur.
Gambar 4.2 Alat Peletakan Antena
4.3 Pengukuran Pola Radiasi
Sebelem melakukan pengukuran pola radiasi, hal yang harus dilakukan
adalah menanyakan kepada pihak provider yang memiliki layanan EV-DO
polarisasi antena pemancar. Dalam pengukuran harus memperhatikan jarak pada
proses pengukuran. Pada pengukuran ini posisi antena BTS Smart yang akan
dituju berada pada jarak ± 392,36 meter. Gambar menunjukkan perakiraan jarak
dengan menggunakan goole earth. BTS yang akan dituju berada di perpustakaan
Universitas Sumatera Utara dan pengukuran dilakukan di lantai 4 gedung
laboratorium teknik tegangan tinggi departemen teknik elektro USU. Gambar 4.3
Gambar 4.3 Perakiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan Google Earth
Peralatan yang digunakan pada pengukuran pola radiasi ini diantaranya adalah:
a. Antena bazoka yang telah dibuat
b. Laptop
c. USB Modem EV-DO
d. Kabel USB extender
e. Tempat peletakan antena
f. Penggaris busur derajat 3600
Langkah – langkah pengukuran pola radiasi yaitu dilakukan dengan cara
1. Rangkai semua peralatan seperti pada Gambar 4.3.
Gambar 4.4 Rangkaian Pengukuran
2. Nyalakan laptop dan pasangkan kabel USB exstender pada wireless USB
modem yang ada pada antena.
3. Prakirakan jarak antara antena bazoka dan BTS Smart dan pastikan bahwa
pengukuran berada pada line of sight (LOS) agar pengukuran lebih
optimal.
4. Jalankan program QPST dan QXDM yang ada pada laptop.
5. Setelah terlihat grafik sinyal, putar antena setiap 100 searah jarum jam.
6. Setelah selesai, ulangi pengukuran sebanyak empat kali untuk
mendapatkan ketepatan pembacaan.
7. Simpan hasilnya.
Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Antena Bazoka 40 cm
Sudut (0) Sinyal Diterima (dBm) Sinyal ternormalisasi (dbm)
Tabel 4.2 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Antena Bazoka 60 cm
Sudut (0) Sinyal Diterima (dBm) Sinyal ternormalisasi (dbm)
0 -49,25 0
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa pola radiasi antena basoka
mengarah ke satu arah tertentu. Ini disebabkan karena level sinyal terbesar ada
pada saat posisi antena 00. Pada posisi tersebut antena menerima sinyal secara
dituju. Kemudian ketika antena diputar level sinyal yang ditangkap akan terus
berkurang. Ini karena posisi antena tidak tepat mengarah pada pemancar dalam
hal ini adalah BTS. Pada posisi antena sekitar 1800, level sinyal yang terekam
sangatlah minim. Dari percobaan yang telah dilakukan, antena masih menangkap
sinyal yang dipancarkan BTS hanya saja levelnya rendah.
Kedua antena tersebut sama-sama memiliki pola radiasi yang terarah.
Yaitu menerima sinyal dengan baik pada posisi 00 dan menerima sinyal dengan
lemah pada posisi sekitar 1800. Sehingga dari data yang didapat dari hasil
pengukuran dapat dikatakan bahwa antena yang dibuat telah sesuai dengan
harapan karena memiliki pancaran daya yang terarah.
4.4 Pengukuran Beamwidth
Beamwidth dapat dihitung dari lebar sudut pada main lobe yang
memisahkan dua garis, dimana garis-garis tersebut mempunyai level -3 dB dari
skala puncak pembacaan pola radiasi. Half power beamwidth atau beamwidth β
dirumuskan oleh Persamaan 4.1.
β = θ2 – θ1 (4.1)
Gambar 4.5 Pola Radiasi Antena Bazoka 40 cm
Dari Gambar 4.5 dapat diambil 2 titik kurva yang memotong sumbu -3db.
Dengan menggunakan sekala derajat, dihitung jarang antara kedua titik. Sehingga
didapat untuk antena bazoka 40cm besar beamwidthnya 110. Sedangkan untuk
antena bazoka 60cm dapat dilihat pola radiasinya pada Gambar 4.10. Pada
Gambar 4.6 dapat dihitung beamwidth untuk antena bazoka 60cm adalah 150. Hal
ini menunjukkan bahwa beamwidth yang diperoleh dari kedua antena hampir
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena Bazoka 60 cm
4.5 Pengukuran Gain
Gain adalah penguatan yang diberikan oleh antena yang dibandingkan
dengan antena referensi. Gain total antena uji secara sederhana dirumuskan oleh
persamaan 4.2.
Gt (dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB) (4.2)
Dimana :
Gt = Gain antena bazoka
Pt = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena bazoka
Ps = Nilai level sinyal maksimum yang diterima USB modem EV-DO
Gs = Gain USB modem EV-DO
Pengukuran gain dilakukan dengan membandingkan perolehan level sinyal
menggunakan USB modem EV-DO saja. Pertama kali yang akan diukur adalah
level sinyal maksimum yang diperoleh tanpa menggunakan antena bazoka.
Langkah – langkah untuk mengetahui nilai level sinyal yang diperoleh
oleh USB modem EV-DO adalah sebagai berikut :
1. Nyalakan laptop.
2. Pasang USB modem EV-DO pada antena bazoka
3. Hubungkan ke kabel USB extension.
4. Hubungkan kabel USB ke laptop.
5. Jalankan program QXDM.
6. Catat level sinyal yang diterima
Visualisasi pembacaan level sinyal yang diterima dengan menggunakan
software QXDM ditunjukkan oleh Gambar 4.7, 4.8 dan 4.9.
Gambar 4.7 Hasil Perolehan Sinyal Tanpa Menggunakan Antena Bazoka
Dari Gambar 4.7 perhatikan grafik sinyal yang berwarna biru. Seperti yang
telah diuraikan pada bab III bahwa pada QXDM, grafik yang terbaca merupakan
muncul dua pembacaan power sinyal yang diterima (RX receiver) yaitu warna biru
dan hijau. Hijau untuk frekuensi yang lebih rendah dan biru untuk frekuensi yang
lebih tinggi. Dari Gambar 4.7 terlihat bahwa pembacaan level sinyal menunjukkan
-71dBm. Ini merupakan perolehan sinyal dengan menggunakan USB modem
EV-DO saja.
Gambar 4.8 Hasil Perolehan Sinyal Dengan Menggunakan Antena Bazoka 40cm
Dari Gambar 4.8 terlihat bahwa perolehan sinyal dengan menggunakan
antena bazoka 40cm yang diukur pada arah maksimumnya adalah sebesar -50
dBm. Gambar 4.9 menunjukkan visualisasi perolehan sinyal dengan
menggunakan antena bazoka 60cm. Perhatikan grafik sinyal warna biru yang
berimpit dengan grafik power transmiter yang berwarna merah. Terlihat
perolehan sinyal maksimum untuk antena bazoka 60cm sebesar -49dBm. Hal ini
juga menunjukkkan bahwa perolehan sinyal kedua antena relatif sama. Tidak
begitu besar perbedaannya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa memperpanjang
Gambar 4.9 Hasil Perolehan Sinyal Dengan Menggunakan Antena Bazoka 60cm
Dari data yang diperoleh maka dapat dihitung besar gain antena bazoka
dengan mengikuti Persamaan 4.2. Dimana gain USB modem EV-DO sendiri
adalah sebesar 2,1 dBi. Hasil pengukuran gain antena bazoka yang dihitung
berdasarkan Persamaan 4.2 ditunjukkan oleh Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Gain
Panjang Pipa Pt Ps Gs Gt
40 cm -50 dBm -71 dBm 2 dBi 23 dBi 60 cm -49 dBm -71 dBm 2 dBi 24 dBi
Dari Tabel 4.4 terlihat bahwa gain antena untuk panjang pipa 40 cm adalah 23 dBi
dan 24 dBi untuk panjang pipa 60 cm. Dari perolehan ini dapat disimpulkan
bahwa antena yang dirancang sudah sesuai dengan yang diharapkan dengan
penguatan melebihi penguatan umum untuk antena kaleng yaitu sebesar 16 dBi.
4. 6 Transfer Data
Pengujian transfer data dilakukan untuk menunjukkan efek dari penguatan
sinyal yang diperoleh dengan menggunakan antena bazoka. Pengujian transfer
data dilakukan dalam dua tahap yaitu pada siang hari dan malam hari. Hal ini
dikarenakan trafik yang berbeda karena tingkat pengguna berbeda pada siang dan
malam hari yang juga mempengaruhi kecepatan transfer data. Pengujian transfer
data dilakukan dengan bantuan website
hasil yang akan diperoleh yaitu ping test, download dan upload. Selain itu
dilakukan juga tes download ke server lokal yait
penguatan antena bazoka 40cm dan 60cm tidak jauh berbeda maka dalam
pengujian ini hanya digunakan antena bazoka 40cm.
Peralatan yang harus disiapkan adalah :
1. Antena bazoka 40cm.
2. USB Modem EV-DO
3. Kabel USB extender
4. Laptop
Langkah awal yang dilakukan adalah melakukan pengujian dengan
menggunakan antena bazoka kemudaian dengan menggunakan USB Modem
EV-DO saja. Pengujian dilakukan dengan melakukan tes speed pada www.
speedtest.com. Gambar 4.10 menunjukkan screen shoot website
Gambar 4.10 Screen Shot
a. Pengujian Dengan Menggunakan USB Modem EV-DO
Pengujian speed test dengan menggunakan USB modem EV-DO tanpa
antena bazoka ditunjukkan oleh Gambar 4.11.