Analisis Pengaruh Bahan Terhadap Pola Radiasi Pada Antena Dipole

(1)

ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP

POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE

OLEH :

NAMA

:

ARIEF ANANDA HASIBUAN

NIM

:

070402003

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Antena dipole adalah suatu antena resonan yang mempunyai panjang total

nominal ½ pada frekuensi pembawa. Antena dipole merupakan antena

fundamental yang digunakan untuk pemancaran dan penerimaan gelombang

radio. Dalam Tugas Akhir ini digunakan simulasi untuk menampilkan

parameter-parameter antena yang diperlukan guna menganalisis pengaruh bahan yang akan

digunakan dalam menentukan pola radiasi pada antena dipole.

Dari hasil analisis yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa dalam pola

radiasi antena dipole, nilai konduktivitas dan luas penampang terhadap suatu

bahan sangat berpengaruh. Hal ini berdasarkan dari hasil nilai bidang-E dan

bidang-H yang mempunyai nilai maksimal. Analisis ini berdasarkan pada simulasi

(3)

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 Baharuddin Hasibuan,SH dan Ibunda Nurmiany serta abangda dan

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:

ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE

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 Ali Hanafiah Rambe, ST.MT , selaku dosen Pembimbing Tugas

Akhir, atas nasehat, bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir,R.Sugih Arto Yusuf selaku Penasehat Akademis penulis, atas

(4)

3. Bapak Ir. Arman Sani, MT , selaku Kepala Laboraturium Sistem

Komunikasi Radio, atas nasehat, bimbingan, pengarahan dan motivasi

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Maksum Pinem, ST.MT , selaku Kepala Laboraturium Dasar

Telekomunikasi, atas nasehat, bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam

menyelesaikan menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim,M.Si dan Bapak Rachmad Fauzi ST, MT

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

6. Abang dan kakakku tersayang Supriyanti Hasibuan & Syamsul Bahri,

Bayu Wardana Hasibuan dan Wenny Setiawan Hasibuan, ponakanku yg

imut Farras Azzam. Sepupu yang gokiel Syahrizal Lubis. Terimakasih atas

perhatian dan doanya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir.

7. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara atas segala bantuannya.

8. Sahabat sekaligus teman yang terbaik dan tercantik, Pratiwi Surya Ningsih

“Tiwie” dan Anastasya Citra “Tachii” terima kasih perhatian, doa dan

dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir.

9. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro para warriors: Irzi “Kepo”,Fitri ”Mbak

Iti”,Roy “RFS”, Ridho “Jota”, Samy “Mak Bores”, Fajar ”LegalPrince”,

Habib ”Komeng”, Sobirin ”Mu5h0”, Arynda ”Ryndul”, Ichan

“Gochan007”, Bon “Jempollers” , Dyan “Narcissus”, Agus “Guzzy”, Iyal

(5)

Selvi ”Chayoo”, Dion Citoruzz , Rey “Bieber”, Syuib ”Maho”, Frans

“motivator”, Fernadi “Borong”, Yovie “Tutuk” dan segenap angkatan ’08

yang masih beraktifitas di kampus, semoga silaturahim kita terus terjaga.

10. Senior-senior Gembonk ’05 dan ‘06 yang sudah tamat : Bg Harpen, Bg

Gifari, Bg Lutfi, Bg Riki, Bg Sujeck, Bg Cuib, Bg Rudy, Mutiara

“Muteng”,Kak Diana, Kak Liza, yang berperan banyak atas kerjasama,

masukan, dan bantuan selama proses penulisan Tugas Akhir ini

11. Keluarga Besar Laboratorium Antena, Telematika dan Laboratorium

Dasar Telekomunikasi FT USU : Bg Alifsyah, Bg Arbi Divo, Bg Ibenk,

Bg Demon, dan Rasyid. Terimakasih atas doa dan dukungannya

12. 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, 02 Juli 2011

Penulis

(6)

DAFTAR ISI

2.2 Gelombang Elektromagnetik ... 5

(7)

2.4.6 Impedansi Antena ... 19

IV. ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE ... 38

4.1 Umum ... 38

4.2 Parameter Dalam Analisis Antena Dipole ... 38

4.3 Analisis Nilai Konduktivitas Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Dipole ... 39

4.4 Prosedur Analisis Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Nilai Konduktivitas Yang Berbeda ... ... 45

(8)

Antena Dipole... 50

4.6 Prosedur Analisis Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Luas Penampang Bahan Yang Berbeda... .. 56

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 61

5.1 Kesimpulan ... 61

5.2 Saran ... 62

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pemancar dan Penerima ... 7

Gambar 2.2 Dimensi Pola Radiasi Antena ... 9

Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi Antena ... 10

Gambar 2.4 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ... 10

Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional dalam Koordinat Polar ... 11

Gambar 2.6 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 11

Gambar 2.7 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional dalam Koordinat Polar ... 12

Gambar 2.8 Daerah-Daerah Medan Antena ... 13

Gambar 2.9 Parameter-Parameter Pola Antena (Pola Daya Ternormalisasi) ... 15

Gambar 2.10 Beamwidth Antena ... 17

Gambar 2.11 Bandwidth Antena ... 18

Gambar 2.12 Antena Isotropis ... 20

Gambar 3.1 Antena dipole dan Monopole ... 23

Gambar 3.2 Konfigurasi Antena Dalam Suatu Jaringan dan Rangkaian Ekivalennya ... 24

Gambar 3.3 Alur Gelombang pada Antena ... 25

Gambar 3.4 Arus, Tegangan, dan Pola Radiasi pada Antena Dipole... 28

Gambar 3.5 Antena Dipole ... 30

(10)

Gambar 3.7 Sketsa Medan Radiasi pada Antena Dipole ... 35

Gambar 3.8 Koordinat-koordinat Bola (spherical coordinates) ... 36

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Bahan Antena ... 31

Tabel 4.1 Pola Radiasi Antena Dipole Tunggal Dengan Nilai Konduktivitas

Yang berbeda... 46

Tabel 4.2 Pola Radiasi Antena Dipole Tunggal Dengan Luas Penampang

(12)

ABSTRAK

Antena dipole adalah suatu antena resonan yang mempunyai panjang total

nominal ½ pada frekuensi pembawa. Antena dipole merupakan antena

fundamental yang digunakan untuk pemancaran dan penerimaan gelombang

radio. Dalam Tugas Akhir ini digunakan simulasi untuk menampilkan

parameter-parameter antena yang diperlukan guna menganalisis pengaruh bahan yang akan

digunakan dalam menentukan pola radiasi pada antena dipole.

Dari hasil analisis yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa dalam pola

radiasi antena dipole, nilai konduktivitas dan luas penampang terhadap suatu

bahan sangat berpengaruh. Hal ini berdasarkan dari hasil nilai bidang-E dan

bidang-H yang mempunyai nilai maksimal. Analisis ini berdasarkan pada simulasi

(13)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keunggulan suatu sistem telekomunikasi tidak hanya ditentukan oleh

kualitas pemancar dan penerimanya saja, namun juga sangat dipengaruhi oleh

kualitas pemancaran dan penerimaan antena, diantaranya ialah antena dipole.

Antena dipole merupakan antena fundamental untuk pemancaran dan penerimaan

gelombang radio.

Salah satu karakteristik antena dipole yang akan dibahas disini adalah pola

radiasi antena. Pola radiasi antena terjadi karena adanya gelombang

elektromagnetik yang dipancarkan lewat udara bebas dalam suatu bentuk radiasi

(pancaran) tertentu dalam medan radiasi, yaitu medan jauh. Pola radiasi antena

bisa berubah-ubah berdasarkan nilai parameter yang ditentukan sebagai variabel.

Salah satu parameter yang juga dapat mempengaruhi pola radiasi pada

antena dipole adalah jenis bahannya dimana bahan yang di pakai mempunyai nilai

konduktivitas yang berbeda – beda. Konduktivitas adalah parameter yang sangat

berpengaruh dalam pembuatan antena sehingga diperlukan konduktivitas yang

maksimal untuk mengoptimalkan pola radiasi antena.

Pada Tugas Akhir ini akan di analisis bagaimana pengaruh dari jenis bahan

– bahan tersebut terhadap pola radiasi pada antena dipole. Bahan – bahan yang di

pakai dalam melakukan analisis adalah perak, tembaga, emas alumunium,

(14)

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan pada

Tugas Akhir ini yaitu:

1. Apa yang dimaksud dengan antena dipole.

2. Apa yang dimaksud dengan pola radiasi antena.

3. Bagaimana cara mensimulasikan pola radiasi pada antena dipole.

4. Bagaimana pengaruh bahan terhadap pola radiasi pada antena dipole.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh

bahan terhadap pola radiasi yang dipancarkan antena dipole dengan cara simulasi.

1.4 Batasan Masalah

Agar pembahasan lebih terarah, maka pembahasan dibatasi sebagai berikut:

1. Parameter yang dibahas hanya : pola radiasi dan dimensi antena.

2. Hanya membahas antena dipole.

3. Frekuensi yang di pakai 300 MHz (pada sistem FM), panjang gelombang

(λ) 100 m, panjang antena dipole 0,5 m dan tegangan sumber 1mV.

4. Bahan yang dipakai dalam analisis yaitu perak, tembaga, emas,

aluminium, kuningan dan besi berupa nilai konduktivitas.

5. Khusus untuk analisis luas penampang bahan yang di pakai adalah bahan

tembaga.

(15)

7. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan software Matlab.

1.5 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis pada penulisan Tugas

Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari

jurnal-jurnal pendukung baik dalam bentuk hard copy maupun soft copy.

2. Simulasi, yaitu suatu proses yang dilakukan sebagai bantuan dalam

menganalisis Tugas Akhir ini.

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai

berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar

belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan

masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan dari

Tugas Akhir ini.

BAB II TEORI DASAR ANTENA

Bab ini berisi penjelasan tentang antena secara umum, konsep

perambatan, parameter antena, jenis-jenis antena dan aplikasi

(16)

BAB III TEORI ANTENA DIPOLE

Bab ini berisi penjelasan tentang defenisi antena dipole, komponen

pembuat antena dipole, jenis bahan, parameter antena dipole dan

pola radiasi pada antena dipole.

BAB IV ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA

RADIASI PADA ANTENA DIPOLE

Bab ini berisi tentang analisis pengaruh bahan yang digunakan

pada antena dipole dengan bantuan software Matlab.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan Tugas

(17)

BAB II

TEORI DASAR ANTENA

2.1 Umum

Dilihat dari latar belakang telekomunikasi berupa komunikasi wireless,

antena radio pertama dibuat oleh Heinrich Hertz yang tujuannya untuk

membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik yang sebelumnya telah

diprediksi oleh James Clerk Maxwell. Pada tahun 1886, Hertz memasang

peralatan yang sekarang diketahui sebagai sistem radio dengan antena dipole

sebagai pengirim dan antena loop segi empat sebagai penerima.[1]

Asal kata antena berhubungan dengan apa yang diciptakan oleh Guglielmo

Marconi. Marconi melanjutkan penelitian Hertz dengan menambah rangkaian

tuning dan antena besar yang mampu melakukan pensinyalan dalam jarak yang

sangat jauh dengan menggunakan tiang yang tingginya 2,5 meter dan kawat.

Kawat digunakan sebagai radiasi dan menerima aliran listrik yang dalam bahasa

Itali dikenal sebagai l’antenna centrale dan kawat yang melilitnya disebut

l’antenna. Pada pertengahan Desember 1901, Marconi mengejutkan dunia dengan

penerimaan sinyal di St. Johns, New Foundland dari stasiun pengiriman yang

telah dibangunnya di Poldhu, Cornwall, Inggris [2].

2.2 Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang mempunyai sifat

(18)

dari gelombang elektromagnetik pada spektrum frekuensi radio. Transmisi

gelombang elektromagnetik di ruang adalah sebagai gelombang transversal [3].

Gelombang berosilasi secara periodik atau berulang – ulang ditandai

dengan adanya frekuensi (rata – rata pergerakan tiap pengulangan atau banyaknya

getaran tiap detik), dapat diketahui dari Persamaan (2.1) [1] :

(2.1)

Dimana : f adalah frekuensi dalam hertz (Hz)

T adalah periode dalam detik.

Gelombang dikarakteristikkan oleh panjang gelombang dan frekuensi.

Panjang gelombang (λ) memiliki hubungan dengan frekuensi (f) dan kecepatan (v)

yang ditunjukkan pada Persamaan (2.2) [1] :

f c

=

λ (2.2)

Kecepatan (v) bergantung pada medium. Frekuensi adalah besaran yang lebih

mendasar dan tidak bergantung pada medium. Ketika medium rambat adalah

hampa udara (free space), maka :

c = 3 x 108 m/s (2.3)

Panjang fisik antena (l) adalah fungsi panjang gelombang (λ) yang

tergantung pada frekuensi. Panjang antena dalam meter dapat dihitung dengan

Persamaan (2.4) [1]:

l = (2.4)

Dimana : l = panjang antena

(19)

2.3 Pengertian Antena

Antena merupakan bagian dari sistem komunikasi radio. Antena adalah

perangkat media transmisi nirkabel yang memanfaatkan udara sebagai media

penghantar [3]. Antena berfungsi sebagai peralatan konversi atau pengubah energi

gelombang elektromagnetik terbimbing menjadi energi gelombang

elektromagnetik ruang bebas sebagai pemancar (transmitter), dan mengubah

energi gelombang elektromagnetik ruang bebas menjadi energi gelombang

elektromagnetik terbimbing sebagai penerima (receiver). Gambar 2.1

menunjukkan gambar antena sebagai pemancar dan penerima.

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pemancar dan Penerima

2.4 Parameter – Parameter Antena

Parameter – parameter antena digunakan untuk menguji atau mengukur

performa antena yang akan digunakan. Berikut penjelasan beberapa parameter

antena yang sering digunakan yaitu direktivitas antena, gain antena, pola radiasi

(20)

2.4.1 Direktivitas Antena

Direktivitas antena atau arah pancaran antena adalah kemampuan arah

pancar dari sebuah antena untuk memfokus energi gelombang elektromagnetik

untuk dipancarkan ke semua arah atau arah tertentu, atau kemampuan menerima

energi gelombang elektromagnetik lebih baik dari segala arah atau arah tertentu

pada saat menerima. Ada jenis antena yang dibuat secara khusus untuk memfokus

energi gelombang elektromagnetik dari antena ke arah yang dikehendaki yaitu

antena unidirectional. Ada pula jenis antena yang memiliki pancaran menyebar ke

semua arah yaitu antena omnidirectional [4].

Direktivitas antena merupakan perbandingan kerapatan daya maksimum

dengan kerapatan daya rata - rata. Maka dapat dituliskan pada Persamaan (2.5) [1]

:

Gain antena adalah perolehan kelebihan yang didapat dari pemakaian

sebuah antena dengan membandingkannya dengan antena lain yang digunakan

sebagai referensi [5].

Gain dari sebuah antena adalah kualitas nyala yang besarnya lebih kecil

daripada penguatan antena tersebut yang dapat dinyatakan dengan Persamaan

(21)

2.4.3 Pola Radiasi Antena

Pola radiasi antena merupakan representasi grafis yang menggambarkan

komponen radiasi pada antena sebagai fungsi ruang [6]. Pola radiasi antena

menjelaskan bagaimana antena meradiasikan energi ke ruang bebas atau

bagaimana antena menerima energi. Gambar 2.2 menunjukkan pola radiasi antena

dalam dua dimensi dan tiga dimensi.

Gambar 2.2 Dimensi Pola Radiasi Antena

Dua gambaran pola radiasi yang paling penting adalah pola bidang medan

listrik E dan pola bidang medan magnet H. Pada bidang medan listrik E

merupakan gambaran pola radiasi yang diperoleh dari nilai maksimum

pengarahan radiasi di mana medan listrik E terbentang pada bidang gambar. Sama

halnya dengan pola bidang medan listrik E, pola bidang medan magnet H

merupakan gambaran pola radiasi yang diperoleh dari nilai maksimum

pengarahan radiasi di mana medan magnet H terbentang pada bidang gambar.

Bidang medan listrik E dan bidang medan magnet H saling tegak lurus. Gambar

2.2 menunjukkan koordinat bidang pada pola radiasi, di mana warna ungu

menyatakan bidang medan listrik E dan warna biru menyatakan bidang medan

(22)

Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi Antena

 Pola Radiasi Antena Unidirectional

Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat

menjangkau jarak yang relatif jauh. Gambar 2.4 merupakan gambaran secara

umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional.

Gambar 2.4 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional

Apabila dalam koordinat polar atau grafik, pola radiasi bidang medan magnet H

(23)

Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional Dalam Koordinat Polar

 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 360 derajat jika dilihat pada bidang medan

magnetnya. Gambar 2.6 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran

yang dihasilkan oleh antena omnidirectional.

Gambar 2.6 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional

Apabila dalam koordinat polar atau grafik, pola radiasi bidang medan magnet H

(24)

Gambar 2.7 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional Dalam Koordinat Polar

Jenis – jenis medan Antena :

a. Medan reaktif yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat

gelombang berdiri yang melambangkan energi yang tersimpan.

b. Medan radiasi yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat

radiasi gelombang (propagasi) yang melambangkan energi dipancarkan oleh

antena.

Daerah – daerah medan antena :

a. Daerah medan dekat reaktif yang merupakan daerah yang berada disekitar

antena dimana medan reaktif sangat dominan (energi tersimpan gelombang

berdiri).

b. Daerah medan dekat Fresnel yang merupakan daerah antara medan dekat

reaktif dan medan jauh dimana radiasi medan sangat dominan dan distribusi

(25)

c. Daerah medan jauh Fraunhofer merupakan daerah paling terjauh dari antena

dimana distribusi medan secara esensial berdiri sendiri dari jarak antena sumber

(propagasi gelombang).

Gambar 2.8 Daerah – Daerah Medan Antena

Notasi D merupakan dimensi maksimun dari antena, R1 merupakan jari-jari dari

medan dekat reaktif dan R2 merupakan jarijari dari medan radiasi medan dekat.

Adapun untuk mendapatkan nilai R1 dan R2 mengunakan Persamaan (2.7) [1] dan

(2.8) [1] :

(2.7)

(26)

Definisi – definisi pola radiasi antena adalah sebagai berikut :

a. Pola isotropis adalah pola sebuah antena didefinisikan sebagai radiasi

serba sama ke segala arah, pola ini dibentuk oleh sebuah radiator isotropis

(sumber titik, sebuah antena non-fisik yang tidak mempunyai arah).

b. Pola keterarahan merupakan sebuah pola dikarakterisasi oleh beberapa

radiasi yang efisien dalam satu arah dibandingkan arah lainnya (secarafisik

antena yang dapat direalisasikan adalah antena pengarah saja).

c. Pola omnidirectional merupakan sebuah pola yang serba sama dalam

pemberian ruang radiasinya.

d. Pola bidang utama yaitu pola bidang E dan bidang H dari sebuah polarisasi

linier antena. Bidang E adalah bidang yang terdiri vektor medan elektrik

dan arah radiasinya maksimum. Bidang H adalah bidang yang terdiri

vektor medan magnetik dan arah radiasinya maksimum.

Parameter – parameter pola radiasi antena adalah sebagai berikut :

a. Cuping radiasi (Radiation Lobe) merupakan puncak intensitas radiasi tertinggi

disekitar daerah intensitas radiasi terendah.

b. Cuping utama (Main Lobe) merupakan cuping radiasi pada arah radiasi

maksimum.

c. Cuping minor (Minor Lobe) merupakan cuping radiasi lainnya dari pada cuping

utama.

d. Cuping sisi (Side Lobe) merupakan sebuah cuping radiasi dalam arah lainnya

(27)

e. Cuping belakang (Back Lobe) merupakan kebalikan daripada cuping radiasi

terhadap cuping utama.

f. Half Power Beamwidth (HPBW) merupakan lebar sudut berkas utama pada titik

setengah daya antenna (-3dB).

g. First Null Beamwidth (FNBW) merupakan lebar sudut antara bagian null

(kosong) pertama pada sisi lain berkas utama.

Parameter-parameter pola radiasi antena tersebut diatas terlihat pada Gambar 2.9

bawah ini.

Gambar 2.9 Parameter - Parameter Pola Antena (Pola Daya Ternormalisasi)

Definisi daripada keterarahan antena dan penguatan antena secara

esensialnya mempunyai kesamaan kecuali pada bagian daya yang digunakan.

Keterarahan [D(θ ,φ )] merupakan perbandingan antara densitas daya radiasi

antena pada jarak titik tertentu terhadap daya radiasi total antena (Prad) secara

isotropis. Penguatan [G(θ ,φ )] merupakan perbandingan densitas radiasi antena

(28)

secara isotropis maka, penguatan antena akan tergantung pada daya total yang

melayani terminal masukan antena, serta perhitungan untuk rugi-rugi ohmic pada

antena dilakukan ketika keterarahan tergantung pada daya total radiasi dan tidak

termasuk efek rugi-rugi ohmic. Persamaan untuk keterarahan dan penguatan

seperti pada Persamaan (2.9) [1] dan (2.10) [1] :

(2.9)

(2.10)

Hubungan antara keterarahan dan penguatan sebuah antena dapat

ditentukan dengan menggunakan definsi efisiensi radiasi antena seperti pada

Persamaan (2.11) [1] dan (2.12) [1] :

Umumnya, gain dari antena ini dinyatakan dalam decibel (dB), bukan

berdimensi kuantitas. Persamaan untuk mengkonversi unit-unit berdimensi dB

seperti pada Persamaan (2.13) [1] :

(29)

2.4.4 Beamwidth Antena

Beamwitdth adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang frekuensi

radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun dari puncak lobe

utama [7]. Besarnya beamwidth adalah sebagai berikut pada persamaan (2.14) [8]:

derajat

Gambar 2.10 menunjukkan tiga daerah pancaran yaitu lobe utama (main

lobe, nomor 1), lobe sisi samping (side lobe, nomor 2), dan lobe sisi belakang

(back lobe, nomor 3).

Gambar 2.10 Beamwidth Antena

2.4.5 Bandwidth Antena

Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancar atau penerima selalu

(30)

antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau

memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.11. Dikatakan bekerja dengan efektif jika distribusi arus dan impedansi

dari antena pada range frekuensi tersebut benar - benar belum banyak mengalami

perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta

VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diizinkan. 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 dari antena tersebut adalah (f1 – f2).

Tetapi apabila dinyatakan dalam persen, maka bandwidth antena tersebut adalah :

BW% = c

f f

f2− 1 _{x 100 %} _(2.15)

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 definsi rasio

antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah [9].

BWr =

(31)

2.4.6 Impedansi Antena

Impedansi antena didefinisikan sebagai perbandingan antara medan

elektrik terhadap medan magnetik pada suatu titik [8]. Dengan kata lain pada

sepasang terminal maka impedansi antena bisa didefinisikan sebagai

perbandingan antara tegangan terhadap arus pada terminal tersebut.

I V

ZT = (2.17)

Dimana :

ZT = impedansi terminal

V = beda potensial terminal

I = arus terminal

2.5 Jenis –Jenis Antena

Beberapa jenis - jenis antena yang dipakai secara umum yaitu Antena

Isotropis dan Antena Directional.

2.5.1 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 struktur antena yang lebih kompleks [3]. Gambar 2.12 menunjukkan

(32)

Gambar 2.12 Antena Isotropis

2.5.2 Antena Directional

Berdasarkan direktivitasnya, antena directional dibagi menjadi antena

unidirectional dan antena omnidirectional. Antena unidiretional adalah antena

yang memancarkan dan menerima sinyal hanya dari satu arah. Sedangkan antena

omnidirectional adalah antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari

segala arah.

2.5.2.1Antena Unidirectional

Antena unidirectional memancarkan dan menerima sinyal hanya dari satu

arah. Hal ini ditunjukkan dengan bentuk pola radiasinya yang terarah. Antena

unidirectional mempunyai kemampuan direktivitas 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 mendengar sinyal yang relatif kecil dan mengirimkan

sinyal lebih jauh. Umumnya antena unidirectional mempunyai spesifikasi gain

(33)

menyebabkan berkurangnya derau yang masuk ke dalam antena. Semakin kecil

bidang tangkapan (aperture), semakin naik selektivitas antena terhadap sinyal

wireless yang berarti semakin sedikit derau yang ditangkap oleh antena tersebut

[7]. Beberapa macam antena unidirectional antara lain antena Yagi-Uda, antena

parabola, antena helix, antena log-periodik, dan lain – lain [9].

2.5.2.2Antena Omnidirectional

Antena omnidirectional memancarkan dan menerima sinyal dari segala

arah dengan daya 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 pelanggan yang

melebar. Direktivitas antena omnidirectional berada dalam arah vertikal. Bentuk

pola radiasi antena omnidirectional digambarkan seperti bentuk kue donat

(doughnut) dengan pusat berimpit. Kebanyakan antena ini mempunyai polarisasi

vertikal, meskipun tersedia juga polarisasi horizontal. Antena omnidirectional

dalam pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang

lebih kompleks [7]. Contoh antena omnidirectional antara lain antena dipole,

antena Brown, antena coaxial, antena super-turnstile, antena groundplane, antena

(34)

BAB III

TEORI ANTENA DIPOLE

3.1 Umum

Salah satu bagian penting dari suatu pemancar radio adalah antena, ia

adalah sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter

dan memancarkannya sebagai gelombang radio. Antena tersebut berfungsi pula

sebaliknya ialah menampung gelombang radio dan meneruskan gelombang listrik

ke receiver. Kuat tidaknya pancaran yang sampai di pesawat lawan bicara atau

sebaliknya, baik buruknya penerimaan tergantung dari beberapa faktor. Faktor

pertama adalah kondisi propagasi, faktor kedua adalah posisi stasiun (posisi

antena) beserta lingkungannya, faktor ketiga adalah kesempurnaan antena. Untuk

pancaran ada faktor keempat yaitu kelebaran band-width pancaran kita dan faktor

kelima adalah masalah power.

Seringkali agar pancaran kita cukup besar diterima stasiun 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 hal ini adalah usaha yang kurang efektif dan

cenderung merupakan suatu pemborosan. Mengenai propagasi dan posisi

pemancar ada faktor bandwidth pancaran dapat dikatakan bahwa makin sempit

bandwidth makin kuatlah pancaran kita, ini ada batasnya mengingat faktor

readibility.

Sebatang logam yang panjangnya ¼ Lambda (λ) akan beresonansi dengan

baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. Jadi bila pada

(35)

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 ¼ λ lagi, menjadi antena

dengan dua pole dan disebut dipole ½ λ (di artinya dua). Antena dipole bisa terdiri

hanya satu kawat saja disebut single wire dipole, bisa juga dengan dua kawat yang

ujung-ujungnya dihubungkan dinamakan two wire folded dipole, bisa juga terdiri

atas 3 kawat yang ujung-ujungnya disambung dinamakan three wire folded

dipole. Berbagai macam cara untuk memasang antena tergantung dari tersedianya

space yang dapat digunakan untuk memasangnya. Antena single wire dipole dapat

dipasang horizontal (sayap kiri dan kanan sejajar dengan tanah), dapat pula

dipasang dengan konfigurasi inverted V (seperti huruf V terbalik), dengan

konfigurasi V (seperti huruf V), konfigurasi lazy V ( ialah berentuk huruf V yang

tidur ) atau dapat juga konfigurasi sloper (miring).[10]

Gambar 3.1 Antena Dipole dan Monopole

3.2 Konsep dasar Antena

Konsep dasar suatu antena biasanya mengambil konsep radiator isotropis

sebagai referensi atau pembanding. Radiator isotropis bisa memancarkan

radiasinya ke segala arah dengan sama rata. Sistem sambungan antena dapat

(36)

(a) Antena yang disambung dalam satu jaringan

(b) Sistem sambungan pada komunikasi radio

(c) Rangkaian ekivalen untuk pemancar

(d) Rangkaian ekivalen untuk penerima

(37)

Gambar 3.2 (b) menunjukkan bahwa antena pemancar disambungkan ke antena

penerima melalui gelombang elektromagnetik dan akan terjadi pemindahan energi

dari sistem transmisi gelombang mikro ke dan dari ruang bebas. Alur gelombang

diperlihatkan pada Gambar 3.3.

(a). Pembagian daerah gelombang pada pemasangan antena

(b). Alur gelombang pada antena dipole

Gambar 3.3 Alur Gelombang pada Antena

Pada Gambar 3.3 (a) menunjukkan adanya pembagian daerah gelombang

pada pemasangan antena secara umum, yaitu daerah tempat gelombang

terbimbing, daerah peralihan, dan ruang bebas tempat dipancarkannya gelombang

(38)

dipole yang memperlihatkan adanya impedansi masukan antena, sehingga

menghasilkan keluaran berupa radiasi gelombang radio pada ruang bebas [11].

3.3 Antena Dipole

Antena Dipole adalah antena yang paling banyak disukai oleh para

pembuat radio karena beberapa kelebihannya, yaitu murah, efisien, mudah dibuat

cukup memakai kawat tembaga atau sejenisnya, broad-band, dan lain sebagainya

[12].

Antena Dipole sebenarnya merupakan sebuah antena yang dibuat dari

kawat tembaga dan dipotong sesuai ukuran agar beresonansi pada frekuensi kerja

yang diinginkan. Kawat yang dipakai sebaiknya minimal ukuran AWG (American

Wire Gauge ) diameter 2 mm. Lebih besar akan lebih baik secara kekuatan

mekanik.

Agar dapat beresonansi, maka panjang total sebuah Dipole ( L ) adalah 0,5

λ x K, dimana λ adalah panjang gelombang diudara dan K adalah velocity factor

pada kawat tembaga. Untuk ukuran kawat tembaga yang relatif kecil ( hanya

berdiameter beberapa mm ) jika dibandingkan setengah panjang gelombang, maka

nilai K diambil sebesar 0,95 dan cukup memadai sebagai awal mulai. Sehingga

rumus untuk menghitung total panjang sebuah antena dipole adalah sbb :

λ = 300/f (3.1)

L = 0,5 x K x λ (3.2)

Dimana :

(39)

L adalah panjang total antena Dipole

K adalah velocity factor yang diambil sebesar 0,95.

Antena Dipole sebenarnya balance, sehingga sebaiknya diumpan melalui

sebuah BALUN ( singkatan dari BALance – UNbalance ) setelah sebelumnya

signal radio melalui kabel coaxial dari transceiver. Dengan memakai BALUN,

maka beberapa kelebihannya adalah :

a. Performance antena dipole dapat ditingkatkan.

b. Mengurangi TVI ( Interferensi ke Televisi ).

c. Mengurangi unbalance current.

d. Mengurangi radiasi yang tidak diinginkan.

Walaupun antena Dipole termasuk balance, jika dipasang tanpa BALUN pun,

antena dipole tsb masih bisa bekerja cukup baik. Antena Dipole mempunyai gain

0 dB.

Antena dipole yang sering digunakan adalah antena dipole setengah

gelombang. Panjang antena dipole tunggal adalah ½ λ pada frekuensi operasi

yang mempunyai titik feeder di tengah, impedansi input yang sesuai (75Ω), dan

mempunyai pola radiasi berbentuk angka delapan terhadap arah depan kawat,

(40)

(a) (b)

(c)

Gambar 3.4 Arus, Tegangan dan Pola Radiasi Pada Antena Dipole (a). gelombang berdiri arus dan tegangan pada saluran terbuka (b). gelombang berdiri arus dan tegangan pada sebuah dipole ½ λ (c). radiasi dipole ½ λ dibandingkan dengan dipole hertz.

memperlihatkan pendekatan tentang distribusi tegangan dan arus antena yang

dimisalkan bahwa antena adalah suatu potongan saluran transmisi dalam

hubungan terbuka sepanjang ¼ λ yang terkembang. Medan listrik antena dipole

bisa diketahui dari Persamaan (3.3) [1].

(41)

Dan juga dapat diketahui dari persamaan (3.4) [1]

(3.4)

Nilai dapat dihitung dengan persamaan (3.5)

(3.5)

Dimana : E = medan listrik

dan = medan magnetik

Medan listrik pada antena dipole digunakan untuk menentukan pola radiasi antena

beserta parameter yang lain.

Nilai I dihitung dengan Persamaan (3.6).[13]

(3.6)

Dimana : I = arus

J = kerapatan arus

S = luas penampang

Luas Penampang (S) dapat dicari dengan persamaan (3.7)

S = (3.7)

I adalah arus dipole dalam ampere yang dianggap mempunyai nilai yang sama

dengan arus rms I pada titik dari arus maksimum.

Hubungan antara J dan E dalam konduktor logam juga di tentukan oleh

konduktivitas ( dalam Persamaan (3.8).

J = (3.8)

(42)

= nilai konduktivitas

E = tegangan sumber

Karena nilai V = EL maka persamaannya dapat menjadi

J = = (3.9)

Dimana : J = Kerapatan arus

= nilai konduktivitas

V = tegangan sumber

L = panjang antena

3.4 Komponen Pada Antena Dipole

Dalam pembuatan atau perancangan suatu antena diperlukan suatu

komponen penunjang yang digunakan untuk menguji atau mengukur performa

antena yang akan digunakan. Berikut penjelasan dari komponen yang diperlukan

dalam pembuatan antena dipole.

3.4.1 Panjang antena dipole

Panjang antena dipole adalah ½ λ pada frekuensi operasi yang mempunyai

titik feeder ditengah, impedansi input yang sesuai (75 Ω) Gambar 3.5

menunjukkan bagian antena dipole [12].

(43)

3.4.2 Bahan Antena Dipole

Untuk analisis yang dilakukan dalam pengujian antena dipole, dipakai

beberapa bahan pembuat sebagai perbandingannnya. Bahan logam yang dipakai

dalam perbandingan yaitu perak, tembaga, emas, aluminium, kuningan dan besi.

Salah satu parameter yang diperlukan yaitu nilai konduktivitas dan luas

penampang dari bahan tersebut. Bahan antena yang dipakai dapat dilihat pada

Tabel 3.1 [13].

Tabel 3.1 Bahan Antena

No Bahan Konduktivitas ( )

Adapun pemilihan bahan-bahan untuk pembuatan suatu antena didasarkan

atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:

- Ketahanan bahan terhadap korosi

- Kekuatan mekanisnya

- Harganya relatif murah

(44)

Diantara bahan-bahan diatas dipilih bahan aluminium dan tembaga sebagai bahan

dasar antena. Aluminium dan tembaga dipilih karena memiliki konduktivitas yang

bagus.

3.5 Parameter Antena Dipole

Parameter yang bisa mempengaruhi kualitas antena dipole, antara lain

impedansi, beamwidth, direktivitas, gain, daya radiasi antena, dan pola radiasi.:

Pada Gambar 3.2 (a), ditunjukkan bahwa antena 1 memancarkan sinyal,

dengan I1 sebagai arus masukan dan V1 sebagai tegangan masukan.

a. Impedansi antena diketahui dari Persamaan (3.10).

(3.10)

b. Beamwidth (lebar berkas) pada suatu pola radiasi antena merupakan besar

sudut antena antara 2 buah titik pada pola radiasi, yang mempunyai rapat

daya ½ (-3dB) dari nilai rapat daya maximum.

(45)

menunjukkan cara penentuan beamwidth. Dari Gambar 3.6, dapat dihitung

nilai beamwidth melalui Persamaan (3.11).

θ = θ2 – θ1 (3.11)

θ1 : sudut pada saat E di kuadran 1 atau 3 sama dengan 0,707

θ2 : sudut pada saat E di kuadran 2 atau 4 sama dengan 0,707

c. Direktivitas (keterarahan) ialah perbandingan intensitas radiasi maksimum (U(θ,φ)max) dengan intensitas radiasi rata-rata (Uav), sesuai Persamaan

(3.12)

Untuk mengevaluasi direktivitas D dan resistansi radiasi Rrad dari dipole

λ/2, kita perlu menghitung daya radiasi total Prad dengan menerapkan

persamaan :

kita dapat mendapatkan direktivitas dari dipole λ/2 sebagai berikut:

D =

=

= 1,64

(3.12)

Atau sama dengan 2,15 dB.

d. Gain (G), dengan nilai k (faktor efisiensi) ditentukan, misalnya 0,9.

Nilai Gain atau penguatan antena dihasilkan dari persamaan (3.13).

G = k.D (3.13)

(46)

e. Panjang fisik antena (L) adalah fungsi panjang gelombang (λ) yang

tergantung pada frekuensi.

Menentukan Panjang Fisik Antena Dipole Tunggal

Panjang fisik setengah gelombang pada Persamaan (2.4) dan untuk

panjang gelombang sesuai dengan Persamaan (2.2) dapat dihitung untuk

panjang antena dipole yang beroperasi pada frekuensi :

1. 3 MHz (pada siaran AM) dapat dihitung yaitu :

Untuk f = 3MHz, maka :

= = 100 meter , maka l = = 50 meter.

2. 300 MHz (pada siaran FM) dapat dihitung yaitu :

Untuk f = 300 MHz, maka :

= = 1 meter , maka l = = 0,5meter = 50 cm

3. 10 GHz (pada band microwave) dapat dihitung yaitu :

Untuk f = 10 GHz, maka :

(47)

3.6 Pola Radiasi Pada Antena Dipole

Pola radiasi merupakan gambaran sifat-sifat radiasi (medan jauh) oleh

suatu antena. Pola radiasi terjadi karena arus listrik dalam suatu kawat selalu

dikelilingi oleh medan magnetis. Arus listrik bolak balik (alternating current)

menyebabkan muatan-muatan listrik bebas dalam kawat akan mendapat

percepatan, sehingga timbul suatu medan elektromagnetik bolak balik yang akan

berjalan menjauhi antena dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan

terbentuklah medan elektromagnetik. Medan radiasi terbagi menjadi tiga, yaitu

medan dekat reaktif, medan dekat, dan medan jauh. Sketsa medan radiasi dapat

diketahui pada Gambar 3.7 [14].

a. Pembagian Medan Radiasi b. Aliran energi pada antena dipole

Gambar 3.7 Sketsa Medan Radiasi pada Antena Dipole

Pada Gambar 3.7 (b), dapat dilihat pola radiasi antena dipole ke berbagai arah

dalam medan radiasi. Daerah medan antena yang mempunyai kriteria jarak

minimum pengamatan medan jauh dihasilkan dari persamaan (3.13).

(3.14)

(48)

Batas maksimum daerah medan jauh ini tak terhingga. Pola radiasi dapat

digambarkan dengan sistem koordinat 3 (tiga) dimensi, sebab pola radiasi antena

itu berbentuk 3 (tiga) dimensi pula, seperti Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Koordinat-koordinat Bola (spherical coordinates)

menunjukkan bahwa posisi masing-masing koordinat bola (r,θ,φ) bisa

digunakan untuk menggambarkan pola radiasi pada suatu jarak tertentu (r) dari

antena. Pola radiasi sering digambarkan dengan pola dua dimensi dengan

koordinat kutub maupun koordinat xy (absis : x, ordinat : y), seperti pada Gambar

3.9.

(49)

(b)

Gambar 3.9 Pola Radiasi Antena dalam Dua Dimensi a ) Polar plot/koordinat kutub

b)Rectangular plot / koordinat – xy

Pada umumnya, pola radiasi antena mempunyai berkas atau cuping utama

(major lobe) maupun berkas atau cuping pada arah yang lain (minor lobe). Major

lobe adalah berkas yang arah radiasinya ke depan (arah tujuan). Sedangkan minor

lobe ialah berkas radiasi yang sebenarnya tidak diinginkan, yaitu berkas yang

berada di sebelah major lobe (disebut side lobe) dan berkas yang berlawanan

(50)

BAB IV

ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE

4.1 Umum

Bab ini membahas tentang pola radiasi yang dianalisis dengan

menggunakan pengaruh beberapa bahan logam pada antena dipole dengan

bantuan Matlab. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana pengaruh

nilai konduktivitas dan luas penampang terhadap pola radiasi yang terjadi pada

antena dipole.

4.2 Parameter Dalam Analisis Antena Dipole

Dalam analisis ini Tugas Akhir ini terdapat beberapa parameter yang

diasumsikan yaitu :

a. Frekuensi

Frekuensi yang dipakai dalam analisis adalah 300 MHz (pada sistem FM).

b. Panjang Gelombang (λ)

Panjang gelombang yang di pakai dalam analisis adalah 1 m atau sama.

dengan 100 cm.

c. Panjang antena dipole

Panjang antena dipole yang dipakai adalah 0,5 m atau sama dengan 50 cm.

d. Tegangan sumber

(51)

4.3 Analisis Nilai Konduktivitas Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Dipole

Pada analisis ini dilakukan perhitungan pola radiasi antena dipole dari

jenis bahan yang berbeda yaitu perak, tembaga, emas, aluminium, kuningan dan

besi. Dengan luas penampang (S) = 1 mm = 3,14 x 10-6 m

a. Dengan menggunakan bahan perak ( )

Dengan menggunakan Persamaan (3.6) kita dapat mengitung nilai I.

I =

I = 6,17 x 107 . . 3,14 x 10-6

I = 0,038A

Dan untuk medan listriknya dapat dihitung menggunakan Persamaan (3.3)

dan Persamaan (3.5).

= = 6,28

Dan untuk medan magnetiknya dapat dihitung menggunakan Persamaan

(52)

b. Dengan menggunakan bahan tembaga ( )

I =

I = 5,80 x 107 . . 3,14 x 10-3

I = 0,036 A

= = 6,28

(53)

c. Dengan menggunakan bahan emas ( = )

I =

I = 4,10 x 107 . . 3,14 x 10-3

I = 0,025

= = 6,28

(54)

d. Dengan menggunakan bahan aluminium ( )

I =

I = 3,82 x 107 . . 3,14 x 10-3

I = 0,023 A

= = 6,28

(55)

e. Dengan menggunakan bahan kuningan ( )

I =

I = 1,45 x 107 . . 3,14 x 10-3

I = 0,091 A

= = 6,28

(56)

f. Dengan menggunakan bahan besi ( )

I =

I = 1,03 x 107 . . 10-3

I = 0,064 A

= = 6,28

(57)

Untuk jenis nilai konduktivitas pada bahan logam lain dengan cara yang seperti

diatas.

4.4 Prosedur Analisis Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Nilai Konduktivitas Yang Berbeda

Didalam prosedur analisis pola radiasi antena dipole ini dilakukan

menggunakan bantuan software matlab. Adapun prosedur dalam menampilkan

plot pola radiasi dengan pengaruh nilai konduktivitas bahan adalah

1. Input nilai frekuensi yang telah ditentukan yaitu 300 MHz

2. Input nilai panjang antena dipole yang telah ditentukan yaitu 0,5 m.

3. Input nilai arus yang telah dihitung dari masing – masing nilai

konduktivitas bahan.

4. Input nilai perioda dimana nilai perioda yaitu 1/f

5. Tampilkan plot pola radiasi 2D, 3D, Medan Listrik, Medan Magnetik

dan Distribusi Arus.

6. Program Simulasi Selesai.

Tampilan pola radiasi antena dipole dari nilai konduktivitas bahan dapat dilihat

(58)

Tabel 4.1 Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Nilai Konduktivitas Yang Berbeda

No Bahan Konduktivitas Pola Radiasi 2D dan 3D 1 Perak 6,17 x 107

(59)

(60)

4 Aluminium 3,82 x 107

(61)

6 Besi 1,03 x 107

Dari hasil analisis pengaruh bahan melalui konduktivitas bahan yang berbeda,

data yang diperoleh dengan menggunakan software Matlab dapat dilihat bahwa

antena dipole mempunyai pola radiasi yang berbentuk angka delapan pada pola

(62)

3D dimana susunan warna pada hasil analisis seperti panjang gelombang

spektrum cahaya dimana warna merah memiliki nilai paling besar dan terletak

pada bagian atas pola radiasi dan warna biru memiliki nilai paling kecil sehingga

terletak pada bagian bawah, distribusi arus yang dihasilkan tidak mengalami

attenuasi (noise). Pada analisis nilai konduktivitas bahan, nilai maksimal yang

diperoleh dari bidang-E (medan listrik) dan bidang-H (medan magnetik) ada pada

bahan perak dibandingkan dari bahan logam yang lain. Namun untuk pembuatan

antena secara umum, bahan yang mempunyai nilai konduktivitas paling baik ada

pada tembaga dan aluminium.

4.5 Analisis Nilai Luas Penampang Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Dipole

Pada analisis ini akan dilakukan perhitungan pola radiasi antena dipole

dari jenis bahan khusus tembaga( = 5,80 x 107). luas penampang yang digunakan

yaitu 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, dan 6 mm.

a. Untuk luas penampang 2 mm2 = 2 x 10-3 m

Dengan menggunakan persamaan 3.7, kita dapat menghitung nilai S yaitu:

S = = 3,14 x 2 x 10-3 = 6,28 x 10-3

Dengan menggunakan Persamaan (3.6) kita dapat mengitung nilai I yaitu :

I =

I = 5,80 x 107 . . 6,28 x 10-3

(63)

= = 6,28

(3.4)

b. Untuk luas penampang 3 mm2 = 3 x 10-3 m

S = = 3,14 x 3 x 10-3 = 9,42 x 10-3

I =

(64)

I = 0,10 A

= = 6,28

(3.4)

c. Untuk luas penampang 4 mm2 = 4 x 10-3 m

S = = 3,14 x 4 x 10-3 = 12,56 x 10-3

Dengan menggunakan Persamaan (3.6), kita dapat mengitung nilai I yaitu :

(65)

I = 5,80 x 107 . . 12,56 x 10-3

I = 0,14 A

= = 6,28

(3.4)

d. Untuk luas penampang 5 mm2 = 5 x 10-3 m

S = = 3,14 x 10-3 = 15,7 x 10-3

(66)

I =

I = 5,80 x 107 . . 15,7 x 10-3

I = 0,18 A

= = 6,28

(3.4)

e. Untuk luas penampang 6 mm2 = 6 x 10-3 m

(67)

S = = 3,14 x 6 x 10-3 = 18,84 x 10-3

I =

I = 5,80 x 107 . . 18,84 x 10-3

I = 0,21 A

= = 6,28

(68)

Untuk jenis nilai luas penampang yang lainnya dapat dihitung dengan cara yang

seperti diatas.

4.6 Prosedur Analisis Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Luas Penampang Yang Berbeda

Didalam prosedur analisis pola radiasi antena dipole ini dilakukan

menggunakan bantuan software matlab. Adapun prosedur dalam menampilkan

plot pola radiasi dengan pengaruh nilai konduktivitas bahan adalah

1. Input nilai frekuensi yang telah ditentukan yaitu 300 MHz

2. Input nilai panjang antena dipole yang telah ditentukan yaitu 0,5 m.

3. Input nilai arus yang telah dihitung dari masing – masing nilai luas

penampang bahan.

4. Input nilai perioda dimana nilai perioda yaitu 1/f

5. Tampilkan plot pola radiasi 2D, 3D, Medan Listrik, Medan Magnetik

dan Distribusi Arus.

6. Program Simulasi Selesai.

Tampilan pola radiasi antena dipole dari nilai luas penampang bahan yang

(69)

Tabel 4.2 Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Luas Penampang Yang Berbeda

No Bahan Luas

Penampang

Pola Radiasi 2D dan 3D

1 Tembaga 2 mm

(70)

(71)

4 Tembaga 5 mm

(72)

Dari analisis nilai luas penampang yang berbeda pada bahan tembaga dapat dilihat

bahwa luas penampang pada sebuah antena sangat berpengaruh terhadap pola

radiasi dapat dilihat pada nilai luas penampang sebesar 4 mm yang memiliki pola

pancaran yang lebih baik dari pada nilai luas penampang yang lain karena medan

listrik (bidang-E) dan medan magnetik (bidang-H) yang dihasilkan mempunyai

nilai lebih maksimal serta distribusi arus yang mengalir tidak mengalami noise

atau gangguan, sedangkan pada luas penampang sebesar 5 mm dan 6mm, pola

(73)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisis antena dipole yang dilakukan, maka dapat diambil

kesimpulan :

1. Nilai konduktivitas dan nilai luas penampang dari suatu bahan sangat

berpengaruh dalam pola radiasi sebuah antena.

2. Untuk pola radiasi antena dipole yang paling baik di tinjau dari bidang

–E (medan listrik) dan bidang-H (medan magnetik) pada analisis nilai

konduktivitas bahan adalah berbahan perak dengan nilai konduktivitas

( ).

3. Khusus bahan tembaga yang mempunyai pola radiasi paling baik di

tinjau dari bidang –E (medan listrik) dan bidang-H (medan magnetik)

adalah pada luas penampang 4 mm.

4. Semakin tinggi nilai konduktivitas suatu bahan, semakin baik bahan

tersebut memancarkan gelombang sehingga semakin rendah attenuasi

yang dihasilkan.

5. Semakin lebar luas penampang suatu antena maka semakin baik pola

(74)

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat penulis berikan pada Tugas Akhir ini adalah :

1. Akan lebih baik jika dilakukan pembuatan alat untuk menganalisa

antena yang dirancang. Sehingga dapat memperlihatkan hasil uji

antena secara teori (software) dan membandingkannya dengan yang

didapat secara praktek.

2. Program simulasi dapat dikembangkan lagi, misalnya perbandingan

(75)

DAFTAR PUSTAKA

1. Kraus, John D. 2002, Antennas, Third Edition, McGraw-Hill Book

Company, New York. hal 2, 23, 24. (A).

2. Gunawan, Frans Hendra., 10 Maret 2009, Analisa Antena Directional 2,4

GHz di PT. Cross Network,

http://dewey.petra.ac.id/dts_res_detail.php?knokat=4605.

3. Program Teknisi Jardiknas, 3 Maret 2009, Antena Dan Propagasi

Gelombang Radio. http://oc.its.ac.id/ambilfile.php?idp=158.

4. Stieven, 3 Maret 2009, Antena Indera Perasa Komunikasi Radio,

http://www.avanzaxenia.net/printthread.php?tid=9693.

5. Anonim, 25 Oktober 2008, Perhitungan Gain,

http://yb1zdx.arc.itb.ac.id/data/orari-diklat/teknik/elektronika/Perhitungan-Gain.pdf.

6. Anonim, 3 Maret 2009, Lecture 1

7. Wowok, 2008, Antena Wireless Untuk Rakyat, Penerbit Andi, Yogyakarta,

hal 14-16, 79-80.

8. Angga Timothy, 3 Maret 2009, Karakteristik Antena,

http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=12%3Aant

ena&id=267%3Akarakteristik-antena&option=com_content&Itemid=15.

9. Rahman, 6 April 2009, Link Budget VSAT Point-To-Point,

http://www.geocities.com/adoel5/BAB3.htm.

10. Utomo, Pramudi. 2008. Teknik Telekomunikasi Jilid 1. Direktorat

Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan: Jakarta, Hal 127

(76)

12. Anonim, 26 February 2011,“Teori Antena Dipole”

13. Hayt, Jr, William H.1992. Elektromagnetika Teknologi. Jakarta: Erlangga, Hal 102 - 109, 411 (A)

14. Angga Timothy, 03 Maret 2010, Karakteristik Antena,

(77)

LAMPIRAN

disp('Program ini hanya menampilkan pola radiasi,medan listrik, medan magnetik dan distribusi arus dari antena dipole ')

F=input('Input Nilai Frekuensi F(Hz)=\n'); disp('---')

lambda=(3e8/F)

disp('---')

L=input('Input Nilai Panjang Antena L(meter)=\n'); disp('---')

I=input('Input Arus (Amplitudo) I0='); T=input('Input Perioda (Phase) T ='); i=I.*exp(j.*T)

disp('************************** Resistansi density(Rr)= ***************************')

Rr=80.*(pi).*(pi).*(L/lambda)^2

disp('************************** Direktivitas= ****************************************')

(78)

%Plot arus

% 1.- 3-D Mesh: Azimut & Elevasi %--- n_tehta = 130; % Contoh dari Elevasi n_phi = 130; % Contoh dari Azimut