TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz UNTUK
MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
ABDULLAH HABIBI LUBIS
060402056
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz UNTUK
MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G
Oleh :
ABDULLAH HABIBI LUBIS
060402056
Disetujui oleh:
Pembimbing,
RAHMAD FAUZI, ST.MT
NIP. 19690424 199702 1001
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir.SURYA TARMIZI KASIM, M.SI
NIP. 19540531 198601 1002
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 3G (Third Generation) dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Yagi adalah salah satu pilihan penguatan perolehan sinyal.
Antena Yagi memiliki komponen utama yaitu sebuah Driven element yang merupakan dipole aktif dan sebuah Element yang berfungsi untuk memantulkan pancaran dari Driven element.
Pada Tugas Akhir ini dirancang , direalisasikan dan dilakukan pengukuran antena yagi 2,1GHz. Antena ini ditujukan untuk menjadi media Bantu dalam memperkuat penerimaan sinyal 3G demi memaksimalkan perolehan sinyal dan koneksi. Adapun parameter antena diuji sebagai titik ukur kemampuan antenna, Parameter yang diuji berupa pora radiasi, beamwidth, gain dan transfer data.
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 adik-adik 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 YAGI 2,1 GHz UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G
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:
2. Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir.T.Ahri Bahriun M.Sc selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. 4. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim,MSi dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Adik-adikku tersayang M.Fadhil Lubis, Siti Fatimah Achmad Lubis, Dian Fatiha Lubis. Terimakasih atas perhatian dan doanya.
6. Adindaku Septaria Handayani Terimakasih atas semangat dan doanya.
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-sahabat terbaik di Elektro: Hendra Fiari ST, Samuel M.L Tobing ST, Ahmad Faisal Lubis ST, Alfisyahrin ST, Teuku Fakhrudin ST, Jefri Rahmadinata ST, Rizki Akbar ST, Fahmi Mahyuddin ST, Azhari Siregar ST, Alm.Nasir Andi Hakim ST, dan segenap angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita terus terjaga.
10. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro : Fransiscus, Ryan Sudana, Topan, Christian, Royden dan semua pengurus IMTE 2009 – 2010 yang telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat menyelesikan Tugas Akhir ini.
11. Sahabat Terbaikku di rumah, Endru, Amad, Andri, Bg Abeh, Om Syarum yang telah memberikan support dan semangatnya.
12. Keluarga Besar Available_Medan. Semoga kita tetap didalam tali silaturrahmi.
13. Keluarga Besar MME-GS, yang telah memberikan banyak sekali pembelajaran.
14. 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, 15 Januari 2013 Penulis
DAFTAR ISI
2.2 Gelombang Elektromagnetik... 6
2.4.5 Bandwidth Antena ... 13
2.5 Antena Yagi... 14
2.5.1 Pengertian Antena Yagi ... 14
2.6 Third Generation Technology (3G)... 17
2.6.1 Arsitektur 3G ... 19
III. RANCANG BANGUN ANTENA YAGI ... 23
3.1 Umum ... 23
3.2 Antena Yagi... 23
3.3 Langkah Pengerjaan dan Model Rancangan Antena Grid ... 26
IV. PENGUJIAN ANTENA YAGI ... 39
4.1 Umum ... 39
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian ... 39
4.3 Pengukuran Pola Radiasi... 41
4.4 Penghitungan Beamwidth ... 46
4.5 Pengukuran Gain ... 47
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
5.1 Kesimpulan ... 51
5.2 Saran ... 51
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 7
Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ... 10
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 11
Gambar 2.4 Beamwidth Antena ... 12
Gambar 2.5 Bandwidth Antena ... 13
Gambar 2.6 Karakteristik Antena Yagi... 15
Gambar 2.7 Perangkat Yang Terdapat Pada Antena Yagi ... 16
Gambar 2.8 Arsitektur 3G ... 19
Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan dan Perakitan Antena Yagi ... 24
Gambar 3.2 Model Antena Yagi ... 25
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Yagi ... 26
Gambar 3.4 Pipa aluminium ... 33
Gambar 3.10 Driven Element Dan Reflektor Antena Yagi ... 38
Gambar 4.1 Antena Yagi ... 40
MCOM 4.3 ... 41
Gambar 4.4 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan Google Earth ... 42
Gambar 4.5 Rangkaian Pengukuran... 43
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena ... 47
Gambar 4.7 Hasil Perolehan Sinyal Tanpa Menggunakan Antena Yagi ... 48
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Sfesifikasi Antena Yagi Untuk Aplikasi 3G ... 30
Tabel 3.2 Parameter Antena Yagi Yang Akan Dimodelkan ... 32
Tabel 3.3 Perlengkapan Antena Yagi ... 36
Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Tanpa Antena Yagi ... 44
Tabel 4.2 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Dengan Antena Yagi ... 45
Tabel 4.3 Pengukuran Gain Pada Desa Kuala Beringin ... 49
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Gain Pada Lantai 4 DTE USU ... 50
Tabel L.1 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Desa Kuala Beringin ... 53
Tabel L.2 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 09.00 WIB ... 54
Tabel L.3 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 12.30 WIB ... 55
Tabel L.4 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 16.30 WIB ... 56
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 3G (Third Generation) dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Yagi adalah salah satu pilihan penguatan perolehan sinyal.
Antena Yagi memiliki komponen utama yaitu sebuah Driven element yang merupakan dipole aktif dan sebuah Element yang berfungsi untuk memantulkan pancaran dari Driven element.
Pada Tugas Akhir ini dirancang , direalisasikan dan dilakukan pengukuran antena yagi 2,1GHz. Antena ini ditujukan untuk menjadi media Bantu dalam memperkuat penerimaan sinyal 3G demi memaksimalkan perolehan sinyal dan koneksi. Adapun parameter antena diuji sebagai titik ukur kemampuan antenna, Parameter yang diuji berupa pora radiasi, beamwidth, gain dan transfer data.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangAntena merupakan salah satu elemen penting di dalam terselenggaranya hubungan komunikasi nirkabel antara dua user atau lebih yang ingin berkomunikasi. Perkembangan komunikasi data beberapa tahun belakangan yang kian pesat membutuhkan perkembangan perangkat fisik yang mampu menjadikan jembatan komunikasi antara satu perangkat komunikasi dengan yang lainnya.
Dengan semakin bertambahnya pemakaian handphone semakin besar pula kebutuhan akan pentransferan data dari satu terminal ke terminal yang lain yang dipisahkan oleh jarak yang semakin jauh sehingga penggunaan jaringan kabel menjadi kurang efisien. Kondisi di atas menghasilkan suatu konsep baru yang disebut 3G(Third Generation). 3G merupakan frekuensi radio (RF) dan udara sebagai media transmisi. Walaupun konsep 3G dinilai efisien, tetapi memiliki beberapa kelemahan. Salah satunya adalah sangat terbatasnya area yang dapat dilayani oleh sebuah provider.
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 di pasaran.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas maka dapat di rumuskan beberapa permasalahan, yaitu:
1. Bagaimana prinsip kerja antena yagi.
2. Bagaimana spesifikasi antena yang diperlukan pada jaringan 3G.
3. Bagaimana merancang antena yagi agar dapat bekerja pada frekuensi 2,1 GHz dan memiliki gain yang maksimal.
4. Bagaimana menguji kinerja antena hasil rancang bangun tersebut.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
Merancang bangun antena Yagi 2,1 GHz untuk memperkuat penerimaan sinyal 3G.
1.4 Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas, maka penulis akan membatasi Tugas Akhir ini dengan hal-hal sebagai berikut :
1. Antena bekerja pada frekuensi 2.1 GHz.
3. Analisa parameter antena Yagi meliputi pola radiasi, gain ,beamwidth, dan uji transfer data.
4. Pengukuran parameter antena dilakukan dengan menggunakan handphone Sony Ericson K800i.
5. Perancangan sampai ke tahap pabrikasi.
6. Pengukuran parameter antena dilakukan di lantai 4 DTE USU.
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. Perhitungan melakukan perhitungan secara analitik dengan menggunakan perumusan ilmiah untuk antena Yagi.
3. Perancangan dan Analisis dari hasil perhitungan analitik dengan menggunakan perumusan ilmiah kemudian di lakukan perancangan antena dengan menggunakan handphone.
1.6 Sistematis Penulisan
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 ANTENA
Bab ini berisi penjelasan tentang antena secara umum, penjelasan mengenai antena Yagi secara khusus dan penjelasan komunikasi seluler 3G.
BAB III RANCANG BANGUN ANTENA YAGI
Bab ini berisi perancangan antena Yagi yang meliputi pengukuran desain dan pembuatan.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ANTENA YAGI
Bab ini berisi tentang pengujian antena Yagi untuk memperkuat sinyal 3G. Parameter yang di uji meliputi gain, beamwidth, layanan komunikasi (call ).
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II
TEORI ANTENA
2.1 Umum2.2 Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang mempunyai sifat listrik dan sifat magnet secara bersamaan. Gelombang radio merupakan bagian dari gelombang elektromagnetik pada spektrum frekuensi radio. Transmisi gelombang elektromagnetik diruang adalah sebagai gelombang transversal.
Gelombang dikarakteristikkan oleh panjang gelombang dan frekuensi.
Panjang gelombang (λ) memiliki hubungan dengan frekuensi (ƒ) dan kecepatan (ν)
yang ditunjukkan pada Persamaan 1.1 :
(2.1)
Kecepatan (ν) bergantung pada medium. Ketika medium rambat adalah hampa udara
(free space), maka :
v = c = 3 x 10
8m/s
(2.2)
2.3 Pengertian Antena
Antena dapat juga didefinisikan sebagai sebuah atau sekelompok konduktor yang digunakan untuk memancarkan atau meneruskan gelombang elektromagnetik menuju ruang bebas atau menangkap gelombang elektromegnetik 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[2].
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima
2.4 Parameter – Parameter Antena
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, gelombang radiasi akan dibawa ketempat dalam suatu arah. Elemen dalam array 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) [2].
Direktivitas antena merupakan perbandingan kerapatan daya maksimum dengan kerapatan daya rata-rata. Maka dapat dituliskan pada Persamaan 2.3[2].
(2.3)
2.4.2 Gain Antena
Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan
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 antena adalah kualitas nyala yang besarnya lebih kecil dari pada penguatan antena tersebut yang dapat dinyatakan pada Persamaan 2.4[3].
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 sebuah dipole, antena diukur dalam dBd. “d” di sini mewakili dipole, jadi gain antena diukur relative terhadap sebuah antena dipole. Jika antena referensi adalah sebuah isotropic, jadi gain antena diukur relatif terhadap sebuah antena isotropic [4].
Gain dapat dihitung dengan membandingkan kerapatan daya maksimum antena yang diukur dengan antena referensi yang diketahui gainnya. Maka dapat dituliskan pada Persamaan 2.5[4].
(2.5)
Atau jika dihitung dalam nilai logaritmik dirumuskan oleh Persamaan 2.6[4]. Gt (dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB) (2.6) Dimana :
Gt = Gain total antena.
Pt = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena terukur (dBm). Ps = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena referensi (dBm). Gs = Gain antena referensi.
Decibel (dB) merupakan satuan gain antena. Decibel adalah perbandingan dua hal. Decibel ditetapkan dengan dua cara, yaitu :
a. Ketika mengacu pada pengukuran daya[4].
b. Ketika mengacu pada pengukuran tegangan.x[4].
(2.8)
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 [5]. Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-3-dimensi tingkat penerimaan
Pola radiasi antena menjelaskan bagaimana antena meradiasikan energi ke ruang bebas atau bagaimana antena menerima energi.
a.
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.
Pola Radiasi Antena Unidirectional
Dari gambar diatas dapat kita lihat bahwa pada antena Uniirectional memiliki pancaran pada satu arah, yaitu pada arah yang dituju saja. Antena Unidirectional ini memiliki jarak tempuh yang cukup jauh dari antena lain. Ini dikarenakan pola radiasinya hanya memiliki satu arah saja.
b.
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 dihasilkan oleh antena omnidirectional.
Pola Radiasi Antena Omnidirectional
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional
2.4.4 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 [6]. Besarnya beamwidth adalah sebagai berikut[6] :
(2.9)
Dimana :
B = 3 dB beamwidth (derajat) = frekuensi (GHz)
d = diameter antena (m)
Apabila beamwidth mengacu kepada perolehan pola radiasi, maka beamwidth
dapat dirumuskan sebagai[6] :
β =θ2 – θ1 (2.10)
Gambar 2.4Beamwidth Antena
Gambar 2.4 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.
2.4.5 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 2.5
Gambar 2.5 Bandwidth Antena
Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antena. Misalnya sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun Bandwidth ini juga masih dapat bekerja dengan baik pada
frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2 (di atas fC), maka bandwidth antena
tersebut adalah :
(2.11)
f2= frekuensi tertinggi
f1= frekuensi terendah
fc = frekuensi tengah
2.5 Antena Yagi
Antena Yagi adalah salah satu jenis ole pada salah satu arahnya. Sisi antena yang berada di belakang reflektor memiliki gain yang lebih kecil daripada di depan director, Terdiri dari 3 bagian Driven Element, Reflector dan Director.
2.5.1 Pengertian Antena Yagi
Antena Yagi adalah salah satu jenis ole pada salah satu arahnya. Sisi antena yang berada di belakang reflektor memiliki gain yang lebih kecil daripada di depan direktor.
Antena Yagi atau antena Yagi-Uda RF digunakan secara luas dan merupakan salah satu antena desain paling sukses atau banyak digunakan untuk aplikasi RF direktif. Antena Yagi-Uda adalah nama lengkapnya, pada umumnya dikenal dengan sebutanYagi atau antena Yagi. RF singkatan dari Radio frequency atau frekuensi radio. Antena ini diciptakan oleh dua penemu asal Jepang Yagi dan Uda (muridnya). Antena ada banyak macamnya dan tiap jenis antena masing-masing diciptakan sesuai untuk tujuan yang berbeda dan masing-masing berfungsi terbaik pada frekuensi tertentu.
karena itu antena ini berbeda dengan antena dipole standar yang dapat mengambil sinyal sama baiknya dalam setiap arah. Antena dipole adalah antena paling sederhana, dia hanya menggunakan satu elemen tunggal. Antena Yagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 – 20 dBi.
Gambar 2.6 Karakteristik Antena Yagi
Antena Yagi terdiri dari tiga bagian yang mempunyai fungsi tersendiri, yaitu :
1. adalah titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven
adalah setengah panjang gelombang (0,5 λ) dari frekuensi radio yang
dipancarkan atau diterima.
2.
sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang daripada driven. panjang biasanya
adalah 0,55 λ (panjang gelombang).
4. Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. Boom berbentuk sebatang logam atau kayu yang panjangnya sepanjang antena itu.
Antena Yagi, juga memiliki spasi (jarak) antara elemen. Jaraknya umumnya sama,
yaitu 0.1 λ dari frekuensi.
Gambar 2.7 Perangkat yang terdapat pada antena Yagi
2.6 Thrid Generation Technology (3G)
Peranan perangkat telepon selular di masa kini telah meningkat secara signifikan serta mengalami pergeseran fungsi yaitu dari fungsi utamanya yang hanya untuk mengirimkan sejumlah teks yang berupa layanan pengaksesan melalui internet serta melakukan streaming video dan multimedia secara langsung dari sumber-sumber di internet. Pergeseran inilah yang kemudian menjadikan 3G menjadi populer sehingga menjadi semacam persyaratan yang wajib tersedia pada ponsel-ponsel berteknologi canggih atau yang sekarang dikenal dengan nama smartphone.
Dengan menggunakan 3G, maka pengguna smartphone atau telepon selular berbasis jaringan 3G akan dapat menikmati kecepatan akses hingga 384kbps dalam kondisi statis atau pada saat melaju dengan momentum pergerakan berjalan kaki, pergerakan ini bisa diasumsikan memiliki kecepatan 10-15 km/jam saat perangkatnya terkoneksi ke internet. Namun kecepata bisa berkurang menjadi 128kbps manakala momentum pergerakannya dipercepat. Misalnya saja saat Anda menggunakannya diatas sebuah kendaraan bermotor seperti saat di dalam sebuah mobil yang tengah berjalan ataupun saat berada diatas sepeda motor yang tengah melaju.
panggilan video dan melihat lawan bicaranya oleh sebagian besar produsen elektronik, khususnya para produsen smartphone dengan memberikan kelengkapan fitur dual kamera depan dan belakang pada perangkat yang dirilisnya guna mengakomodir keinginan calon pengguna yang memerlukan fasilitas video call ini. Beberapa produsen perangkat ponsel pintar yang merilis produknya di tanah air bahkan telah bekerjasama dengan layanan operator lokal guna mengakomodasi fitur ini kepada penggunanya.
Seiring waktu, perkembangan 3G mengalami pergeseran ke 3.5G dan yang terakhir adalah 4G. 3.5G merupakan sebuah jaringan koneksi nirkabel yang mengadaptasikan teknologi berbasis HSDPA atau High-Speed Downlink Packet
Access seperti yang digunakan pad
penting sebagai panduan serta menjadi catatan Anda, 3G hanya mampu dihadirkan dengan adanya layanan operator yang juga mendukung koneksi berbasis 3G. Tanpa adanya layanan operator, 3G tidak dapat digunakan oleh sebuah perangkat telekomunikasi meskipun perangkat tersebut telah mendukung koneksi ini. Sedangkan cara termudah bagi Anda untuk mengenali apakah perangkat ponsel Anda telah mendukung fasilitas 3G atau tidak adalah dengan mengecek gelombang frekuensi yang terdapat pada ponsel yang Anda gunakan. Untuk ponsel GSM, fasilitas 3G hanya didukung oleh perangkat yang berada pada frekuensi 1900Mhz, sedangkan untuk perangkat CDMA frekuensi yang didukung adalah 800Mhz.
perangkat telepon genggam modern telah menggunakan frekuensi 850, 900, 1800 dan 1900Mhz yang telah mendukung jaringan 3G ini.
2.6.1 Arsitektur 3G
Arsitektur jaringan UMTS yang menggunakan WCDMA sebagai air interface dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Arsitektur 3G
Jaringan arsitektur UMTS digambarkan seperti gambar, dimana menggunakan air interface WCDMA dan merupakan evolusi atau perkembangan dari jaringan inti GSM, terdiri atas 3 daerah yang saling berinteraksi, yaitu Core Network (CN), UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), dan User Equipment (UE) atau Mobile Station (MS).
Core Network dibagi dalam daerah Circuit Switched dan Packet Switched.
Beberapa elemen dari Circuit Switched adalah Mobile services Switching Centre
(MSC) merupakan interface yang menangani MS untuk menangani circuit switched data, Gateway MSC (GMSC) merupakan gerbang penghubung antara UMTS dan jaringan luar circuit switched seperti PSTN, Visitor Location Register (VLR), dan
(SGSN) merupakan interface yang berfungsi sama dengan MSC tetapi digunakan untuk layanan packet switched dan Gateway GPRS Support Node (GGSN) merupakan gerbang yang menghubungkan UMTS menuju jaringan packet switched. Beberapa elemen jaringan yang lain seperti HLR dan AUC digunakan bersama oleh kedua daerah tersebut. Arsitektur CN dapat berubah ketika terdapat layanan atau fitur yang baru. Transfer data di dalam jaringan inti didukung oleh GGSN (gateway GPRS support node) dan SGSN (serving GPRS support node). Pada dasarnya, GGSN adalah sebuah fitur pengaturan mobilitas tambahan, dan menghubungkan dengan berbagai macam elemen jaringan melalui standart interface. Pada jaringan ini GGSN merupakan interface fisik yang terhubung ke jaringan packet data external
(misalnya Internet). SGSN menangani pengiriman packet dari dan ke terminal-terminal mobile. Masing-masing SGSN memungkinkan untuk mengirimkan packet
ke terminal di dalam service area. GGSN dan SGSN dapat mengirim data dengan kecepatan hingga 2 Mbps.
UTRAN terdiri dari satu atau lebih Radio Network System (RNS), dimana RNS tersebut terdiri darisebuah pengendali jaringan radio yang disebut dengan Radio Network Controller (RNC), beberapa node B (UMTS Base Station) dan User Equipment. UTRAN terhubung pada bagian Core Network (CN) melalui Interface Iu dan menggunakan Interface Iub untuk mengontrol node B. Sedangkan Interface Iur yang menhubungkan antar RNC berfungsi untuk mengatur terjadinya soft handover
diantara RNC tersebut.
RNC berfungsi untuk mengendalikan sumber-sumber radio dari beberapa
mengontrol radio resources UTRAN, seperti power control (PC) atau handover control (HC), dimana sebagiandiantaranya terdapat pada bagian RNC.
BS di UMTS disebut dengan node B. Node B pada jaringan ini sama seperti pada GSM Base Station (BS/BS), merupakan unit untuk sistem pengiriman dan penerimaan radio dari sel. Node B menunjukkan proses dari air interface yang digunakan (WCDMA), meliputi channel coding, interleaving, rate adaptation, dan
spreading. Node B juga memungkinkan terjadinya softer handovers dan power control.
Ikatan antara RNC dan node B disebut dengan Radio Network Subsystem
(RNS), yang memiliki interface Iub. Tidak seperti ekuivalennya, yakni interface
Abis dalam GSM, interface Iub memiliki standar yang terbuka sehingga dimungkinkan masing-masing node B dan RNC dibuat oleh pabrik yang berbeda. Jika dalam GSM tidak ada hubungan antar BSC, dalam UMTS yang disebut dengan UTRAN justru sebaliknya. RNC satu dihubung dengan RNC lainnya melalui
interface Iur. UTRAN dihubungkan ke jaringan inti melalui interface Iu.
User Equipment (UE) mempunyai prinsip yang sama seperti pada GSM
Mobile Station (MS), memiliki modul identitas user, yang serupa dengan SIM pada GSM. UE terdiri dari dua bagian, yaitu Mobile Equipment (ME) dan UMTS
BAB III
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI
3.1 UmumKemajuan dunia komunikasi menghadirkan kemudahan-kemudahan dalam mendapatkan informasi. Handphone adalah mediator komunikasi tersebut. Informasi dapat diperoleh dimana saja dan kapan saja asalkan pengguna berada di lokasi yang terdapat jaringan. Komunikasi seluler memberikan kemudahan itu. Kita dapat berkomunikasi dimana saja dan kapan saja asalkan berada di cakupan jaringan. Namun lokasi keberadaan kita sangat berpengaruh untuk mendapatkan jaringan. 3G adalah salah satu akses jaringan data yang sangat dibutuhkan pada kehidupan berteknologi yang berkembang pesat, jaringan 3G ini mempunyai jarak cover yang sangat kecil dan dipengaruhi oleh jumlah user, tidak semua area memiliki layanan 3G jadi Saya mencoba untuk merancang salah satu alat bantu untuk mendapatkan jaringan tersebut.
Antena Yagi adalah salah satu antena yang layak untuk dipakai sebagai antena bantu. Kemudahan perancangan serta harga yang terjangkau membuat antena Yagi dapat diupayakan oleh masyarakat luas. Perancangan dan perakitan antena Yagi dapat digambarkan sesuai dengan diagram alur pada Gambar 3.1.
3.2 Antena Yagi
Antena Yagi adalah salah satu contoh antena yang banyak dipakai oleh masyarakat. Antena Yagi terdiri dari antena dipole lipat (folded dipole) setengah
gelombang (½λ) yang ditambah pemantul (reflector) dibelakangnya dan beberapa
pengarah (director) di depannya. Pada frekuensi UHF (Ultra High Frequency) biasanya digunakan antena Yagi yang menggunakan reflektor bidang sudut. Bidang sudut di sini maksudnya adalah suatu permukaan baik berupa jala-jala dari kawat alumunium maupun dari permukaan berupa lembaran alumunium yang membentuk bidang sudut. Dari uraian di atas timbul permasalahan adakah perbedaan penguatan
sinyal antara antena UHF jenis Yagi ½λ yang menggunakan reflektor bidang sudut
permukaan kawat alumunium bentuk jala-jala dengan antena UHF jenis Yagi ½λ yang menggunakan reflektor bidang sudut permukaan lembaran alumunium padat pada daerah berpenghalang (deep fringe area).
Antena Yagi menggunakan antena dua kutub yang selanjutnya disebut driven element, ditambah dengan beberapa elemen parasitik. Elemen parasitik berguna untuk menaikkan efisiensi daya dan mengarahkan radiasi pada satu sisi.
juga berupa jala-jala kawat atau suatu jaringan batang-batang logam yang saling dihubungkan.
Diagram alur perancangan dan penelitian antena Yagi ditunjukkan pada gambar 3.1.
Pada antena yagi yang dirancang, menggunakan dipole balun sebagai driven elemen yang diletakkan antara Reflector dan Director. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam menentukan frekuensi yang kita pilih.
Pemilihan antena yagi 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 Yagi
Pengerjaan antena Yagi dimulai dengan membuat perencanaan pengerjaan dari mulai proses perancangan, pembuatan hingga pengujian. Perencanaan pengerjaan itu dapat dilukiskan dalam diagram alur seperti yang digambarkan pada Gambar 3.1.
Langkah yang dilakukan setelah selesai pengumpulan teori dan informasi yang dibutuhkan adalah membuat perancangan dari teori yang diperoleh mengenai dimensi dan bentuk antena yagi digambarkan oleh Gambar 3.2.
Antena yagi memiliki bagian utama yaitu dipole balun sebagai daerah pencatu (feeder) dan reflector sebagai pemantul dari sinyal yang di catu. Bagian lainnya yaitu kabel koaksial. Gambar 3.3 menunjukkan bagian-bagian utama antena yagi.
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Yagi
3.4 Bagian Utama Antena Yagi
Antena yagi yang akan dibangun memiliki beberapa bagian yang menjadi penyusun utamanya, antara lain :
1. Reflektor Antena 2. Driven elemen 3. Direktor Antena
3.4.1 Reflektor Antena
Dalam kasus yang lebih umum, beamwidth merupakan karakteristik yang dihasilkan oleh lebar reflektor, kesesuaian bentuk, dan permukaan. Antena Yagi menggunakan antena dua kutub yang selanjutnya disebut driven element, ditambah dengan beberapa elemen parasitik. Elemen parasitik berguna untuk menaikkan efisiensi daya dan mengarahkan radiasi pada satu sisi.
Elemen parasitik terdiri dari elemen pemantul dan elemen-elemen pengarah. Elemen pemantul berfungsi untuk memantulkan sebagian energy ke antena dua kutub. Sedangkan elemen pengarah berfungsi untuk mengarahkan sebagian energi ke antena dua kutub. Untuk penggunaan pada UHF, elemen reflektor tunggal Yagi biasanya digantikan dengan sebuah permukaan pemantul bidang (plane reflecting surface), baik yang berupa sebuah permukaan rata atau suatu sudut dari dua permukaan. Permukaan yang memantulkan ini dapat berupa logam padat, atau dapat juga berupa jala-jala kawat atau suatu jaringan batang-batang logam yang saling dihubungkan. Dengan reflektor sudut diperoleh keterarahan yang sedikit lebih tajam.
Rumus perkiraan untuk menghitung panjang elemen dan spacing antena Yagi dua elemen adalah sebagai berikut :
Untuk mendapatkan panjang gelombang (λ) berlaku persamaan :
λ = c/f, dengan c = 3.108 meter/detik (3.2) Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter. (3.3) Director 137 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Jarak masing-masing elemen pada antena Yagi adalah sebagai berikut : Jarak reflektor ke driver = 0,35λ
Panjang driver adalah ½ λ, dengan λ adalah c/f. Jadi ½ (c/f) atau ½ (3 . 108)/f = 150/f meter, frekuensi dalam MHz. Ini adalah panjang listrik atau panjang ruang bebas bagi antena tersebut (electrical length/free space length). Antena terbentang antara tanah dan udara. Antena membutuhkan penyekat terhadap tanah. Udara dan penyekat menyebabkan efek kapasitif sehingga mempengaruhi kecepatan rambat gelombang elektromagnet. Oleh karena itu, panjang antena ½ λ dikoreksi dengan faktor K menjadi (150 K/f) meter dan ini adalah panjang mekanik (LDE) atau
panjang fisik antena (physicallength). Besar nilai K dapat dilihat pada grafik 1, yaitu tergantung pada besar perbandingan ½ λ terhadap diameter batang konduktor (bahan antena). Semakin besar diameter batang konduktor, semakin kecil perbandingan ½ λ terhadap diameter batang konduktor, dan semakin kecil nilai K, sehingga ukuran panjang antena semakin pendek.
3.4.2 Driven elemen
Driven elemen merupakan antena balun. Driven Element adalah suatu elemen yang menyediakan daya dari pemancar, biasanya melalui saluran transmisi. Driven Element mempunyai panjang sehingga rumus menghitung total panjang
Driven Element ditunjukkna pada Persamaan 3.4 sebagai berikut :
L = 0.5 x K x (3.4) Dimana :
L : Panjang Driven Element
K : Velocity Factor ( pada logam 0.95 )
3.4.3 Kabel Penghubung
Antena Yagi menggunakan perpanjangan kabel koaksial untuk dihubungkan ke konektor yang terpasang pada Antena. Kabel coaxial adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada televisi namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti pada perangkat BTS.
Kabel Koaksial adalah suatu struktur bus yang sangat efisien pada loop local, memungkinkan sebuah kabel tunggal dengan badwith yang sangat tinggi untuk dipergunakan secara bersama-sama oleh beberapa pelanggan. Kabel memiliki kapasitasbandwidth) 10 Mbps dan kapasitas Kabel koaksial sering dipakai sebagai jalur transmisi unt Spektrum yang dapat ditransimisikan melalui kabel koaksial ini mulai dari 5 MHZ sampai 2 GHZ, mewakili beberapa bagian yang penting pada spektrum radio.
3.5 Perancangan Antena Yagi
Sub bab ini menjelaskan hal – hal yang perlu diperhitungkan dalam
perancangan antena yagi yang meliputi perhitungan reflector antena, posisi driven element.
Dalam pengukuran ini antena merupakan alat utama dikarenakan antena itu sendirilah yang akan diukur parameter – parameternya. Antena yang akan diukur adalah satu buah antena Yagi. Hasil yang diperoleh akan dibandingkan untuk melihat kemampuan masing-masing antena. Tabel 3.2 menunjukkan Sfesifikasi antena Yagi yang didunakan untuk aplikasi 3G.
Tabel 3.1 Sfesikasi antena Yagi untuk aplikasi 3G
Electrical Spesification :
Freq.Range-Mhz 1920 to 2170
Gain-dBi 10
Polarization Vertical
Beamwidth-º H Plane 48
Beamwidth-º E Plane 40
VSWR 1,5
Impedance-Ω 50
Power Capacity-W 100
Mechanical & Environmental Spesification :
Connector N Female or costumized
Elements 8
3.5.1 Perhitungan Reflektor antena
Untuk mendapatkan antena yang bekerja pada frekuensi 2,1 GHz,maka diperlukan suatu perhitungan terhadap reflektor antena. Nilai frekuensi yang
Reflector yang digunakan ber diameter 70 cm, dengan menggunakan persamaan 3.2 maka dapat kita peroleh aperture antena, yaitu :
Aap = 0,38465 m2
Setelah luas apertur diketahui, maka gain maksimum dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.3 :
Gmax= ap= 0,38465 = 43.602 W
Jika diubah dalam satuan dB, maka hasilnya adalah:
GdB=10 log 43.602 =10 . 1,64 = 16.4 dB
Dengan asumsi efisiensi antena 0,5, maka gain antena maksimum yang bisa dicapai dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.4, yaitu :
G = k x D = 0.5 x 43.602 = 21.801W
Jika diubah ke dalam satuan dB, maka hasilnya adalah : GdB= 10 log 21.801 = 1.34 dB
3.5.2 Perhitungan Driven Element
Antena yang akan dirancang pada Tugas Akhir ini adalah antena Yagi yang memiliki frekuensi kerja 2,1 GHz . Untuk perangcangan awal digunakan perhitungan panjang gelombang dengan menggunakan persamaan 2.1 didapatkan panjang
gelombang dari anten yang akan dibuat adalah:
yaitu pada Persamaan 3.4. Dengan menggunakan perhitungan tersebut di dapatkan panjang driven yang digunakan adalah 6.745
L = 0.5 x 0.95 x 142 67.45 mm = 6.745 cm
Antena yagi memiliki konektor yang terbuat dari kabel koaksial yang panjangnya ¼ yaitu 7.1 cm dan elemen ini digandeng dan panjang gandengan tersebut adalah ½ yaitu 16.65 cm.
Adapun Parameter antena Yagi yang akan dimodelkan pada percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Parameter Antena Yagi Yang Akan Dimodelkan Nama Elemen Panjang (cm) Jarak
3.5.3 Kabel Penghubung Yang Digunakan
Kabel penghubung yang digunakan pada antena ini yaitu kabel koaksial yang berjenis Yuri RG-6 HFB-NL 75 dengan panjang 30 meter. Selain harga kabel yang murah kabel ini juga sangat mudah di dapatkan di pasaran. Sedangkan ujung kabel yang di hubungkan ke handphone harus di buat menjadi kumparan yang berfungsi sebagai induktor.
3.6 Komponen Antena Yagi
Komponen antena yagi terdiri atas perlengkapan dan peralatan. Berikut perlengkapan dan peralatan yang dibutuhkan dalam rancang bangun antena yagi. 3.6.1 Perlengkapan
Perlengkapan yang diperlukan dalam rancang bangun antena yagi antara lain:
1. Pipa Alumunium
Pipa alumunium ini berfungsi sebagai driven element pada pencatu. Panjang pipa alumunium driven element mempunyai panjang 35 cm dan diameter 0.5 cm, dapat dilihat pada Gambar 3.4.
2. Besi
Besi berfungsi sebagai mounting antena dan penyangga driven element. Besi yang digunakan untuk mounting berukuran 2 inci dan untuk penyangga driven element berukuran 15.3 cm dan diameter 1 inci. Besi dirancang untuk dapat menyangga antena dan driven element. Gambar 3.5 memperlihatkan gambar besi yang digunakan.
a. Mounting antena
3. Baut
Baut berfungsi sebagai pelekat antara antena dengan mounting. Baut yang akan digunakan berukuran 10. Gambar 3.6 memperlihatkan baut yang digunakan untuk perancangan antena.
Gambar 3.6 Baut
4. Kabel Koaksial
Kabel koaksial berfungsi sebagai penghubung antara antena dengan handphone. Kabel koaksial yang digunakan berukuran 75 dengan panjang 30 cm. Gambar 3.7 memperlihatkan kabel yang digunakan untuk perancangan antena.
5. Induktor
Induktor berfungsi sebagai penghasil induktansi pada handphone. Indoktor ini diletakkan pada ujung kebel koaksial. Gambar 3.8 memperlihatkan induktor yang dipakai dalam perancangan antena.
Gambar 3.8 Induktor
Tabel 3.3 berikut menunjukkan perlengkapan yang digunakan pada rancang bangun antena yagi beserta fungsinya.
Tabel 3.3 Perlengkapan Antena Yagi Perlengkapan Antena Yagi
N o.
Bahan Fungsi
1 Plat alumunium Sebagai kerangka reflektor
2 Pipa alumunium Sebagai penyangga pencatu dan elemen 3 Besi Mounting antena
4 Baut Sebagai pelekat 5 Kabel koaksial Sebagai penghubung
3.7 Perakitan Antena Yagi
Sebelum proses perakitan dimulai, seluruh peralatan yang dibutuhkan sudah disiapkan. Ada dua tahap dalam perakitan antena yagi, meliputi pembuatan driven element antena, pembuatan reflektor antena.
3.7.1 Pembuatan Driven Element
Langkah kerja pembuatan driven element antena :
1. Potong pipa alumunium sesuai dengan ukuran yang telah di perhitungkan. 2. Lengkungkan pipa alumunium sampai terlihat terbagi dua dengan panjang
dan jarak yang telah di perhitungkan.
3. Letakkan pipa pada box dan ikat memakai baut.
4. Potong kabel koaksial dengan ukuran yang telah diperhitungkan. 5. Hubungkan kabel koaksial ke ujung-ujung pipa alumunium.
6. Baut box driven element ke pipa alumunium pada tiang penyangga untuk diletakkan pada reflektor.
Gambar 3.9 memperlihatkan gambar driven element yang telah dirakit.
3.7.2 Pembuatan Reflektor Antena
Langkah kerja pembuatan reflektor antena.
1. Potong plat alumunium sesuai dengan yang telah diperhitungkan.
2. Berdirikan pipa alumunium yang telah diletakkan driven element sesuai dengan ukuran yang diperhitungkan.
Gambar 3.10 memperlihatkan gambar driven element dan reflektor yang telah di hubungkan.
BAB IV
PENGUJIAN ANTENA YAGI
4.1 UmumBab ini membahas pengujian parameter pada antena Yagi yang telah dibuat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah antena yang dirancang sudah mendekati hal yang diinginkan atau tidak. Pengukuran dan pengujian antena Yagi akan meliputi :
1. Pengukuran pola radiasi
2. Pengukuran beamwidth
3. Pengukuran gain
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian
Persiapan pengujian antena meliputi persiapan peralatan dan handphone
pendukung. Peralatan yang disiapkan meliputi :
a. Antena Yagi
Gambar 4.1 Antena Yagi a. Kabel Koaksial
Kabel koaksial berfungsi sebagai penghubung antara antena dan handphone. Kabel koaksial sangat diperlukan karena antena akan diletakkan di luar ruangan (out door) pada posisi yang tinggi agar penerimaan sinyal tidak terhalang.
b. Handphone
Handphone yang digunakan untuk melakukan pengukuran yang memiliki status penerimaan sinyal. Handphone yang digunakan adalah jenis Blackberry.
c. 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.
4.3 Pengukuran Pola Radiasi
Sebelum melakukan pengukuran pola radiasi, hal yang harus dilakukan adalah menanyakan kepada pihak provider polarisasi antena pemancar. Dalam pengukuran harus memperhatikan jarak pada proses pengukuran. Pengukuran pola radisi antena dilakukan pada 2 lokasi yang berbeda. Pada pengukuran pertama posisi BTS Telkomsel yang akan dituju berada pada jarak ± 5.57 Km. Gambar 4.3 menunjukkan perakiraan jarak dengan menggunakan MCOM 4.3. BTS yang akan dituju berada di Desa Londut dan pengukuran dilakukan di Desa kuala beringin. Gambar 4.3 Menunjukkan perakiraan jarak pengukuran dengan menggunakan
MCOM 4.3. Sedangkan pengukuran kedua dilakukan di lantai 4 gedung Depatemen Teknik Elektro USU. Pada pengukuran ini posisi antena BTS Telkomsel yang akan dituju berada pada jarak ± 575.52 meter.
Gambar 4.3Perakiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan MCOM 4.3
Pada pengukuran pertama dan pengukuran kedua memiliki 2 software yang berbeda. Ini dikarenakan pada Google earth tidak dapat terlihat jelas letak jalan dan letak BTS pada pengukuran yang pertama. Pada pengukuran pertama tempat lokasi pengambilan data adalah jenis SubUrban yang memiliki jarak dari jalan perkotaan ± 12 Km.
Gambar 4.4 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan Google Earth
Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa BTS yang dituju terletak pada jalan pembangunan sedangkan antena terletak pada Departemen Teknik Elektro yang memiliki jarak 575.52 meter.
Peralatan yang digunakan pada pengukuran pola radiasi ini diantaranya adalah:
a. Antena Yagi yang telah dibuat
c. Tempat peletakan antena d. Penggaris busur derajat 360º
Langkah – langkah pengukuran pola radiasi yaitu dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Rangkai semua peralatan seperti pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Rangkaian Pengukuran 2. Buka menu tekan options lalu tekan status pada handphone. 3. Setelah terlihat status, putar antena setiap 100 searah jarum jam.
4. Setelah selesai, ulangi pengukuran sebanyak empat kali untuk mendapatkan ketepatan pembacaan.
Dari hasil pengukuran yang diperoleh tidak menggunakan antena Yagi sinyal yang diterima ditunjukkan pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Tidak Menggunakan AntenaYagi Sudut (0) Sinyal Diterima (dBm) Sinyal ternormalisasi (dBm)
Dari hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan antena Yagi sinyal yang diterima ditunjukkan pada Tabel 4.1
Tabel 4.2 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Dengan Menggunakan AntenaYagi Sudut (0) Sinyal Diterima (dBm) Sinyal ternormalisasi (dBm)
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa pola radiasi antena Yagi mengarah ke satu arah tertentu. Ini disebabkan karena level sinyal terbesar ada pada saat posisi antena 00. Pada posisi tersebut antena menerima sinyal secara maksimal. Karena pada posisi 00 antena tepat diarahan meenghadap BTS yang 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 BTShanya saja levelnya rendah.
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 Penghitungan 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. Pola radiasi antena Yagi ditunjukkan oleh Gambar 4.6.
00
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena
Pola radiasi antena yang ditunjukkan pada Gambar 4.6 didapat dari data rata-rata hasil pengukuran dengan menggunakan antena Yagi yang tertulis pada Tabel 4.1 dengan menggunakan rumus pola radiasi antena.
Langkah – langkah untuk mengetahui nilai level sinyal yang diperoleh adalah sebagai berikut :
1. Nyalakan Handphone.
2. Buka Menu option dan status.
3. Hubungkan kabel koaksial ke handphone. 4. Catat level sinyal yang diterima
Aplikasi yang digunakan untuk mengetahui naik atau turunnya penerimaan sinyal yang didapat pada percobaan ini adalah aplikasi yang terdapat pada handphone Blackberry, aplikasi ini tidak terdapat pada handphone lainnya, hanya terdapat pada
smartphone. Visualisasi pembacaan level sinyal yang diterima dengan menggunakan
Gambar 4.7 Hasil Perolehan Sinyal Dengan Menggunakan Aplikasi Handphone Blackberry Tanpa Menggunakan Antena Yagi
Dari Gambar 4.7 perhatikan status sinyal yang paling atas status yang terbaca merupakan semua pengukuran power. Handphone diatur khusus untuk mendapatkan single band. Dari Gambar 4.8 terlihat bahwa pembacaan level sinyal menunjukkan -77dBm. Ini merupakan perolehan sinyal hanya dengan menggunakan handphone.
Dari Gambar 4.7 terlihat bahwa perolehan sinyal dengan menggunakan antena Yagi yang diukur pada arah maksimumnya adalah sebesar -77 dBm. Dari data yang diperoleh maka dapat dihitung besar gain Yagi dilokasi pengukuran Desa Kuala Beringin Kec. Kualuh Hulu dengan mengikuti Persamaan 3.3. Dimana gain
handphone sendiri adalah sebesar 3 dBi. Hasil pengukuran gain antena Yagi yang dihitung berdasarkan Persamaan 2.6 ditunjukkan oleh Tabel 4.2.
Gt (dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB) Dimana :
Gt = Gain total antena.
Pt = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena terukur (dBm). Ps = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena referensi (dBm). Gs = Gain antena referensi.
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Gain Pada Desa Kula Beringin Antena Yagi Pt Ps Gs Gt D=70cm, d=20cm -77 dBm -105 dBm 3 dBi 31 dBi
Dari Tabel 4.2 terlihat bahwa gain antena Yagi yang dirancang sudah sesuai dengan yang diharapkan dengan penguatan melebihi penguatan umum untuk antena Yagi. Perolehan gain juga memperlihatkan bahwa gain kedua antena relatif sama.
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Gain Pada Lantai 4 Departemen Teknik Elektro Antena Yagi Pukul Pt Ps Gs Gt D = 70 cm, d =20
cm
09.00 WIB -55 dBm -77 dBm 3 dBi 25 dBi
12.30 WIB -70 dBm -97 dBm - 3 dBi 30 dBi 16.30 WIB -50 dBm -77 dBm -3 dBi 30 dBi 19.00 WIB -50 dBm -70 dBm -3 dBm 23 dBi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil yang telah diperoleh maka dapat ditarik kesimpulan :
1. Antena yagi dapat memberikan peningkatan sinyal sebesar 31 dBi pada jarak ±5,57 Km sedangkan pada Lantai 4 Departemen Teknik Elektro pada jarak 575.52 meter adalah 25 dBi pada Pukul 09.00WIB, 30 dBi pada Pukul 12.30 WIB, 30 dBi pada Pukul 16.30 dan pada Pukul 19.00 WIB adalah 23 dBi. Hal ini juga menunjukkan bahwa memperpanjang diameter dan kedalam antena grid memberikan penambahan penguatan yang sangat besar dan ini juga dapat dipengaruhi oleh kelembapan udara.
2. Antena yagi memiliki pola radiasi terarah dengan beamwidth yang cukup sempit sebesar 310 agar mendapatkan level sinyal maksimal.
5.1 Saran
Beberapa saran yang dapat penulis berikan pada tugas akhir ini adalah:
DAFTAR PUSTAKA
1. Kraus, John D., 2002, Antennas, Third Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, hal 2, 23, 24. (A)
2. Utomo, Pramudi. 2008. Teknik Telekomunikasi Jilid 1. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan: Jakarta, Hal 127,
3. Anonim. 30 April 2010. Karakter Antena.
4. Wowok. 2008. Antena Wireless Untuk Rakyat. Penerbit Andi: Yogyakarta. Hal 14 -16. 21, 79-80
5. Balanis, Constantine A. 2005. “Antena Theory – Analysis and Design”. Third Edition. John Wiley & Sons Inc: New Jersey. Hal 28
6. Angga Timothy, 3 Maret 2010, Karakteristik Antena,
http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=12%3Aante na&id=267%3Akarakteristik-antena&option=com_content&Itemid=15. 7. Rahman, 6 April 2009, Link Budget VSAT Point-To-Point,
LAMPIRAN
Tabel L.1 Data Hasil Pengukuran Antena Grid Pada Desa Kuala Beringin Sudut
(deraj at)
Sinyal Diterima (dbm)
Tabel L.2 Data Hasil Pengukuran Antena Grid Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul
Tabel L.3 Data Hasil Pengukuran Antena Grid Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul
Tabel L.4 Data Hasil Pengukuran Antena Grid Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul
Tabel L.5 Data Hasil Pengukuran Antena Grid Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul
