TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ANTENA GRID 900 MHz UNTUK
MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL GSM
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
HENDRA FIARI
060402015
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
RANCANG BANGUN ANTENA GRID 900 MHz UNTUK
MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL GSM
Oleh :
HENDRA FIARI
060402015
Disetujui oleh:
Pembimbing,
Ir.ARMAN SANI , MT
NIP. 10631128 0199103 1003
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 GSM (Global System Mobile ) dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Grid adalah salah satu pilihan penguatan perolehan sinyal.
Antena Grid memiliki komponen utama yaitu sebuah waveguide yang merupakan dipole aktif dan sebuah reflektor yang berfungsi untuk memantulkan pancaran dari waveguide.
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 GRID 900 MHz UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL GSM
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 Ir.Arman Sani,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir, Zahirul Bahri,MSc selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. 4. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim,MSi dan Bapak Rachmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Adik-adikku tersayang Harfad Akbar Fiari dan Hera Zalia Putri Fiari. Teimakasih atas perhatian dan doanya.
6. Pacarku tersayang Zahria Hafni Nasution 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: Ahmad Faisal Lubis ,Alfisyahrin, Teuku Fakhrudin, , Agung Permana Putra, Ibenk, Jefri Rahmadinata , Helmi, Kibar, Taufik, Firmanto, Abdullah Habibi Lubis, Azhari, Fahmi, Rizki Akbar, Alm.Nasir Andi Hakim, dan segenap angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita terus terjaga.
9. Senior dan junior yang telah membantu : B’Faisal, B’Fai, B’kurniadi , B’Andika, Semi, Indra serta semua senior dan junior yang telah membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat menyelesikan Tugas Akhir ini.
11. Keluarga Besar MME-GS, yang telah memberikan banyak sekali pembelajaran.
11. Keluarga Besar UKM Bola Volly USU
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, Juli 2011 Penulis
DAFTAR ISI
2.2 Gelombang Elektromagnetik... 6
2.5 Antena Grid ... 15
2.5.1 Pengertian Antena Grid ... 15
2.5.2 Reflektor ... 20
2.5.3 Waveguide ... 21
2.5.4 Karakteristik Waveguide ... 23
2.6 Global System For Mobile Communication (GSM) ... 23
2.6.1 Arsitektur GSM ... 25
III. RANCANG BANGUN ANTENA GRID ... 27
3.1 Umum ... 27
3.2 Antena Grid ... 29
3.3 Langkah Pengerjaan dan Model Rancangan Antena Grid ... 29
3.7.1 Pembuatan Driven Elemen ... 41
3.7.2 Pembuatan Reflector Antena ... 41
IV. PENGUJIAN ANTENA GRID ... 43
4.1 Umum ... 43
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian ... 43
4.3 Pengukuran Pola Radiasi ... 45
4.4 Penghitungan Beamwidth... 50
4.5 Pengukuran Gain ... 51
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
5.1 Kesimpulan ... 55
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 8
Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ... 11
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 12
Gambar 2.4 Beamwidth Antena ... 14
Gambar 2.5 Bandwidth Antena ... 14
Gambar 2.6 Fokus dan Direktitis ... 16
Gambar 2.7 Perhitungan Nilai Fokus... 17
Gambar 2.8 Tipe Antena Parabola ... 19
Gambar 2.9 Jenis Waveguide ... 21
Gambar 2.10 Karakteristik Umum Waveguide... 23
Gambar 2.11 Arsitektur GSM ... 25
Gambar 3.1 Diagram Aur Perancangan dan Perakitan Antena Grid ... 28
Gambar 3.2 Model Antena Grid ... 30
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Grid ... 30
Gambar 3.4 Pantulan Sinyal pada Reflektor ... 32
Gambar 3.5 Plat Alumunium ... 36
Gambar 3.6 Jaring-jaring Alumunium ... 37
Gambar 3.7 Pipa Alumunium ... 37
Gambar 3.8 Besi Penyangga ... 38
Gambar 3.9 Baut ... 38
Gambar 3.10 Kabel koaksial ... 39
Gambar 3.12 Driven Element Antena Gris ... 41
Gambar 3.13 Diven Element dan Reflektor Antena Grid ... 42
Gambar 4.1 Antena Grid ... 44
Gambar 4.2 Alat Peletakan Antena... 45
Gambar 4.3 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan MCOM 4.3 ... 46
Gambar 4.3 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan Google Earth... 47
Gambar 4.4 Rangkaian Pengukuran ... 48
Gambar 4.5 Pola Radiasi Antena ... 51
Gambar 4.6 Hasil Perolehan Sinyal Tanpa Menggunakan Antena Grid ... 52
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Perlengkapan Antena Grid ... 40
Tabel 3.2 Peralatan Antena Grid ... 40
Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Antena Grid ... 49
Tabel 4.3 Pengukuran Gain Pada Desa Kuala Beringin ... 54
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Gain Pada Lantai 4 DTE USU ... 54
Tabel L.1 Data Hasil Pengukuran Antena Grid ... 57
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 GSM (Global System Mobile ) dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Grid adalah salah satu pilihan penguatan perolehan sinyal.
Antena Grid memiliki komponen utama yaitu sebuah waveguide yang merupakan dipole aktif dan sebuah reflektor yang berfungsi untuk memantulkan pancaran dari waveguide.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kehidupan manusia tidak terlepas dari interaksi antara manusia sebagai kehidupan social dengan teknologi sebagai media yang digunakan oleh manusia. Kemampuan teknologi telah menjawab berbagai tantangan manusia untuk saling berinteraksi secara real time, dimana keterbatasan jarak, waktu dan ruang bukanlah penghalang lagi bagi keinginan manusia untuk saling berkomunikasi. Perkembangan teknologi mobile telah memberi kemudahan-kemudahan untuk dapat mengakses media informasi global ini. Kendala yang umum terjadi adalah pelemahan jaringan telekomuniksi didaerah perdesaan. Bahkan masih banyak di daerah perdesaan yang belum mendapatkan jaringan telekomunikasi.
Penggunaan alokasi frekuensi 900 MHz oleh GSM ini diambil
berdasarkan rekomendasi GSM (Gruop Mobile station special Mobile) cimitte
yang merupakan salah satu group kerja pada confe’rence Europe’ene Postes des
Telecommunication (CEPT). Namun pada akhirnya untuk alasan marketing GSM
berubah namanya menjadi the Global Sistem for Mobile Communication,
sedangkan standar teknisnya diambil dari European Technical Standards Institute
(ETSI).
GSM pertama kali diperkenalkan di Eropa pada tahun 1991 kemudian
pada akhir 1993, beberapa negara non-Amerika seperti Amerika Selatan, Asia
dan Australia mulai mengadopsi GSM yang akhirnya menghasilkan standar baru
yang mirip yaitu DCS 1800, yang mendukung Personal Communication Service
(PCS) pada frekuensi 1,8 GHz sampai 2 GHz.
Berbagai jenis antena kini mulai dikembangkan untuk mengikuti perkembangan teknologi. Antena grid yang dulunya hanya digunakan sebagai antena penerima sinyal wi-fi. Kini dapat digunakan sebagai perangkat memperkuat sinyal GSM. Selain memiliki gain antena yang relatif tinggi, untuk kerjanya yang prima dan toleransinya terhadap variasi serta kesalahan konstruksi bila kinerja optimum bukan suatu tuntutan. Antena grid merupakan salah satu antena unidirectional yang cocok digunakan sebagai memperkuat sinyal GSM. Maka dari itu, pada Tugas Akhir ini akan dirancang Antena grid yang mampu bekerja pada frekuensi yang sesuai untuk perangkat GSM.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas maka dapat di rumuskan beberapa permasalahan, yaitu:
1. Bagaimana merancang antena bantu yang dapat menguatkan sinyal dengan perolehan gain yang maksimum.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Merancang antena dengan gain yang cukup untuk mendapatkan sinyal maksimum untuk berkomunikasi.
2. Mengukur kemampuan antena Grid dalam memperkuat penerimaan sinyal GSM.
3. Menghitung gain yang diperoleh dan menghitung beamwidth dari hasil pola radiasi antena grid.
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 900MHz.
2. Perancangan kinerja antena Grid sebagai penerima sinyal dari perangkat GSM.
3. Parameter yang di bahas meliputi gain, beamwidth, Pola Radiasi. 4. Pengukuran parameter antena dilakukan dengan menggunakan
handphone.
5. Perancangan sampai ke tahap pabrikasi.
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 Grid.
3. Perancangan dan Analisis
Dari hasil perhitungan analitik dengan menggunakan perumusan ilmiah kemudian di lakukan perancangan antena dengan menggunakan handphone.
1.6 Sitematis Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematis penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
BAB II TEORI DASAR DAN KOMUNIKASI SELULER
Bab ini berisi tentang penjelasan tentang antena secara umum dan penjelasan mengenai antena Grid secara khusus dan penjelasan komunikasi seluler GSM.
BAB III RANCANG BANGUN ANTENA GRID
Bab ini berisi perancangan antena Yagi yang meliputi pengukuran desain dan pembuatan.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ANTENA GRID
Bab ini berisi tentang pengujian antena Grid untuk memperkuat sinyal GSM. Parameter yang di uji meliputi gain, beamwidth, layanan komunikasi (call ).
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II TEORI DASAR 2.1 Umum
Penemuan teknologi radio adalah kemajuan besar dunia telekomunikasi. Awal 1800-an secara terpisah Joseph Henry, profesor dari Pinceton University, dan fisikawan Inggris Michael Faraday mengembangkan teori induksi. Percobaan mereka terhadap elektromagnet membuktikan arus listrik di sebatang kawat dapat menimbulkan arus di batang kawat lain, meski keduanya tidak berhubungan. Tahun 1864 fisikawan Inggris lain James Clerik Maxwell, berteori bahwa arus listrik dapat menciptakan medan magnet dan bahwa gelombang elektromagnet bergerak dengan kecepatan cahaya. Teori Maxwell itu belakangan dibuktikan kebenarannya oleh percobaan yang dilakukan fisikawan Jerman Heinrich Hertz, tahun 1880. Pada tahun 1886, Hertz memasang peralatan yang sekarang diketahui sebagai sistem radio dengan antena dipole sebagai pengirim dan antena loop segi empat sebagai penerima. Penemuan Hertz ini dilanjutkan oleh Guglielmo Marconi dengan menambah rangkaian tuning dan antena besar yang mampu melakukan yang sangat jauh. Kemudian Guglielmo Marconi pada 1895, berhasil mengirim sinyal komunikasi radio dengan gelombang elektromagnet sejauh ± 1,5 km. Tahun 1901, sinyal dari perangkat adio Marconi mampu melintasi Samudera Atlantik dari Inggris ke Newfoundland, Kanada [1].
2.2 Gelombang Elektromagnetik
gelombang elektromagnetik pada spectrum 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
Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik informasi tanpa menggunakan kabel ditetapkan dengan nama antena. Antena berasal dari bahasa latin ”antena” yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana kata latin ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan dengan teknik komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menyelusuri jejak gelombang elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima. Sedangkan jika sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah menghasilkan sinyal gelombang elektromagnetik.
dipancarkan menuju udara bebas. Pada penerima akhir gelombang elektromagnetik dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena. Gambar 2.1 menunjukkan antena sebagai pengirim dan penerima.
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima
2.4 Parameter – Parameter Antena
Parameter-parameter 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 antena, polarisasi antena, beamwidth antena dan bandwidth antena.
2.4.1 Direktivitas Antena
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:
(2.3)[2]
2.4.2 Gain Antena
Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan. Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah
Gain dari sebuah antena adalah kualitas nyala yang besarnya lebih kecil dari pada penguatan antena tersebut yang dapat dinyatakan pada Persamaan 2.4:
Gain = G = k. D (2.4)[3]
Dimana :
k = efisiensi antena, 0 ≤ k ≤1
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;
(2.5)[4]
Atau jika dihitung dalam nilai logaritmik dirumuskan oleh Persamaan 2.6.
Gt (dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB) (2.6)[4] 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.
b. Ketika mengacu pada pengukuran tegangan.x
(2.8)[4]
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-dimensi tingkat penerimaan
Pola radiasi antena menjelaskan bagaimana antena meradiasikan energi ke ruang bebas atau bagaimana antena menerima energi.
a. Pola Radiasi Antena Unidirectional
Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relative jauh. Gambar 2.2 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional.
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. Pola Radiasi Antena Omnidirectional
Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang digambarkan seperti bentuk kue donat (doughnut) dengan pusat berimpit. Antena Omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 3600 jika dilihat pada bidang medan magnetnya. Gambar 2.3 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh 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 :
(2.9)[6]
Dimana :
B = 3 dB beamwidth (derajat) = frekuensi (GHz)
d = diameter antena (m)
Apabila beamwidth mengacu kepada perolehan pola radiasi, maka beamwidth dapat dirumuskan sebagai :
β =θ2 – θ1 (2.10)[6]
Gambar 2.4Beamwidth Antena
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
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
Bandwidth yang dinyatakan dalam persen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena yang memiliki band sempit (narrow band). Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definisi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah [7].
2.5 Antena Grid
2.5.1 Pengertian Antena Grid
Antana Grid adalah antena yang memiliki jala-jala. Antena Grid adalah salah satu modifikasi dari antena parabola. Dalam matematika, parabola adalah irisan kerucut yang berbentuk kurva yang dihasilkan oleh perpotongan menyilang yang sejajar terhadap permukaan kerucut.
Gambar 2.6 Fokus dan direktris
Dari pengertian diatas diketahui bahwa nilai dari jarak titik F (fokus) ke titik M dan jarak dari titik M ke titik D (direktris) adalah sama, sehingga dapat dihasilkan persamaan :
=
(2.12)[8]
Karena pada persamaan diatas kedua sisi sama-sama mempunyai akar, maka bisa dieliminasi sehingga menghasilkan persamaan :
Gambar 2.7 Penghitungan nilai fokus
Dari gambar 2.7 diatas, diketahui titik (D/2,d) dan titik (-D/2,d) terletak pada parabola, sehingga :
(2.14)[8]
Dari persamaan diatas bisa kita perhatikan bahwa semakin besar nilai diameter dari suatu parabola (D) dan semakin kecil nilai kedalaman (d) suatu parabola, maka nilai fokusnya akan menjadi semakin besar.
(a) (b)
(c)
Gambar 2.8 Tipe antena parabola (a) Parabolic
(b) Off-Center (c) Cassegrain
Dari gambar 2.8 dapat dilihat bahwa Gambar a menjelaskan antena parabolic Cuma mempunyai 3 komponen yaitu reflector yang utuh , pencatu dan pembantu. Sedangkan pada Gambar b hanya memiliki reflector hanya setengah saja. Dan pada Gambar c ditambahkan reflector yang kedua yang di tambahkan pada pecatu.Dianggap bahwa antena parabola sebagai circular aperture, maka persamaan untuk mengetahui nilai pendekatan gain maksimum adalah :
(2.15)[8]
Dimana :
D = diameter reflektor dengan satuan yang sama dengan anjang gelombang
λ = panjang gelombang
2.5.2 Reflektor
Antena grid ini menggunakan reflektor dari kawat yang berbahan alumunium. pilih bahan alumunium karena bahan alumunium secara umum merupakan bahan yang ringan bila dibandingan dengan bahan logam lainnya. Hal ini tentu merupakan sebuah keuntungan bila kita akan mengimplementasikan antena grid karena walaupun mempunyai dimensi besar, bobot dari antena tersebut akan tetap lebih ringan jika dibandingan bila kita menggunakan dari bahan logam lain. Penggunaan reflektor ini dimaksudkan untuk mendapatkan penguatan (gain) yang lebih besar bila dibandingkan hanya menggunakan antena kaleng (waveguide). Karena setiap gelombang yang datang dari fokus akan dipantulkan oleh permukaan reflektor dengan arah yang sejajar dengan sumbu atau sebaliknya. Sifat reflektor yang baik adalah :
1. Setiap gelombang yang datang dari fokus dipantulkan oleh permukaan sejajar dengan sumbu dan sebaliknya.
2. Gelombang dari fokus yang dipantulkan oleh permukaan reflektor akan memotong suatu bidang yang tegak lurus terhadap sumbu dengan fase yang sama.
1. Pencatu harus dapat meradiasikan gelombang ke pemantul dengan baik, artinya tidak banyak gelombang yang keluar dari permukaan pemantul 2. Pencatu harus membatasi supaya VSWR saluran koaksial mendekati satu.
2.5.3 Waveguide
Waveguide adalah saluran tunggal yang berfungsi untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik (microwave) dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz. Dalam kenyataannya, waveguide merupakan media transmisi yang berfungsi memandu gelombang pada arah tertentu. Secara umum waveguide dibagi menjadi tiga yaitu, yang pertama adalah Rectanguler Waveguide (waveguide dengan penampang persegi) dan yang kedua adalah Circular Waveguide (waveguide dengan penampang lingkaran), dan Ellips Waveguide (waveguide dengan penampang ellips) seperti di tunjukkan pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12 Jenis Waveguide
Dalam waveguide diatas mempunyai dua karakteristikpenting, yaitu : 1. Frekuensi cut off, yang ditentukan oleh dimensi waveguide.
2. Mode gelombang yang ditransmisikan, yang memperlihatkan ada tidaknya medan listrik atau medan magnet pada arah rambat.
1. Band frekuensi kerja, tergantung pada dimensi. 2. Transmisi daya, tergantung pada bahan.
3. Rugi-rugi transmisi, tergantung mode yang digunakan.
2.5.4 Karakteristik Waveguide
Karakterik dari waveguide dapat dilihat pada Gambar 2.13 dibawah ini :
Gambar 2.13 Karakteristik umum waveguide
Dari Gambar 2.13 dapat dilihat bahwa frekuensi kerja berada di antara fmin dan fmax, band frekuensi kerja : ω > ωc atau λ < λc. Selain itu waveguide juga memiliki karakteristik yang penting yaitu frekuensi cut off dan mode gelombang yang ditransmisikan.
2.6 Global System For Mobile Communication (GSM)
Global System for Mobile atau GSM adalah generasi kedua dari standar
sistem selular yang tengah dikembangkan untuk mengatasi problem fragmentasi
yang terjadi pada standar pertama di negara Eropa. GSM adalah sistem standar
selular pertama di dunia yang menspesifikasikan digital modulation dan network
level architectures and service. Sebelum muncul standar GSM ini negara-negara
di Eropa menggunakan standar yang berbeda-beda, sehingga pada saat itu tidak
memungkinkan seorang pelanggan menggunakan single subscriber unit untuk
Pada awalnya sistem GSM ini dikembangkan untuk melayani sistem
selular Eropa dan menjanjikan jangkauan network yang lebih luas seperti halnya
penggunaan ISDN. Pada perkembangaannya sistem GSM ini mengalami
kemajuan pesat dan menjadi standar yang paling populer di seluruh dunia untuk
sistem selular. Bahkan pertumbuhannya diprediksikan akan mencapai 20 samapai
50 juta pelanggan pada tahun 2000.
Penggunaan alokasi frekuensi 900 MHz oleh GSM ini diambil
berdasarkan rekomendasi GSM (Gruop Mobile station special Mobile) cimitte
yang merupakan salah satu group kerja pada confe’rence Europe’ene Postes des
Telecommunication (CEPT). Namun pada akhirnya untuk alasan marketing GSM
berubah namanya menjadi the Global Sistem for Mobile Communication,
sedangkan standar teknisnya diambil dari European Technical Standards Institute
(ETSI).
Alokasi spektrum frekuensi untuk GSM awalnya dilakukan pada tahun 1979. Spektrum ini terdiri atas dua buah sub-band masing-masing sebesar 25MHz, antara 890MHz - 915MHz dan 935MHz - 960MHz. Sebuah sub-band dialokasikan untuk frekuensi uplink dan sub-band yang lain sebagai frekuensi downlink.
GSM pertama kali diperkenalkan di Eropa pada tahun 1991 kemudian
pada akhir 1993, beberapa negara non-Amerika seperti Amerika Selatan, Asia
dan Australia mulai mengadopsi GSM yang akhirnya menghasilkan standar baru
yang mirip yaitu DCS 1800, yang mendukung Personal Communication Service
2.6.1 Arsitektur GSM
GSM memberikan suatu rekomendasi bukan suatu persyaratan. GSM menspesifikasikan fungsi-fungsi dan antarmuka yang diperlukan secara detail bukan mengarah ke perangkat keras yang digunakan. Alasan tersebut didasari untuk membatasi para desainer sekecil mungkin namun tetap saja memungkinkan para operator untuk membeli perangkat dari penyedia yang berbeda. Jaringan GSM dibagi menjadi empat sistem utama :
a. Mobile Station (MS) merupakan perangkat yang digunakan oleh
pelanggan untuk melakukan pembicaraan.
b. Base Station Sub-System (BSS) berfungsi menyediakan antarmuka atau
air interface untuk Mobile Station (MS).
c. Network Switching Sub-System (NSS) bertugas mengkoneksikan antar
user.
d. Operation and Maintenance Sub-System (OMS) bertugas melakukan
remote monitoring dan manajemen jaringan.
Arsitektur pada jaringan GSM dapat dilihat pada gambar 2.14.
SIM ME BTS BSC TRAU MSC
OMC
Gambar 2.14 Arsitektur GSM Keterangan:
ME – Mobile Equipment BTS – Base Transceiver Station BSC – Base Station Controller
TRAU - Trancoder and Rate Adaptor Unit MSC – Mobile Switching Centre
PSTN – Public Switched Telephone Network HLR – Home Location Register
VLR – Visitor Location Register AUC – Authentication Centre EIR – Equipment Identity Register
OMC – Operations & Maintenance Centre OMC - R – Disediakan untuk BSS
OMC - S – Disediakan untuk NSS
BAB III
RANCANG BANGUN ANTENA GRID
3.1 Umum
Kemajuan 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. GSM adalah salah satu akses jaringan yang sering kita temui di
handphone masyarakat. Akan tetapi masih banyak masyarakat di daerah
perdesaan maupun di daerah pegunungan yang belum dapat merasakan layanan telekomunikasi tersebut.
Antena Grid adalah antena yang layak untuk dipakai sebagai antena bantu. Kemudahan perancangan serta harga yang terjangkau membuat antena Grid dapat diupayakan oleh masyarakat luas. Perancangan dan perakitan antena grid dapat digambarkan sesuai dengan diagram alur pada Gambar 3.1.
3.2 Antena Grid
tembus oleh angin. Antena grid dapat menggunakan waveguide silinder yang digunakan untuk mengumpulkan dan meneruskan gelombang elektromagnetik.
Pada antena grid yang dirancang, penggunaan dipole balun yang
umumnya digunakan sebagai driven elemen yang diletakkan ditiang penyangga. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam menentukan frekuensi yang kita pilih.
Pemilihan antena grid 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 Grid
Pengerjaan antena Grid dimulai dengan membuat perencanaan pengerjaan dari mulai proses perancangan, pembuatan hingga pengujian. Perencanaan
pengerjaan itu dapat di lukiskan 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 grid digambarkan oleh Gambar 3.2.
20 cm
70
Gambar 3.2 Model Antena Grid
Antena grid 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 grid.
Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Grid 3.4 Bagian Utama Antena Grid
Antena grid yang akan dibangun memiliki beberapa bagian yang menjadi penyusun utamanya, antara lain :
1. Reflektor Antena 2. Driven elemen 3. Kabel Penghubung
3.4.1 Reflektor Antena
Dalam kasus yang lebih umum, beamwidth merupakan karakteristik yang dihasilkan oleh lebar reflektor, kesesuaian bentuk, dan permukaan.
Pada reflektor antena parabolik, pencatu diletakkan pada titik fokus dan pancarannya diarahkan pada reflektor parabola sehingga jika berkas iluminasi (ray) mengenainya, berkas ini akan direfleksikan sesuai dengan Hukum Snellius, yaitu [14]:
Sudut Datang = Sudut Pantul (3.1) Jadi berkas yang dipancarkan oleh pencatuakan mengenai suatu titik di reflektor seperti ditunjukkan pada Gambar 3.4. Berkas ini akan direfleksikan sesuai dengan hukum pemantulan ke posisi tertentu dengan nilai yang sama dengan titik refleksi, atau dengan kata lain berkas ini akan direfleksikan secara paralel sehingga setelah berkas-berkas pancaran ini direfleksikan oleh reflektor parabola didapatkan pancaran energi yang paralel atau didapatkan fasa gelombang yang datar.
Sinyal datang
Sinyal datang
Gambar 3.4 Pantulan Sinyal pada Reflektor
dikonsentrasikan menuju ke suatu arah karena berkas sinyal akan paralel dan tidak menyebar di ruang. Jika diameter antena diketahui, maka dapat dicari luas apertur dengan cara [1]:
2
.
4 D
Aap = Π (3.2)
Setelah diketahui luas apertur, maka dapat diperoleh gain maksimal dengan cara :
ap
A Gmax 4λ2 .
Π
= (3.3)
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 :
Antena Grid 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
bandwidth) 10 Mbps dan kapasitas
node. Kabel koaksial sering dipakai sebagai jalur transmisi unt 5 MHZ sampai 2GHZ, mewakili beberapa bagian yang penting pada spektrum radio.
3.5 Perancangan Antena Grid
Sub bab ini menjelaskan hal – hal yang perlu diperhitungkan dalam
perancangan antena grid yang meliputi perhitungan reflector antena, posisi driven element.
3.5.1 Perhitungan Reflektor antena
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
Setelah mendapatkan diameter antena, maka jarak titik titik fokus dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 3.6 :
d
F = jarak titik fokus dari pusat parabolik dish D = diameter
3.5.2 Perhitungan Driven Element
Antena yang akan tirancang di Tugas Akhir ini adalah antena Grid yang memiliki frekuensi kerja 900 MHz . Untuk perangcangan awal digunakan
perhitungan panjang gelombang dengan menggunakan persamaan 2.1 didapatkan panjang gelombang dari anten yang akan dibuat adalah:
Setelah didapatkan panjang gelombang, maka selanjutnya adalah
menghitung panjang driven element yang digunakan. Sebagaimana yang telah di jelaskan di atas yaitu pada Persamaan 3.4. Dengan menggunakan perhitungan tersebut di dapatkan panjang driven yang digunakan adalah 158.33
L = 0.5 x 0.95 x 333.33 158.33 mm
Antena grid memiliki konektor yang terbuat dari kabel koaksial yang panjangnya ¼ yaitu 8.3 cm dan elemen ini digandeng dan panjang gandengan tersebut adalah ½ yaitu 16.65 cm.
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.
Komponen antena grid terdiri atas perlengkapan dan peralatan. Berikut perlengkapan dan peralatan yang dibutuhkan dalam rancang bangun antena grid. 3.6.1 Perlengkapan
Perlengkapan yang diperlukan dalam rancang bangun antena grid antara lain:
Plat Aluminium
Plat aluminium digunakan sebagai kerangka dari reflector antena. Plat dibuat dengan diameter 70 cm dan kedalaman 20 cm. Semakin besar diameter reflector maka Gain akan semakin besar. Dari ketentuan diatas dapat kita cari titik focus dari kerangka reflector dengan Persamaan 3.6 :
Gambar 3.5 Plat Aluminium Jaring-Jaring Aluminium
Gambar 3.6 Jaring-Jaring Aluminium Pipa Alumunium
Pipa alumunium ini berfungsi sebagai driven element pada pencatu. Panjang pipa alumunium driven element mempunyai panjang 35 cm dab diameter 0.5 cm. Dapat terlihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Pipa Alumunium Besi
a. Mounting antena
b. Penyangga driven element Gambar 3.8 Besi Penyangga Baut
Baut berfungsi sebagai pelekat antara antena dengan mounting. Baut yang akan digunakan berukuran 10. Gambar 3.9 memeperlihatkan baut yang digunakan untuk perancangan antena.
Gambar 3.9 Baut Kabel Koaksial
Kabel koaksial berfungsi sebagai penghubung antara antena dengan
Gambar 3.10 Kabel Koaksial Induktor
Induktor berfungsi sebagai penghasil induktansi pada handphone. Indoktor ini di diletakkan pada ujung kebel koaksial. Gambar 3.11 memperlihatkan induktor yang dipakai dalam perancangan antena.
Gambar 3.11 Induktor
Tabel 3.1 berikut menunjukkan perlengkapan yang digunakan pada rancang bangun antena grid beserta fungsinya.
Tabel 3.1 Perlengkapan Antena Grid
Perlengkapan Antena Grid
1 Plat alumunium Sebagai kerangka reflektor 2 Jaring-jaring alumunium Grid antena
3 Pipa alumunium Sebagai penyangga pencatu dan elemen
4 Besi Mounting antena
5 Baut Sebagai pelekat 6 Kabel koaksial Sebagai penghubung
7 Induktor Penghasil induktansi pada hanphone
3.7 Perakitan Antena Grid
Sebelum proses perakitan dimulai, seluruh peralatan yang dibutuhkan sudah disiapkan. Ada dua tahap dalam perakitan antena grid, 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 di perhitungkan. 5. Hubungkan kabel koaksial ke ujung-ujung pipa alumunium.
Gambar 3.12 memperlihatkan gambar driven element yang telah dirakit.
Gambar 3.12 Driven Element Antena Grid
3.7.2 Pembuatan Reflektor Antena
Langkah kerja pembuatan reflektor antena.
1. Potong plat alumunium sesuai dengan yang telah di perhitungkan.
2. Potong jaring-jaring alumunium sesuai dengan yang telah di perhitungkan. 3. Eratkan plat alumunium dengan jaring-jaring alumunium menggunakan
paku rippet.
4. Berdirikan pipa alumunium yang telah ti letakkan driven element sesuai dengan ukuran yang di perhitungkan.
Gambar 3.12 memperlihatkan gambar driven element dan reflektor yang telah di hubungkan.
BAB IV
PENGUJIAN ANTENA GRID
4.1 Umum
Bab ini membahas pengujian parameter pada antena grid yang telah dibuat. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah antena yang dirancang sudah mendekati hal yang diinginkan atau tidak. Pengukuran dan pengujian antena grid 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 Grid
Gambar 4.1 Antena grid
b. 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.
c. Handphone
Handphone yang digunakan untuk melakukan pengukuran yang memiliki status penerimaan sinyal. Handphone yang digunakan adalah jenis Blackberry.
d. Tempat Peletakan Antena dan Busur
Tempat peletakan antena dibutuhkan agar antena dapat diputar sebesar sudut yang diinginkan pada pengukuran perolehan sinyal. Gambar 4.2
Gambar 4.2 Alat Peletakan Antena
4.3 Pengukuran Pola Radiasi
Gambar 4.3Perakiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan Menggunakan MCOM 4.3
Gambar 4.4 menunjukkan perakiraan jarak pengukuran kedua dengan menggunakan Google Earth. Untuk menentukan jarak pada software yang digunakan dengan cara membuka option ruler.
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 anten terletak pada Departemen Teknik Elektro yang memiliki jarak 575.52 meter.
Peralatan yang digunakan pada pengukuran pola radiasi ini diantaranya adalah:
a. Antena grid yang telah dibuat b. Handphone
Langkah – langkah pengukuran pola radiasi yaitu dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Rangkai semua peralatan seperti pada Gambar 4.5.
4. Setelah selesai, ulangi pengukuran sebanyak empat kali untuk mendapatkan ketepatan pembacaan.
5. Simpan hasilnya.
Dari hasil pengukuran diperoleh sinyal yang diterima ditunjukkan pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran AntenaGrid
Sudut (0) Sinyal Diterima (dBm) Sinyal ternormalisasi (dBm)
330 -94 -17
340 -79 -2
350 -78 -1
Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa pola radiasi antena grid 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 grid ditunjukkan oleh Gambar 4.6.
dihitung jarang antara kedua titik. Sehingga didapat untuk antena grid besar
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena
4.5 Pengukuran Gain
Gain adalah penguatan yang diberikan oleh antena yang dibandingkan dengan antena referensi. Gain total antena uji secara sederhana dirumuskan oleh persamaan 3.3. Jika diubah dalam satuan dB, maka hasilnya adalah:
GdB=10 log 43.602 =10 . 1,64 = 16.4 dB
menggunakan handphone saja. Pertama kali yang akan diukur adalah level sinyal maksimum yang diperoleh tanpa menggunakan antena grid. Pengukuran gain antena dilakukan pada dua tempat yang berbeda. Jarak yang pertama antara tempat pengukuran dengan BTS ±5.57 Km dan yang kedua ±575,52 meter.
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
Visualisasi pembacaan level sinyal yang diterima dengan menggunakan handphone ditunjukkan oleh Gambar 4.7 dan 4.8.
menunjukkan -77dBm. Ini merupakan perolehan sinyal hanya dengan menggunakan handphone.
Gambar 4.8 Hasil Perolehan Sinyal Menggunakan Antena Grid Dari Gambar 4.7 terlihat bahwa perolehan sinyal dengan menggunakan antena grid yang diukur pada arah maksimumnya adalah sebesar -77 dBm. Dari data yang diperoleh maka dapat dihitung besar gain grid 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 grid yang dihitung berdasarkan Persamaan 2.6 ditunjukkan oleh Tabel 4.2. Gt (dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB) (2.6) Dimana :
Gt = Gain total antena.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Gain Pada Desa Kula Beringin Antena Grid Pt Ps Gs Gt D=70cm, d=20cm -77 dBm -105 dBm 3 dBi 31 dBi
Dari Tabel 4.2 terlihat bahwa gain antena grid yang dirancang sudah sesuai dengan yang diharapkan dengan penguatan melebihi penguatan umum untuk antena grid. Perolehan gain juga memperlihatkan bahwa gain kedua antena relatif sama.
Dengan cara yang sama diakukan pengukuran pada lantai 4 Departemen Teknik Elektro sehingga didapatkan hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh Tabel 4.3
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Gain Pada Lantai 4 Departemen Teknik Elektro
Antena Grid Pt Ps Gs Gt D=70cm, d=20cm -50dBm -77dBm 3 dBi 30 dBi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil yang telah diperoleh maka dapat ditarik kesimpulan :
1. Antena grid dapat memberikan peningkatan sinyal sebesar 31 dBi pada jarak ±5,57 Km. Hal ini juga menunjukkan bahwa memperpanjang diameter dan kedalam antena grid memberikan penambahan penguatan yang sangat besar.
2. Antena grid memiliki pola radiasi terarah dengan beamwidth yang cukup sempit sebesar 310 agar mendapatkan level sinyal maksimal.
5.1 Saran
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%3Aa ntena&id=267%3Akarakteristik-antena&option=com_content&Itemid=15. 7. Rahman, 6 April 2009, Link Budget VSAT Point-To-Point,
