TUGAS AKHIR
TUGAS AKHIR
Dibuat untuk Melengkapi
Dibuat untuk Melengkapi SyaratSyarat – – Syarat yang Diperlukan Syarat yang Diperlukan
untuk Memperoleh Diploma Tiga Politeknik untuk Memperoleh Diploma Tiga Politeknik
SITI NUR ASIYAH JAMIL SITI NUR ASIYAH JAMIL
1314030087 1314030087
PROGRAM STUDI TELEKOMUNIKASI
PROGRAM STUDI TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2017
2017
ii ii LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM
RANCANG BANGUN SISTEM
RADIO
RADIO O
OVER FI
VER FI BER
BER
PADA PADAFREKUENSI FM “ANTENA
FREKUENSI FM “ANTENA
RE
RE CEI
CEI VER
VER FRACTA
FRACTAL KO
L KOCH DI
CH DI PO
POLE
LE
””Tugas Akhir diajukan oleh: Tugas Akhir diajukan oleh:
Nama
Nama : Siti Nur Asiyah Jamil: Siti Nur Asiyah Jamil NIM
NIM : 1314030087: 1314030087 Program
Program Studi Studi : : Teknik Teknik TelekomunikasiTelekomunikasi Judul
Judul Tugas Tugas Akhir Akhir : : Rancang Rancang Bangun Bangun SistemSistem Radio Over Fiber Radio Over Fiber pada pada Frekuensi FM “Antena
Frekuensi FM “Antena Receiver Fractal Koch Dipole Receiver Fractal Koch Dipole””
Telah diuji oleh tim penguji dalam Sidang Tugas Akhir pada 10 Agustus 2017 dan Telah diuji oleh tim penguji dalam Sidang Tugas Akhir pada 10 Agustus 2017 dan dinyatakan
dinyatakan LULUS.LULUS. Pembimbing
Pembimbing : : Ir. Ir. Sri Sri Danaryani, Danaryani, MT.MT. NIP. 1963 05 NIP. 1963 0503 199103 2 0003 199103 2 0011 Depok, Depok, Disahkan Oleh Disahkan Oleh
Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Jurusan Teknik Elektro
iii iii KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR Assalamu’alaiku Assalamu’alaikum Wr. Wbm Wr. Wb
Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “
Akhir ini yang berjudul “RANCANG BANGUN SISTEMRANCANG BANGUN SISTEM RADIO OVER RADIO OVER FIBERFIBER PADA FREKUENSI FM SEBAGAI ANTENA
PADA FREKUENSI FM SEBAGAI ANTENA RECEIVER RECEIVER”. Penulisan Tugas”. Penulisan Tugas Akhir ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu s
Akhir ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu s yarat untuk mencapai gelaryarat untuk mencapai gelar Diploma Tiga Politeknik.
Diploma Tiga Politeknik.
Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.
1. Ir. Sri Danaryani, MT. selaIr. Sri Danaryani, MT. selaku dosen pembimbing yang telah menyediakanku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis
waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyusunandalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini. 2.
2. Orang tua dan keluarga penulis Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan bantuan dukunganyang telah memberikan bantuan dukungan material dan moral
material dan moral 3.
3. Sarah Hafidzah, Ta’sya Sakila dan Thalia Ariyaputri selakuSarah Hafidzah, Ta’sya Sakila dan Thalia Ariyaputri selaku partner partner yangyang telah bekerja sama dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
telah bekerja sama dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4.
4. Auliya Hanif selaku sahabat terbaik Auliya Hanif selaku sahabat terbaik yang selalu dengan tulus memberikanyang selalu dengan tulus memberikan dukungan tiada henti kepada penulis.
dukungan tiada henti kepada penulis.
Akhir kata, penulis berharap semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas segala Akhir kata, penulis berharap semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas segala kebaikat semua pihak yang telah membantu. Semoga Tugas Akhir ini dapat kebaikat semua pihak yang telah membantu. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu.
bermanfaat bagi pengembangan ilmu. Depok,
Depok, Agustus Agustus 20172017 Penulis,
Penulis,
Siti Nur Asiyah Jamil Siti Nur Asiyah Jamil NIM. 131403
iv
RANCANG BANGUN SISTEM
RADI O OVER F I BER
PADA FREKUENSI FM“ANTENA
RECE I VER FRACTAL KOCH DI POLE
”AB STR AK
Radio over Fiber merupakan suatu teknologi yang menggabungkan transmisi radio dengan transmisi optik dimana sinyal radio yang telah termodulasi ditumpangkan dalam cahaya dan ditransmisikan dalam jaringan optik. Pada teknologi Radio over Fiber tersebut dibutuhkan antena untuk mendukung proses penerima gelombang radio yang kemudian dimodulasikan dengan gelombang cahaya. Salah satu jenis antena yang digunakan adalah antena Fractal Koch Dipole. Sehingga pada Tugas Akhir ini dirancang Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena receiver untuk sistem Radio over Fiber yang bekerja pada frekuensi FM (88 MHz-108 MHz). Sistematika perancangan antena meliputi mekanisme
dari perancangan antena, simulasi hasil rancangan antena, fabrikasi antena, pengukuran parameter antena serta pengujian kinerja antena..Simulasi antena dilakukan menggunakan CST 2015, kemudian dibandingkan dengan hasil rancangan setelah fabrikasi. Hasil pengukuran parameter antena diperoleh sesuai dengan karakterisktik antena yang direncanakan yaitu gain >3 dB, VSWR <2, Return Loss <-10 dB, dan pola radiasi omnidirectional. Hasil pengujian kinerja antena yang didapatkan adalah antena menghasilkan retun loss sebesar -38,790 dB, VSWR sebesar 1,023, gain sebesar 4,9 dB, dan memiliki pola radiasi omnidirectional. Pengujian dan pengukuran Antena Fractal Koch Dipole dapat berfungsi dengan baik ketika antena dipasangkan pada rangkaian
receiver. Hasil dari pengujian sistem adalah laser pada rangkaian dapat menyala. Sistem Radio over Fiber dapat menjangkau pada daerah yang tidak terjangkau oleh siaran radio
dengan level sinyal 1,3 mW pada jarak 5 meter.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan ... 2
1.5 Metode Pelaksanaan Tugas Akhir ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Pengenalan Radio over Fiber (RoF) ... 4
2.2 Sistem Kerja RoF ( Radio over Fiber ) ... 4
2.3 Konsep Dasar Antena ... 5
2.3.1 Pola Radiasi ... 6
2.3.2 Gain ... 10
2.3.3 Bandwidth ... 10
2.3.4 Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) ... 11
2.3.5 Return Loss ... 11
2.3.6 Half Power Beam Width (HPBW) ... 11
2.4 Antena Dipole ... 12
2.5 Antena Fractal ... 14
2.6 Antena Fractal Koch Dipole ... 15
2.7 Kabel ... 16
2.8 Konektor N ... 18
2.9 CST Studio Suite ... 18
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ... 20
3.1 Perancangan Alat ... 20
3.1.1 Deskripsi Alat ... 20
3.1.2 Cara Kerja Alat ... 20
3.1.3 Spesifikasi Antena ... 21
3.2 Realisasi Alat ... 22
vi
BAB IV PEMBAHASAN ... 39
4.1 Pengujian ... 39
4.1.1 Deskripsi Pengujian ... 39
4.1.2 Prosedur Pengujian ... 40
4.1.3 Data Hasil Pengujian ... 46
4.1.4 Hasil Pengujian Antena ... 52
4.2 Analisa Data Hasil Pengujian ... 68
4.2.1 Analisa Hasil Pengukuran Parameter Antena ... 68
4.2.2 Analisa Hasil Pengukuran Pola Radiasi ... 71
4.2.3 Analisa Hasil Pengukuran Gain ... 73
4.2.4 Analisa Hasil Pengujian Fungsi Antena ... 74
BAB V PENUTUP ... 75
5.1 Simpulan ... 75
5.2 Saran ... 76 DAFTAR PUSTAKA
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Sederhana RoF ... 5
Gambar 2.2 Peran Antena di Sistem Komunikasi Nirkabel ... 6
Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi ... 7
Gambar 2.4 Pola Radiasi Antena Directional ... 7
Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Gelombang Antena Directional ... 8
Gambar 2.6 Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 8
Gambar 2.7 Bentuk Pola Radiasi Gelombang Antena Omnidirectional ... 9
Gambar 2.8 Half Power Beam Width (HPBW) ... 12
Gambar 2.9 Berbagai Macam Bentuk Fractal ... 14
Gambar 2.10 Fractal Koch Dipole ... 15
Gambar 2.11 Struktur Kabel Koaksial ... 17
Gambar 2.12 Konektor Tipe N ... 18
Gambar 2.13 CST Studio Suite ... 19
Gambar 3.1 Sistem Kerja Antena ... 21
Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Antena Fractal Koch Dipole ... 23
Gambar 3.3 Perancangan Awal Antena Fractal Koch Dipole... 24
Gambar 3.4 Desain Setengah Panjang Gelombang Dipole, Diameter dan Gap atau Celah antar Elemen ... 26
Gambar 3.5 Panjang Faktor Skala Antena Fractal Koch Dipole ... 27
Gambar 3.6 Hasil Akhir Perancangan Antena ... 28
Gambar 3.7 Rancangan Antena dengan CST Studio Suite 2015 ... 29
Gambar 3.8 Hasil Simulasi Nilai Return Loss (S1,1) Rancangan Awal ... 30
Gambar 3.9 Hasil Simulasi Nilai VSWR Rancangan Awal ... 30
Gambar 3.10 Hasil Simulasi Bentuk Polar untuk Gain Antena ... 31
Gambar 3.11 Hasil Simulasi Bentuk Pola Radiasi 3 Dimensi Antena ... 32
Gambar 3.12 Hasil Optimasi Return Loss Antena pada Frekuensi 98 MHz ... 34
Gambar 3.13 Hasil Optimasi VSWR Antena pada Frekuensi 98 MHz ... 34
Gambar 3.14 Hasil Optimasi Pola Radiasi Antena dalam Bentuk Polar pada Frekuensi 98 MHz ... 35
Gambar 3.15 Hasil Optimasi Pola Radiasi 3 Dimensi pada Frekuensi 98 MHz 34 Gambar 3.16 Garis Pembatas Bandwidth Antena ... 37
Gambar 3.17 Antena Fractal Koch Dipole ... 38
Gambar 4.1 Antena Fractal Koch Dipole terhubung ke Network Analyzer .. 41
Gambar 4.2 Set up Rangkaian Pola Radiasi Antena ... 43
Gambar 4.3 Antena Horn sebagai Antena Pemancar dan Referensi ... 44
Gambar 4.4 Antena Horn sebagai antena pemancar dan Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena penerima ... 44
Gambar 4.5 Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena pemancar dan antena Horn sebagai antena penerima ... 45
Gambar 4.6 Set Up Rangkaian Pengujian Fungsi Antena ... 46
Gambar 4.7 Hasil Pengukuran Return Loss Antena ... 47
Gambar 4.8 Hasil Pengukuran VSWR Antena ... 48
viii
Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Level Sinyal Antena Fractal Koch Dipole
sebagai Penerima ... 51 Gambar 4.11 Hasil Pengukuran Level Daya Sinyal Antena Horn sebagai
Penerima ... 51 Gambar 4.12 Set up Rangkaian Pengukuran Output TP1 menggunakan
Antena Fractal Koch Dipole ... 53 Gambar 4.13 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio Smooth FM pada Output
Tuner FM menggunakan Antena ... 54 Gambar 4.14 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio RJ Radio pada Output Tuner
FM menggunakan Antena ... 55 Gambar 4.15 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio Tegar Beriman pada Output
Tuner FM menggunakan Antena ... 55 Gambar 4.16 Bentuk Sinyal Audio sebagai RoF Smooth FM pada Output
Tuner FM menggunakan Antena ... 56 Gambar 4.17 Bentuk Sinyal Audio sebagai RoF RJ Radio pada Output Tuner
FM menggunakan Antena ... 57 Gambar 4.18 Bentuk Sinyal Audio sebagai RoF Tegar Beriman pada Output
Tuner FM menggunakan Antena ... 58 Gambar 4.19 Set up Rangkaian Pengukuran Output TP1 tanpa Antena Fractal
Koch Dipole ... 58 Gambar 4.20 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio Jack Radio pada Output
Tuner FM tanpa Antena... 59 Gambar 4.21 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio V Radio pada Output
Tuner FM tanpa Antena ... 60 Gambar 4.22 Bentuk Sinyal Audio sebagai Radio Dinar Radio pada Output
Tuner FM tanpa Antena... 61 Gambar 4.23 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Input Speaker pada TP2
Frekuensi 99,5 MHz ... 62 Gambar 4.24 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Output Speaker pada TP3
Frekuensi 99,5 MHz ... 62 Gambar 4.25 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Input Speaker pada TP2
Frekuensi 89,2 MHz ... 63 Gambar 4.26 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Output pada TP3
Frekuensi 89,2 MHz ... 64 Gambar 4.27 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Intput pada TP2
Frekuensi 95,3 MHz ... 64 Gambar 4.28 Bentuk Gelombang Sinyal Audio Output pada TP3
Frekuensi 95,3 MHz ... 65 Gambar 4.29 Set up Rangkaian Pengukuran tegangan pada Catu Daya ... 66 Gambar 4.30 Set up Rangkaian Pengukuran tegangan pada Catu Daya ... 67 Gambar 4.31 Perbandingan Return Loss Hasil Simulasi dengan Hasil
Pengukuran Antena Fractal Koch Dipole ... 69 Gambar 4.32 Perbandingan VSWR Hasil Simulasi dengan Hasil Pengukuran
Antena Fractal Koch Dipole ... 70 Gambar 4.33 Perbandingan Hasil Pengukuran Pola Radiasi ... 72 Gambar 4.34 HPBW Antena Fractal Koch Dipole ... 73
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-jenis Kabel dan Penggunaannya ... 17
Tabel 3.1 Spesifikasi Antena Fractal Koch Dipole ... 21
Tabel 3.2 Nilai Parameter Antena sesuai Perhitungan ... 29
Tabel 3.3 Nilai Parameter Hasil Simulasi Rancangan Awal ... 33
Tabel 3.4 Dimensi Antena Sebelum Optimasi dan Sesudah Optimasi ... 33
Tabel 3.1 Perbandingan Hasil Simulasi Antena Setelah Optimasi ... 36
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena ... 49
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pada Input dan Output IC 7809 ... 66
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran pada Input dan Output IC 7809 pada Sistem Radio over Fiber ... 68
x
DAFTAR LAMPIRAN L-1 DOKUMENTASI KEGIATAN
1
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia telekomunikasi, teknologi Radio over Fiber (RoF) bukanlah hal yang baru khususnya di negara-negara maju, namun lain halnya dengan di Indonesia yang belum begitu banyak diterapkan. Radio over Fiber merupakan suatu teknologi yang menggabungkan transmisi radio dengan transmisi optik dimana sinyal radio yang telah termodulasi ditumpangkan dalam cahaya dan ditansmisikan dalam jaringan optik. Namun, pada proses penerima ketika gelombang radio dikonversi menjadi gelombang cahaya lebih sulit didapatkan karena daya terima sinyal yang rendah, sehingga perlu menambahkan biaya instalasi amplifier.
Radio over Fiber menawarkan berbagai macam keuntungan, seperti bandwidth yang lebar, tahan terhadap interferensi, redaman rendah dan dapat digunakan pada transmisi jarak jauh, sehingga teknologi Radio Over Fiber ideal dan menjadi solusi paling fleksibel untuk mendapatkan efisiensi dan pengiriman sinyal radio dengan meletakkan antena untuk jarak yang jauh.
Pada teknologi Radio over Fiber tersebut dibutuhkan antena, salah satu jenis antena yang digunakan adalah antena Fractal Koch Dipole. Oleh karena itu, dapat dirancang antena yang terhubung dengan modulator optik untuk mengkonversi gelombang radio menjadi gelombang cahaya. Hal ini yang menjadi dasar untuk melakukan rancang bangun antena Fractal Koch Dipole sebagai antena penerima sinyal radio yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan dibahas dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah:
1. Bagaimana merancang antena fractal koch dipole dengan frekuensi FM (88-108 MHz) sebagai receiver dengan menggunakan software CST Studio Suite 2015?
2. Bagaimana membuat dan menguji parameter antena fractal koch dipole untuk mengetahui kualitas kerja antena yang meliputi return loss, VSWR, gain dan pola radiasi antena pada frekuensi FM (88-108 MHz)?
3. Bagaimana mengaplikasikan Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena receiver untuk sistem radio over fiber?
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang ada, maka perancangan antena dal am rancang bangun sistem radio over fiber (RoF) ini dibatasi oleh beberapa hal, yakni:
1. Merancang antena fractal koch dipole yang beroperasi pada frekuensi FM (88-108 MHz) sebagai receiver dengan bantuan software CST 2015. 2. Membuat antena fractal koch dipole yang beroperasi pada frekuensi FM
(88-108 MHz)sebagai receiver .
3. Melakukan pengukuran parameter antena fractal koch dipole yang meliputi VSWR, return loss, gain, dan pola radiasi.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah:
1. Merancang dan membuat antena fractal koch dipole sebagai receiver yang akan diaplikasikan pada sistem radio over fiber (RoF) dengan frekuensi FM (88-108 MHz).
2. Menjelaskan penggunaan Antena Fractal Koch Dipole pada frekuensi FM (88-108 MHz) sebagai antena receiver untuk sistem radio over fiber . 3. Mengetahui nilai-nilai pengukuran antena yang meliputi VSWR, return
1.5 Metode Penyelesaian Masalah
Untuk pelaksanaan dalam penyusunan tugas akhir ini, diperlukan data-data teknis baik secara teori maupun praktek dilapangan, hal ini diperlukan agar dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya. Untuk mengumpulkan data-data lapangan, ada beberapa metode yang digunakan:
1. Studi Pustaka
Yaitu mencari dan mempelajari buku-buku dan sumber informasi dari berbagai media yang digunakan sebagai bahan referensi yang berhubungan dengan tugas akhir.
2. Konsultasi dan Bimbingan
Yaitu melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan diskusi dengan dosen pengajar lainnya untuk mencari solusi yang tepat guna menyelesaikan permasalahan yang dihadapi selama tugas akhir.
3. Perencanaan
Membuat perencanaan rancangan antena yang akan dibuat berdasarkan dengan aplikasinya dalam bentuk simulasi software CST Studio Suite 2015.
4. Implementasi dan Pembuatan system
Membuat sistem yang sesuai dengan yang telah direncanakan sebelumnya. 5. Pengujian
Proses pengujian antena prototype dilakukan dengan menggunakan alat-alat ukur seperti spectrum analyzer dan sweep oscilator . Pengujian dilakukan secara indoor dan outdoor .
6. Pembuatan Laporan Akhir
Membuat laporan tugas akhir mengenai hasil kegiatan tugas akhir yang telah dilaksankan.
4
menunjang pembahasan yang berkenaan dengan judul Tugas Akhir ini, yaitu Rancang Bangun Sistem Radio Over Fiber “Antena Receiver ”pada Frekuensi FM. 2.1 Pengenalan RoF (
Radio Over F iber
)Radio over Fiber adalah proses pengiriman sinyal radio melalui kabel optik untuk mendapatkan pengiriman data yang lebih cepat (Putra, I Wayan.2013). RoF merupakan sebuah teknologi dimana sinyal radio dimodulasi atau ditumpangkan dengan cahaya yang ditransmisikan melalui serat optik. Dengan menggabungkan serat optik sebagai media perantara, maka akan dapat menghasilkan kecepatan transmisi yang lebih tinggi dibandingkan jika dilakukan transmisi secara langsung. Kualitas sinyal informasi yang ditransmisikan akan tetap bagus atau dapat dikatakan gangguan yang timbul selama proses transimi sangat kecil. Selain itu penggunaan kabel serat optik dapat menghemat biaya serta menambah performansi
untuk high speed fiber berdasarkan akses nirkabel. 2.2 Sistem Kerja RoF (
Radio Over F iber
)Pada dasarnya prinsip kerja RoF adalah penggabungan segi kelebihan dari teknologi serat optik dan nirkabel. Hal ini bertujuan agar dalam cakupan area nirkabel, dapat dipasang jaringan pengguna yang dapat menikmati performansi yang lebih bagus daripada nirkabel tetapi biaya instalasi tidak semahal pada instalasi kabel serat optik. Dalam cakupan daerah area nirkabel, dapat dipasang link radio over fiber antar Radio Access Point (RAP) untuk memancarkan sinyal sebesar daerah sel mikro. Hal tersebut memungkinkan tercakupnya seluruh area coverage yang semestinya dapat dijangkau oleh nirkabel, dan dengan adanya link radio over fiber, maka kualitas sinyal dapat dipertanggungjawabkan dan diharapkan performansi yang diterima oleh pelanggan akan lebih baik (Putra. I Wayan. 2013).
Gambar 2.1 Konfigurasi Sederhana RoF
Sumber: Fransisca, M.,et al.2007
Keuntungan dari Radio over Fiber diantaranya: a. Memiliki loss redaman yang rendah.
b. Memiliki bandwith yang lebar (tanpa batas).
c. Menghasilkan frekuensi subcarier microwave samapai 100 GHz. d. Menghindari penggunaan alat pengkonversi dengan harga mahal. e. Mengurangi kontaminasi noise dan meningkatkan kualitas pelayanan. f. Meningkatkan komunikasi nirkabel dan kapasitas data.
2.3 Konsep Dasar Antena
Antena adalah sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetika. Antena sebagai alat pemancar (transmitting antenna) adalah sebuah transduser (pengubah) elektromagnetis, yang digunakan untuk mengubah gelombang tertuntun didalam saluran transmisi kabel, menjadi gelombang yang merambat diruang bebas, dan sebagai alat penerima (receiving antenna) mengubah gelombang ruang bebas menjadi gelombang tertuntun (Alaydrus, Mudrik. 2011).
Gambar 2.2 Peran Antena di Sistem Komunikasi Nirkabel
Sumber: Alaydrus, Mudrik. 2011
Untuk mengetahui kinerja dari antena, maka perlu diketahui berbagai parameter antena. Karakteristik yang sangat penting untuk mengetahui kinerja suatu antena antara lain adalah pola radiasi, gain, bandwidth, voltage standing wave ratio (VSWR) dan return loss (RL).
2.3.1 Pola Radiasi
Pola radiasi (radiation pattern) merupakan salah satu parameter penting dari suatu antena. Parameter ini sering ditemui dalam spesifikasi suatu antena, sehingga pembaca dapat membayangkan bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena tersebut. Pola radiasi dapat disebut sebagai pola medan ( field pattern) apabila intensitas radiasi yang digambarkan adalah kuat medannya dan disebut pola daya ( power pattern) apabila intensitas radiasi yang digambarkan adalah vektor poynting-nya.
Apabila dilihat dari penamaan bidang pola radiasi ada 4 macam, yaitu: Bidang H ialah bidang magnet dari pola radiasi antena, bidang E ialah medan listrik dari pola radiasi antena, bidang elevasi ialah pola radiasi yang diamati dari sudut elevasi
dan bidang azimuth ialah pola radiasi yang diamati dari sudut azimuth. dimana antara bidang H dan bidang E saling tegak lurus dan antara bidang elevasi dan bidang azimuth juga sama saling tegak lurus (Sujendro, Herry. 2013).
Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
Gambar 2.3 memperlihatkan bentuk koordinat pada bidang pola radiasi, untuk warna hijau adalah bidang azimuth atau bidang H, sedangkan warna ungu menjelaskan bidang elevasi atau bidang E.
a. Pola Radiasi Antena
Directional
Antena Directional biasanya digunakan oleh client, dikarenakan antena ini mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relatif jauh daripada antena lainnya. Pola radiasi antena ini digambarkan pada Gambar
2.4.
Gambar 2.4 Pola Radiasi Antena Directional
Gambar 2.4 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena Directional , apabila dalam koordinat polar atau grafik pola radiasi seperti gambar 2.5.
Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Gelombang Antena Directional : (a) Pola radiasi bidang medan magnet (H)
(b) Pola radiasi bidang medan listrik (E)
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
b. Pola Radiasi Antena
Omnidirectional
Antena Omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 360 derajat apabila pola radiasinya dilihat pada bidang medan magnet (H). Gain antena omnidirectional antara 3 dBi sampai 12 dBi. Antena tersebut menggunakan sambungan Point-to-Multi-Point (P2MP).
Gambar 2.6 Pola Radiasi Antena Omnidirectional
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
Gambar 2.6 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional, apabila dalam koordinat polar atau grafik pola radiasi seperti gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bentuk Pola Radiasi Gelombang Antena Omnidirectional: (a) Pola radiasi bidang medan listrik (E)
(b) Pola radiasi bidang medan magnet (H)
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
Dalam melakukan pengujian pola radiasi perlu diketahui jarak minimum antara antena referensi dan antena yang akan diuji (Balanis, Constantine A. 2016). Untuk mengetahui jarak minimum tersebut dapat menggunakan persamaan (2.1).
R ≥
... (2.1)Dimana:
R = Jarak minimum antara antena pemancar dan penerima D = Diagonal antena mikrostrip,
dimana
D =
√
λ = Panjang Gelombang2.3.2
Gain
Gain (Penguatan) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya atau penerima sinyal dari arah tertentu (Balanis, Constantine A. 2016). Penguatan pada ante na mikrostrip dapat ditentukan oleh gain perbandingan, yaitu perbandingan daya yang dipancarkan atau diterima oleh antena yang diuji dengan daya yang dipancarkan atau diterima antena
referensi. Besarnya gain perbandingan tersebut dapat ditentukan menggunakan persamaan (2.2).
Gain =
–
+
... (2.2) Dimana:Gain = Gain antena yang diukur (dB)
= Gain antena referensi yang sudah diketahui (dB)
= Daya yang diterima antena yang diukur (dBm)
= Daya yang diterima antena referensi (dBm) 2.3.3Bandwidth
Bandwidth suatu antena di defenisikan sebagai rentang frekuensi yang berhubungan dengan beberapa karakteristik antena lain seperti, impedansi masukan, bandwidth, polarisasi dan gain. Bandwidth suatu antena ditentukan oleh parameter yang digunakan. Dimana menentukan bandwidth adalah frekuensi atas kurang frekuensi bawah di bagi dengan frekuensi carier , dirumuskan menggunakan persamaan (2.3) (Sihombing, Nevia. 2014).
BW =
... (2.3) Dimana:BW = Bandwidth (MHz)
= Jangkauan frekuensi atas (Hz)
= Jangkauan frekuensi bawah (Hz) 2.3.4Voltage Standing Wave Ratio
(VSWR)VSWR adalah tingkat ketidaksesuaian antara beban dan saluran pada antena (Sihombing, Nevia. 2014). Besar VSWR didapatkan dengan melakukan perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri ( standing wave) maksimum
dengan minimum. Bila impedansi saluran transmisi tidak sesuai dengan impedansi transceiver maka akan timbul daya refleksi pada saluran yang ber-interferensi dengan daya maju. Interferensi ini menghasilkan gelombang berdiri yang besarnya
bergantung pada besarnya daya refleksi. Besarnya VSWR dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.4).
=
V V maxmin=
1 1 ... (2.4) Dimana adalah koefisien refleksi tegangan yang memiliki nilai kompleksdan menunjukkan besarnya magnitude dan fasa dari refleksi. Besar dari VSWR diharapkan bernilai 1, yaitu nilai amplitude gelombang berdiri maksimum dan minimumnya sama.
2.3.5
Return Loss
Return loss adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan (Sihombing, Nevia. 2014). Return loss dapat terjadi akibat adanya diskontinuitas antara saluran transmisi dengan impendasi dari beban antena. Besar Return Loss dapat dihitung menggunakan persamaan (2.5).
= 20 log
−
+
... (2.5)2.3.6
H alf Power Beam Width
(HPBW)Beamwidth adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang frekuensi radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun dari puncak lobe utama. HPBW merupakan sudut pancaran antena dimana dayanya turun setengah (-3dB) terhadap daya terima paling besar. Pada umumnya sudut HPBW antena ini digunakan untuk menentukan besarnya azimuth antena. Spesifikasi antena mengenal banyak azimuth antena misalkan saja (satuan sudut = derajat) 45, 60, 90, 120 dan sebagainya (Sujendro, Herry. 2013).
Gambar 2.8 Half Power Beam Width (HPBW)
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
Pada Gambar 2.8 dapat dilihat HPBW dari pola radiasi antena yang ditunjukan menggunakan garis berwarna merah. Besar dari HPBW adalah lebar sudut yang ditunjukkan oleh garis merah dengan satuan derajat (°).
2.4 Antena
Dipole
Antena dipole adalah sebuah antena yang dibuat dari kawat tembaga dan dipotong sesuai ukuran agar beresonansi pada frekuensi kerja yang diinginkan. Antena dipole merupakan antena yang paling banyak digunakan karena memiliki struktur sederhana dan sering digunakan sebagai dasar untuk pembuatan antena komplek (Lesmana, Ridwan. 2001).
Kawat yang dipakai sebaiknya minimal ukuran AWG ( American Wire Gauge) diameter 2 mm. Lebih besar akan lebih baik secara kekuatan mekanik. Karakteristik dari antena dipolee antara lain adalah sebagai berikut:
1. Omnidirectional, yaitu memancarkan dan menerima gelombang secara merata pada sudut tertentu.
2. Perolehan yang rendah. Karena gelombang yang dipancarkan merata ke berbagai arah, menyebabkan daya yang dipancarkan terdistribusi sama besar, sehingga nilai daya tersebut tidak sebesar apabila gelombang
3. Tidak memerlukan ground plane.
4. Bentuk yang sederhana, karena dapat dibuat hanya dengan dua buah kawat konduktor.
Antena dipole bisa dikatakan cikal bakal dari jenis-jenis antena kawat linier seperti dipole pendek, dpole setengah panjang gelombang, dipole 5/4 panjang gelombang, dipole 3/4 panjang gelombang, dsb (Alaydrus, Mudrik. 2011). Antena yang paling banyak disukai oleh para pembuat radio karena beberapa kelebihannya, yaitu murah, efisien, mudah dibuat cukup memakai kawat tembaga atau sejenisnya, broadband, dan lain sebagainya.
Secara umum nilai frekuensi kerja yang digunakan akan menentukan fisik dari dimensi antena, semakin tinggi frekuensi maka dimensi antena ak an semakin kecil. Frekuensi kerja yang digunakan pada tugas akhir ini adalah 88 MHz – 108 MHz (frekuensi untuk radio FM). Untuk perhitungan panjang antena dipole, terlebih dahulu ditetapkan nilai frekuensi tengah (center ) menggunakan persamaan (2.6).
=
−
...
(2.6) Panjang antena dipole ditentukan berdasarkan frekuensi kerja. Agar dapat beresonansi, maka panjang total sebuah dipole digunakan menggunakan persamaan(2.7).
λ =
... (2.7) Dimana:λ = panjang gelombang di udara. f = frekuensi kerja yang diinginkan. c = 3 x 10
⁸
m/sDalam tugas akhir ini digunakan antena dipolee
. Medan listrik antena dipoledengan panjang L diberikan pada persamaan (2.8). Medan radiasi yang dihasilkan antena dipole
diperoleh dengan mensubsitusikan menggunakan persamaan (2.8).2.5 Antena
F ractal
Istilah fractal pertama kali di perkenalkan pada tahun 1975 oleh matematikawan francis bernama Benoit B. Mandelbrot. Fractal berasal dari bahasa latin Fractus yang artinya retak atau dirusak. Bentuk fractal adalah bentuk geometri yang dapat difragmenteasi atau dibagi-bagi menjadi bagian yang lebih kecil, yang mana bila hasil dari proses pembagian tersebut diperbesar, akan memiliki bentuk yang mirip dengan bentuk aslinya, yakni bentuk sebelum dilakukan proses pembagian (Jawad K,2010). Beberapa contoh bentuk fractal dapat dilihat pada
Gambar 2.9.
Gambar 2.9 Berbagai macam bentuk fractal
Sumber: Jawad,K.2010.”A Multiband Fractal Dipolee Antena for Wireless Communication Aplications”
Antena fractal adalah antena yang mengadopsi bentuk fractal dengan maksud untuk mengoptimalkan struktur dan kinerja dari antena tersebut. Beberapa keuntungan pemakaian bentuk fractal pada natena adalah sebagai berikut:
1. Meminiaturisasi bentuk dari antena. 2. Memiliki impedansi masukan yang baik.
3. Mengurangi mutual coupling pada antena susun larik. 4. Dapat memiliki sifat multiband.
2.6 Antena
F ractal Koch Di pole
Fractal koch pertama kali diperkenalkan oleh matematikawan swedia, H.V.Koch. Fractal koch mempunyai bentuk iterasi yang sangat kompleks dan detail, sehingga sangat handal untuk diimplementasikan ke antena (Jawad,K. 2010). Fractal koch dapat meningkatkan impedansi masukan, dapat menghilangkan
frekuensi resonansi, dapat mengurangi panjang total kawat seperempat lambda pada frekuensi rendah, dan dapat diperbaharui menggunakan fungsi fractal yang dapat diterapkan secara efektif untuk memperbaharui bentuk dasar antena sampai iterasi ke-n seperti pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Fractal Koch Dipole
Sumber: A.Ismahayati, P.J Soh, R.Hadibah, G.A.E.Vandenbosch. 2011
Pada Gambar 2.10 sebuah fractal koch dibentuk dengan membuat penambahan secara terus menerus bentuk yang sama pada sebuah segitiga sama sisi. Penambahan dilakukan dengan membagi sisi-sisi segitiga menjadi tiga sama panjang dan membuat segitiga sama sisi baru pada tengah-tengah dan setiap sisi
(luar). Setiap frame menunjukkan lebih banyak kompleksitas, namun setiap segitiga baru dalam bentuk tersebut terlihat persis seperti bentuk semula. Refleksi bentuk
yang lebih besar pada bentuk-bentuk yang lebih kecil.
Untuk menghasilkan gambar seperti Gambar 2.10, dibutuhkan sebuah rumus yang digunakan untuk mengetahui panjang total fractal koch curve dipolee seperti pada persamaan (2.9).
Dimana:
L = Panjang total fraktal
h = Panjang kawat iterasi awal n = Banyaknya iterasi
Untuk radius dan diameter kawat dapat diperoleh dengan menggunakan kawat tembaga biasa (Niang, Ong Hui. 2013) dengan persamaan (2.10) dan (2.11).
= 0.00625" = 1.5875
... (2.10) = 1.25" = 31.75
... (2.11) Dan untuk menentukan panjang faktor skala dari Antena Fractal Koch Dipole dapat dihitung menggunakan persamaan (2.12). = 2 1 cos
... (2.12) Dimana nilai dari cos θ tersebut adalah 60°, maka dapat ditentukan panjang setiap koch dengan persamaan (2.13).ℎ =
ⁿ
... (2.13) Dimana:L = Panjang total fractal s = Panjang faktor skala 2.7 Kabel
Menurut Mudrik Alaydrus (2009) menyatakan bahwa kabel merupakan salah satu saluran transmisi yang berfungsi sebagai penghantar, yang digunakan untuk menghubungkan suatu pembangkit sinyal (sumber) dengan sebuah penerima (beban). Kabel koaksial merupakan jenis kabel yang digunakan untuk mentransmisikan energi dan sinyal serta elemen rangkaian dimana arus dan tegangan sebagai besaran sinyal. Struktur dari kabel koaksial terdapat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Struktur Kabel Koaksial
Sumber: : Alaydrus, Mudrik. 2011
Dari struktur penampang kabel koaksial yang terdapat pada Gambar 2.11, didapat tiga komponen utama: penghantar dalam, pengahnatar luar, dan dielektrika pengisolir kedua penghantar tersebut. Penghantar dalam biasanya terbuat dari batang yang masih atau potongan kawat halus yang diputar bersama – sama. Tabel
2.1 menunjukkan jenis – jenis kabel dan penggunaannya.
Kerugian (losses) pada kabel koaksial terutama sekali disebabkan daya hantar (konduktivitas) dari metal yang tak terhingga, sehingga menyebabkan keberadaan medan listrik tangensial di atas konduktor. Medan listrik tangensial Et dan medan magnet tangensial H
(Alaydrus, 2011).2.7 Konektor Tipe N
Konektor tipe N adalah konektor RF yang terulir, tahan cuaca dan berukuran medium yang digunakan untuk menggabungkan kabel koaksial. Konektor ini adalah konektor pertama yang berkapasitas untuk membawa sinyal frekuensi microwave, dan ditemukan pada tahun 1940-an oleh Paul Neill dari Laboratorium Bell. Konektor ini didesain untuk membawa sinyal pada frekuensi hingga 1 GHz untuk aplikasi militer, tapi pada saat ini konektor tipe N pada umumnya menangain frekuensi hingga 11 GHz bahkan ada yang mengembangkan sampai dengan 18 GHz. Konektor N ini tersedia dalam impedansi 50 Ω dan 75 Ω (Sujendro, Herry. 2013).
Gambar 2.12 Konektor Tipe N: (a) Male Connector (b) Female Connector
Sumber: Sujendro, Herry. 2013
2.8 CST
Studio Suite
CST Studio Suite adalah software yang dapat digunakan untuk membuat desain dan menganalisis dari semua jenis sistem antena. Tools ini sangat membantu seorang desainer antena melakukan analisa parameter antena, perhitungan S Parameter, perhitungan fasa, directivity atau mengkaji antena dalam 3D, berdasarkan polar dan koordinat cartesius fitur yang disajikan pada perangkat lunak ini memudahkan dalam analisis elektromagnetik. Berikut menunjukan software
yang digunakan yaitu CST Studio Suite 2015 seperti yang terlihat pada Gambar 2.13.
Gambar 2.13 CST Studio Suite 2015
Desain dari software ini hampir akurat dengan aslinya, sehingga mempermudah dalam pembuatan antena. Setelah mendesain antena yang diinginkan dan mengetahui besar outputnya, maka pembuatan antena akan lebih meyakinkan. Keuntungan dalam menggunakan software ini sebagai simulasi adalah antena dapat dioptimasi sehingga didapat hasil yang lebih maksimal. Tahap awal adalah membuat desain antena sesuai dengan perhitungan. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan acuan desain antena yang didapatkan melalui perhitungan teoritis. Selanjutnya melakukan optimasi dengan menggunakan par. sweep yang dapat memudahkan dalam mencari ukuran antena dengan hasil terbaik.
20
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai deskripsi alat, cara kerja alat, spesifikasi alat, serta blok diagram yang menunjukkan cara kerja alat.
3.1.1 Deskripsi Alat
Pada tugas akhir ini, dilakukan pembuatan alat yaitu berupa Antena Fractal Koch Dipole yang bekerja pada frekuensi FM (88 MHz -108 MHz) sebagai antena
receiver dalam sistem radio over fiber. a. Nama Alat:
Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena penerima (receiver ) sistem radio over fiber yang bekerja pada frekuensi FM (88 MHz – 108 MHz). b. Fungsi:
Antena Fractal Koch Dipole berfungsi sebagai antena penerima (receiver ) untuk sistem radio over fiber pada frekuensi FM (88 MHz-108 MHz). Antena Fractal Koch Dipole akan menerima sinyal gelombang elektromagnetik di udara yang berasal dari stasiun pemancar luar dan merubahnya menjadi gelombang listrik yang di teruskan pada bagian Tuner FM. Frekuensi yang diterima di antena memiliki kisaran frekuensi 88 MHz -108 MHz dengan frekuensi center 98 MHz.
3.1.2 Cara Kerja Alat
Cara kerja Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena penerima (reciver ) dalam sistem radio over fiber dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Sistem Kerja Antena
Pada Gambar 3.1 antena yang digunakan adalah Antena Fractal Koch Dipole. Antena fractal ini digunakan sebagai antena penerima (receiver ) pada sistem radio over fiber dengan frekuensi FM (88-108 MHz) yang berfungsi untuk menerima sinyal gelombang elektromagnetik di udara yang berasal dari stasiun pemancar luar dan merubahnya menjadi gelombang listrik yang di teruskan pada bagian Tuner FM.
3.1.3 Spesifikasi Antena
Antena yang dirancang adalah antena Fractal Koch Dipole yang direalisasikan pada sistem radio over fiber yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz). Antena yang dirancang memiliki spesifikasi seperti pada Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Spesikasi Antena Fractal Koch Dipole
Parameter Nilai Frekuensi Kerja Return Loss VSWR Polaradiasi Gain Software Simulasi 88-108 MHz < -10dB < 2 Omnidirectional > 3dB CST Studio Suite 2015
Pada Tabel 3.1 dapat dilihat spesifikasi dari Antena Fractal Koch Dipole. Spesifikasi ini merupakan parameter yang digunakan untuk melakukan perancangan antena tersebut.
3.2 Realisasi Alat
Alat yang akan dibuat dalam tugas akhir ini adalah Antena Fractal Koch Dipole yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz). Sebelum melakukan pembutan antena, ada beberapa langkah yang harus dilakukan. Adapun perangkat yang menunjang proses perancangan antena ini diantaranya sebagai berikut:
a. Perangkat Keras
Perangkat keras yang digunakan dalam perancangan ini antara lain: Laptop, Kabel RG-58, 1 buah konektor N- Female ( port antena), konektor N-male, konektor PL, konektor RG-58, kawat tembaga (3mm), solder, timah dan cutting sticker berbentuk design antena yang akan dibuat.
b. Perangkat Lunak:
Perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan antara lain: CST Studio Suite 2015, Microsoft Excel 2013, dan Microsoft Visio2016.
Pada Gambar 3.2 menunjukkan diagram alir proses pembuatan Antena Fractal Koch Dipole.
Membuat simulasi antena menggunakan CST Studio Suite
2015 berdasarkan perhitungan Mulai
Menentukan parameter antena (f=98 MHz, VSWR< 2, Return
Loss-10 dB)
Menentukan panjang, diameter, jari-jari dari antena fractal koch
dipole dengan perhitungan
Sesuai dengan parameter yang diinginkan? Optimasi Simulasi Antena Pembuatan Antena Pengukuran Sesuai dengan parameter yang diinginkan? Optimasi Simulasi Antena Tidak Ya Ya Tidak Pengujian Antena
Pengambilan data yang diperlukan
Selesai
Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Antena Fractal Koch Dipole
Dari Gambar 3.2 dapat dilihat langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan Antena Fractal Koch Dipole adalah sebagai berikut:
1. Menentukan parameter-parameter antena mulai dari frekuensi kerja yang digunakan, material yang digunakan, serta parameter hasil pengukuran yang diharapkan seperti return loss, VSWR, pola radiasi dan gain.
2. Melakukan simulasi pada program CST Studio Suite 2015 dengan nilai-nilai elemen yang sesuai dengan perhitungan yang telah ditentukan.
3. Optimasi simulasi antena akan dilakukan apabila hasil simulasi parameter antena belum sesuai dengan harapan. Optimasi dilakukan dengan merubah nilai panjang dari antena fractal koch dipole sampai hasil simulasi antena sesuai dengan yang diharapkan.
4. Melakukan pembuatan antena farctal dengan material yang telah ditentukan pada langkah pertama dari pembentukan kawat tembaga (cooper ) sesuai dengan desain yang dibuat, proses pemasangan konektor pada antena dan pembuatan kabel beserta pemasangan konektor pada kabel.
5. Melakukan pengukuran parameter-parameter antena mulai dari return loss, VSWR, bandwidth, pola radiasi dan gain.
6. Optimasi antena dilakukan apabila hasil pengukuran parameter antena belum sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Optimasi dilakukan dengan berbagai cara mulai dari merubah ukuran panjag antena dengan memotong tembaganya, penggantian port antena, pembuatan ulang kabel, dan lain-lainnya. Optimasi dilakukan sampai dengan hasil pengukuran sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
3.2.1 Menetukan Dimensi Elemen Peradiasi Antena
Bentuk dari elemen peradiasi antena fractal yang digunakan adalah koch (bunga salju). Gambaran dari rancangan awal Antena Fractal Koch Dipole ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Perancangan Awal Antena Fractal Koch Dipole Dimana: L = Panjang total farctal koch dipole (mm)
l = Setengah panjang gelombang dipole (mm)
s = Panjang faktor Skala Antena Fractal Koch Dipole (mm) d = Gap atau celah antar elemen (mm)
Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi Antena Fractal Koch Dipole dapat ditentukan beberapa tahap yaitu:
A. Menentukan Frekuensi
Center
dan Panjang GelombangAntena fractal koch dipole hasil rancangan akan dihubungkan dengan sebuah rangkaian tuner FM yang bekerja pada frekuensi 88-108 MHz. Sebelum dapat menghitung panjang gelombang, dilakukan perhitungan untuk menentukan frekuensi tengah dari frekuensi FM (88-108 MHz). Untuk menentukan frekuensi tengah tersebut maka dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.6):
=
2
= 10888
2
= 98
Setelah mengetahui frekuensi tengah dari frekuensi kerja yang akan digunakan, maka panjang gelombang di udara dapat dihitung dengan mrnggunakan persamaan (2.7) sebagai berikut:
λ =
λ = 3.10⁸
98
= 3,061 m
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, didapat frekuensi kerja cut off sebesar 98 MHz dan nilai panjang gelombang sebesar 3061 mm.
B. Menentukan Setengah Panjang Gelombang
Dipole
Dalam perancangan antena fractal koch dipole ini digunakan antena dipole
λ
.
Berikut pada Gambar 3.4 adalah desain setengah panjang gelombangGambar 3.4 Desain setengah panjang gelombang dipole, diameter dan gap atau celah antar elemen antena
Pada Gambar 3.4 dapat dilihat elemen – elemen yang akan dicari melalui perhitungan, yaitu l, d, dan r.
Dimana: l = setengah panjang gelombang dipole 2r = diameter dari kawat tembaga
d = gap atau celah antar elemen Untuk menentukan
panjang gelombang fractal dipole menggunakanpersamaan (2.8):
λ = 3061 mm
λ =
3061
= 1,530
Nilai 1,530 m merupakan
panjang gelombang dari antena fractal kochdipole yang akan digunakan. Untuk niali r (diameter kawat) , kawat yang digunakan adalah menggunakan kawat tembaga biasa dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan (2.10):
= 0.00625" = 1.5875
Dan untuk mengetahui nilai d (celah/gap) pada saat iterasi 0 atau standard dipole menggunakan persamaan (2.11) sebagai berikut:
C. Menentukan Faktor Skala
F ractal K och Dipole
Pada Gambar 3.5 adalah untuk menentukan faktor skala dari antena fractal koch dipole Bentuk dari antena fractal ini menggunakan iterasi dua, karena memiliki bentuk yang sederhana dan mudah dalam melakukan pembuatannya.
Gambar 3.5 Panjang Faktor Skala Antena Fractal Koch Dipole
Dari Gambar 3.5 untuk mengetahui panjang faktor skala (s) dapat dihitung menggunakan persamaan (2.12) sebagai berikut:
= 2 1 cos
= 2 1 cos60
= 3
Setelah diketahui panjang faktor skala (s), maka dapat dite ntukan panjang setiap koch dengan persamaan sebagai berikut:
ℎ = (1)ⁿ
= 1360 (13)²
= 1360
9
= 151.1
D. Menentukan Panjang Total
F ractal K och Dipole
Untuk mengetahui panjang total farctal koch dipole seperti pada persamaan (2.7) berikut:
= ℎ (43)ⁿ
Dimana h merupakan panjang dari inisiator dipol dengan persamaan (2.8) berikut:
ℎ = λ 4
=
,
= 0,765
Sehingga panjang total fractal koch dipole dapat dihitung:
=0.765(43)²
= 1.360
Berdasarkan perhitungan dalam proses perancangan diatas maka didapatkan desain antena secara keseluruhan seperti yang terlihat pada Gambar 3.6 berikut.
Gambar 3.6 Hasil Akhir Perancangan Antena
Pada Gambar 3.6 didapat nilai parameter untuk perancangan antena sesuai dengan perhitungan. Dimana nilai parameter yang didapatkan yaitu sebagai berikut:
Tabel 3.2 Nilai Parameter Antena Sesuai Perhitungan Parameter Nilai (mm) Lamda 1530 l 765 d 31,75 r s 1,58 3
Pada Tabel 3.2 dapat dilihat nilai dari parameter – parameter antena yang telah dihitung sesuai dengan perhitungan untuk perancangan pada simulasi CST Studio Suite 2015.
3.2.2 Simulasi Antena
Sebelum melakukan pembuatan antena ini, dilakukan perancangan Antena Fractal Koch Dipole yang telah disimuasikan menggunakan software CST Studio
Suite 2015. Pada Gambar 3.7 merupakan bentuk simulasi dari perancangan awal berdasarkan perhitungan.
Gambar 3.7 Rancangan Antena dengan CST Studio Suite 2015
Pada Gambar 3.7 dapat dilihat bentuk antena fractal koch dipole yang dirancang sesuai dengan perhitungan pada simulator CST Studio Suite 2015. Setelah antena selesai dirancang, selanjutnya adalah melakukan simulasi untuk
melihat hasil return loss, VSWR , dan gain antena. Hasil simulasi return loss (S1,1) rancangan awal antena dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Hasil Simulasi Nilai Return Loss (S1,1) Rancangan Awal
Berdasarkan Gambar 3.8 dapat dilihat hasil simulasi perancangan awal belum mencapai nilai return loss yang diharapkan, dimana nilai return loss pada frekuensi 98 MHz adalah -4,9906095 dB. Nilai return loss tersebut masih belum sesuai dengan spesifikasi dari nilai return loss yang diinginkan yaitu <-10 dB, sehingga perlu dilakukan optimasi simulasi.
Pada simulasi rancangan awal antena juga diperoleh hasil simulasi nilai VSWR antena. Hasil simulasi rancangan awal antena dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Hasil Simulasi Nilai VSWR Rancangan Awal
S1,1 : - 4,9906095
Berdasarkan Gambar 3.9 dapat dilihat bahwa hasil simulasi perancangan awal belum menncapai nilai VSWR yang diharapkan, pada frekuensi 98 MHz nilai VSWR yang didapatkan adalah 3,5761312. Dimana nilai VSWR tersebut masih belum sesuai dengan spesifikasi VSWR yang diharapkan yaitu < 2, sehingga perlu
dilakukannya optimasi simulasi. Dari hasil simulasi didapatkan pula hasil gain baik dalam bentuk 3 dimensi dan polar.
Selain return loss dan VSWR, pada perancangan awal antena juga diperoleh hasil simulasi gain antena. Hasil simulasi gain antena dapat dilihat dalam bentuk polar dan 3D. Pada Gambar 3.10 menunjukkan hasil gain yang didapatkan dalam bentuk polar dan Gambar 3.11 menunjukkan hasil gain dalam bentuk 3D.
Gambar 3.10 Hasil Simulasi Bentuk Polar untuk Gain Antena
Frequency = 98
Main lobe magnitude = 1,96 dB Main lobe direction = 179.0 deg.
Gambar 3.11 Hasil Simulasi Bentuk Pola Radiasi 3 Dimensi Antena
Berdasarkan Gambar 3.10 dan Gambar 3.11 dapat dilihat bahawa nilai gain yang didapatkan adalah sebesar 1,959 dB, dimana hasil tersebut mash belum sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan yaitu >3 dB, Se hingga perlu dilakukan optimasi kembali. Pada kedua gambar tersebut juga dapat dilihat bentuk pola radiasi baik dalam bentuk polar (Gambar 3.10) dan 3D (Gambar 3.11) yang menunjukkan bahwa pola radiasi yang terbentuk adalah omnidirectional . Hasil pola radiasi
tersebut sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
Dari hasil simulasi rancangan awal antena, dapat terlihat parameter-parameter antena yang belum memenuhi spesifikasi yang diharapkan yaitu return loss, VSWR dan gain. Namun pola radiasi yang terbentuk sudah sesuai degan spesifikasi yang diinginkan, yaitu omnidirectional . Untuk mendapatkan hasil spesifikasi sesuai dengan yang diharapkan maka dilakukan optimasi pada simulasi antena. Nilai parameter hasil simulasi rancangan awal dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Type = farfield Approximation = enabled (kR >> 1) Monitor = farfield (f=98) [1] Component = Abs Output = Gain Frequency = 98 Rad.effic = -0,01393 dB Tot.effic = - 0,06198 dB Gain = 1,959 dB
Tabel 3.3 Nilai Parameter Hasil Simulasi Rancangan Awal
Parameter Nilai yang diinginkan Simulasi Rancangan Awal Return Loss (dB) <-10 -4,9906095 dB
VSWR <2 3,5761312
Gain (dB) >3 1,959 dB
Pola Radiasi Omnidirectional Omnidirectional
3.2.3 Hasil Optimasi Simulasi Antena
Untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan, maka dilakukan optimasi pada simulasi perancangan antena. Optimasi simulasi antena ini bertujuan untuk mendapatkan nilai return loss, VSWR dan gain yang lebih baik dibandingkan sebelumnya serta antena dapat bekerja pada frekuensi 98 MHz. Pada perancangan antena ini, optimasi dilakukan dengan cara merubah l1, r dan d. Pada Tabel 3.4 menujukan urutan percobaan yang dilakukan pada optimasi simulasi antena dengan mengubah nilai parameter antena.
Tabel 3.4 Dimensi Antena Sebelum Optimasi dan Sesudah Optimasi Dimensi Antena (mm) Ukuran Sebelum Dioptimasi (mm) Ukuran Sesudah Dioptimasi (mm) L 1530 1371 l1 765 51,75 d 31,75 30 r 1,58 1,5
Nilai parameter l1 sebesar 51.55 mm, nilai d sebesar 30 mm, dan nilai r sebesar 1.5 mm. Setelah perubahan parameter dan optimasi selesai dilakukan, didapatkan hasil simulasi akhir retun loss (S1,1) antena yang dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Hasil Optimasi Return Loss Antena pada Frekuensi 98 MHz Berdasarkan Gambar 3.12 dapat dilihat bahwa nilai return loss menjadi lebih baik setelah dilakukan optimasi. Nilai return loss yang didapat sebelumnya sebesar -4,9906095 dB dan setelah dioptimasi nilai return loss pada frekuensi 98 MHz didapatkan nilai sebesar -49,260518 dB. Hasil tersebut sudah sesuai dengan spesifikasi yang telah diharapkan, yaitu return loss < -10 dB.
Nilai VSWR yang didapatkan setelah dilakukan optimasi pada simulasi antena dapat dilihat pada Gambar 3.13, dimana VSWR terbaik tepat berada di frekuensi kerja yang diinginkan yaitu 98 MHz.
Gambar 3.13 Hasil Optimasi VSWR Antena pada Frekuensi 98 MHz
berdasarkan Gambar 3.13 dapat dilihat bahwa hasil simulasi nilai VSWR setelah dilakukan optimasi adalah sebesar 1,0069104, dimana hasilnya jauh lebih baik dibandingkan dengan nilai sebelumnya yaitu 3,5761312. Hasil tersebut sudah
sesuai dengan spesifikasi yang telah diharapkan, yaitu VSWR < 2.
VSWR1: 1,0069104 S1,1 : -49,260518
Setelah didapatkan nilai retun loss dan VSWR maka selanjutnya adalah melihat nilai gain setelah di optimasi. Pada Gambar 3.14 menunjukkan hasil simulasi gain yang didapatkan dalam bentuk polar setelah dilakukan optimasi.
Gambar 3.14 Hasil Optimasi Pola Radiasi Antena dalam Bentuk Polar pada Frekuensi 98 MHz
Berdasarkan Gambar 3.14 dapat dilihat pola radiasi antena dalam bentuk polar, dimana gain yang didapatkan adalah 3,38 dB. Bentuk pola radiasi yang didapatkan adalah omnidirectional , sama seperti bentuk pola radiasi yang didapatkan sebelum dilakukannya optimasi. Untuk nilai gain yang didapatkan setelah optimasi telah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan yaitu bernilai 3,38 dB dibandingkan dengan nilai rancangan awal yaitu 1,959 dB. Dengan gain sebesar 3,38 dB, maka telah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan yaitu gain > 3 dB.
Selain dalam bentuk polar, hasil simulasi gain dapat dilihat dalam bentuk 3D yang ditunukkan pada Gambar 3.15.
Frequency = 98
Main lobe magnitude = 3,38 dB Main lobe direction = 90,0 deg.
Gambar 3.15 Hasil Optimasi Pola Radiasi 3 Dimensi pada Frekuensi 98 MHz Hasil optimasi yang dilakukan telah memenuhi spesifi kasi yang diinginkan. Perbandingan antara hasil simulasi antena rancangan awal dengan hasil simulasi antena setelah dilakukannya optimasi dapat dilihat pada Tabel 3.5.
Tabel 3.5 Perbandingan Hasil Simulasi Antena setelah Optimasi
Parameter Sebelum Sesudah
VSWR Return Loss Gain (dB) Pola radiasi 3,5761312 - 4,9906095 1,96 Omnidirectional 1,0069104 -49,260518 3,38 Omnidirectional Dari Tabel 3.5 diatas dapat dilihat perubahan nilai dari parameter antena setelah dilakukannya optimasi. Nilai VSWR berubah dari 3,5761312 menjadi 1,0069104, dimana spesifikasi yang diharapkan adalah < 2. Perubahan yang baik dari return loss juga akan mempengaruhi nilai return loss. Nilai return loss berubah dari -4,9906095 dB menjadi -49,260518 dB, dimana hasil tersebut sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, yaitu return loss < -10 dB. Nilai gain setelah optimasi menjadi lebih bagus, dimana nilai gain berubah dari 1.96 dB menjadi 3,38
Type = farfield Approximation = enabled (kR >> 1) Monitor = farfield (f=98) [1] Component = Abs Output = Gain Frequency = 98 Rad.effic = -0,01532 dB Tot.effic = - 10,38 dB Gain = 3,385 dB
dB. Dan untuk bentuk pola radiasi yang didapatkan sebelum maupun sesudah optimasi tetap berbentuk omnidirectional sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
Dari hasil simulasi return loss dan VSWR diperoleh rentang frekuensi dimana antena mampu bekerja dengan baik atau biasa disebut bandwidth seperti yang terlihat pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16 Garis Pembatas Bandwidth Antena
Pada Gambar 3.16 dapat terlihat berdasarkan grafik return loss yang didapatkan, maka diperoleh nilai rentang frekuensi kerja dari bandwidth simulasi antena. Salah satu dari parameter yang menunjukan baik atau buruknya suatu performansi antena adalah nilai return loss <-10 dB. Oleh karena itu dapat diperoleh
rentang frekuensi bandwidth dari antena yang disimulasikan, yaitu mulai dari batas bawah 94.667 MHz dimana return loss menunjukan hasil <-10 dB, sampai dengan frekuensi batas atas 101.33 MHz dimana return loss menunjukan hasil < -10 dB juga. Dari hasil tersebut maka diperoleh nilai bandwidth dengan menggunakan persamaan (2.3) seperti berikut:
=
= 101.33 94.667
= 6.663
3.3 Proses Pembuatan Antena
Dalam melakukan pembuatan antena fractal koch dipole diperlukan beberapa bahan-bahan diantaranya adalah:
a. Kawat Tembaga 3mm b. Konektor N- female
c. Konektor N-male d. Kabel RG58 e. Timah
Untuk mempermudah pembuatan antena dibutuhkan peralatan penunjang antara lain sebagai berikut:
a. Solder
b. Tang Potong c. Tang Bengkok d. Cutter
Setelah alat dan bahan disiapkan maka selanjutnya adalah masuk ke tahap pembuatan antena Fractal Koch Dipole. Adapaun tahap-tahap proses pembuatan
antena adalah sebagai berikut:\
1. Memotong kawat tembaga sesuai dengan ukuran pada perancangan.
2. Membentuk fractal menggunakan tang bengkok sesuai dengan ukuran yang sudah diukur dan bentuk antena disesuaikan dengan pada saat perancangan.
3. Menyolder konektor N- female sebagai port antena.
BAB IV PEMBAHASAN
Pada bab ini dilakukan proses akhir dari pembuatan Tugas Akhir yaitu pengujian parameter Antena Fractal Koch Dipole dan pengujian pengiriman sinyal radio pada sistem radio over fiber sebagai receiver pada frekuensi kerja FM (88-108 MHz). Tujuan dari proses ini adalah agar dapat mengetahui proses kerja alat secara keseluruhan.
4.1 Pengujian
Pengujian alat dilakukan bertujuan untuk mengetahui kesesuaian parameter Antena Fractal Koch Dipole hasil perancangan melalui software dengan hasil setelah fabrikasi dan memastikan bahwa alat dapat bekerja pada rangkaian receiver sebagai antena penerima (receiver ) yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz). 4.1.1 Deskripsi Pengujian
Pengujian pertama dilakukan bertujuan untuk mengetahui kesesuaian parameter return loss, VSWR, bandwidth, pola radiasi dan gain hasil perancangan
CST dengan hasil fabrikasi. Pengujian ini dilakukan berdasarkan data berikut: 1. Lokasi Pengujian : Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi
LIPI Bandung, Gedung 20 Lantai 4 2. Tanggal Pengujian : Jum’at, 19 Mei 2017
3. Pelaksana : Siti Nur Asiyah Jamil 4. Instruktur : Bapak Hendra Kurniadin
Pengujian kedua dilakukan untuk mengetahui kemampuan Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena receiver pada sistem radio over fiber . Pengujian dilakukan dengan menggunakan rangkaian receiver (tuner FM dan laser diode) yang terhubung dengan antena. Pengujian ini bertujuan untuk melihat gelombang sinyal radio yang ditangkap oleh antena, yang kemudian dikirimkan melalui rangkaian tuner FM. Tuner FM ini berfungsi sebagai pengatur frekuensi yang bisa disesuaikan sesuai dengan yang diinginkan. Kemudian tuner FM dihubungkan
dengan rangkaian laser driver, sinyal radio tersebut akan dikonversi menjadi si dengan rangkaian laser driver, sinyal radio tersebut akan dikonversi menjadi si nyalnyal optik pada laser driver. Laser driver ini dihubungkan dengan kabel fiber optik. optik pada laser driver. Laser driver ini dihubungkan dengan kabel fiber optik. Pengujian ini dilakukan berdasarkan data berikut:
Pengujian ini dilakukan berdasarkan data berikut: 1.
1. Lokasi Lokasi Pengujian Pengujian : : Gedung Gedung G G Lab Lab TelekomunikasiTelekomunikasi Rumah di daerah Beji, Depok Rumah di daerah Beji, Depok 2.
2. Tanggal Tanggal Pengujian Pengujian : : 1818 – – 24 Juli 2017 24 Juli 2017 3.
3. Pelaksana Pelaksana : : Siti Siti Nur Nur Asiyah Asiyah JamilJamil Sarah Hafidzah Sarah Hafidzah Ta’sya Sakila Ta’sya Sakila Thalia Ariyaputri Thalia Ariyaputri 4.
4. Instruktur Instruktur : : Ir. Ir. Sri Sri Danaryani, Danaryani, MT.MT.
Yenniwarti Rafsyam, SST.,MT. Yenniwarti Rafsyam, SST.,MT. M. Fathurahman, ST.,MT. M. Fathurahman, ST.,MT. Benny Nixon, ST.,MT. Benny Nixon, ST.,MT. 4.1.2
4.1.2 Prosedur PengujianProsedur Pengujian
Pada bagian ini akan dijelaskan tentang prosedur pengujian. Pengujian Pada bagian ini akan dijelaskan tentang prosedur pengujian. Pengujian dilakukan dalam dua tahap, yaitu pengujian di Lembaga Ilmu Pengetahuan dilakukan dalam dua tahap, yaitu pengujian di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bandung dan Politeknik Negeri Jakarta. Pengujian
Indonesia (LIPI) Bandung dan Politeknik Negeri Jakarta. Pengujian yang dilakukanyang dilakukan di LIPI Bandung adalah pengujian antena untuk mengetahui parameter-parameter di LIPI Bandung adalah pengujian antena untuk mengetahui parameter-parameter hasil rancang bangun yang meliputi frekuensi kerja, VSWR,
hasil rancang bangun yang meliputi frekuensi kerja, VSWR, return lossreturn loss, pola, pola radiasi,
radiasi, gain gain, dan, dan bandwidthbandwidth pada antena. Sedangkan pengujian yang dilakukan di pada antena. Sedangkan pengujian yang dilakukan di Politeknik Negeri Jakarta adalah untuk mengetahui bahwa
Politeknik Negeri Jakarta adalah untuk mengetahui bahwa antena yang dibuat dapatantena yang dibuat dapat bekerja sebagai antena penerima sistem
bekerja sebagai antena penerima sistem radio over fiber radio over fiber , melakukan perbandingan, melakukan perbandingan pengujian pada saat
pengujian pada saat rangkaian penerima rangkaian penerima menggunakan antena dan menggunakan antena dan pada saat pada saat tidaktidak menggunakan antena.
menggunakan antena.
Prosedur pengujian Antena
Prosedur pengujian Antena Fractal Koch Dipole Fractal Koch Dipole dilakukan dengan beberapa dilakukan dengan beberapa proses sebagai berikut:
A.
A. Pengukuran Parameter AntenaPengukuran Parameter Antena
Pengujian parameter antena ini hanya menggunakan Antena
Pengujian parameter antena ini hanya menggunakan Antena Fractal Koch Fractal Koch Dipole
Dipole yang diukur, tanpa melibatkan antena yang lain atau antena referensi. yang diukur, tanpa melibatkan antena yang lain atau antena referensi. Pengukuran dilakukan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Pengukuran dilakukan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bandung. Antena yang yang telah di fabrikasi dapat diukur sengan Bandung. Antena yang yang telah di fabrikasi dapat diukur sengan menggunakan alat ukur
menggunakan alat ukur network analyzer network analyzer Advantest Advantest R3770 yang bekerja padaR3770 yang bekerja pada rentang frekuensi 300 KHz sampai dengan 20 GHz. Parameter-parameter yang rentang frekuensi 300 KHz sampai dengan 20 GHz. Parameter-parameter yang dapat diketahui dari hasil pengukuran parameter antena antara lain VSWR, dapat diketahui dari hasil pengukuran parameter antena antara lain VSWR, return loss,
return loss, pola radiasi, pola radiasi, gain, gain, dan dan bandwidthbandwidth..
Proses pengukuran parameter antena adalah sebagai berikut: Proses pengukuran parameter antena adalah sebagai berikut:
1.
1. Mempersiapkan alat-alat yang dibutuhkan, seperti;Mempersiapkan alat-alat yang dibutuhkan, seperti; a)
a) AntenaAntena Fractal Koch Dipole Fractal Koch Dipole b)
b) Network analyzer Network analyzer AdvantestAdvantest R3770R3770 c)
c) Kabel BNC to N-Kabel BNC to N- Female Female 2.
2. Melakukan kalibrasiMelakukan kalibrasi Network Analyzer Network Analyzer Advantest R3770Advantest R3770 3.
3. Menghubungkan AntenaMenghubungkan Antena Fractal Fractal Koch Koch DipoleDipole dengan salah satu portdengan salah satu port Network Analyzer
Network Analyzer dengan menggunakan konektor dengan menggunakan konektor adapter adapter BNC to N- BNC to N- female
female seperti pada Gambar 4.1 seperti pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Antena
Gambar 4.1 Antena Fractal Koch Dipole Fractal Koch Dipole terhubung keterhubung ke Network Network Analyzer
Pada Gambar 4.1 terlihat bahwa Antena
Pada Gambar 4.1 terlihat bahwa Antena Fractal Fractal Koch Koch DipoleDipole dihubungkan ke
dihubungkan ke Network Network Analyzer Analyzer untuk melakukan pengujian untuk melakukan pengujian terhadap antena tersebut.
terhadap antena tersebut. 4.
4. MenentukanMenentukan rangerange frekuensi kerja yang akan ditampilkan padafrekuensi kerja yang akan ditampilkan pada Network Analyzer
Network Analyzer , yaitu sebesar 98 MHz., yaitu sebesar 98 MHz. 5.
5. Menampilkan nilai masing-masing parameter seperti VSWR danMenampilkan nilai masing-masing parameter seperti VSWR dan returnreturn loss
loss pada pada layar, layar, kemudian kemudian setelah setelah hasilnya hasilnya sesuai sesuai dengan dengan yang yang telahtelah ditentukan disimpan ke dalam
ditentukan disimpan ke dalam flasdisk flasdisk .. B.
B. Pengukuran Pola RadiasiPengukuran Pola Radiasi
Pengukuran pola radiasi adalah pengukuran yang dilakukan untuk Pengukuran pola radiasi adalah pengukuran yang dilakukan untuk menentukan bentuk pola radiasi dari antena yang diukur. Pola radiasi sebuah menentukan bentuk pola radiasi dari antena yang diukur. Pola radiasi sebuah antena akan lebih baik diukur dalam tempat yang bebas pantulan atau ruang antena akan lebih baik diukur dalam tempat yang bebas pantulan atau ruang bebas
bebas gema gema (( Anechoic Anechoic Chamber Chamber ) agar hasil dari pengukuran pola radiasi) agar hasil dari pengukuran pola radiasi maksimal tanpa dipengaruhi medan-medan elektromagnetik di sekitarnya. maksimal tanpa dipengaruhi medan-medan elektromagnetik di sekitarnya. Setelah melakukan pengukuran pola radiasi, maka akan dapat menghitung Setelah melakukan pengukuran pola radiasi, maka akan dapat menghitung gain gain yang didapatkan.
yang didapatkan.
Pada pengukuran pola radiasi ini terdapat 2 buah antena yang akan Pada pengukuran pola radiasi ini terdapat 2 buah antena yang akan digunakan, yaitu Antena
digunakan, yaitu Antena Fractal Fractal Koch Koch DipoleDipole sebagai antena yang akan diuji sebagai antena yang akan diuji dan antena
dan antena hornhorn sebagai antena referensi dalam pe sebagai antena referensi dalam pengujian. Prosedur pengukuranngujian. Prosedur pengukuran pola radiasi Antena
pola radiasi Antena Fractal Koch Dipole Fractal Koch Dipole adalah sebagai berikut: adalah sebagai berikut: 1.
1. Mempersiapkan alat-alat yang dibutuhkan, seperti;Mempersiapkan alat-alat yang dibutuhkan, seperti; a)
a) AntenaAntena Fractal Koch Dipole Fractal Koch Dipole b)
b) AntenaAntena Horn Horn c)
c) Spectrum AnalyzerSpectrum Analyzer Hewlett Packard 8593A untuk frekuensi 9 KHzHewlett Packard 8593A untuk frekuensi 9 KHz sampai dengan 22 GHz.
sampai dengan 22 GHz. d)
d) Signal Generator Signal Generator Hewlett Packard B308 Hewlett Packard B308 Sweep OscilatorSweep Oscilator Frequency
Frequency e)
2. Memasang Antena Fractal Koch Dipole dan Antena Horn dengan menggunakan tripod sesuai dengan set up rangkaian yang terlihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Set up Rangkaian Pola Radiasi Antena
Pada Gambar 4.2 menunjukkan bahwa antena horn dihubungkan ke signal generator dan Antena Fractal Koch Dipole dihubungkan ke
network analyzer .
3. Mengatur frekuensi pada sweep oscillator sesuai dengan frekuensi kerja tengah dari antena, yaitu 98 MHz sesuai dengan frekuensi kerja Antena Fractal Koch Dipole.
4. Melihat level sinyal antena pada spectrum analyzer . Level sinyal yang dilihat adalah level sinyal paling tinggi.
5. Mengatur pola radiasi dengan memutar antena searah dengan jarum jam dari 0° sampai dengan 360° dengan interval 10° secara horizontal. C. Pengukuran
Gain
Pengukuran gain adalah pengukuran untuk mengukur besar gain atau penguatan dari sebuah antena. Pada saat pengukuran gain sama halnya dengan pengukuran pola radiasi, yaitu pengukuran dilakukan di tempat yang bebas pantulan atau ruang tanpa gema ( Anechoic Chamber ) agar hasil dari pengukuran gain maksimal tanpa dipengaruhi medan-medan elektromagnetik di sekitarnya
