Antena dan Propagasi Kelas 2

(1)

Matakuliah: Antena dan Propagasi Homework #01

Kelas : 2A, D4 TRJT – PNUP Topik : Karakteristik Dasar Antena Hari/Tgl : Senin, 4 April 2022

Dosen : Sulwan Dase, S.T.M.T.

Panduan:

1. Tuliskan nama lengkap dan Stambuk di Halaman Kertas Jawaban Anda.

2. Jawaban ditulis dibawah setiap soal.

3. Kirim jawaban Anda dalam bentuk word atau pdf ke email:

[email protected]

4. Jawaban sudah saya terima di email paling lambat hari/tgl: Sabtu 17 April 2021 pukul 00:00 WITA.

5. Diharapkan setiap mahasiswa bersikap jujur menjawab tugas pekerjaan rumah ini.

Nama : Muh.Ilham Ihsary Nim : 42220007

Kelas : 2A D4 TRJT Soal:

1. Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan Antena Jawaban:

Antena adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi gelombang elektromagnetik kemudian memancarkannya ke ruang bebas atau sebaliknya yaitu menangkap gelombang elektromagnetik dari ruang bebas dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Antena juga tergolong sebagai Transduser karena dapat mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.

Pada umumnya Antena terdiri dari elemen atau susunan bahan logam yang terhubung dengan saluran Transmisi dari pemancar maupun penerima yang berkaitan dengan gelombang elektromagnetik. Untuk membahas lebih lanjut

(2)

mengenai cara kerjanya, kita mengambil sebuah contoh pada sebuah Stasiun Pemancar Radio yang ingin memancarkan programnya, pertama kali stasiun pemancar tersebut harus merekam musik atau menangkap suara si pembicara melalui Mikropon yang dapat mengubah suara menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik tersebut akan masuk ke rangkaian pemancar untuk dimodulasi dan diperkuat sinyal RF-nya.

2. Jelaskan secara singkat sifat-sifat dasar sebuah antena.

Jawaban:

•

Menerima secara efisien sinyal-sinyal yang diinginkan tanpa memindah band.

•

Secara normal mempunyai sifat omnidirectional, baik untuk gelombang panjang maupun pendek. Antena directional dibutuhkan untuk gelombang VHF/UHF maupun gelombang mikro.

•

Mempunyai perubahan resistensi dan reaktansi yang kecil terhadap perubahan frekuensi sinyal.

•

Efek pemudaran (fading) seminimal mungkin, baik untuk gelombang panjang, medium maupun gelombang pendek.

•

Efek interferensi dari instalasi listrik dalam rumah sekecil mungkin.

•

Harus tahan karat atau kerusakan terhadap cuaca dan juga mudah pemasangannya

•

Antena harus murah dan baik dipandang.

3. Jika sebuah sumber titik memancar kesegala arah sama besarnya dengan daya pancar 1 watt. Pada jarak 1 km dari sumber titik tersebut dilakukan pengukuran.

Hitunglah rapat daya yang diterima pada titik pengukuran tersebut (dalam satuan 𝑊 𝑚⁄ ²)

Jawaban:

Diketahui: w = 1 Watt

r = 1 Km = 10³ m = 1000 m Ditanyakan : Pr ?

Penyelesaian : W = 4πr². Pr Pr = ^𝑤

4πr2 Pr = ¹

4 (3.14)(10³)²

(3)

Pr = ¹

412.560.000

Pr = 0,0000000796 w/m² Pr = 7,96 x 10^-8 w/m²

4. Bila sebuah antena memancar maksimum dalam satu arah tertentu. Sudut Half Power Beamwidth (HPBW) antenna adalah sebagai berikut: 𝜃_−3𝑑𝐵⁰ = 30° dan 𝜙_−3𝑑𝐵⁰ = 20°. Hitunglah direktivitas antenna tersebut dalam satuan normal dan satuan dB (decibel).

Jawaban:

Diketahui :

Umax (θ,∅) = 41.253 derajat²

θ3dB = 30^o

ϕ3dB = 20^o

Ditanyakan : D ? Penyelesaian : D = ^{𝑈𝑚𝑎𝑘𝑠}

𝑈 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎

U rata-rata dapat diketahui dengan : U rata-rata = 𝜃°3dB x ∅°-3dB U rata-rata = 30° x 20°

U rata-rata = 600^{o^2} Jadi nilai D adalah ;

D = 𝑈𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑈 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎

= ⁴¹²⁵³^{𝑜^2}

600^𝑜^2

= 68,755 Dan D = 10log 68,755

D = 18,37 dB

(4)

5. Sebuah antenna memiliki persamaan intensitas radiasi sebagai berikut:

𝑈 = 𝑈_𝑚𝑐𝑜𝑠²𝜃 {0 ≤ 𝜃 ≤ 𝜋 2⁄ 0 ≤ 𝜙 ≤ 2𝜋

Hiitunglah Direktivitas Antena tersebut dalam satuan normal dan dB.

Jawaban:

(5)

6. Bila direktivitas sebuah antenna diketahui sebesar 10 dBi dan Gain antenna sebesar 6 dBi. Berapakah efisiensi antenna tersebut?

Jawaban:

Diketahui : D = 10 dB i G = 6 dB i Ditanyakan : k?

Penyelesaian : G = k x De k = ^𝐺

𝐷 = ^{6 𝑑𝐵 𝑖}

10 𝑑𝐵 𝑖 = 0,6

7. Sebuah jaringan telepon selular bekerja pada frekuensi 11 GHz. Pada site-A terdapat Pemancar dengan daya pancar 10 watt. Pemancar (transmitter) terhubung ke antena menggunakan kabel coaxial dengan redaman total 2 dB.

Gain antena pancar adalah 24 dBi. Pada jarak 10 km terdapat station penerima yang memiliki antena dengan gain 30 dBi. Antena penerima terhubung ke bagian penerima (receiver) melalui kabel coaxial yang memiliki redaman total 2 dB. Hitunglah level daya sinyal (receive signal level) dalam satuan dB pada ujung coaxial yang terhubung ke penerima.

Jawab:

Diketahui :

F = 11GHz = 11000Mhz Wt = 1 Watt

Gt = 24dB i R = 10 Km

Redamakan R = 2 dB Redaman T = 2 dB Gr = 30dB i

Ditanyakan = WR ? Penyelesaian =

FSL = 32,5 + 20 log f(MHz) + 20 log R(Km)

= 32,5 + 20 log11000 + 20 log10

= 32,5 + 80,83 + 20

= 113,33 dB

WR = (Wt)Db + (Gt)dB + (Gr)dB – FSLdB – (Alt )dB (Dbm)

= (10)dBm + (24)dB + (30)dB – 113,33dB – (10 x 2)Db – (10 x 2)dB (dBm)

= (10)dBm + (24)dB + (30)dB – 113,33dB – (20)Db – (20)dB (dBm)

= - 89,33 dBm

(6)

8. Sebuah antenna dipole 𝜆 2⁄ bekerja pada frekuensi 30 MHz. Hitunglah:

a. Panjang fisik antenna tersebut.

Jawab:

Diketahui = f untuk 𝜆⁄2 = 30MHz 𝜆⁄2 = ^𝑐

𝑓 = ^{300 𝑥 10}⁶

30 𝑥 10⁶ = 10m

b. Impedansi antenna Jawab:

Z11 = R11 + Jx11 = 30 [Cin (2π.n)]

Jika n =1 , maka Z11 = R11 + Jx11

= 30 [(Cin (2π.n) + jSin (2π.n]

= 30 [(Cin (2π.1) + jSin (2π.1]

= 30 [(Cin (2 x 3,14) + jSin (2 x 3,14]

= 30 [(Cin (6,28) + jSin (6,28]

= 30Cin (6,28) + jSin (6,28)

= 30Cin (6,3) + jSin (6,3) c. Direktvitas antenna

Jawab:

Diketahui bahwa efektif maksimum antena dipole (Aem) = 0,13 λ2.

D = ^4𝜋

λ2 Aem

= ^4𝜋

λ2 0,13 λ2

= 4π x 0,13

= 1,6328

D = 10 log 1,633 = 2,13 dB

d. Jika efisiensi antenna adalah 𝜂 = 0,6, maka hitunglah Gain Jawab:

Diketahui = D = 2,13 dB k/𝜂 = 0,6 Ditanyakan = G?

Penyelesaian=

G = k x D

= 0.6 x 2.13 dB

= 1.1278 Db

(7)

9. Dua buah antenna dipole 𝜆 2⁄ di susun parallel (lihat Gambar di bahan kuliah bab 4 ). Keduanya berjarak 𝜆 4⁄ satu sama lain. Dengan menggunakan grafik pada Gambar 4.14 (lihat bahan kuliah Bab 4), tetapkanlah Imepdansi gandeng 𝑍₂₁.

Jawab:

Diketahui =

Kedua antena berjarak 𝜆 4⁄ atau 0.25 λ .

R21 = 40Ω , X21 = - 30Ω Z21 = R21 + jX21

= 40 – j30Ω

10. Sama dengan soal no.9 tetapi antenna disusun seri (lihat Gabar 4.15).

Tentukanlah impedansi gandeng 𝑍₂₁. Jawab:

Diketahui =

Kedua antena berjarak 𝜆 4⁄ atau 0.25 λ .

R21 = 2.5 Ω , X21 = - 0.75Ω Z21 = R21 + jX21

= 2.5 – j0.75Ω

(8)

11. Dengan menggunakan MMANA GAL, buatlah simulasi susunan dua antenna dipole parallel seperti pada Gambar di bawah ini. Antena bekerja di band frekuensi pemancar FM pada frekuensi 100 MHz.

a. Kearah sumbu manakah radiasi maksimum antenna?

Jawab: ………..

b. Berapakah Impedansi total antenna? (Lihat kolom Calculate) Jawab: ………..

c. Berapakah Gain antenna dibandingkan terhadap isotropis (dBi)?

Jawab:

d. Tampil Gambar simulasi antenna (print screen) mulai dari Geometry, View, Calculate dan Far field plots.

Jawab:………

d=

Ant1 Ant2

l¤4

l¤2

---00 Selamat Bekerja 00 --- ---