Modul Teknik Antena [PDF]

Citation preview

Teknik Antena Praktek 2 Menentukan Frekuensi Kerja Antena Ad. 1 Teori Antena merupakan alat yang berfungsi untuk menerima dan memancarkan tenaga gelombang elektromagnetik (resiprositas antena). Kecepatan merambat gelombang elektromagnetik pada ruang hampa adalah ± 3 x108 m . Panjang det gelombangnya ditentukan dengan rumus :



λ =



c f



............................................................................................................... 1



dimana : c adalah cepat rambat gel. Elektromagnetik pada ruang hampa



f adalah frekuensi (hertz)



λ adalah panjang gelombang (meter) Panjang gelombang di atas merupakan panjang gelombang pada angkasa bebas (free space length). Dimana dianggap angkasa bebas tidak berpengaruh apa-apa. Akan tetapi kenyataannya udara bersifat dielektrik, sehingga sepotong kawat penghantar yang direntangkan di udara akan menimbulkan efek kapasitif. Efek kapasitif ini membuat kecepatan merambat gelombang elektromagnetik pada kawat penghantar lebih kecil dari nilai c. Dengan faktpor pendekan sekitar 0,94. Dengan demikian panjang gelombang elektromagnetik pada kawat penghantar dapat ditulis seperti persamaan 2.



λ* ≈



282 f ( MHz )



................................................................................................. 2



dimana λ* adalah panjang gelombang elektromagnetik pada kawat penghantar (meter).



Dari hal di atas, maka dapat dihitung frekuensi kerja antena untuk antena setengah gelombang (half-wave antenna), antena dua kutub (dipole antenna), dan antena dua kutub lipat sebagai berikut:



f ( MHz ) =



141 1λ 2



................................................................................................... 3



Ad 2. Alat dan Bahan 1. Mistar pengukur (1 buah) 2. Antena Setengah Gelombang (telescope antenna) (1 unit) 3. Antena Dua Kutub (1 unit) 4. Antena Dua Kutub Lipat (1 unit)



Ad 2. Prosedur 1. Ukurlah terlebih dahulu panjang fisik antena, mulai dari Antena Setengah Gelombang, Antena Dua Kutub kemudian Antena Dua Kutub Lipat. 2. Isilah tabel di bawah ini.



No.



Jenis Antena



1.



Antena Setengah Gelombang



2.



Antena Dipole



3.



Antena Folded Dipole



Panjang Fisik



Frekuensi Kerja



Antena (meter)



Antena (MHz)



3. Gambarkanlah pola distribusi tegangan (V) dan arus (I) dari masing-masing antena tersebut.



a. Pola distribusi Tegangan (V) dan Arus (I) Antena Setengah Gelombang



b. Pola distribusi Tegangan (V) dan Arus (I) Antena Dipole



c. Pola distribusi Tegangan (V) dan Arus (I) Antena Folded Dipole



Teknik Antena Praktek III Perilaku Saluran Transmisi Ad. 1 Teori Saluran transmisi memiliki sifat-sifat yang unik dan menarik. Sifat-sifat ini serupa dengan sebuah antena, yang bertalian dengan panjang fisik, impedansi, tegangan dan kuat arus, yaitu: 1. Saluran terbuka yang panjangnya 1 λ , 3 λ , ... , berperilaku seperti hubung 4 4 singkat. Hal ini serupa dengan rangkaian LC yang beresonansi. 2. Saluran tertutup yang panjangnya 1 λ , 3 λ , ... , berperilaku sebagai 4 4 impedansi tinggi. Hal ini serupa dengan rangkaian LC paralel yang beresonansi. 3. Saluran terbuka yang panjangnya di antara (0 s / d 1 λ ) , ( 1 s / d 3 λ ) , ..., 4 2 4 berperilaku sebagai kapasitor. 4. Saluran tertutup yang panjangnya di antara (0 s / d 1 λ ) , ( 1 s / d 3 λ ) , ..., 2 4 4 berperilaku seperti induktor.



Ad 2. Alat dan Bahan 1. Kabel Coaxial (Secukupnya) 2. Mistar pengukur (1 buah) 3. Antena Setengah Gelombang (telescope antenna) (1 unit) 4. Antena Dua Kutub (1 unit) 5. Antena Dua Kutub Lipat (1 unit) 6. TV Trainer 7. Kabel Tembaga Tunggal (Secukupnya)



Ad 2. Prosedur 1. Ukurlah panjang fisik kawat-kawat tembaga yang tersedia 2. Hubungkanlah pada input tuner TV Trainer 3. Catat tampilan TV Trainer 4. Tahap berikutnya ukurlah panjang saluran transmisi yang tersedia 5. Hubungkanlah pada input tuner TV Trainer 6. Catat tampilan TV Trainer 7. Isilah tabel di bawah ini.



No.



Jenis Saluran Transmisi



Panjang Saluran Transmisi/ Kawat (cm)



Panjang Fisik dalam λ



1. 2. 3.



Hitungan Panjang Fisik Dalam λ : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................



.......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................



Hasil Observasi menggunakan TV Trainer: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................



Teknik Antena Praktek IV



TRANSFORMATOR PENJODOH Ad. 1 Teori Impedansi karakteristik saluran transmisi harus benar-benar sesuai dengan impedansi titik penyadapan antena, jika tidak maka pelimpahan daya dari antena tidak akan maksimum dan hal ini merupakan satu kerugian. Dalam hal menghubungkan satu terminal dengan terminal yang lain, penjodohan ini harus benar-benar diperhatikan. Terutama pada frekuensi tinggi, karena pada frekuensi tinggi, kerugian pada saluran transmisi saja pun telah begitu menyulitkan. a. Transformator penjodoh



1 4



λ



Guna keperluan penjodohan dapat dipergunakan transformator



1 4



λ seperti



pada gambar 1.



Gambar 1 Transformator Penjodoh



1 4



λ



Z p = Z a Z s .................................................................................................. (1) Dimana: Zp adalah impedansi Transformator Penjodoh Za adalah impedansi Antena Zs adalah impedansi Saluran Transmisi



Panjang fisik transformator penjodoh tipe ini menuruti persamaan 2. 1 4



λ=



f p 7500 f ( MHz )



Dimana:



1 4



.............................................................................................. (2)



λ adalah panjang fisik transformator penjodoh (cm) fp adalah faktor pendekan (Nilainya dapat dilihat pada Tabel 1) Tabel 1. Jenis Saluran Transmisi



Jenis



Impedansi Karakteristik (Ω)



Redaman pada 100 MHz (dB/100m)



Faktor Pendekan



300-600 300



0,98 0,80



75



0,65 Kering : 3,94 Basah : 23,95 6,23



73



12,14



0,66



Open-wire line Feeder Pita Coaxial RG-11U Diameter 10mm Coaxial RG-59U Diameter 6mm



b. Penjodoh Ikal



1 2



0,66



λ (balun)



Guna menjodohkan suatu terminal 300 Ohm dengan terminal 75 Ohm atau sebaliknya, dapat dipergunakan Penjodoh Ikal



Gambar 2 Penjodoh Ikal



1 2



1 2



λ.



λ (balun)



Panjang fisik transformator penjodoh tipe ini menuruti persamaan 3.



1 2



λ=



f p 15000 f ( MHz )



Dimana:



1 2



............................................................................................ (3)



λ adalah panjang fisik transformator penjodoh (cm) fp adalah faktor pendekan (Nilainya dapat dilihat pada Tabel 1)



c. Penjodoh Trafo Impedansi Inti Ferit Guna menjodohkan suatu terminal 300 Ohm dengan terminal 75 Ohm atau sebaliknya, selain menggunakan Penjodoh Ikal



1 2



λ juga dapat menggunakan



Penjodoh Trafo Impedansi Inti Ferit.



Gambar 3 Inti Ferit



Ad 2. Alat dan Bahan 1. Kawat Tembaga Sepanjang



1 4



λ (2 buah)



2. Kabel Twin Lead secukupnya 3. Kabel Coaxial 75Ω secukupnya 4. Inti Ferit (1 buah) 5. Mistar pengukur 6. Alat pemotong 7. Kabel tunggal dua warna secukupnya 8. Solder dan perlengkapannya



Ad 2. Prosedur Ad 2.1 Penjodoh Ikal



1 2



λ (balun)



1. Pilihlah terlebih dahulu frekuensi kerja/ frekuensi pembawa (carrier frequency) yang akan dipakai, fc. 2. Isilah Tabel 2 di bawah ini. Tabel 2 Penjodoh Ikal 12 λ (balun)



Jalur frerkuensi



Carrier Frequency (fc) (MHz)



VHF low



60



0,66



VHF high



200



0,66



UHF



700



0,66



Faktor Pendekan (fp)



Panjang Fisik Ikal 1 2



λ



(cm)



Ad 2.3 Penjodoh Trafo Impedansi Inti Ferit 1. Pilihlah dua warna yang berbeda dari kabel tunggal yang tersedia dengan panjang lebih kurang 20cm. 2.



Lilitkanlah sepasang kabel tunggal tersebut menurut aturan yang telah ditentukan.



3. Aturlah kutub-kutub impedansi yang berbeda dengan menggabungkan beberapa kutub yang bersesuaian.



TEKNIK ANTENA – D3 Inskom Praktek V POWER BOOSTER Ad. 1 Teori Aplikasi Tapis Frekuensi banyak sekali dijumpai pada banyak peralatan di industri (industrial device) maupun peralatan dengan pengguna pada tingkat rumahtangga (commercial device). Perancangan suatu rangkaian tapis tidak dapat terlepas dari pemahaman kita tentang perilaku komponen-komponen penyusun rangkaian tersebut pada berbagai tingkat frekuensi. 1.1 Kapasitor Secara umum kapasitor yang diaplikasikan pada rangkaian arus bolak-balik (alternating current) memiliki suatu reaktansi kapasitif yang berkaitan dengan nilai frekuensi arus bolak-balik tersebut. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka reaktansi kapasitor akan semakin kecil. Pada aplikasi frekuensi sangat tinggi (Very High Frequency, VHF) yang berada pada range frekuensi 47 MHz sampai 230 MHz dan aplikasi frekuensi ultra tinggi (Ultra High Frequency, UHF) yang berada pada range frekuensi 470 MHz sampai 862 MHz, kapasitor kerap kali digunakan sebagai hubung-singkat. Nilai reaktansi suatu kapasitor terhadap nilai frekuensi tertentu sering dituliskan seperti persamaan 1, Xc



=



1 ....................................................................................................... (1) 2π f C



dengan C merupakan nilai kapasitansi (Farad) dan f adalah frekuensi kerja rangkaian (hertz).



1.2 Induktor Induktor yang diaplikasikan pada rangkaian arus bolak-balik umumnya memiliki reaktansi induktif. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka reaktansi induktor akan semakin besar. Pada aplikasi frekuensi sangat tinggi dan ultra tinggi, induktor sering digunakan sebagai RFC (Radio Frequency Chooke). Nilai reaktansi suatu induktor terhadap nilai frekuensi tertentu menuruti persamaan 2, Xc



= 2π f L ........................................................................................................ (1)



dengan L merupakan nilai induktansi (henry) dan f adalah frekuensi kerja rangkaian (hertz). Salah satu contoh alat yang menggunakan prinsip pentapisan adalah rangkaian Power untuk Booster pada antena televisi. Rangkaian tersebut sangat sederhana tetapi menggunakan prinsip-prinsip pentapisan frekuensi yang sangat baik apabila ditelaah.



Ad 2. Alat dan Bahan 1. Power Booster merk Tanaka (1 unit) 2. Booster merk Tanaka (1 unit)



Ad 2. Prosedur 1. Gambarkanlah rangkaian Power Booster yang telah tersedia.



2. Hitunglah nilai reaktansi kapasitif pada C2.



3. Apakah fungsi kapasitor C2 ?



4. Hitunglah nilai reaktansi induktif pada L.



5. Apakah fungsi induktor L ?