Laporan praktikum Fislab pola radiasi antena
•
1 like•1,837 views
Laporan ini mendeskripsikan percobaan untuk menganalisis pola radiasi dari antena patch. Percobaan dilakukan dengan mengukur frekuensi puncak dan intensitas radiasi antena pada variasi sudut antara 0-360 derajat menggunakan network analyzer. Hasilnya menunjukkan frekuensi puncak antara 100-106 MHz dan intensitas antara 44,5-52,27 dBm. Analisis data menunjukkan pola radiasi antena patch bersifat omnidirectional dengan intensitas radiasi bervariasi
![LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 1
Abstrak—Dalam sebuah percobaan pengamatan pola
radiasi antenna yang dilakukan dengan menggunakan
Antena patch sederhana, didapatkan kesimpulan terkait
pola radiasi yang dipancarkan oleh antenna tersebut.
Percobaan yang dilakukan secara sederhana tersebut
menggunakan beberapa alat berupa satu set antenna
patch yang dihubungkan pada sebuah network analyzer
melalui kabel coaxial dengan male – male connector.
Antena Patch yang digunakan lantas diberikan sejumlah
arus yang menyebabkan radiasi elektromagnetik timbul
dan terbaca pada network analyzer. Parameter uji yang
digunakan pada percobaan kali ini merupakan sudut
antenna yang divariasikan sebesar 5 derajat. Dengan
variasi tersebut, didapatkan bacaan data serta besaran
peak frequency yang digunakan sebagai sumber data uji.
Pada praktikum ini, pengambilan peak frequency pada
tiap sudut antenna dibatasi pada rentang frekuensi antara
100 MHz hingga 850 MHz. Dengan metode uji tersebut,
didapatkan sejumlah data yang selanjutnya diproses
menggunakan grafik untuk mengetahui bentuk sebaran
pola radiasi antenna patch yang digunakan. Dalam
percobaan ini, pola radiasi yang dipancarkan antenna
patch secara umum mengarah ke segala arah. Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa antenna patch
memiliki pola radiasi omnidirectional.
Kata Kunci—Antena, Pola Radiasi, Jenis Antena, Arah
pola radiasi
I. PENDAHULUAN
Antena Merupakan sebuah perangkat pengkonversi
sinyal listrik ke gelombang elektromagnetik dan
gelombang elektromagnetik ke gelombang listrik.
Sebuah antenna pemancar mampu memancarkan
gelombang terpandu pada rentang frekuensi tertentu
bergantung pada input sinyal yang diterimanya.
Sementara antenna reseptor akan bekerja dengan prinsip
yang berkebalikan. Pada jaringan reseptor Antena akan
mengubah sinyal dari gelombang elektromagnetik yang
ditangkap menjadi sebuah arus listrik kecil yang
memiliki sejumlah informasi untuk selanjutnya
diteruskan ke perangkat amplifier dan diperkuat untuk
dikonversikan kembali ke bentuk awal. Dengan prinsip
kerja yang demikian, maka antenna otomatis memiliki
medan atau wilayah jangkau yang bergantung pada
berbagai aspek. Sebaran yang berbentuk medan radiasi
elektromagnetik ini memiliki pola pola tertentu yang
selanjutnya dikenal sebagai pola radiasi antenna.
Pola radiasi sendiri merupakan sebuah representasi
grafis yang menggambarkan pancaran radiasi
ektromagnetik antenna sebagai sebuah fungsi posisi pada
koordinat bola (spheris). Sehingga dapat dibayangkan
bahwa pola radiasi antena merupakan pola daya yang
menggambarkan normalisasi daya terhadap posisi
koordinat spheris. dan pola medan yang menggambarkan
normalisasi medan E dan H terhadap posisi koordinat
spheris[1]. Secara umum dapat diasumsikan bahwa
besarnya daya yang diberikan pada sebuah antenna akan
sangat berpengaruh pada pola radiasi yang selanjutnya
akan mempengaruhi performa antenna tersebut.
Gambar 1. Diagram pola radiasi Antena pada dua jenis sumbu horizontal
dan vertical dalam suatu koordinat bola.
Dengan memperhatikan diagram tersebut, maka
tampak bahwa sebaran radiasi antenna tidak terlihat
merata. Dalam antenna, dikenal sebuah konsep
keterarahan (directivity) yaitu arah dimana gain sebuah
antenna berada pada titik maksimalnya. Hal ini tentunya
merupakan sebuah factor krusial untuk meningkatkan
efisiensi maupun tenaga sebuah antenna secara
maksimal. Sebuah antenna dengan arah pancar tertentu
akan dapat bekerja dalam jarak yang lebih jauh dan
menangkap sebuah sumber pancaran gelombang dari
arah tertentu dengan lebih baik. Hal ini tentu dapat
diamati sebagai kebalikan dari antenna dengan pola
gelombang omnidirectional, dimana pada antenna
berpola omnidirectional, keterarahan antenna dapat
dikatakan relative kecil. Namun berkat pola radiasi yang
menyebar di seluruh bagian secara hampir merata maka
antenna akan lebih flexible dalam menangkap
gelombang dan sinyal yang datang dari arah manapun
atau yang datang dari arah yang berubah ubah dibanding
antenna dengan keterarahan tinggi.
Analisa Pola Radiasi Antena Patch
Bogiva Mirdyanto, Belinda Prissy Farosa
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: bogiva12@mhs.physics.its.ac.id](https://image.slidesharecdn.com/laprespolaradiasiantena-150408200340-conversion-gate01/85/Laporan-praktikum-Fislab-pola-radiasi-antena-1-320.jpg)
![LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 5
250 94841.84633
255 95940.06315
260 104954.2429
265 133659.5517
270 135518.9412
275 136772.8826
280 94406.08763
285 99083.19449
290 121059.8134
Data dan hasil perhitungan sudut yang diperoleh
tersebut selanjutnya dapat diproses kedalam sebuah
diagram grafik yang merepresentasikan hubungan antara
sudut tangkap dan intensitas linear.
Gambar 3.1 Grafik hubungan sudut tangkap dan intensitas
linear antenna patch.
Jika diperhatikan, pada gambar 3.1 Grafik Hubungan
antara sudut tangkap dengan intensitas linier terlihat
bahwa intensitas tertinggi terjadi pada sudut 120 derajat
yaitu sebesar 52.27 dBm sedangkan nilai terendahnya
adalah 44.57 dBm pada sudut 70 derajat. Hal ini
menjunjukan adanya perubahan besar intensitas linier
terhadap sudut dimana nilai besaran linear dapat
berkebang cukup fluktuatif.
Pemrosesan grafis pada gambar 3.1 dapat dioleh lebih
lanjut untuk mendapatkan grafik hubungan sudut
tangkap dengan Intensitas Radial direpresentasikan oleh
grafik berikut.
Gambar 3.2 Grafik Hubungan sudut dan Intensitas Radial
Antenna patch.
Pada Gambarr 3.2 Grafik Hubungan antara sudut
tangkap dengan intensitas radial menunjukkan bahwa
intensitas radial terkecil terjadi pada sudut 70o yaitu
sebesar 28641.7797 dB sedangkan intensitas yang
terbesar terjadi pada sudut 120o dengan besar intensitas
168655.3025.
IV KESIMPULAN
Berdasarkan data dan perhitungan serta representasi
grafis yang telah disampaikan, dapat disimpulkan bahwa
antenna patch yang digunakan dalam percobaan kali ini
dapat dikategorikan antenna dengan pola radiasi
omnidirectional.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
laboratorium, Belinda Prissy Farosa yang telah
membimbing dalam percobaan Analisa Pola Radiasi
Antenna Patch. Tidak lupa terimakasih kepada teman-
teman satu team atas kerja samanya.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Mudrik Alydrus, Dr.Ing., “Sinyal dan Sistem”,
Diklat Kuliah., Teknik Elektro., Penerbit Universitas
Mercu Buana, Jakarta 1992.
[2].John D. Krous,Antenas,McGraw-Hill Book
Company,1988.
[3].Constantine.A. Balanis.”Antena Theory Analysis and
Design (terjemahan)” John Wiley
&Sons.Inc.Canada.2005](https://image.slidesharecdn.com/laprespolaradiasiantena-150408200340-conversion-gate01/85/Laporan-praktikum-Fislab-pola-radiasi-antena-5-320.jpg)
Laporan praktikum Fislab pola radiasi antena
- 1. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 1 Abstrak—Dalam sebuah percobaan pengamatan pola radiasi antenna yang dilakukan dengan menggunakan Antena patch sederhana, didapatkan kesimpulan terkait pola radiasi yang dipancarkan oleh antenna tersebut. Percobaan yang dilakukan secara sederhana tersebut menggunakan beberapa alat berupa satu set antenna patch yang dihubungkan pada sebuah network analyzer melalui kabel coaxial dengan male – male connector. Antena Patch yang digunakan lantas diberikan sejumlah arus yang menyebabkan radiasi elektromagnetik timbul dan terbaca pada network analyzer. Parameter uji yang digunakan pada percobaan kali ini merupakan sudut antenna yang divariasikan sebesar 5 derajat. Dengan variasi tersebut, didapatkan bacaan data serta besaran peak frequency yang digunakan sebagai sumber data uji. Pada praktikum ini, pengambilan peak frequency pada tiap sudut antenna dibatasi pada rentang frekuensi antara 100 MHz hingga 850 MHz. Dengan metode uji tersebut, didapatkan sejumlah data yang selanjutnya diproses menggunakan grafik untuk mengetahui bentuk sebaran pola radiasi antenna patch yang digunakan. Dalam percobaan ini, pola radiasi yang dipancarkan antenna patch secara umum mengarah ke segala arah. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa antenna patch memiliki pola radiasi omnidirectional. Kata Kunci—Antena, Pola Radiasi, Jenis Antena, Arah pola radiasi I. PENDAHULUAN Antena Merupakan sebuah perangkat pengkonversi sinyal listrik ke gelombang elektromagnetik dan gelombang elektromagnetik ke gelombang listrik. Sebuah antenna pemancar mampu memancarkan gelombang terpandu pada rentang frekuensi tertentu bergantung pada input sinyal yang diterimanya. Sementara antenna reseptor akan bekerja dengan prinsip yang berkebalikan. Pada jaringan reseptor Antena akan mengubah sinyal dari gelombang elektromagnetik yang ditangkap menjadi sebuah arus listrik kecil yang memiliki sejumlah informasi untuk selanjutnya diteruskan ke perangkat amplifier dan diperkuat untuk dikonversikan kembali ke bentuk awal. Dengan prinsip kerja yang demikian, maka antenna otomatis memiliki medan atau wilayah jangkau yang bergantung pada berbagai aspek. Sebaran yang berbentuk medan radiasi elektromagnetik ini memiliki pola pola tertentu yang selanjutnya dikenal sebagai pola radiasi antenna. Pola radiasi sendiri merupakan sebuah representasi grafis yang menggambarkan pancaran radiasi ektromagnetik antenna sebagai sebuah fungsi posisi pada koordinat bola (spheris). Sehingga dapat dibayangkan bahwa pola radiasi antena merupakan pola daya yang menggambarkan normalisasi daya terhadap posisi koordinat spheris. dan pola medan yang menggambarkan normalisasi medan E dan H terhadap posisi koordinat spheris[1]. Secara umum dapat diasumsikan bahwa besarnya daya yang diberikan pada sebuah antenna akan sangat berpengaruh pada pola radiasi yang selanjutnya akan mempengaruhi performa antenna tersebut. Gambar 1. Diagram pola radiasi Antena pada dua jenis sumbu horizontal dan vertical dalam suatu koordinat bola. Dengan memperhatikan diagram tersebut, maka tampak bahwa sebaran radiasi antenna tidak terlihat merata. Dalam antenna, dikenal sebuah konsep keterarahan (directivity) yaitu arah dimana gain sebuah antenna berada pada titik maksimalnya. Hal ini tentunya merupakan sebuah factor krusial untuk meningkatkan efisiensi maupun tenaga sebuah antenna secara maksimal. Sebuah antenna dengan arah pancar tertentu akan dapat bekerja dalam jarak yang lebih jauh dan menangkap sebuah sumber pancaran gelombang dari arah tertentu dengan lebih baik. Hal ini tentu dapat diamati sebagai kebalikan dari antenna dengan pola gelombang omnidirectional, dimana pada antenna berpola omnidirectional, keterarahan antenna dapat dikatakan relative kecil. Namun berkat pola radiasi yang menyebar di seluruh bagian secara hampir merata maka antenna akan lebih flexible dalam menangkap gelombang dan sinyal yang datang dari arah manapun atau yang datang dari arah yang berubah ubah dibanding antenna dengan keterarahan tinggi. Analisa Pola Radiasi Antena Patch Bogiva Mirdyanto, Belinda Prissy Farosa Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: bogiva12@mhs.physics.its.ac.id
- 2. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 2 Keterarahan ini sendiri juga akan berfariasi tergantung jenis dan fungsi antenna yang berkaitan. Sedangkan jenis antenna yang cukup umum digunakan dalam kehidupan sehari hari cukup beragam, namun umumnya terbagi dalam dua kategori yaitu antenna Directional (terarah dan Omnidirectional. Antena Directional merupakan antenna yang memiliki jangkauan dan gain yang sangat tinggi namun hanya memiliki rentang sudut pemancaran yang sempit. Dengan demikian, Antena directional dapat dikatakan hanya mampu menerima dan memancarkan gelombang pada satu arah tertentu tergantung muka orientasinya. Namun di sisi lain, berkat sudut pemancaran yang sempit, daya yang diberikan dapat difokuskan sehingga antenna memiliki daya jangkau yang jauh dan focus yang kuat. Contoh Antena Directional yang cukup sering digunakan dalam kehidupan sehari hari adalah antenna Yagi, Antena Grid dan Antena Parabola. (a) (b) (c) Gambar 2. Tiga jenis antenna Directional, (a) Antena Yagi, umum digunakan sebagai antenna TV. (b) Antena Grid, sering digunakan sebagai antenna radar. (c) Antena Prabola, banyak digunakan sebagai antenna satelit mapun TV berlangganan berbasis satelit. Sementara Jenis Antena yang memiliki orientasi ke segala arah disebut sebagai antenna omnidirectional. antena jenis ini digunakan pada Access Point (AP). Antena jenis ini mempunyai pola radiasi 360 derajat. Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu 3600. Dengan daya terpancar lebih luas, dan jarak yang lebih pendek. Hal ini menyebabkan Antena omnidirectional dapat melayani area yang luas namun terbatas. Meski memiliki keunggulan tersebut, namun pada transmisi jarak jauh, Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang terlalu luas sehingga jarak jangkaunya terbatas. Selain itu, persebaran radiasi yang tak terarah tersebut sangat mungkin menyebabkan terjadinya interferensi sinyal. Sifat antenna omnidirectional yang memiliki pola radiasi ke segala arah membuat antenna tersebut sering digunakan untuk sambungan point to multi point yang mempunyai penguatan sangat rendah yaitu 3 - 10 dBi (a) (b) (c) Gambar 3. Tiga jenis antenna omnidirectional. (a) Antenna coaxial high-gain, sering digunakan pada perangkat radio. (b) Antena superturnstile dan (c) antenna Super Gain yang memiliki penguatan sinyal cukup besar.
- 3. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 3 II. METODE A. Metodologi Percobaan Percobaan analisa pola radiasi antenna ini dilakukan dengan menggunakan tiga alat bantu utama yaitu seperangkat antenna patch, sebuah network analyzer dan perangkat pendukung seperti kabel dan dudukan antenna yang telah dilengkapi diagram sudut. Data dalam percobaan diperoleh dari pembacaan yang ditampilkan oleh network analyzer. Dalam percobaan kali ini, digunakan data berdasarkan nilai peak frequency dari tiap variasi sudut yang diberikan yaitu sebesar 5 derajat. Perhitungan dimulai dari sudut 0 derajat hingga 360 derajat. Untuk meningkatkan akurasi, pengambilan nilai peak dibatasi hanya pada rentang 100 MHz hingga 850MHz. Selanjutnya dengan mengoperasikan fungsi multimarker dan peak search pada Network Analyzer, nilai puncak (peak) frequency dari tiap variasi sudut didapatkan secara otomatis. Gambar 2.1 Rangkaian Alat praktikum B. Metodologi Pengolahan Data Pada percobaan ini , mendapatkan hasil data berupa data besar frekuensi, intensitas dan sudut radiasi. Frekuensi yang terbaca merupakan frekuensi yang dapat ditangkap oleh antena, sedangkan Intensitas yang terbaca adalah intensitas yang dapat ditangkap oleh antena dalam posisi sudut tertentu. kemudian data yang diperoleh diproses dan dibuat grafik antara sudut dengan intensitas linier (intensitas yang terbaca pada network analyzer). Grafik hubungan sudut dengan intensitas radial, dimana besarnya intensitas radial adalah : (1) III. HASIL DAN PEMBAHASAN Dengan tiap variasi yang diberikan, maka diperoleh data berupa besar sudut, besar frekuensi puncak yang terbaca dan kuat pancaran antenna dalam satuan desible. Dimana data yang didapatkan adalah sebagai berikut. Tabel 3.1 Data hasil percobaan antenna patch Θ F(MHz) I(dBm) 0 100 51.16 5 106 47.43 10 106 48.74 15 106 50.32 20 106 49.67 25 106 48.32 30 106 50.76 35 106 48.88 40 106 47.94 45 106 49.38 50 101.5 49.68 55 106 49.44 60 106 50.54 65 104.5 49.4 70 106 44.57 75 106 47.34 80 106 47.74 85 106 49.33 90 104.5 50.14 95 106 50.47 100 101.5 47.16 105 100 47.13 110 100 49.21 115 100 49.67 120 100 52.27 125 106 50.61 130 106 50.45 135 106 48.7 140 106 51.38 145 106 47.28 150 100 49.27 155 100 47.15 160 100 49.87 165 100 47.6 170 106 48.43 175 106 51.63 180 101.5 50.15 185 100 50.72 190 100 50.91 195 104.5 50.63 200 106 51.23
- 4. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 4 205 104.5 50.5 210 101.5 51.34 215 106 47.1 220 106 49.96 225 106 49.78 230 101.5 49.46 235 100 50.15 240 100 49.59 245 106 51.45 250 100 49.77 255 106 49.82 260 106 50.21 265 100 51.26 270 104.5 51.32 275 106 51.36 280 100 49.75 285 100 49.96 290 100 50.83 295 106 49.77 300 100 51.22 305 104.5 51.87 310 106 48.95 315 106 49.41 320 106 49.02 325 106 49.15 330 106 46.66 335 106 49.17 340 100 49.07 345 100 49.12 350 106 49.16 355 106 48.79 360 100 51.75 Berdasarkan tabel 3.1, dapat diketahui bahwa range frekuensi yang dapat di terima oleh antena patch dalam percobaan ini adalah sebesar 100 MHz – 106 Mhz, dengan intensitas sebesar 44.5 dBm – 52.27 dBm, pada sudut putar 0 derajat hingga 360 derajat. Meski besar frekuensi yang dapat diterima antenna hampir tidak berubah pada setiap sudut, besaran intensitas yang diterima ternyata berubah dan teramati bergantung pada sudut antenna. Jika dibandingkan pada teori gelombang elektromagnetik dimana sebuah gelombang elektromagnetik berjalan pada dua buah medan yang seling tegak lurus (medan listrik dan medan magnet) maka dapat diasumsikan bahwa antenna patch punya kecenderungan untuk mendapatkan gain yang lebih tinggi di sudut penerimaan tertentu. Sehingga secara intensitas radial, besaran nilai intensitas yang dapat diterima antenna tertampil pada table berikut. Table 3.2 besaran intensiats radial antenna patch Θ Irad (dBm) 0 130617.0888 5 55335.01092 10 74816.95005 15 107646.5214 20 92682.98234 25 67920.36326 30 119124.2008 35 77268.05851 40 62230.02852 45 86696.18758 50 92896.63868 55 87902.25168 60 113240.0363 65 87096.359 70 28641.7797 75 54200.08904 80 59429.21586 85 85703.78452 90 103276.1406 95 111429.4534 100 51999.59965 105 51641.63693 110 83368.11846 115 92682.98234 120 168655.3025 125 115080.0389 130 110917.4815 135 74131.02413 140 137404.1975 145 53456.43594 150 84527.88452 155 51880.00389 160 97050.99672 165 57543.99373 170 69662.65141 175 145545.9081 180 103514.2167 185 118032.0636 190 123310.4833 195 115611.2242 200 132739.4458 205 112201.8454 210 136144.4682 215 51286.1384 220 99083.19449 225 95060.47937 230 88307.99004 235 103514.2167 240 90991.32726 245 139636.8361
- 5. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 5 250 94841.84633 255 95940.06315 260 104954.2429 265 133659.5517 270 135518.9412 275 136772.8826 280 94406.08763 285 99083.19449 290 121059.8134 Data dan hasil perhitungan sudut yang diperoleh tersebut selanjutnya dapat diproses kedalam sebuah diagram grafik yang merepresentasikan hubungan antara sudut tangkap dan intensitas linear. Gambar 3.1 Grafik hubungan sudut tangkap dan intensitas linear antenna patch. Jika diperhatikan, pada gambar 3.1 Grafik Hubungan antara sudut tangkap dengan intensitas linier terlihat bahwa intensitas tertinggi terjadi pada sudut 120 derajat yaitu sebesar 52.27 dBm sedangkan nilai terendahnya adalah 44.57 dBm pada sudut 70 derajat. Hal ini menjunjukan adanya perubahan besar intensitas linier terhadap sudut dimana nilai besaran linear dapat berkebang cukup fluktuatif. Pemrosesan grafis pada gambar 3.1 dapat dioleh lebih lanjut untuk mendapatkan grafik hubungan sudut tangkap dengan Intensitas Radial direpresentasikan oleh grafik berikut. Gambar 3.2 Grafik Hubungan sudut dan Intensitas Radial Antenna patch. Pada Gambarr 3.2 Grafik Hubungan antara sudut tangkap dengan intensitas radial menunjukkan bahwa intensitas radial terkecil terjadi pada sudut 70o yaitu sebesar 28641.7797 dB sedangkan intensitas yang terbesar terjadi pada sudut 120o dengan besar intensitas 168655.3025. IV KESIMPULAN Berdasarkan data dan perhitungan serta representasi grafis yang telah disampaikan, dapat disimpulkan bahwa antenna patch yang digunakan dalam percobaan kali ini dapat dikategorikan antenna dengan pola radiasi omnidirectional. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten laboratorium, Belinda Prissy Farosa yang telah membimbing dalam percobaan Analisa Pola Radiasi Antenna Patch. Tidak lupa terimakasih kepada teman- teman satu team atas kerja samanya. DAFTAR PUSTAKA [1]. Mudrik Alydrus, Dr.Ing., “Sinyal dan Sistem”, Diklat Kuliah., Teknik Elektro., Penerbit Universitas Mercu Buana, Jakarta 1992. [2].John D. Krous,Antenas,McGraw-Hill Book Company,1988. [3].Constantine.A. Balanis.”Antena Theory Analysis and Design (terjemahan)” John Wiley &Sons.Inc.Canada.2005
- 6. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 6