LAPORAN PRAKTEK ANTENA DAN PROPAGASI JOB 1 PENGUKURAN GAIN ANTENA STANDAR
Oleh : Nama
: Nadya Rizka Anggraini
Nim
: 061530330961 061530330961
Kelas
: 6 TA
Kelompok : 4 Partner
: 1. M. Nanda Ismunandar 2. Husnul Khotimah 3. Dita Novalindry 4. Desti Syuhada 5. Putri Naura
Instruktur : Ir. Jon Endri, M.T
LABORATORIUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2018
JOB 1
I.
JUDUL
: Pengukuran Gain Antena Standar.
II. TUJUAN : 1. Mengetahui / memahami cara pengukuran gain antenna.
2. Mengetahui besaran gain antenna standar. 3. Mengamati perubahan gain terhadap variasi panjang elemen antena.
III. PERANGKAT / ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN :
1. 2 Set antenna standar. 2. 1 buah RF signal generator. 3. 1 buah RF amplifier. 4. 1 buah power supply. 5. 2 buah RF spectrum analyzer. 6. Kabel-kabel dan konektor-konektor. 7. Alat-alat pendukung lainnya ; -
Mistar panjang / meteran.
-
Selotip / plester / lak ban.
-
Obeng / tang / cutter.
IV. TEORI PENDUKUNG : 4.1 Antena Standar
Antena standar merupakan antenna pabrikan / antenna yang dibuat pabrik yang telah melalui pengujian laboratorium dan biasa digunakan sebagai referensi untuk mengukur antenna-antena praktis hasil desain. Antena standar ini didesain berupa antenna open dipole λ/2, dimana antenna ini mempunyai gain matematis 2,15 dB.
b
a
b
l
kabel
elemen
coaxial
Gambar 1. Antena standar (open dipole)
Keterangan : l : panjang elemen antena (ℷ/2) . a : jarak / spasi antar kutub elemen. b : panjang masing-masing potongan elemen antena.
1.1
Gain Antena
Gain antena merupakan perbandingan daya output terhadap daya input antena. Pada antena transmitter daya output adalah daya radiasi efektif yang dipancarkan / ditransmisikan antena, sedangkan daya input adalah daya listrik yang diterima antena dari pesawat transmitter (daya output transmitter).
antena
Pret
G
Tx PT
Gambar 2.Gambaran gain pada antena transmitter
Gain adalah perbandingan P ret terhadap PT. Jika Pret dan P T dalam satuan watt maka: G = Pret / PT .......................................................................................... (1) Dimana : G : gain antena (tanpa satuan ) Jika Pret dan P T dalam satuan dBm maka ; G = Pret – PT ........................................................................................... (2) Dimana : G ; gain antena (dB).
Pada antena receiver daya output antena adalah daya listrik yang dihasilkan antena untuk diberikan kepada pesawat receiver (daya input pesawat receiver ), sedangkan daya input adalah radiasi efektif yang ditangkap antena dari udara bebas.
antena
Prer
G
Rx PR
Gambar 3. Gambaran gain pada antena receiver
Gain adalah perbandingan P R terhadap Pret. Jika PR dan P ret dalam satuan watt maka ; G = PR / Pret
............................................................................................. (3)
Dimana : G : gain antena (tanpa satuan ). Jika PR dan Pret dalam satuan dBm maka : G = PR - Pret
.............................................................................................. (4)
Dimana : G : gain antena (dB)
1.2
Pengukuran Gain
Pada pengukuran antena, antena yang akan diukur dioperasikan sebagai antena receiver sedangkan pada transmitter selalu digunakan antena standar.
Antena receiver ( standar dan yang akan diukur )
Antena transmitter ( standar )
Tinggi antena ( relatip )
Jarak antena Tx – Rx ( relatip )
Tx
Rx
RF
RF
SA
SA
Gambar 4. Diagram dasar pengukuran antena
Secara matematis transfer daya dari pesawat transmitter ke pesawat receiver dapat dirumuskan : PR = PT + GT – LP + GR
......................................................... (5)
Dimana : PR : daya input pesawat receiver / daya output antena receiver (dBm). PT : daya output transmitter / daya input antena transmitter (dBm). GT : gain antena transmitter / standar (2.15 dB). LP : rugi-rugi lintasan propagasi (dB). GR : gain antena receiver (dB).
Menghitung gain antena yang akan diukur adalah dengan cara membandingkan hasil pengukuran antena tersebut dengan hasil pengukuran antena standar. Perhitungan gain hasil pengukuran tersebut dapat dirumuskan :
GR = GR standar + ( PR - PR standar ) ..................................................... (6)
Dimana : GR
: gain antena yang diukur (dB).
GR standar
: gain antena standar (2.15 dB).
PR
: daya output antena yang diukur (dBm).
PR standar
: daya output antena standar (dBm).
II. Prosedur Pengukuran
1. Siapkan 2 (dua ) set antena standar. 2. Siapkan perangkat / alat-alat ukur. 3. Buat rangkaian pengukuran seperti gambar berikut ! dengan ketentuan ; Instalasi : vertikal – vertikal Frekuensi
:
300
MHz
4. Hidupkan RF Spectrum analyzer, dengan ketentuan : Pada sisi transmitter ; Frekuensi center
: 300 MHz
Span
: 1 MHz
Rev Level
: 20 dBm.
Pada sisi receiver ; Frekuensi center
: 300 MHz
Span
: 1 MHz
Rev Level
: -20 dBm
5. Hidupkan RF Signal Generator, dengan ketentuan ; Frekuensi
: 300 MHz
Amplitudo output
: 3 dBm
6.
Hidupkan RF amplifier dengan memberi tegangan catu s/d 20 Volt dc.
7.
Amati dan catat hasil pengukuran pada spectrum analyzer sisi transsmitter.
8.
Amati dan catat hasil pengukuran pada spectrum analyzer sisi receiver (P R
standar). Ganti antena receiver dengan variasi panjang elemen 3ℷ/4 ℷ/4.
9.
Amati dan catat hasil pengukuran spectrum analyzer untuk masing-masing variasi panjang elemen tersebut (PR ). 10. Lakukan pengukuran seperti butir 7, 8, dan 9 untuk instalasi vertikal horizontal.
III.
Data Hasil Pengukuran
Dibuat data hasil pengukuran seperti tabel berikut. Tabel data hasil pengukuran Frekuensi
PT
PR standar (dBm)
No
Instalasi
(MHz)
(dBm)
1.
Vertikal -vertikal
300 MHz
4.42 dBm
2.
Vertikal - Horizontal
IV.
300 MHz
4.42 dBm
-71.93 dBm -69.59 dBm
PR (dBm)
ℷ/
ℷ/
- 75.15
- 77.02
- 74.94
- 78.03
Tugas
1. Hitung gain antena untuk masing-masing variasi panjang elemen ! 2. Buat tabel hasil perhitungan ! 3. Buat analisa hasil pengukuran untuk masing-masing variasi panjang elemen antena baik pada instalasi vertikal-vertikal maupun vertikal-horizontal !
V. Penyelesaian Tugas
1. Perhitungan gain antena a.
Instalasi vertikal-vertikal.
GR
= GR standar + ( PR - PR standar ) = 2,15 + (-75,15 – (-71,93) = -1,07 dB
GR
= GR standar + ( PR - PR standar ) = 2,15 + (- 77.02 – (-71,93) = -2.94 dB
b.
Instalasi vertikal-horizontal
GR
= GR standar + ( PR - PR standar ) = 2,15 + (-74,94 – (-69,59) = - 3,2 dB
GR
= GR standar + ( PR - PR standar ) = 2,15 + (-78,03 – (-69,59) = - 6,29 dB
2. Tabel hasil Perhitungan Frekuensi
PR standar
PR (dBm)
No
Instalasi
(MHz)
(dBm)
ℷ/
ℷ/
1.
Vertikal -vertikal
150 MHz
-71,93 dBm
- 1,07 dBm
- 2,94 dBm
2.
Vertikal - Horizontal
150 MHz
-69,59 dBm
- 3,2 dBm
- 6,29 dBm
3. Analisa a.
Instalasi vertikal-vertikal
Posisi antena sangat berpengaruh pada bentuk atau polarisasi penyebaran sinyal menjadi berbeda-beda, Posisi vertikal menyebabkan polarisasi penyebaran sinyal atau gelombang yang dipancarkan menjadi lebih rapat atau sempit dengan daya jangkauan yang lebih jauh. Jadi penggunaan posisi vertikal adalah untuk koneksi jarak jauh dan sudut LOS (Ligth Of Sight) yang kecil. Kelebihah posisi vertikal adalah jangkauan yang jauh tetapi kekurangannya beam nya sangat kecil sehingga saat pointing harus benar-benar pas dan butuh kesabaran yang tinggi. Dengan demikian instalasi dengan posisi vertikal-vertikal menghasilkan daya input yang kecil karena daya jangkauan nya yang jauh tanpa
penghalang dan posisi lurus antara letak antena
receiver dan
antena
transmitter ,
hasil percobaan bisa dilihat pada tabel pengukuran diatas bahwa daya input yang diterima lebih kecil. Pada dasarnya teori sudah menjelaskan bagaimana gambaran hasil percobaan yang benar namun terkadang hasil percobaan tidak sesuai dengan yang dikatakan teori sebab dipacu oleh berbagai macam hal yang mempengaruhi praktikan ataupun alat yang digunakan.
b.
Instalasi vertikal-horizontal
Posisi antena horizontal ini menyebabkan polarisasi penyebaran signal atau gelombang yang dipancarkan menjadi lebih lebar dengan daya jangkauan yang lebih pendek dibandingkan dengan posisi vertikal. Satu vertikal dan satunya horizontal maka kemungkinan besar pasti tidak akan terkoneksi. Hal ini disebabkan oleh posisi keduanya berbeda sehingga menyebabkan Power Loss yang besar. Penggunaan posisi horizontal adalah untuk koneksi jarak dekat dengan sudut Los yang besar Kelebihanan posisi horizontal adalah beam.
nya besar sehingga tidak susah untuk pointing tetapi kekurangannya adalah mudah terkena interfensi dan jarak jangkauannya kurang jauh. Dengan demikian Instalasi pada posisi vertikal-horizontal menghasilkan daya input yang lebih besar daripada posisi instalasi vertikal-vertikal dikarenakan daya jangkauan nya yang lebih pendek dari posisi vertikal, namun menyebabkan kerugian yang besar atau Power Loss. Hasil percobaan dapat dilihat pada tabel pengukuran yang diatas bahwa daya yang diterima lebih besar dengan menghasilkan Power Loss yang besar. Pengambilan data harus sabar dan teliti sebab angka terkecil dari pengukuran yang ditampilkan pada spectrum tersebutlah yang kita ambil sebagai data percobaan. Harus diperhatikan juga bahwa hasil Pr Standar (Pr α/2) tidak lebih besar dari Pr 3α/4, dan hasil Pr α/4 tidak lebih besar daripada Pr 3α/4 dan Pr standar (Pr α/2).
