MAKALAH ANTENA

BAB I

·       KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah berkenan memberi petunjuk dan kekuatan kepada penulis sehingga makalah, “Teknologi Informasi dan Komunikasi” ini dapat diselesaikan.
Makalah ini disusun dan dibuat berdasarkan materi – materi yang ada. Materi – materi bertujuan agar dapat menambah pengetahuan dan wawasan siswa dalam belajar teknologi informasi dan komunikasi. Serta siswa juga dapat memahami nilai – nilai dasar yang direfleksikan dalam berpikir dan bertindak.
Mudah-mudahan dengan mempelajari makalah ini, para siswa akan mampu menghadapi masalah-masalah atau kesulitan-kesulitan yang timbul dalam belajar Teknologi Infomasi dan Komunikasi. Dan dengan harapan semoga siswa mampu berinovasi dan berkreasi dengan potensi yang dimiliki,

BAB II

·       PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Komunikasi merupakan kebutuhan manusia yang sangat penting.

Komunikasi dibutuhkan untuk memperoleh atau memberi informasi dari atau

kepada orang lain. Kebutuhan untuk mendapatkan informasi semakin meningkat,

sehingga manusia membutuhkan alat komunikasi yang dapat digunakan kapanpun

dan dimanapun mereka berada.

Salah satu sistem komunikasi yang merupakan andalan bagi

terselenggaranya integrasi sistem telekomunikasi secara global adalah sistem

komunikasi nirkabel (wireless) dimana propagasi gelombang elektromagnetik

(microwave) sebagai media transmisinya. Semakin bertambahnya popularitas

sistem nirkabel, pengembangan antena untuk sistem ini menjadi lebih penting.

Antena dianggap sebagai tulang punggung sistem nirkabel. (Young, 2003)

Antena sangatlah penting sebagai perangkat penyesuai (matching device)

antara sistem pemancar dengan udara bila antena berfungsi sebagai media radiasi

gelombang radio dan sebagai perangkat penyesuai dari udara ke sistem penerima.

Definisi antena menurut IEEE Standart Definition of Term for Antennas

(IEEE Std 145 -1983) adalah suatu alat untuk meradiasikan atau menerima

gelombang radio. Selain sebagai alat untuk mengirim atau menerima energi,

antena juga digunakan untuk mengoptimalkan energi radiasi pada arah tertentu

dan menekan pada arah yang lain. Hal ini kemudian menyebabkan antena

memiliki berbagai bentuk dan desain yang bemacam-macam untuk memenuhi

kebutuhan ini. Bentuk dan desain antena yang diharapkan adalah antena yang

mempunyai gain yang tinggi, efisiensi tinggi, bandwidth yang lebar bobot yang

ringan dan biaya yang murah.

Penyesuaian kebutuhan kondisi di lapangan dalam bentuk arah omni atau

point to point sangat ditentukan oleh model struktur antena. Arah omni yaitu

radiasi power output antena radial ke segala arah sama kuat. Sedangkan point to

point adalah pancaran satu titik ke titik lain dalam jangkauan jarak yang lebih jauh

dari arah omni. Ini terjadi karena pemusatan power output oleh struktur antena

kedalam satu arah saja.

Berbagai bentuk desain antena telah banyak diteliti secara eksperimental

dan teori di laboratorium Optoelektronika jurusan Fisika antara lain: Analisa

Respon Frekuensi Antena Mikrostrip CPW dengan Simulasi FDTD (Indraswari,

D., dkk 2002), Analisa Karakteristik Antena CPW Slot dan Patch dengan FDTD

(Sujarwati, N., dkk, 2002), Karakterisasi Filter Mikrostrip Low Pass dengan

Metode FDTD dan Eksperimen (Rohmah, M.F, 2005), Pembuatan Filter

Mikrostrip Band Pass 2,4 Ghz dengan Struktur Satu Lapis (Sugiono, Pramono,

Y.H, 2006), dan Analisis Gelombang Elektromagnetik pada Antena Mikrostrip

Dipole ½ .dengan Meode FDTD (Riduwan, M., 2008).

Salah satu antena point to point yang akan difabrikasi dan dikarakterisasi

adalah antena panel 10 larik mikrostrip double bi-quad dengan feeding CPW.

Proses fabrikasi dengan memakai teknik yang sederhana namun tetap

mengindahkan teori matching impedansi 50 ohm menyesuaikan impedansi kabel

dan karakter yang ada dipasaran. Perancangan dengan menggunakan panjang sisisisi

bi-quad sebesar ¼ . diharapkan memenuhi kondisi matching.

Setelah proses fabrikasi selesai antena panel 10 larik mikrostrip double biquad

akan dikarakterisasi yang meliputi S11, VSWR dan pola radiasi. S11 sangat

erat kaitannya dengan jumlah daya yang dipancarkan dan dipantulkan kembali

pada kabel input. Secara lebih detail bagaimana struktur antena panel 10 larik

mikrostrip double bi-quad yang akan diteliti frekuensi kerja dan karakterisasinya

BAB III

·         Penjelasan materi sejarah perkembangan

Perkembangan teknologi komunikasi antena

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

 Di era informasi , yang ditandai dengan penyebaran berita yang sangat cepat, dan berita yang bisa diakses kapan dan dari mana saja, pengiriman data secara nirkabel ( wireless, tanpa kabel ) menjadi tulang punggung penyebaran informasi tersebut. Dengan komunikasi nirkabel, tidak diperlukan lagi kabel yang menghubungkan sumber berita dengan pemakai berita, sehingga hubungan komunikasi ini menjadi lebih fleksibel dan menunjang mobilitas dari pengguna. Di samping elektronika telekomunikasi, seperti modulator, osilator, dan lain – lain. Pada system komunikasi nirkabel diperlukan komponen yang bernama antena. Secara definisi, antena pada sebuah pemancar berfungsi sebagai pengubah gelombang yang tertuntun di rangkaian elektronika menjadi gelombang yang merambat bebas di udara, dan sebaliknya pada sebuah penerima. Tugas bagi perancang antena adalah membuat transisi ini se-efisien mungkin, yaitu gelombang dari pemancar yang di hasilkan oleh komponen – komponen elektronika ini harus diubah semaksimal mungkin menjadi gelombang bebas. Gelombang yang dipancarkan melalui antena ini akan di distribusikan ke udara dengan suatu pola tertentu, misalnya ke semua arah, atau hanya ke suatu arah tertentu saja. Pemilihan pola pancar ini tergantung dari aplikasi antena masing – masing.

Peristiwa

Heinrich Rudolf Hertz (22 Februari 1857 - 1 Januari 1894) adalah fisikawan Jerman yang menemukan pengiriman energi listrik dari 2 titik (point) tanpa kabel (nirkabel). Penemuannya yang paling mutakhir adalah electric charge jump. Dia juga adalah orang yang berjasa membuktikan teori Elektromagnetisme yang ditemukan oleh Maxwell itu benar - benar ada. Dia juga adalah orang yang membuat gelombang radio dan berhasil memancarkannya. Heinrich Rudolf Hertzadalah orang yang menciptakan alat pemancar (transmitter), dan penerima sinyal (reciever). DanHeinrich Rudolf Hertzlah orang yang menciptakan antena.

Pola - pola radiasi antena

Pola radiasi antena merupakan sebuah gambar grafik yang melambangkan perangkat tradisi antena sebagai sebuah fungsi posisi pada koordinat spheris (koordinat boal). Jenis – jenis umum pola radiasi antena berupa pola daya yang menggambarkan normalisasi daya terhadap posisi koordinat spheris.

·                     Jenis – jenis medan antena

Medan Reaktif yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat gelombang berdiri yang melambangkan energi yang tersimpan.

Medan Radiasi yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat radiasi gelombang (propagasi) yang melambangkan energi di pancarkan oleh antena.

·                     Daerah – daerah medan antena

Daerah medan dekat reaktif yang merupakan daerah yang berada disekitar antena dimana medan reaktif sangat dominan (energi tersimpan – gelombang berdiri)

Daerah medan dekat Fresnel yang merupakan daerah antara medan dekat reaktif dan medan jauh dimana radiasi medan sangat dominan dan distribusi medan tergantung jarak dari antena.

Daerah medan jauh fraunhofer merupakan daerah paling jauh dari antena dimana distribusi medan secara esensial berdiri sendiri dari jarak antena sumber (propagasi gelombang).

JENIS-JENIS ANTENA (OMNI, PARABOLIK, GRID, SEKTORAL)

Apakah Antena itu? Secara sederhana, antena adalah alat untuk mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, bergantung kepada pemakaian dan penggunaan frekuensinya, antena bisa berwujud berbagai bentuk, mulai dari seutas kabel, dipole, ataupun yagi, dsb. Antena adalah alat pasif tanpa catu daya(power), yang tidak bisa meningkatkan kekuatan sinyal radio, dia seperti reflektor pada lampu senter, membantu mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal.

Kekuatan dalam mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal radio, satuan ukurnya adalah dB. Jadi ketika dB bertambah, maka jangkauan jarak yang bisa ditempuhpun bertambah. Jenis antena yang akan dipasang harus sesuai dengan sistem yang akan kita bangun, juga disesuaikan dengan kebutuhan penyebaran sinyalnya. Secara umum ada dua jenis antena yaitu :
1. Directional
2. Omni Directional

Fungsi

Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (Pelepasan energy elektromagnetik ke udara / ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (Penerima energy elektromagnetik dari ruang bebas ) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit, sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja.

Karakter antena

Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi (termasuk untuk digunakan pada sebuah teleskop radio), yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan polarisasi. Karakter-karakter ini umumnya sama pada sebuah antena, baik ketika antena tersebut menjadi peradiasi atau menjadi penerima, untuk suatu frekuensi, polarisasi, dan bidang irisan tertentu. Misalnya, David Welkinson (0806322514) ingin membeli antena maka untuk mendapatkan antena yang sesuai dengan fungsi yang dinginkan, ia harus memimilih antena dengan karakter yang sesuai dengan fungsi yang dia inginkan.

• Pola radiasi

Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima oleh sebuah antena. Pola radiasiantena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elevasi) dan pola radiasi pada bidang irisan arah azimuth (pola azimuth).

Kedua pola di atas akan membentuk pola 3-dimensi. Pola radiasi 3-dimensi inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. Sebuah antena yang meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis. Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola Namun, jika sebuah antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka directivity antena tersebut.

Antena dipol termasuk non-directive antenna. Dengan karakter seperti ini, antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki directivity pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan.

• Gain

Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan. Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel.

• Polarisasi

Polarisasi didefinisikan sebagai arah rambat dari medan listrik. Antena dipol memiliki polarisasi linear vertikal . Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal. Pada astronomi radio, tujuan mengenali polarisasi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi adalah untuk mempelajari medan magnetik dari objek tersebut.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang biasa dikenal sebagai beanwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimun dari dua buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori, beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.

Antena Directional

Antena jenis ini merupakan jenis antena dengan narrow beamwidth, yaitu punya sudut pemancaran yang kecil dengan daya lebih terarah, jaraknya jauh dan tidak bisa menjangkau area yang luas, antena directional mengirim dan menerima sinyal radio hanya pada satu arah, umumnya pada fokus yang sangat sempit, dan biasanya digunakan untuk koneksi point to point, atau multiple point, macam antena direktional seperti antena grid, dish “parabolic”, yagi, dan antena sectoral.

Antena Omni-Directional

Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu 3600; dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal radio dari semua arah secara sama, biasanya digunakan untuk koneksi multiple point atau hotspot.

Type Antena

1. Antena Omnidirectional

1.jpg

Sebuah antena Omnidirectional adalah antena daya sistem yang memancar secara seragam dalam satu pesawat dengan bentuk pola arahan dalam bidang tegak lurus. This pattern is often described as “donut shaped”. Pola ini sering digambarkan sebagai “donat berbentuk”. Omnidirectional antenna can be used to link multiple directional antenna in outdoor point-to-multipoint communication systems including cellular phone connections and TV broadcasts. Antena Omnidirectional dapat digunakan untuk menghubungkan beberapa antena directional di outdoor point-to-multipoint komunikasi systems termasuk sambungan telepon selular dan siaran TV.

Antena omni mempunyai sifat umum radiasi atau pancaran sinyal 360-derajat yang tegak lurus ke atas. Omnidirectional antena secara normal mempunyai gain sekitar 3-12 dBi. Yang digunakan untuk hubungan Point-To-Multi-Point ( P2Mp) atau stu titik ke banyak titik di sekitar daerah pancaran. Yang baik bekerja dari jarak 1-5 km, akan menguntungkan jika client atau penerima menggunalan directional antenna atau antenna yang ter arah.Yang ditunjukkan di bawah adalah pola pancaran khas RFDG 140 omnidirectional antena. Radiasi yang horisontal dengan pancaran 360-derjat. Radiasi yang horisontal pada dasarnya E-Field.yang berbeda dengan, polarisasi yang vertikal adalah sangat membatasi potongan sinyal yang di pancarkan. Antena ini akan melayani atau hanya memberi pancaran sinyal pada sekelilingnya atau 360 derjat, sedamgkan pada bagian atas antena tidak memiliki sinyal radiasi.
Pola radiasi dari antenna Omni


2. Antena Grid




Antena ini merupakan salah satu antena wifi yang populer. Sudut pola pancaran antena ini lebih fokus pada titik tertentu sesuai pemasangannya.

3. Antena Parabolik

– Dipakai untuk jarak menengah atau jarak jauh
– Gain-nya bisa antar


Kelebihan antenna parabola

Dapat digunakan untuk menerima 3 satellite sekaligus tanpa harus menggerakkan antenna.
Dapat menampilkan gambar dari semua TV dari satelit yang ditangkap dalam sekejap.
Kondisi permanent sehingga tidak gampang goyah terhadap posisi.
Signal quality dapat maksimum

Kekurangan antenna parabola

Tidak dapat digunakan menangkap satelit lebih dari 5
Membutuhkan lebih banyak LNBF
Channel yang diterima lebih sedikit

4. Antena Sectoral

Antena Sectoral hampir mirip dengan antena omnidirectional. Yang juga digunakan untuk Access Point to serve a Point-to-Multi-Point (P2MP) links. Beberapa antenna sectoral dibuat tegak lurus , dan ada juga yang horizontal.
Antena sectoral mempunyai gain jauh lebih tinggi dibanding omnidirectional antena di sekitar 10-19 dBi. Yang bekerja pada jarak atau area 6-8 km. Sudut pancaran antenna ini adalah 45-180 derajat dan tingkat ketinggian pemasangannya harus diperhatikan agar tidak terdapat kerugian dalam penangkapan sinya
Pola pancaran yang horisontal kebanyakan memancar ke arah mana antenna ini di arahkan sesuai dengan jangkauan dari derajat pancarannya, sedangkan pada bagian belakang antenna tidak memiliki sinyal pancaran.
Antenna sectoral ini jika di pasang lebih tinggi akan menguntungkan penerimaan yang baik pada suatu sector atau wilayah pancaran yang telah di tentukan.

ANTENA DIRECTIONAL

              Sebuah antena adalah bagian vital dari suatu pemancar atau penerima yang berfungsi untuk menyalurkan sinyal radio ke udara.Bentuk antena bermacam macam sesuai dengan desain,pola penyebaran dan frekuensi dan gain. Panjang antenna secara efektif adalah panjang gelombang frekuensi radio yang dipancarkannya.Antenna setengah gelombang adalah sangat poluler karena mudah dibuat dan mampu memancarkan gelombang radio Antenna Directional adalah antenna yang pola radiasi pancarannya terarah sehingga efektifitas pancaran radio hanya ke satu arah sajaecara efektif.
             Sebuah antena directional atau berkas adalah sebuah antena yang meradiasikan kekuatan yang lebih besar dalam satu atau lebih petunjuk yang memungkinkan untuk meningkatkan performa pada mengirim dan menerima dan mengurangi campur tangan dari sumber-sumber yang tidak diinginkan.
Directional antena seperti antena yagi menyediakan peningkatan kinerja antena dipol ketika konsentrasi yang lebih besar radiasi dalam arah tertentu yang diinginkan.
             Semua antena praktis setidaknya agak terarah, walaupun biasanya hanya arah di pesawat sejajar dengan bumi dianggap, dan praktis dapat dengan mudah antena Omnidirectional dalam satu pesawat.
            Jenis yang paling umum adalah antena Yagi, dengan log-periodik antena, dan sudut reflektor, yang sering digabungkan dan dijual sebagai hunian komersial antena TV. Seluler repeater sering memanfaatkan arah antena eksternal untuk memberikan sinyal yang jauh lebih besar daripada yang dapat diperoleh pada standar ponsel.
Untuk panjang dan menengah panjang gelombang frekuensi, menara array digunakan dalam kebanyakan kasus sebagai antena directional. 

contoh antena yagi: