Analisis Pengaruh Bahan Terhadap Pola Radiasi Pada Antena Dipole

 3  76  78  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document
Informasi dokumen

ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE OLEH :

  ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE OLEH :NAMA : ARIEF ANANDA HASIBUAN NIM : 070402003 ABSTRAK Antena dipole adalah suatu antena resonan yang mempunyai panjang total nominal ½ pada frekuensi pembawa. Dalam Tugas Akhir ini digunakan simulasi untuk menampilkan parameter- parameter antena yang diperlukan guna menganalisis pengaruh bahan yang akandigunakan dalam menentukan pola radiasi pada antena dipole.

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

  Dalam Tugas Akhir ini digunakan simulasi untuk menampilkan parameter- parameter antena yang diperlukan guna menganalisis pengaruh bahan yang akandigunakan dalam menentukan pola radiasi pada antena dipole. Dari hasil analisis yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa dalam pola radiasi antena dipole, nilai konduktivitas dan luas penampang terhadap suatubahan sangat berpengaruh.

KATA PENGANTAR

  Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaituAyahanda Baharuddin Hasibuan,SH dan Ibunda Nurmiany serta abangda dan kakanda tercinta yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasamendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang. Dalam Tugas Akhir ini digunakan simulasi untuk menampilkan parameter- parameter antena yang diperlukan guna menganalisis pengaruh bahan yang akandigunakan dalam menentukan pola radiasi pada antena dipole.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Salah satu parameter yang juga dapat mempengaruhi pola radiasi pada antena dipole adalah jenis bahannya dimana bahan yang di pakai mempunyai nilaikonduktivitas yang berbeda – beda. 1.3 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh bahan terhadap pola radiasi yang dipancarkan antena dipole dengan cara simulasi.

3. Frekuensi yang di pakai 300 MHz (pada sistem FM), panjang gelombang (λ) 100 m, panjang antena dipole 0,5 m dan tegangan sumber 1mV

  1.6 Sistematika Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan dariTugas Akhir ini. BAB III TEORI ANTENA DIPOLE Bab ini berisi penjelasan tentang defenisi antena dipole, komponen pembuat antena dipole, jenis bahan, parameter antena dipole dan pola radiasi pada antena dipole.

BAB II TEORI DASAR ANTENA

  Pada tahun 1886, Hertz memasangperalatan yang sekarang diketahui sebagai sistem radio dengan antena dipole sebagai pengirim dan antena loop segi empat sebagai penerima.[1] Asal kata antena berhubungan dengan apa yang diciptakan oleh GuglielmoMarconi. Maka dapat dituliskan pada Persamaan (2.5) [1]: P , maksθ φ ( )(2.5) Direktivit as D= = P , rata rataθ φ − ( ) 2.4.2 Gain AntenaGain antena adalah perolehan kelebihan yang didapat dari pemakaian sebuah antena dengan membandingkannya dengan antena lain yang digunakan sebagai referensi [5].

2.4.3 Pola Radiasi Antena

  Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi Antena  Pola Radiasi Antena Unidirectional Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relatif jauh. Tetapi apabila dinyatakan dalam persen, maka bandwidth antena tersebut adalah : f f 2 −1 BW % = x 100 % (2.15) fcBandwidth yang dinyatakan dalam persen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena yang memiliki band sempit (narrow band).

2.4.6 Impedansi Antena

  Impedansi antena didefinisikan sebagai perbandingan antara medan elektrik terhadap medan magnetik pada suatu titik [8]. Dengan kata lain padasepasang terminal maka impedansi antena bisa didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan terhadap arus pada terminal tersebut.

2.5 Jenis –Jenis Antena

Beberapa jenis - jenis antena yang dipakai secara umum yaitu Antena Isotropis dan Antena Directional.

2.5.1 Antena Isotropis

  Antena isotropis merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Antena ini tidak ada dalam dunia nyata dan hanya digunakan sebagai dasar untuk merancang danmenganalisa struktur antena yang lebih kompleks [3].

2.5.2 Antena Directional

  Antena unidiretional adalah antena yang memancarkan dan menerima sinyal hanya dari satu arah. Sedangkan antena omnidirectional adalah antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari segala arah.

2.5.2.1 Antena Unidirectional

  Antena unidirectional mempunyai kemampuan direktivitas yang lebih dibandingkan jenis wireless yang berarti semakin sedikit derau yang ditangkap oleh antena tersebut [7]. Beberapa macam antena unidirectional antara lain antena Yagi-Uda, antena parabola, antena helix, antena log-periodik, dan lain – lain [9].

2.5.2.2 Antena Omnidirectional

  Dengan demikian, keuntungandari antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang lebih banyak dan biasanya digunakan untuk posisi pengguna yang melebar. Contoh antena omnidirectional antara lain antena dipole,antena Brown, antena coaxial, antena super-turnstile, antena groundplane, antena collinear, antena slotwave guide, dan lain – lain [9].

BAB II I TEORI ANTENA DIPOLE

3.1 Umum

  Apabila outer dari coax tidak di- ground dan disambung dengan seutas logam sepanjang ¼λ lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole ½ λ (di artinya dua). Antena dipole bisa terdiri hanya satu kawat saja disebut single wire dipole, bisa juga dengan dua kawat yang ujung-ujungnya dihubungkan dinamakan two wire folded dipole, bisa juga terdiriatas 3 kawat yang ujung-ujungnya disambung dinamakan three wire folded dipole.

3.2 Konsep dasar Antena

  (a) Antena yang disambung dalam satu jaringan(b) Sistem sambungan pada komunikasi radio (c) Rangkaian ekivalen untuk pemancar(d) Rangkaian ekivalen untuk penerima Gambar 3.2 Konfigurasi Antena dalam Satu Jaringan dan Rangkaian Ekivalennya Gambar 3.2 (b) menunjukkan bahwa antena pemancar disambungkan ke antena penerima melalui gelombang elektromagnetik dan akan terjadi pemindahan energi dari sistem transmisi gelombang mikro ke dan dari ruang bebas. Alur gelombang pada antena dipole Gambar 3.3 Alur Gelombang pada Antena Pada Gambar 3.3 (a) menunjukkan adanya pembagian daerah gelombang pada pemasangan antena secara umum, yaitu daerah tempat gelombangterbimbing, daerah peralihan, dan ruang bebas tempat dipancarkannya gelombang radio.

3.3 Antena Dipole

  (3.3) Nilai dapat dihitung dengan persamaan (3.5) 3.5 ( ) Dimana : E = medan listrik dan = medan magnetikMedan listrik pada antena dipole digunakan untuk menentukan pola radiasi antena beserta parameter yang lain. Nilai I dihitung dengan Persamaan (3.6).[13](3.6) Dimana : I = arusJ = kerapatan arusS = luas penampang Luas Penampang (S) dapat dicari dengan persamaan (3.7)S = (3.7) I adalah arus dipole dalam ampere yang dianggap mempunyai nilai yang sama dengan arus rms I pada titik dari arus maksimum.

3.4 Komponen Pada Antena Dipole

  Dalam pembuatan atau perancangan suatu antena diperlukan suatu komponen penunjang yang digunakan untuk menguji atau mengukur performaantena yang akan digunakan. Berikut penjelasan dari komponen yang diperlukan dalam pembuatan antena dipole.

3.4.1 Panjang antena dipole

Panjang antena dipole adalah ½ λ pada frekuensi operasi yang mempunyai titik feeder ditengah, impedansi input yang sesuai (75 Ω) Gambar 3.5 menunjukkan bagian antena dipole [12]. Gambar 3.5 Antena Dipole

3.4.2 Bahan Antena Dipole

  Salah satu parameter yang diperlukan yaitu nilai konduktivitas dan luas penampang dari bahan tersebut. Tabel 3.1 Bahan Antena No Bahan Konduktivitas ( ) 7 1 Perak 6,17 x 10 Ω/m 7 2 Tembaga 5,80 x 10 Ω/m 7 3 Emas 4,10 x 10 Ω/m 7 4 Aluminium 3,82 x 10 Ω/m 7 5 Kuningan 1,50 x 10 Ω/m 7 6 Besi 1,03 x 10 Ω/m Adapun pemilihan bahan-bahan untuk pembuatan suatu antena didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut: Diantara bahan-bahan diatas dipilih bahan aluminium dan tembaga sebagai bahan dasar antena.

3.5 Parameter Antena Dipole

  Direktivitas (keterarahan) ialah perbandingan intensitas radiasi maksimum(U(θ,φ)max) dengan intensitas radiasi rata-rata (Uav), sesuai Persamaan (3.12)Untuk mengevaluasi direktivitas D dan resistansi radiasi Rrad dari dipole λ /2, kita perlu menghitung daya radiasi total Prad dengan menerapkan persamaan : kita dapat mendapatkan direktivitas dari dipole λ/2 sebagai berikut:D = 1,64 (3.12) = = Atau sama dengan 2,15 dB. Menentukan Panjang Fisik Antena Dipole TunggalPanjang fisik setengah gelombang pada Persamaan (2.4) dan untuk panjang gelombang sesuai dengan Persamaan (2.2) dapat dihitung untukpanjang antena dipole yang beroperasi pada frekuensi : 1.

3.6 Pola Radiasi Pada Antena Dipole

  Arus listrik bolak balik (alternating current) menyebabkan muatan-muatan listrik bebas dalam kawat akan mendapatpercepatan, sehingga timbul suatu medan elektromagnetik bolak balik yang akan berjalan menjauhi antena dalam bentuk gelombang elektromagnetik danterbentuklah medan elektromagnetik. Medan radiasi terbagi menjadi tiga, yaitu medan dekat reaktif, medan dekat, dan medan jauh.

a. Pembagian Medan Radiasi

  Aliran energi pada antena dipole Gambar 3.7 Sketsa Medan Radiasi pada Antena Dipole Pada Gambar 3.7 (b), dapat dilihat pola radiasi antena dipole ke berbagai arah dalam medan radiasi. (3.14) r : jarak minimum pengamatan medan jauh (m) Gambar 3.8 Koordinat-koordinat Bola (spherical coordinates) θ φ menunjukkan bahwa posisi masing-masing koordinat bola (r, , ) bisa digunakan untuk menggambarkan pola radiasi pada suatu jarak tertentu (r) dariantena.

b) Rectangular plot / koordinat – xy

  Pada umumnya, pola radiasi antena mempunyai berkas atau cuping utama(major lobe) maupun berkas atau cuping pada arah yang lain (minor lobe). Sedangkan minorlobe ialah berkas radiasi yang sebenarnya tidak diinginkan, yaitu berkas yang berada di sebelah major lobe (disebut side lobe) dan berkas yang berlawanandengan major lobe (disebut back lobe).

BAB IV ANALISIS PENGARUH BAHAN TERHADAP POLA RADIASI PADA ANTENA DIPOLE

  Tegangan sumberTegangan sumber yang dipakai dalam analisis adalah 1 mV = 10 4.3 Analisis Nilai Konduktivitas Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Dipole Pada analisis ini dilakukan perhitungan pola radiasi antena dipole dari jenis bahan yang berbeda yaitu perak, tembaga, emas, aluminium, kuningan dan besi. Untuk luas penampang 2 mm = 2 x 10 mDengan menggunakan persamaan 3.7, kita dapat menghitung nilai S yaitu: S = = 3,14 x 2 x 10 = 6,28 x 10Dengan menggunakan Persamaan (3.6) kita dapat mengitung nilai I yaitu :I = 7 -3 I = 5,80 x 10 .

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Untuk pola radiasi antena dipole yang paling baik di tinjau dari bidang 3. Khusus bahan tembaga yang mempunyai pola radiasi paling baik di tinjau dari bidang –E (medan listrik) dan bidang-H (medan magnetik)adalah pada luas penampang 4 mm.

5.2 Saran

  Beberapa saran yang dapat penulis berikan pada Tugas Akhir ini adalah : 1. Program simulasi dapat dikembangkan lagi, misalnya perbandingan pola radiasi antena dipole dengan pola radiasi antena yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

  Gunawan, Frans Hendra., 10 Maret 2009, Analisa Antena Directional 2,4 GHz di PT. Program Teknisi Jardiknas, 3 Maret 2009, Antena Dan Propagasi Gelombang Radio.

13. Hayt, Jr, William H.1992. Elektromagnetika Teknologi. Jakarta: Erlangga

  Hal 102 - 109, 411 (A) 14. Angga Timothy, 03 Maret 2010, Karakteristik Antena, http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=12%3Aantena&id=267%3Akarakteristik-antena&option=com_content&Itemid=15.

Analisis Pengaruh Bahan Terhadap Pola Radiasi Pada Antena Dipole Analisis Nilai Luas Penampang Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Unidirectional Antena Omnidirectional Beamwidth Antena Bandwidth Antena Impedansi Antena Direktivitas Antena Gain Antena Pola Radiasi Antena Konsep dasar Antena Antena Dipole Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Parameter Antena Dipole TEORI ANTENA DIPOLE Pola Radiasi Pada Antena Dipole Prosedur Analisis Pola Radiasi Antena Dipole Dengan Nilai Umum Gelombang Elektromagnetik TEORI DASAR ANTENA Umum Parameter Dalam Analisis Antena Dipole Analisis Nilai Konduktivitas Bahan Terhadap Pola Radiasi Antena Umum TEORI ANTENA DIPOLE Analisis Pengaruh Bahan Terhadap Pola Radiasi Pada Antena Dipole
Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Analisis Pengaruh Bahan Terhadap Pola Radia..

Gratis

Feedback