Bagian Isi 3.docx

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Saat ini zaman sudah semakin canggih. Perlahan-lahan semua pekerjaan dijalankan dengan begitu praktis karena teknologi-teknologi serta inovasi-inovasi baru bermunculan. Manusia seakan dimanjakan dengan kemajuan yang dirasakan saat ini. Karena sekarang hanya dengan menekan salah satu tombol saja bisa mengerjakan suatu hal yang berat. Ditambah lagi dengan adanya menghubungkan satu dengan yang lain dengan jarak yang sangat jauh tanpa menggunakan kabel atau wireless. Salah satu contohnya adalah antena. Antena merupakan salah satu dari beberapa komponen penting dalam sistem telekomunikasi tanpa kabel. Antena pada dasarnya difungsikan untuk mengirim dan menerima sinyal elektromagnetik dari sistem satelit ke sistem radar atau dari saluran transmisi atau alat pembimbing yang dapat berupa saluran koaksial ataupun pipa menjadi gelombang bebas di udara. Terkadang dengan kemajuan teknologi yang ada, orang-orang menjadi pasif dan rasa keingintahuannya relatif rendah karena mereka terlalu sibuk menikmati kemajuan yang ada. Hanya segelintir orang yang mempunyai wawasan atau pengetahuan tentang kemajuan yang terjadi, baik itu berupa alat-alatnya maupun ide-idenya. Penulis di sini akan memberi penjelasan mengenai antena kawat beserta perinciannya agar masyarakat tidak hanya menikmati dan hanya sekedar tau antena untuk mengirim sinyal agar bisa menonton televisi. Perincian

1

tersebut adalah seperti antena kawat dipol pendek, antena kawat dipol panjang, antena kawat dipol setengah gelombang, dan antena yagi-uda.

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa saja macam-macam antena kawat? 2. Apa itu antena kawat dipol pendek? 3. Apa itu antena kawat dipol panjang? 4. Apa itu antena kawat dipol setengah gelombang? 5. Apa itu antena Yagi-Uda?

C. TUJUAN

1. Mahasiswa diharapkan mengerti macam-macam antena kawat. 2. Mahasiswa diharapkan mengerti tentang antena kawat dipol pendek. 3. Mahasiswa diharapkan mengerti tentang antena kawat dipol panjang. 4. Mahasiswa diharapkan mengerti tentang antena kawat dipol setengah gelombang. 5. Mahasiswa diharapkan mengerti tentang antena Yagi-Uda.

PEMBAHASAN A. ANTENA KAWAT

2

1. Antena Dipole Antena dipole adalah antena yang terdiri dari dua logam konduktor. Antena radio ini dapat dibuat dari kabel sederhana, dengan pengisi berada di tengah elemen driven. Karakteristik antena dipole adalah sebagai berikut : 

Omnidirectional, yaitu memancarkan serta menerima gelombang secara merata ke setiap sudut.



Perolehan yang termasuk rendah karena gelombang yang dipancarkan merata ke berbagai arah dan menyebabkan daya yang dipancarkan terdistribusi sama besar, sehingga nilai daya tersebut tidak sebesar apabila gelombang dipancarkan pada arah tertentu saja.



Tidak memerlukan ground plane.

2. Antena Monopole Antena jenis radio ini dibentuk dari satu setengah dari antena dipole dengan ground plane. Apabila ground plane lumayan besar, monopole berfungsi sama seperti dipole. Bagaimanapun, antena ini memiliki directive gain yang lebih besar dibandingkan dengan antena dipole, dengan impedansi input yang kecil akan menghasilkan efisiensi yang kecil juga. Antena monopole ini banyak digunakan untuk sebagai berikut yaitu : 

Siaran komersial pada AM-band (500-1500 KHz)



Pelayanan komunikasi land mobile. Antena monopole terdiri dari 1/2 antena dipole yang diletakkan di atas bumi (biasanya di menara) dengan menggunakan 1/4 panjang gelombang (quarter wave antenna). Resistansi radiasi ideal = 36,56 W.

3

3. Antena Yagi Antena yagi adalah suatu jenis antena radio atau televisi yang diciptakan oleh ilmuan jepang Hidetsugu Yagi. Antena ini bersifat direksional, yaitu menambah gain hanya pada salah satu arahnya. Sisi antena yang berada di belakang reflektor memiliki gain yang lebih kecil daripada di depan direktor. Antena yagi terdiri dari tiga bagian, yaitu: 

Driven adalah titik yang terdiri dari satu kabel antena, biasanya panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang (0,5 λ) dari frekuensi atau gelombang radio yang telah diubah sebelum mencapai sistem radar tersebut yang pada akhirnya dipancarkan atau diterima.



Reflektor adalah bagian belakang antena yang berfungsi sebagai pemantul sinyal dari sistem satelit, dengan fisik lebih panjang daripada driven. Panjang biasanya adalah 0,55 λ (panjang gelombang).



Direktor adalah komponen pengarah antena, ukurannya lebih pendek daripada driven. Penambahan batang direktor akan menambah gain antena, namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin banyak jumlah direktor, maka semakin sempit arahnya.



Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. Boom berbentuk sebatang logam dan kayu yang panjangnya sepanjang antena itu.

Antena yagi, juga memiliki(jarak) antara elemennya. Jarak pada umumnya sama, yaitu 0.1 λ dari frekuensi tersebut.

B. ANTENA KAWAT DIPOL PENDEK

4

Tempat di perumahan yang padat atau tinggal di kota biasanya memiliki masalah dalam mendirikan suatu antena Full Size Dipole untuk low band, tetapi beda halnya jika jauh dari perkotaan. Dikatakan seperti itu dikarenakan di perumahan yang padat biasanya tidak memiliki area atau lahan yang banyak untuk mendirikan antena Full Size Dipole, sedangkan di area yang jauh dari perkotaan dapat dibangun atau didirikan antena Full Size Dipole, bahkan hingga Band yang memiliki 160 meter. Jika kita tetap hidup di daerah yang memiliki perumahan yang padat itu, salah satu caranya untuk menanggulangi masalah ini adalah dengan cara mendirikan antena secara vertikal, tetapi antena yang dipasang secara vertikal ini harus sangat memerlukan radial/grounding yang cukup banyak dikarenakan agar antena tersebut dapat memancarkan suatu sinyal radio yang cukup efisien dibandingkan dengan antena kawat yang dipasang dengan tidak memakai cara tersebut. Salah satu antena lain yang dapat dicoba adalah slopping dipole yang dapat dibuat dengan panjang ¼ λ. Antena adalah suatu karya dari Jerry Hall–K1TD selama waktu yang cukup lama, yaitu bertahun-tahun. Karya dari Jerry ini pernah di publis pada majalah yang bernama QST. Pada dasarnya antena dipol pendek atau shorty dipole ini hampir sama dengan antena Full Size Dipole, tetapi perbedaannya dapat dilihat dari panjang keseluruhan antena. Antena dipol jika ia dipendekkan hingga panjang fisiknya kurang dari ½ λ maka akan meningkatan reaktansi kapasitive-nya pada center feed point.

5

Untuk menghilangkan reaktansi kapasitive tersebut, maka kita harus memasang 2 buah induktor L dengan nilai yang sama secara seri pada bagian kiri dan kanan dari feed point, karena letak induktor yang tidak persis ditengah feed point, maka dalam antena Shorty Dipole ini disebut juga dengan OFF-CENTERLOADED Dipole Antenna. Dari rangkaian yang telah dilakukan oleh Jerry Hall, ternyata panjang antena Shorty Dipole dapat dibuat hanya dengan 5% dari panjang Full Size Dipole atau dipol panjang yang telah beroperasi pada frekuensi yang sama. Untuk antena Full Size Dipole dengan Band 80 m yang panjang full sizenya mencapai sekitar 37,5 meter, dapat dipendekkan dan dibuat seperti Shorty Dipole dengan panjang fisik hanya 5 % nya yaitu ( 5 / 100 ) x 37,5 m atau hanya 1,875 meter saja. Perbedaan antara shorty dipole dengan full size dipole adalah bandwith yang dimiliki shorty dipole sangat terbatas dibandingkan dengan full size dipole. Bandwidth antena Full Size Dipole pada Band 80 m dapat mencapai 250 KHz dengan SWR yang dapat mencapai 1:2 pada kedua ujung-ujung frekuensi. Jika pada antena Shorty Dipole Bandwidth-nya hanya sekitar 50 KHz dimana SWR yang dimiliki mencapai 1:2 pada kedua ujung-ujung frekuensi atau hanya sekitar +/- 25 KHz dari center frekuensi. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah : 1. Makin panjang antena Shorty Dipole yang mendekati panjang ½ lambda Full Size, maka makin efisien antena Shorty Dipole tersebut. 2. Makin jauh letak Loading Coil (Induktor) dari center feed point kearah ujung antena, maka makin efisien pada antena Shorty Dipole tersebut.

6

3. Poin yang ke-2 dapat membawa konsekuensi yaitu makin jauh letak Loading Coil dari center feed point kearah ujung antena, maka makin besar nilai Inductor yang dibutuhkan untukmembuat antena Shorty Dipole tersebut beresonansi. Kawat yang digunakan pada antena Shorty Dipole sama dengan kawat yang digunakan untuk membuat Full Size Dipole yaitu kawat email atau kawat berisolasi dengan ukuran penampang sekitar 2,5 mm persegi. Dengan mengganti kawat email atau kawat berisolasi dengan tubing aluminium dengan memikirkan konstruksi mekanisnya, maka kita akan bisa membuat Rotary Dipole yang sangat efisien untuk Band 80 m. Cara sederhana membuat antena dipol pendek atau biasa disebut dengan Shorty Dipole adalah dengan kita menyiapkan 2 buah pipa PVC 2 inch yang memiliki diameter luar adalah 2,375 inch. Lalu panjang pipa PVC sekitar 10 cm dengan cukup memadai. Pada setiap potongan pipa PVC tersebut, kita harus membuat 2 buah lubang yang berdiameter 4 mm dengan jarak 2,25 cm dari pinggir-pinggir pipa PVC. Kedua lubang ini untuk baut stainless steel 4 mm yang akan merupakan ujung-ujung terminal dari coil yang akan kita buat. Kemudian kita lilitkan salah satu ujung kawat email pada baut stainless steel. Jangan sampai lupa untuk mengamplas ujung kawat email tersebut dan memberikan timah solder agar kontak antara kawat email dengan baut stainless steel dapat bekerja sangat baik. Mulailah menggulung sebanyak 34 lilitan pada pipa PVC 2 inch. Gulunglah secara perlahan tetapi rapat dan kencang. Setelah selesai 34 lilitan, maka tambatkan ujung kawat email pada baut stainless steelyang kedua. Jangan lupa amplas dan tambahkan timah solder pada ujung kawat email sebelum ditambatkan.

7

C. ANTENA KAWAT DIPOL PANJANG Dipol panjang adalah salah satu hal utama yang menentukan frekuensi beroperasinya dipol panjang, pada dasarnya dipol panjang ini adalah panjang gelombang dalam ruang rambat/ruang bebas. Dan panjang dipol yang dipancarkan dari antena yang menghasilkan banyak gelombang frekuensi sehingga lebih efektif dari yang lainnya. Biasanya dipol panjang antena ini digunakan pada peralatan elektronik seperti radio,televisi jaman dahulu, namun dipol ini berbeda dengan dipol lainnya. Pada umumnya dipol panjang ini selalu meradiasi energi elektromagnetik ke ruang rambat/ruang bebas. Dan sebaliknya radiasi elektromagnetik ini ditangkap kembali pada sebuah radar atau sistem satelit. Pada dasarnya sistem dipol panjang ini adalah (meradiasi dan mengantar) sinyal elektromagnetik tersebut. Namun sebelum meradiasi elektromagnetik ini akan berubah menjadi sebuah sinyal elektrik yang akan diterima pada sistem satelit yang kemudian akan dikembalikan ke sistem radar begitupun seterusnya, meskipun dipol panjang ini selalu bepergian ke rung rambat/ bebas namun dipole panjang ini biasa digunakan pada elemen-elemen dipol panjang saja karena dipol panjang ini lebih efektif dan lebih baik gelombangnya. Disini kita bisa hitung dan kalikan dengan faktor dari “K” biasanya untuk menghitung ini nilai “K” lebih kecil dari dipol panjang setengah gelombang . dibandingkan dengan setengah panjang gelombang, nilai “K”hanya diambil

8

sebesar 0,95, dan cukup memadai untuk start awal. Dimana rumus yang biasa digunakan untuk menghitung total antena dipol panjang meliputi : λ = 300 / f L = 0,5 x K x λ Dimana : λ = panjang gelombang diudara f = frekuensi kerja yang diinginkan L = panjang total antena dipol K = velocity factor yang diambil sebesar 0,95 Diatas terdapat rumus yang bisa menghitung dipol panjang secara umum, dan untuk semua dipol biasanya Antena dipol ini sebaiknya dipasang FLAT TOP pada ketinggian minimum setinggi 20 meter. Arah pancaran antena dipol adalah tegaklurus pada arah kawat antena yang sejajar dengan Ground. Seperti gambar yang terlihat di bawah ini, ini adalah dua buah contoh gambar dipol panjang,seperti namanya dipol adalah singkatan dari dipolar, yg artinya dua kutub. Senyawa yang memiliki dipol adalah senyawa yang memiliki kutub positif (+) di satu sisi, dan kutub negatif (-) di sisi yang lain. Senyawa yang memiliki dipol biasa disebut sebagai senyawa polar.

9

Antena kawat dipol panjang ini terdiri dari end insulator, Center Insulator, Balun, dan kabel coax, namun karena dipol panjang juga adalah panjang rambat gelombang, maka sesuai dengan penjelasan diatas maka namanya gelombang ini lebih efektif dan unggul dibanding dengan dipol lainnya, seperti dipol pendek, setengah gelombang, dan antena yagi. Dibawah adalah gambar gelombang dipol panjang.

10

Namun meskipun dipol panjang ini lebih unggul dari pada dipol lainya tapi dipol panjang ini tetap memiliki kelemahan. Kelemahannya yang dimiliki oleh dipol panjang ini adalah meskipun panjang dihitung biasanya cukup berulang yang terbaik adalah selalu untuk membuat antena prototipe sedikit lebih panjang dari perhitungan mungkin menunjukkan. Hal ini perlu dilakukan karena perubahan ketebalan kawat yang digunakan.

D. ANTENA KAWATDIPOL SETENGAH GELOMBANG

Antena merupakan salah satu dari beberapa komponen penting dalam sistem telekomunikasi tanpa kabel. Antena pada umumnya digunakan untuk mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik dari system radar atau transmisi ke antena atau dari antena ke penerima. Antena adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah gelombang elektromagnetik dari saluran transmisi atau system radar atau alat pembimbing yang dapat berupa saluran koaxial ataupun pipa menjadi gelombang bebas di udara. Pada dasarnya, hanya ada satu alasan untuk memilih antena yang baik dan benar, yaitu antena yang sinyalnya merambat melalui lintasan yang kita harapkan dan sinyal tersebut sampai ke penerima dengan mode propagasi terbaik yang mungkin dilakukan. Propagasi yang dimaksud adalah proses perambatan radio dari pemancar ke penrerima. Pemilihan antena itu sendiri bervariasi sesuai dengan kebutuhan. Hal yang sangat diharapkan adalah satu antena yang bisa digunakan dalam kondisi apapun. Tetapi hal ini tidak mungkin, karena antena memiliki

11

kelebihan dan kekurangan masing-masing. Mengingat kondisi geografis seperti yang ada di Indonesia tidak rata karena banyaknya dataran tinggi dan dataran rendah. Selain itu cuaca yang berubah-ubah sesuai musimnya, mulai dari kemarau hingga hujan. Satu antena idealnya dikondisikan untuk satu situasi. Dalam komunikasi radio HF, jenis antena yang paling umum digunakan adalah antena dipol setengah gelombang. Pada umumnya, antena dibedakan menjadi antena adaptif, antena optimal, antena directional, antena isotropis, antena omnidirectional, dan antena phase array. Jenis antena yang memiliki keterkaitan dengan antena dipol setangah gelombang adalah antena omnidirectional. Karena antena dipol setengah gelombang adalah contoh dari antena omnidirectional. Antena omnidirectional ini adalah antena yang bentuk pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat dengan pusat berimpit dan memancarkan daya ke segala arah. Antena ini sendiri ada di dalam kehidupan sehari-hari dan dalam pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena-antena yang lebih kompleks. Jenis antena ini merupakan jenis antena tunggal dan bentuk pola radiasinya tidak dapat berubah tanpa mengubah fisik antena atau memutar secara mekanik dari fisik antena. Antena dipol setengah gelombang yang biasa disebut antena dipol tunggal adalah suatu antena resonan yang mempunyai panjang total ½ λ pada frekuensi pembawa. Antena dipol tunggal atau antena dipol setengah gelombang terbilang yang paling sering digunakan dibandingkan dengan antena dipol pendek karena antena dipol tunggal lebih efisien dari dipol pendek. Analisis dilakukan melalui simulasi pola radiasi antena dipole tunggal yang dibandingkan dengan pola radiasi antena dipole pendek. Dari analisis ini bisa disimpulkan bahwa pola radiasi antena

12

dipengaruhi oleh perubahan faktor pengali panjang gelombang. Semakin tinggi faktor pengali panjang gelombang, maka sudut radiasi semakin kecil dan menyebabkan direktivitas, gain, luas efektif antena, dan daya radiasi efektif semakin besar.Direktivitas antena digunakan sebagai parameter antena yang menggambarkan kemampuan antena untuk memfokuskan energi ke arah tertentu dibandingkan ke arah lainnya.Gainberfungsi untuk menunjukkan seberapa efisien daya yang dapat ditransformasi oleh sebuah antena yang ada pada terminal masukan menjadi daya yang teradiasi pada arah tertentu. Keunggulan suatu sistem telekomunikasi sangat dipengaruh oleh kualitas pemancaran dan penerimaan antena, diantaranya adalah antena dipol.antena dipol adalah antena pokok untuk pemancaran dan penerimaan gelombang radio. Antena dipol tunggal atau antena dipol setengah gelombang adalah antena dipol yang paling sering digunakan. Antena dipol tunggal atau dipol setengah gelombang memiliki beberapa keunggulan dibanding antena dipol pendek, yaitu sebagai berikut : 

Nilai gain menjadi lebih besar dan daya tangkap radiasi lebih luas walau dengan faktor efisiensi yang sama.



Sudut radiasi yang lebih kecil akan menghasilkan direktivitas lebih besar dan polanya semakin terarah pada tujuan yang dikehendaki.



Daya radiasi efektif menjadi lebih besar karena Gain juga semakin besar, walaupun nilai input dibuat sama. Input didapat dari hasil penentuan daya keluaran pemancar dan loss saluran transmisi.

E. ANTENNA YAGI-UDA

13

Antena yagi terdiri dari beberapa paralel tipis tpis batang dipole dalam baris,biasanya dipole setengah gelombang,dan biasanya di dukung oleh mistar tegak lurus “booming” di sepanjang pusatnya.Ada elemen di pusat yang terdiri dari dua batang yang masing-masing terhubung ke satu sisi dari saluran transmisi,dan beberapa elemen parasit satu reflector di satu sisi dan direktur sisi lain. Unsur-unsur parasit nonelektrik terhubung ke pemancar atau penerima, yang berfungsi sebagai resonator,reradiating gelombang radio untuk membenahi pola radiasi. Jarak antara unsur-unsur bervariasi dari sekitar 1/10 ke 1/4 dari panjang gelombang, tergantung pada desain tertentu. Panjang dari direksi yang lebih pendek

dari

elemen

didorong,

sedangkan

reflektor

(s)

yang

lebih

panjang,mempunyai pola radiasi yang searah, dengan lobus utama sepanjang sumbu tegak lurus terhadap unsur-unsur dalam bidang tersebut. Elemen parasit dipol

memiliki simpul (titik

nol RF tegangan)di

pusat

mereka,

sehingga

dilampirkan ke logam konduktif pada saat itu tanpa perlu isolasi dan mengganggu operasi listrik mereka. Mereka biasanya dilas ke booming dukungan pusat antena. Unsur didorong di pusat sehingga dua bagian yang harus terisolasi di mana boom mendukung mereka. Gain meningkat dengan jumlah elemen parasit yang hanya digunakan oleh satu reflector,digunakan sejak peningkatan keuntungan dengan reflektor tambahan, tetapi Yagis telah dibangun sampai dengan 30-40 direksi. Bandhwith antena adalah rentang frekuensi antara frekuensi di mana gain tetes 3 dB (satu-setengah kekuatan) di bawah maksimum. Yagi-Uda array dalam bentuk dasarnya memiliki bandwidth yang sangat sempit, 2-3% persen dari

14

frekuensi pusat . Ada pertukaran antara gain dan bandwidth, dengan penyempitan bandwidth

karena

banyak

unsur

yang

digunakan Untuk

aplikasi

yang

membutuhkan bandwidth yang lebih luas, seperti televisi, terrestrial.Antena Yagi-Uda umumnya memiliki reflektor trigonal, perangkap, dan konduktor diameter yang lebih besar, untuk menutupi bagian yang relevan dari band VHF dan UHF. Antena Yagi-Uda digunakan untuk radio amatir kadang-kadang dirancang untuk beroperasi pada beberapa band. Ini desain listrik bersama setiap elemen (kedua sisi) di mana titik paralel LC (induktor dan kapasitor)sirkuit di masukkan.Ini disebut perangkap memiliki efek truncating elemen di pita frekuensi yang lebih tinggi, sehingga sekitar setengah panjang gelombang. Pada frekuensi yang lebih rendah, seluruh elemen (termasuk induktansi tersisa karena perangkap) dekat dengan resonansi setengah gelombang. Menggunakan set kedua perangkap, sebuah "triband" antena dapat resonan pada tiga band yang berbeda. Mengingat biaya yang terkait dari mendirikan antena dan rotor sistem di atas menara, kombinasi antena untuk tiga band amatir dalam satu unit adalah solusi yang sangat praktis. Penggunaan perangkap bukan tanpa kelemahan, namun, karena mereka mengurangi bandwidth antena di band individu dan mengurangi efisiensi listrik.

15

SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Antena kawat dipol pendek cocok dipakai di daerah pemukiman padat dikarenakan ukuran antenanya yang pendek dan cukup efisien dalam memancarkan sinyal radio. Antena kawat dipol setengah gelombang adalah antena

16

yang paling sering digunakan karena jika dibandingkan dengan antena dipol pendek, antena dipol setengah gelombang lebih efisien. Antena kawat dipol panjang dalam memancarkan gelombang lebih efisien dibanding yang lain karena gelombang frekuensi yang dipancarkan lebih banyak. Antena kawat yagi-uda sering digunakan untuk radio amatir kadang-kadang dirancang untuk beroperasi pada beberapa band.

B. SARAN

Kami berharap makalah ini bisa dipahami dan membawa manfaat bagi pembaca maupun penulis. Selain itu juga kami menyadari bahwa makalah yang kami buat masih jauh dari kata sempurna karena masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, kami meminta kritik dan saran dari pembaca agar makalah ini bisa lebih baik lagi untuk masa mendatang.

17

DAFTAR PUSTAKA

18