Pertemuan ke-6 Sensor : Bagian 2. Afif Rakhman, S.Si., M.T. Drs. Suparwoto, M.Si. Geofisika - UGM

Transkripsi

1 Pertemuan ke-6 Sensor : Bagian 2 Afif Rakhman, S.Si., M.T. Drs. Suparwoto, M.Si. Geofisika - UGM

2 Agenda Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Parameter antena RF Penggunaan antena RF dalam metode geofisika

3 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Gelombang radio ( Gelombang radio adalah gelombang EM dengan frekuensi < 3 x 10 9 Hz Metode elektromagnetik dalam ilmu geofisika banyak memanfaatkan gelombang radio : VLF, MT, CSAMT, TEM, GPR

4 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Panjang dan frekuensi gelombang ( Konversi panjang gelombang ke frekuensi : c = λ.f c : kecepatan gelombang EM (3 x 10 8 m/s) λ : panjang gelombang f : frekuensi gelombang

5 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Antena RF Perangkat yang mengubah tenaga listrik menjadi gelombang radio (Transmitter : Tx) dan sebaliknya (Receiver : Rx)

6 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Penggunaan antena Siaran radio, radio komunikasi, siaran televisi, cell phone, radar, komunikasi satelit, dll Juga termasuk perangkat wireless mic, bluetooth, jaringan komputer wireless, RFID Pembagian antena 1. Antena omnidirectional Disain Rx dan Tx dari dan ke segala arah 2. Antena directional atau high-gain Disain Rx dan Tx dari dan ke arah tertentu saja

7 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Bentuk-bentuk antena (

8 Pendahuluan : gelombang EM dan antena RF Bentuk-bentuk antena (

9 Parameter antena RF Gain Gambaran performa kunci yang mengkombinasikan keterarahan antena dengan efisiensi kelistrikan. Pada antena Tx : Seberapa baik antena mengubah daya masukan menjadi pancaran gelombang EM Pada antena Rx : Seberapa baik antena mengubah pancaran gelombang EM menjadi daya keluaran

10 Parameter antena RF Gain Perbandingan antara daya yang diterima dari antena pemancar bentuk/disain tertentu dengan daya yang diterima bila pemancar berupa isotropic antenna. Satuan : decibels-isotropic (dbi)

11 Parameter antena RF Impedansi (Z) Perbandingan kompleks tegangan terhadap arus pada rangkaian AC (pengembangan konsep resistansi / R) Ketika sebuah gelombang radio menjalar lewat beberapa sistem seperti antena pemancar (Tx), udara, dan antena penerima (Rx), dipastikan menjumpai impedansi yang berbeda-beda. Meminimalkan perbedaan impedansi akan mereduksi standing wave ratio (SWR)

12 Parameter antena RF Impedansi (Z) Standing wave ratio (SWR) adalah perbandingan daya maksimum (daya yang dipancarkan pada antena Tx) dengan daya minimum (daya yang diterima pada antena Rx). 1 : 1 SWR ideal Untuk menjaga agar daya yang diterima tetap memenuhi standar, SWR biasanya dibuat lebih besar, misalnya : 1,5 : 1 atau 6 : 1 (untuk kasus-kasus tertentu)

13 Parameter antena RF Bandwidth Rentang frekuensi gelombang elektromagnetik yang masih bisa ditangkap oleh antena, terutama bila menghadapi ketidaksesuaian impedansi yang tinggi. Resonansi Kecenderungan antena untuk lebih mudah dilewati gelombang elektromagnetik pada nilai frekuensi tertentu (ada kesesuaian antara frekuensi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi natural antena)

14 Parameter antena RF Resonansi (

15 Parameter antena RF Pola radiasi Plot kekuatan medan relatif dari gelombang radio yang dipancarkan antena pada berbagai sudut yang berbeda. Pola radiasi antena dipol (

16 Parameter antena RF Pola radiasi Pola radiasi antena Yagi (Hidetsugu Yagi, 1926) (

17 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Pengertian : metode geofisika non-destructive yang memanfaatkan gelombang radio dengan frekuensi 1 s.d MHz Digunakan untuk menggambarkan kondisi bawah permukaan dangkal secara cepat Menghasilkan penampang bawah permukaan 2D beresolusi tinggi secara real time

18 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Prinsip kerja : Impulse gelombang elektromagnetik berfrekuensi tinggi ditransmisikan ke bawah dari sebuah antena pemancar (Tx) yang ditempatkan di permukaan tanah Sebagian sinyal akan direfleksikan kembali ketika melewati batas dua lapisan yang mempunyai perbedaan properti dielektrik

19 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Prinsip kerja : Kedalaman target proporsional terhadap waktu tempuh sinyal untuk menjalar ke bawah dan kembali lagi ke permukaan Sinyal refleksi dideteksi oleh antena penerima (Rx) yang diletakan di permukaan tanah, di dekat antena pemancar (Tx)

20 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Prinsip kerja :

21 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Peralatan : antena shielded

22 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Peralatan : antena shielded

23 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Peralatan : antena unshielded

24 Penggunaan antena RF dalam metode geofisika Georadar /ground-penetrating radar Peralatan : antena unshielded

25 Pertanyaan?