PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM ET 3200 PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 4 Antena dan propagasi gelombang. Kontribusi : Dr.-Ing.

Transkripsi

1 PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM ET 3200 PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 4 Antena dan propagasi gelombang Kontribusi : Dr.-Ing. Chairunnisa PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017

2 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... 1 DAFTAR ISI... 2 ATURAN UMUM LTRGM... 3 PANDUAN UMUM KESELAMATAN DAN PENGGUNAAN PERALATAN LAB... 5 PENGGUNAAN ALAT PRAKTIKUM... 6 TUGAS PENDAHULUAN DAN LAPORAN PRAKTIKUM... 7 DASAR TEORI... 8 MODUL 1 Mengenal peralatan praktikum untuk mengukur pita frekuensi antena dan prinsip dasar pengukuran pola radiasi Tujuan Percobaan Unit yang digunakan Prosedur Percobaan MODUL 2 Pengaruh lingkungan sekitar antena terhadap daya Tujuan Percobaan Unit yang digunakan Prosedur Percobaan MODUL 3 Pengukuran bandwidht dan pola radiasi menggunakan alat ukur Vector Network Analyzer Tujuan Percobaan Unit yang digunakan Prosedur Percobaan

3 Aturan Umum Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro Kelengkapan Setiap praktikan wajib berpakaian sopan dan formal, menggunakan celana panjang/ rok, kemeja, dan menggunakan sepatu. Untuk memasuki laboratorium praktikan diwajibkan membawa kelengkapan berikut: 1. Modul Praktikum 2. Log book 3. Alat tulis dan alat hitung (kalkulator) 4. Tugas Pendahuluan Pada saat praktikum pertama praktikan diwajibkan membawa pas foto 3x4 sebanyak satu buah. Keterlambatan a) Praktikan yang datang praktikum akan mendapat nilai nol untuk praktikum modul tersebut b) Praktikan yang terlambat mengumpulkan laporan praktikum akan mendapat nilai nol untuk laporan praktikum modul tersebut Persiapan Praktikum Sebelum praktikum dimulai praktikan harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut: 1. Membaca dan memahami isi modul praktikum 2. Mengerjakan tugas pendahuluan 3. Mengisi kartu praktikum 4. Memastikan seluruh anggota kelompok datang tepat waktu 5. Meletakkan tas pada loker yang telah disediakan. Selama Praktikum Setelah memasuki laboratorium dan menempati meja praktikum, praktikan diwajibkan : 1. Mengumpulkan tugas pendahuluan pada asisten 2. Mengumpulkan kartu praktikum pada asisten 3. Mempersiapkan peralatan praktikum 4. Melakukan setiap percobaan dengan baik sesuai prosedur pada modul praktikum 5. Mendokumentasikan hasil percobaan pada logbook yang telah disediakan (jika diperlukan harap membawa kamera) 6. Menggunakan alat dengan baik. 3

4 Setelah Praktikum Setelah percobaan selesai praktikan diwajibkan: 1. Mematikan dan merapikan alat praktikum 2. Memastikan log book ditandatangani asisten 3. Mencatat dan memahami instruksi pengerjaan laporan dari asisten 4. Merapikan meja dan kursi praktikum. Pergantian Jadwal Sanksi Kasus umum Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per orang dengan modul yang sama. Prosedur penukaran jadwal adalah sebagai berikut: 1. Menghubungi kordas praktikum mata kuliah terkait 2. Mencari praktikan lain yang bersedia bertukar jadwal 3. Mengisi form yang diberikan kordas praktikum mata kuliah terkait 4. Mengumpulkan form paling lambat tiga hari sebelum praktikum. Kasus sakit atau urusan mendesak Pertukaran jadwal dapat dilakukan oleh praktikan yang sakit atau memiliki kepentingan mendesak tanpa harus mengumpulkan form pertukaran jadwal sesuai peraturan yang berlaku. Prosedur penukaran dapat dilakukan dengan cara berikut: 1. Menghubungi kordas praktikum terkait mata kuliah terkait maksimal tiga jam sebelum praktikum dimulai 2. Mencari praktikan lain yang bersedia bertukar jadwal 3. Apabila tidak ada yang bisa bertukar jadwal, praktikan diharapkan menghubungi kordas terkait jadwal pengganti 4. Surat izin dikumpulkan kepada kordas secepatnya dengan ditandatangani pihak ketiga. Bagi praktikan yang terbukti melakukan penjiplakan laporan dan atau tugas pendahuluan dikenakan sanksi berupa nilai E pada mata kuliah terkait. Pengabaian peraturan di atas dapat dikenakan sanksi pengurangan nilai praktikum. 4

5 Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium Keselamatan Selama praktikum, praktikan dan asisten diharapkan menjaga keselamatan dan keamanan. Dengan demikian, praktikan diharapkan mematuhi panduan keselamatan dan penggunaan alat di laboratorium. Bahaya Listrik Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik pada laboratorium. Jika ada potensi bahaya segera laporkan pada asisten. 1. Menghindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik seperti kabel yang sudah terkelupas 2. Tidak melakukan sesuatu yang menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri atau orang lain 3. Memastikan bagian tubuh kering pada saat menggunakan alat praktikum 4. Selalu waspada dan tidak main-main saat praktikum berlangsung. Bahaya Api Praktikan dan asisten diharapkan tidak membawa benda-benda yang mudah terbakar (korek api, gas, dan lain-lain) ke dalam laboratorium. 1. Tidak melakukan sesuatu yang menimbulkan bahaya api pada diri sendiri atau orang lain 2. Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas praktikum. Lain-lain Praktikan dan asisten dilarang membawa makanan dan minuman ke meja praktikum. 5

6 Penggunaan Alat Praktikum Sebelum menggunakan alat praktikum, praktikan dan asisten diharapkan sudah memahami penggunaan alat praktikum yang ada di laboratorium. Sanksi 1. Perhatikan dan patuhi peringatan yang terdapat pada badan alat praktikum 2. Memahami fungsi alat praktikum dan menggunakannya untuk aktivitas yang sesuai dengan fungsinya. Menggunakan alat praktikum diluar fungsinya dapat menimbulkan kerusakan alat dan bahaya keselamatan praktikan 3. Memahami jangkauan kerja alat praktikum dan menggunakannya sesuai dengan jangkauan kerja. Menggunakan alat praktikum diluar jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan alat dan bahaya keselamatan praktikan 4. Memastikan seluruh peralatan praktikum aman dari benda tajam, api atau panas berlebih, maupun benda lain yang dapat mengakibatkan kerusakan alat 5. Tidak melakukan aktivitas yang dapat mengotori atau merusak alat praktikum 6. Kerusakan alat praktikum menjadi tanggung jawab bersama rombongan praktikum tersebut. Alat yang rusak harus diganti oleh rombongan tersebut. Pengabaian panduan di atas dapat dikenakan sanksi tidak lulus mata kuliah yang bersangkutan. 6

7 Tugas Pendahuluan dan Laporan Praktikum Tugas Pendahuluan 1. Tugas pendahuluan wajib dibuat dan dikumpulkan oleh praktikan di waktu yang telah ditentukan. 2. Praktikan tidak diperkenankan mengerjakan tugas pendahuluan saat praktikum akan dimulai 3. Tugas pendahuluan harus dikerjakan secara individu agar praktikan memahami materi modul yang akan diuji dalam praktikum 4. Seluruh soal tugas pendahuluan harus disertakan jawabannya. Jika soal tugas pendahuluan ada yang tidak dikerjakan, nilai tugas pendahuluan untuk modul tersebut adalah nol. 5. Praktikan wajib menuliskan nama lengkap, NIM, shift praktikum (hari dan jam), nama lengkap asisten, dan judul modul yang akan diuji dalam praktikum di pojok kanan atas tugas pendahuluan. Laporan Praktikum Sanksi 1. Laporan praktikum dibuat oleh praktikan dengan menggunakan format IEEE yang terdiri atas: a. Abstrak dan kata kunci b. Pendahuluan c. Dasar teori d. Metodologi e. Data dan analisis f. Kesimpulan g. Daftar pustaka h. Biografi penulis 2. Praktikan yang terbukti melakukan plagiarism atas laporan praktikum akan mendapat nilai E unutk mata kuliah PTT 3. Praktikan wajib mengumpulkan softcopy laporan praktikum ke asisten dan koordinator asisten sesuai waktu yang akan ditetapkan 4. Praktikan wajib menyerahkan hardcopy laporan praktikum ke LTRGM sesuai waktu yang akan ditetapkan dengan melakukan hal berikut : a. Mengumpulkan laporan di tempat yang telah disediakan sesuai dengan modulnya b. Mengisi formulir pengumpulan laporan praktikum dengan mencantumkan jam dan tanggal pengumpulan secara benar c. Praktikan diharapkan memperhatikan dengan seksama tempat dan formulir yang sesuai dengan laporan praktikum yang akan dikumpulkan Pengabaian peraturan di atas dapat dikenakan sanksi berupa pengurangan nilai tugas pendahuluan atau laporan praktikum. 7

8 DASAR TEORI Berikut ini berbagai hal dasar dan parameter dasar yang perlu diketahui mengenai antena; Spektrum frekuensi pada gelombang elektromagnetik Pada dasarnya pembagian spektrum frekuensi dilakukan berdasarkan jenis aplikasi atau teknologi yang menggunakan spektrum tersebut. Ada banyak standard dalam pengklasifikasian tersebut, namun yang perlu diingat adalah bahwa penamaan spektrum frekuensi tersebut pada dasarnya digunakan untuk memudahkan dalam menyebutkan rentang frekuensi yang digunakan. Tabel 1 dibawah merupakan salah satu pengelompokkan spektrum frekuensi. Tabel 1. Pembagian spektrum frekuensi Panjang gelombang Panjang gelombang merupakan suatu parameter yang menyatakan jarak 2 titik dalam m dimana perbedaan fasa dari kedua titik tersebut adalah 2π. Untuk mengetahui besarnya panjang gelombang dapat digunakan persamaan sbb :, dimana : o λ = panjang gelombang (m) o β = konstanta propagasi (rad/m) o V p = kecepatan phasa, di udara disamakan dengan c = 3x10 8 m/det o f = frekuensi 8

9 Resonansi dan Bandwidth Terminologi resonansi disini didefinisikan sebagai kecenderungan sebuah antena untuk memancarkan daya yang paling besar pada rentang frekuensi tertentu. Tingkat efsiensi yang maksimum dari antena untuk mengkonversi energi menjadi gelombang elektromagnetik terjadi jika gelombang sinyal dan osilasi dari antena sephasa. Untuk mencapai kondisi sephasa ini, antena harus didesain dengan dimensi yang tertetu yang sesuai dengan panjang gelombang dari sinyal elektromagnetik. Pada daerah di sekitar frekuensi resonansi, terdapat rentang frekuensi dimana antena memancarkan daya dengan efisiensi yang cukup tinggi. Rentang frekusni disini disebut dengan pita frekuensi (BANDWIDTH). Lebarnya bandwidth dari sebuah antena tergantung dari jenis antena. Kebanyakan antena memiliki pita frekuensi yang sempit karena antena pita sempit lebih mudah difabrikasi dan seringkali dibuat untuk memenuhi kebutuhan frekuensi yang spesifik. Redaman (atenuasi) Redaman didefinisikan sebagai berkurangnya intensitas gelombang elektomagnetik yang terjadi secara bertahap. Hal ini merupakan hal yang natural dan terjadi karena faktor lingkungan. Redaman menyebabkan daya terima menjadi lebih kecil dibandingkan dengan daya pancar. Hubungan antara daya terima dengan daya pancar adalah sbb : , dimana : o P rx = Daya yang diterima oleh RX (dbm) o P tx = Daya yang dipancarkan oleh TX (dbm) o G tx = Gain TX (dbi) o G rx = Gain RX (dbi) o λ = Panjang gelombang (m) o d = Jarak antara TX dan RX (m) Satuan kuat sinyal Beberapa satuan yang digunakan : o Decibel-miliwatts (dbm), merupakan nilai logaritmic dari daya sinyal terhadap nilai acuan sebesar 1 mlliwatt (1 mw). o Watt (W), merupakan nilai linear dari daya sinyal. Hubungan antara dbm dan W : 10!"# Pola radiasi Pola radiasi merupakan diagram yang menggambarkan besarnya daya pancar antena. Diagram tersebut mampu menunjukkan arah direktivitas dan gain dari antena. Pada dasarnya antena memancarkan sinyal ke segala arah, sehingga pola radiasi dari antena seharusnya digambarkan dalam bentuk 3 dimensi. Namun demikian untuk mengurangi kompleksitas, seringkali pola radiasi diplot dalam bentuk 2 dimensi saja. Bidang yang digunakan untuk melakukan pemetaan pola radiasi ini adalah E-plane (bidang vertikal, bidang elevasi) dan H-plane (bidang horisontal, bidang azimuth). 9

10 Direktivitas dan gain antena Direktivitas merupakan besaran yang menyatakan arah dimana antena memancarkan daya paling besar. Sedangkan Gain merupakan besaran yang menyatakan perbandingan antara daya maksimum yang dipancarkan dengan besarnya daya pancar dari antena isotropis. Satuan dari Gain adalah dbi. Berdasarkan persamaan Friis Transmission Equation, besarnya Gain dapat dihitung dengan persamaan sbb : o o o o o G = Gain antena (dbi) d = Jarak antena antena $20 % 10 & '( & )( *, dimana : λ 0 = Panjang gelombang dalam freespace P rx = Daya yang diterima oleh RX (dbm) P tx = Daya yang dipancarkan oleh TX (dbm) Berdasarkan nilai dari direktivitas antena, maka antena dibagi menjadi dua jenis yaitu antena omnidirectional dan antena directional. Antena omnidirectional adalah antena yang didesain untuk meradiasikan daya secara seragam di satu bidang dan lebih kecil di arah yang lain. Sedangkan antena directional adalah antena yang meradiasikan daya secara maksimum di satu arah, sedangkan diarah lain lebih kecil. Elemen matched dan mismatched Beberapa parameter yang digunakan untuk mengukur tingkat kesepadanan antara antena dengan sistem adalah sbb : o Reflected power (db), merupakan daya yang dipantulkan antena ke saluran transmisi disebabkan ketidaksesuaian impedansi antena dengan impedansi saluran transmisi. Pada kondisi ideal, besarnya daya yang dikirim ke antena melalui saluran transmisi (P fwd ) sama besar dengan daya yang diradiasikan oleh antena (P emit ). Namun di lapangan ketidaksesuaian impedansi seringkali terjadi, sehingga daya yang diradiasikan selalu lebih kecil dari daya yang diterima dari saluran transmisi dan daya yang dikembalikan ke saluran transmisi (P ref ) muncul. Gambar 1. Distribusi daya pada sistem mismatched o Standing Wave Ration (SWR). Ketika terjadi ketidaksesuaian impedansi antara antena dengan saluran transmisi, maka dari daya yang dikirim ke antena, ada sebagian daya yang 10

11 o o dikembalikan ke saluran transmisi. SWR merupakan besaran yang menyatakan perbandingan daya yang dipantulkan terhadap daya yang dikirimkan ke antena, dimana SWR dapat dihitung dengna persamaan sbb : SWR. / < 03=, dimana :. / :. 894 < >0? V max = amplitudo maksimum dari penjumlahan amplitudo sinyal datang dan amplitudo sinyal yang dipantulkan V min = amplitudo minimum dari penjumlahan amplitudo sinyal datang dan amplitudo sinyal yang dipantulkan V fwd = tegangan dari sinyal datang V r = tegangan dari sinyal yang dipantulkan Z ant = impedansi antena Z sat = impedansi saluran transmisi Return-Loss menyatakan besarnya daya yang dipantulkan. Satuan dari return loss adalah decibell (db). Untuk menghitung nilai return loss dapat digunakan persamaan sbb FGG HIJ20 K L"@J1 L"@1 M Mismatch loss merupakanbesaran yang menyatakan daya yang hilang dibandingkan dengan daya yang dikirim oleh saluran transmisi. Rugi-rugi ini terjadi akibat ketidaksesuaian impedansi antara antena dan saluran transmisi. Mismatch loss dapat dihitung dengan persamaan sbb : NOGPBQR GG HIJ10! SAD DATAQBAH%I# dimana SAD DATAQBA H%I1JK L"@J1 L"@1 M Gambar dibawah ini menggambarkan berbagai kondisi impedansi pada rangkaian, kondisi impedansi yang sesuai (matched, gambar 3) dan kondisi impedansi tidak sesuai (gambar 2 dan gambar 1). Gambar 2. Distribusi tegangan pada berbagai kondisi impedansi 11

12 MODUL 1 MENGENAL PERALATAN PRAKTIKUM UNTUK MENGUKUR PITA FREKUENSI ANTENA DAN PRINSIP DASAR PENGUKURAN POLA RADIASI 1. Tujuan : 1. Mengenal kit praktikum yang digunakan untuk menghindari terjadinya kesalahan instalasi perangkat praktikum yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada peralatan. 2. Memahami konsep SWR dan return loss pada antena beserta kaitannya terhadap bandwidth. 3. Memahami prinsip pengukuran pola radiasi secara 2 dimensi. 4. Memahami konsep elevasi dan azimuth pada pengukuran pola radiasi antena. 5. Mampu menggambar pola radiasi dalam bidang 2 dimensi. 6. Mampu membuat ekstrapolasi pola radiasi antena dalam bentuk 3 dimensi dari data pengukuran secara 2 dimensi. 2. Unit yang digunakan : 1. Tiang pemancar dengan pemutar otomatis 2. Tiang penerima 3. Kabel dan konektor 4. Kit Antenna EAN-1 : Monopole antenna 5. Antena penerima wide-band log periodic 6. Tiang pemancar dengan pemutar manual 7. Penggaris panjang/meteran. 3. Prosedur praktikum : A. Pengenalan peralatan 1. Lakukan identifikasi 4 unit utama dalam praktikum ini : kabel dan konektor, tiang pemancar, tiang penerima, dan kit Antenna. 2. Amati dengan seksama kabel dan juga konektor yang harus dihubungkan dengan setiap elemen yang ada yaitu : generator RF, motor penggerak (stepper motor), dan spectrum analyzer(terletak menyatu dengan control box EANC). 3. Amati tiang pemancar dan tiang penerima dengan baik. Pada tiang pemancar terdapat dua buah pegangan untuk meletakkan antena. Pada tiang penerima terdapat antena pita lebar log periodic yang didesain khusus sebagai penerima yang digunakan pada praktikum ini. 4. Perhatikan kit antenna EAN-1, dan identifikasi semua jenis antena yang terdapat pada kit tersebut. 12

13 B. Pengukuran bandwidth antena 1. Ambil antena monopole dari kit antena EAN-1, dan pasang pada tiang pemancar dengan posisi horisontal. 2. Dengan menggunakan penggaris panjang, pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 3. Pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama. 4. Lakukan pengecekan dengan menggunakan penggaris panjang agar indicator sudut pada tiang pemancar terletak pada sudut Hubungkan tiap elemen ke konektor yang sesuai. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. Jika terlihat bahwa kabel sudah terhubung, tetap lakukan pengecekan untuk memastikan bahwa kabel telah terpasang dengan baik. 6. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 7. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 8. Pada bagian Antenna Test pilihlah Antenna Bandwidth Test 9. Tekan tombol START TEST untuk memulai dan tunggu sampai perangkat ini selesai melakukan pengukuran. Selesainya pengukuran ditandai dengan indicator TEST FINISHED berwarna hijau. 10. Tekan tombol Print Plot untuk menyimpan data hasil pengukuran pada folder yang telah ditetapkan oleh asisten. 11. Cari rentang frekuensi dimana harga SWR kurang dari 1.5. Rentang frekuensi tersebut merupakan bandwidth dari antena. 12. Cari posisi frekuensi dimana harga SWR nya paling rendah. Frekuensi ini adalah frekuensi kerja dari antena. C. Pengukuran pola radiasi untuk bidang horizontal (azimuth radiation pattern) 1. Pasang antena monopole pada tiang pemancar dengan posisi horisontal. 2. Dengan menggunakan penggaris panjang, pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 13

14 3. Pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama. 4. Lakukan pengecekan dengan menggunakan penggaris panjang agar indicator sudut pada tiang pemancar terletak pada sudut Hubungkan tiap elemen ke konektor yang sesuai. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. Jika terlihat bahwa kabel sudah terhubung, tetap lakukan pengecekan untuk memastikan bahwa kabel telah terpasang dengan baik. 6. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 7. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 8. Pada bagian Antenna Test pilihlah Antenna Radiation Pattern. Pada bagian Antenna Type pilihlah Monopole Antenna. 9. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran pola radiasi. 10. Pada pengukuran, amati posisi antena pada saat pola radiasi yang dipancarkan adalah maksimum. 11. Tunggu sampai perangkat ini selesai melakukan pengukuran sampai satu putaran penuh sehingga posisi antena monopole kembali ke posisi awal. Penting : Perhatikan posisi kabel yang terhubung pada tiang pemancar. Pastikan kabel dalam posisi yang baik sehingga tidak mengganggu putaran tiang. 12. Tekan tombol Print Plot untuk menyimpan data hasil pengukuran pada folder yang telah ditentukan oleh asisten. 13. Amati gambar dengan seksama. D. Pengukuran pola radiasi untuk bidang vertikal (elevation radiation pattern) 1. Lepaskan antena monopole dari tiang pemancar dan bukalah dudukan antena horisontal dari tiang. 2. Pasang kembali antena monopole di tiang yang sama dengan posisi vertikal. Dengan menggunakan mistar, pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 3. Pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama. 4. Lakukan pengecekan dimana indicator sudut pada tiang pemancar terletak pada sudut Periksa kembali tiap hubungan elemen praktikum ke konektor yang sesuai. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. 6. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 7. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 8. Pada bagian Antenna Test pilihlah Antenna Radiation Pattern. Pada bagian Antenna Type pilihlah Monopole Antenna. 9. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran pola radiasi. 10. Pada pengukuran, amati posisi antena pada saat pola radiasi yang dipancarkan adalah maksimum. 14

15 14. Tunggu sampai perangkat ini selesai melakukan pengukuran sampai satu putaran penuh sehingga posisi antena monopole kembali ke posisi awal. Penting : Perhatikan posisi kabel yang terhubung pada tiang pemancar. Pastikan kabel dalam posisi yang baik sehingga tidak mengganggu putaran tiang. 15. Tekan tombol Print Plot untuk menyimpan data hasil pengukuran pada folder yang telah ditentukan oleh asisten. 16. Amati gambar dengan seksama.. E. Pengukuran pola radiasi untuk bidang horisontal (azimuth radiation pattern) secara semi manual. 1. Lepaskan antena monopole dari tiang pemancar otomatis dan pasanglah antena monopole secara horisontal dengan menggunakan adapter berbentuk siku pada tiang pemancar putaran manual. 2. Pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 3. Pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama. 4. Lakukan pengecekan dimana indicator sudut pada tiang pemancar terletak pada sudut Hubungkan tiap elemen ke konektor yang sesuai. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. 6. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 7. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 8. Pada bagian Antenna Test pilihlah Power signal measurement. Pada bagian Antenna Type pilihlah Monopole Antenna. 9. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran daya. 10. Catatlah daya RCV-P yang terbaca pada layar monitor. 11. Putar secara manual tiang pemancar sebesar Dan ulangi langkah 8 sd Ulangi langkah 11 sampai tiang pemancar berputar Plot hasil pencatatan ini pada diagram polar. Bandingkan dengan hasil pengukuran pada percobaan C. F. Pengukuran pola radiasi untuk bidang vertikal (elevation radiation pattern) secara semi manual. 1. Lepaskan antena monopole dari tiang pemancar manual, dan pasang kembali di tiang yang sama dengan posisi vertikal. Pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 2. Lakukan langkah 2 sampai langkah 13 pada percobaan E. G. Pengukuran antena dipol λ/2 1. Ulangi prosedur percobaan B, C, D, E, dan F untuk antena dipol λ/2 15

16 MODUL 2 PENGARUH LINGKUNGAN SEKITAR ANTENA TERHADAP DAYA 1. Tujuan : Secara teoritis, sebuah antena didesain untuk memiliki sebuah pola radiasi dan parameter tertentu. Parameter antena yang didapat dari hasil desain baik secara perhitungan maupun simulasi perangkat lunak merupakan parameter yang didapat pada kondisi free space. Free space berarti bahwa daerah tempat antena diletakkan tidak memiliki benda benda yang tidak menyerap ataupun memantulkan gelombang. Namun demikian, pada prakteknya parameter-parameter antena tersebut dapat berubah setelah antena tersebut diletakkan pada suatu tempat karena pada dasarnya performansi sebuah antena dipengaruhi oleh lingkungan sekitar. Praktikum disini bertujuan untuk memperlihatkan bagaimana pola radiasi, daya, dan parameter antena lainnya berubah setelah diletakkan suatu benda di sekitar antena. Selain itu ingin dilihat juga pengaruh pantulan dan jgua perubahan jarak terhadap daya yang diterima. 2. Unit yang digunakan : 1. Tiang pemancar 2. Tiang penerima 3. Kabel dan konektor 4. Control Box EANC 5. Kit Antenna EAN-1 : Antena Yagi-Uda 6. Material-1, Material-2, Material-3, dan Material Mistar, meteran, obeng. 3. Prosedur praktikum : A. Pengukuran pola radiasi antena Yagi-Uda pada kondisi free space 1. Ambil antena Yagi-Uda dari kit EAN-1 dan pasang pada tiang pemancar pada posisi horizontal. 2. Pastikan bahwa antena pada tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 1.5 meter. 3. Dengan menggunakan mistar, pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama. 4. Lakukan pengecekan dimana indicator sudut pada tiang pemancar terletak pada sudut Hubungkan tiap elemen ke konektor yang sesuai dan pastikan tterhubung dengan baik. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. 6. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 16

17 7. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 8. Pada bagian Antenna Test pilihlah Antenna Radiation Pattern. Pada bagian Antenna Type pilihlah Yagi-Uda Antenna. 9. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran pola radiasi. 10. Perhatikan posisi antena yang memiliki pola radiasi maksimum. 11. Tunggu sampai perangkat ini selesai melakukan pengukuran sampai satu putaran penuh sehingga posisi antena Yagi-Uda kembali ke posisi awal dan indicator TEST FINISHED pada monitor berwarna hijau. 12. Tekan tombol Print Plot untuk menyimpan data hasil pengukuran. 13. Tandai bagian pada antena Yagi-Uda yang memiliki pola radiasi maksimum. B. Pengukuran daya pancar pada antena Yagi-Uda pada berbagai kondisi 1. Setelah selesai percobaan A, dengan posisi konektor antar elemen tidak berubah, atur posisi sehingga jarak antara antena penerima dan antena pemancar tetap 1.5 m, dan kedua antena dengan posisi pola radiasi maksimum saling berhadapan. 2. Gunakan perangkat lunak EANC, dan pada bagian Antenna Test pilihlah Power signal measurement dan pada bagian Antenna Type pilihlah Yagi-Uda Antenna. 3. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran daya dan tunggu sampai perangkat lunak selesai melakukan pengukuran. Catat nilai RCV-P yang tertera pada monitor. 4. Letakkan Material-1 di tengah-tengah antena pemancar dan penerima, dan ulangi langkah 2 dan Letakkan Material-2 di tengah-tengah antena pemancar dan penerima, dan ulangi langkah 2 dan Letakkan Material-3 di tengah-tengah antena pemancar dan penerima, dan ulangi langkah 2 dan Letakkan Material-4 di tengah-tengah antena pemancar dan penerima, dan ulangi langkah 2 dan 3. C. Pengaruh pantulan terhadap daya yang diterima untuk berbagai kondisi Pastikan posisi tiap konektor tidak berubah seperti pada percobaan A dan B 2. Aturlah posisi antena penerima, antena Yagi-Uda, dan Material-1 seperti gambar dibawah dengan jarak terdekat antar antena adalah 1.3 m. 3. Gunakan perangkat lunak EANC, dan pada bagian Antenna Test pilihlah Power signal measurement dan pada bagian Antenna Type pilihlah Yagi-Uda Antenna. 4. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran daya dan tunggu sampai perangkat lunak selesai melakukan pengukuran. Catat nilai RCV_P yang tertera pada monitor. 5. Gantilah Material-1 dengan Material-2, dan ulangi langkah 3 dan Gantilah Material-2 dengan Material-3, dan ulangi langkah 3 dan Gantilah Material-3 dengan Material-4, dan ulangi langkah 3 dan 4. 17

18 D. Pengaruh pantulan terhadap daya yang diterima untuk berbagai kondisi Pastikan posisi tiap konektor tidak berubah seperti pada percobaan A dan B 2. Aturlah posisi antena penerima, antena Yagi-Uda, dan Material-1 seperti pada percobaan C dengan jarak terdekat antar antena adalah 0.75 m sehingga sudut yang terbentuk adalah Gunakan perangkat lunak EANC, dan pada bagian Antenna Test pilihlah Power signal measurement dan pada bagian Antenna Type pilihlah Yagi-Uda Antenna. 4. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran daya dan tunggu sampai perangkat lunak selesai melakukan pengukuran. Catat nilai RCV_P yang tertera pada monitor. 5. Gantilah Material-1 dengan Material-2, dan ulangi langkah 3 dan Gantilah Material-2 dengan Material-3, dan ulangi langkah 3 dan 4. E. Pengaruh jarak terhadap daya pancar 1. Ambil antena Yagi-Uda dari kit EAN-1 dan pasang pada tiang pemancar pada posisi horizontal. 2. Pastikan bahwa tiang pemancar dan tiang penerima pada jarak 0.5 meter. 3. Pastikan bahwa antena penerima (wide-band log periodic) dan antena monopole yang akan diukur terletak pada ketinggian yang sama dan kedua antena dalam posisi dimana pola radiasi maksimum saling berhadapan. 4. Hubungkan tiap elemen ke konektor yang sesuai. Antena pemancar dihubungkan ke RF generator output connector, motor stepper disambungkan ke motor controller connector, dan antena penerima dihubungkan ke RF input connector. 5. Pastikan bahwa saklar pada bagian belakang unit ini dalam posisi ON. 6. Buka perangkat lunak EANC dan tekan tombol START. 7. Pada bagian Antenna Test pilihlah Power signal measurement dan pada bagian Antenna Type pilihlah Yagi-Uda Antenna. Catatlah nilai RCV P yang tertera pada monitor. 8. Tekan tombol START TEST untuk memulai pengukuran. 9. Lakukan pengukuran dengan mengubah jarak antara TX dan RX menjadi 1.0 m dan lakukan pengukuran seperti langkah 7. 18

19 10. Ulangi pengukuran pada langkah 9 untuk jarak antar kedua antena 1.5 m 11. Ulangi pengukuran pada langkah 9 untuk jarak antar kedua antena 2 m 12. Ulangi pengukuran pada langkah 9 untuk jarak antar kedua antena 2.5 m 13. Gunakan data hasil pengukuran pada jarak 0.5 m untuk menghitung besarnya daya yang dipancarkan oleh antenna Yagi-Uda dengan menggunakan rumus VPWP WPE OBADOP XYZY ZY[\ ]^Y[_Y`Y[ a, dimana d adalah jarak antara TX dan RX. 14. Dengan rumus yang sama, hitung berapa besar daya yang diterima untuk berbagai jarak antara TX dan RX, dimana besarnya daya yang dipancarkan didapat dari perhitungan pada langkah 13. Catat hasil percobaan dan perhitungan di tabel yang disediakan. 19

20 MODUL 3 PENGUKURAN BANDWIDTH DAN POLA RADIASI MENGGUNAKAN ALAT UKUR VECTOR NETWORK ANALYZER 1. Tujuan : Perkembangan teknologi telekomunikasi di berbagai aspek dengan berbagai nilai frekuensi operasi, lebar pita, dan pola radiasi, menyebabkan teknologi menyangkut antena pun berkembang pesat. Antena dalam berbagai bentuk telah diciptakan untuk melayani kebutuhan berbagai sistem yang ada. Percobaan kali ini bertujuan untuk mengamati pita frekuensi dan pola radiasi antena dengan menggunakan alat ukur vector network analyzer. 2. Unit yang digunakan : 1. VNA planar TR1300/1 2. Kit kalibrasi : Planar N Personal computer dengan perangkat lunak TRVNA 4. 2 buah kabel coaxial RG50 connector N 5. Tiang pemancar yang dapat diputar secara manual (rotator tower) 6. Tiang penerima dipasang fix. 7. Adaptor N to SMA 8. Kit Antenna EAN-1 : Antena Monopole, Antena Dipole λ/2. 3. Prosedur praktikum : A. Kalibrasi alat ukur VNA 1 port dan pengukuran pita frekuensi 1. Periksa ketersediaan semua unit yang digunakan. 2. Pastikan semua kabel yang terhubung antara VNA Planar TR1300/1 dan PC tersambung dengan benar. 3. Nyalakan VNA planar TR1300/1 dan buka perangkat lunak TRVNA pada PC 4. Pada perangkat lunak TRVNA, klik tombol Stimulus, lalu isi pada bagian Start 300 Mhz, pada bagian Stop diisi 1.3 GHz, pada bagian Point diisi

21 5. Klik tombol Calibration. Setelah muncul menu pulldown, lakukan sbb : i. Correction off ii. Pilih Cal-Kit : N1.1 type N-F iii. Pilih Calibrate iv. Pilih Full one port Calibration v. Ambil beban Open dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1. Pada layar monitor klik tombol OPEN, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol OPEN. Buka beban Open dari kabel Port 1. vi. Ambil beban Short dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1. Pada layar monitor klik tombol SHORT, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol SHORT. Buka beban Short dari kabel Port 1. vii. Ambil beban Load dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1 dengah mengugnakan adapter N-F. Pada layar monitor, klik tombol LOAD, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol LOAD, kemudian klik tombol APPLY. Buka beban Load dari kabel Port 1. viii. Perhatikan pada layar bahwa tampilan garis berwarna hijau menjadi lurus. 6. Ubah tampilan grafik menjadi grafik SWR. 7. Ambil antena Monopole dari kit antena EAN-1 Hubungkan antena Monopole dengan kabel Port 1. Dengan menggunakan marker, tandai nilai SWR terendah dan catat besarnya nilai SWR tersebut beserta nilai frekuensinya. Bandingkan nilai yang didapat dengan hasil percobaan pada modul Buatlah gambar menjadi diam dengan menekan tombol pada layar dengan urutan sbb : MENU TRACE MAXHOLD. 9. Dengan menggunakan marker tambahan, tandai pita frekuensi yang memiliki nilai SWR < 1.5 dan catat lebar pita frekuensi tersebut beserta harga SWR nya. 10. Simpanlah data hasil pengukuran pada folder yang telah ditentukan oleh asisten dengan menekan tombol sbb : SYSTEM SAVE SAVE TRACE DATA. 11. Lepaskan antena Monopole dari kabel Port 1 dan pasang antena Monopole pada Tiang pemancar yang berputar secara manual dan hubungkan konektor pada tiang pemancar tersebut (berupa kabel tipis berwarna biru) dengan kabel pada Port Perhatikan perbedaan konfigurasi pada no. 7 dan no Letakkan marker pada posisi frekuensi yang didapat pada langkah no. 7 dan catat harga SWR. 14. Bandingkan harga SWR yang didapat pada langkah no. 7 dan no Ganti antena monopole dengan antena dipol λ/2, ulangi langkah 1 sampai 14. CATATAN: Perhatikan type antenna yang dipilih setiap melakukan penggantian antena. B. Kalibrasi alat ukur VNA 2 port dan pengukuran pola radiasi vertikal 1. Atur tampilan pada layar monitor, sehingga grafik yang dihasilkan adalah S11 dalam format LOG MAG 2. Pada perangkat lunak TRVNA, klik tombol Stimulus, lalu isi pada bagian Start 300 Mhz, pada bagian Stop diisi 1.3 GHz, pada bagian Point diisi Klik tombol Calibration. Setelah muncul menu pulldown, lakukan sbb : i. Correction off ii. Pilih Cal-Kit : N1.1 type N-F 21

22 iii. Pilih Calibrate iv. Pilih One Path 2 Port Calibration v. Ambil beban Open dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1. Pada layar monitor klik tombol OPEN, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol OPEN. Buka beban Open dari kabel Port 1. vi. Ambil beban Short dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1. Pada layar monitor klik tombol SHORT, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol SHORT. Buka beban Short dari kabel Port 1. vii. Ambil beban Load dari kit kalibrasi dan pasang beban tersebut pada kabel Port 1 dengah mengugnakan adapter N-F. Pada layar monitor, klik tombol LOAD, dan tunggu sampai muncul tanda checklist pada tombol LOAD. Buka beban Load dari kabel Port 1 dan posisi adapter tetap terhubung pada kabel Port 1. viii. Hubungkan kabel Port 1 dan kabel Port 2, setelah itu klik tombol THRU, kemudian tunggu sampai tanda checklist muncul pada tombol THRU, kemudian klik APPLY. ix. Perhatikan pada layar bahwa tampilan garis berwarna hijau menjadi lurus. 4. Pasang antena Monopole pada tiang pemancar rotator dan hubungkan kabel Port 1 ke tiang tersebut. 5. Pasang antena Wide band Logperiodic pada tiang penerima dan atur agar posisi antena pemancar dan penerima sama tinggi dengan jarak antar keduanya 1.5 m dan posisi sudut 0 0 terletak pada garis yang menghubungkan tiang pemancar dan tiang penerima. Atur agar posisi antena pemancar dan penerima tidak banyak berubah nilai S11 nya jika Anda bergerak di sekitar antena. 6. Ubah grafik pada monitor sehingga menjadi grafik S Dengan menggunakan data frekuensi dengan nilai SWR terendah dari percobaan A langkah no. 7, tandai nilai frekuensi tersebut dengan menggunakan marker dan catat nilai S21 yang tertera pada layar monitor. 8. Putar posisi antena pada tiang pemancar, sehingga posisi sudut bertambah Catatlah nilai S21 yang tertera pada layar untuk nilai frekuensi yang sama dengan pengukuran pada langkah Ulangi langkah no. 7 sampai pengukuran dilakukan satu putaran penuh dengan penambahan tiap Lakukan normalisasi, dan plotlah hasil pengukuran ini pada diagram polar. 11. Ganti antena monopole dengan antena dipol λ/2, ulangi langkah 4 sampai 10. C. Kalibrasi alat ukur VNA 2 port dan pengukuran pola radiasi horisontal 1. Pertahankan agar semua posisi unit praktikum pada percobaan B tidak berubah. 2. Lepas antena yang sedang terpasang pada tiang pemancar. 3. Pasang antena monopole pada tiang pemancar dengan posisi horizontal dengan menggunakan adapter siku. Atur agar posisi antena stabil. 4. Ubah tampilan grafik agar menjadi grafik S Lakukan kalibrasi seperti langkah 3 pada percobaan B. 6. Lakukan langkah 5 sd. 11 pada percobaan C. 22