BAB 10 ULTRA HIGH FREQUENCY ANTENNA Kompetensi: Mahasiswa mampu menjelaskan secara lisan/tertulis mengenai jenis-jenis frekuensi untuk komunikasi, salah satunya pada rentang band Ultra High Frequency (HF). Mahasiswa diharapkan dapat mengerti konsep antenna pada frekuensi ini. Aplikasi, unjuk kerja, permasalahan yang dihadapi saat ini, sehingga mampu mendesain sendiri antenna UHF. Ultra High Frequency (UHF) merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi antara 300 MHz sampai dengan 3 GHz (3.000 MHz). Panjang gelombang berkisar dari satu sampai 10 desimeter atau sekitar 10 cm sampai 1 meter, sehingga UHF juga dikenal sebagai gelombang desimeter. 10.1 Spesifikasi Antena UHF Salah satu jenis antena UHF yang populer adalah antena Yagi-Uda. Antena Yagi atau juga dikenal antena Yagi-Uda digunakan secara luas dan merupakan salah satu antena dengan desain paling sukses atau banyak digunakan untuk aplikasi RF direktif. Antena Yagi-Uda adalah nama lengkapnya, pada umumnya dikenal dengan sebutan Yagi atau antena Yagi. Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio. Antena ini dulu banyak digunakan pada Perang Dunia ke-2 karena antena ini amat mudah dibuat dan tidak terlalu ribet. Antena Yagi adalah antena direksional, artinya dia hanya dapat mengambil atau menerima sinyal pada satu arah (yaitu depan). Oleh karena itu, antena ini berbeda dengan antena dipole standar yang dapat mengambil sinyal sama baiknya dalam setiap arah. Antena dipole adalah antena paling sederhana, dia hanya menggunakan satu elemen tunggal. Antena Yagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 20 db. a. Sejarah Antena Yagi-Uda
Pada tahun 1926 Dr. Hidetsugu Yagi dan Dr. Shintaro Uda dari Tohoku Imperial University menemukan sebuah antena yang saat ini umum digunakan, antena ini dinamakan Yagi Uda. Tetapi biasanya lebih sering disebut antena Yagi. Antena Yagi Uda mudah kita jumpai di Indonesia, biasa digunakan sebagai Antena TV yang dipasang di atap rumah. Antena Yagi bekerja pada jangkauan frekuensi 30 MHz sampai 3GHz. Dengan jarak 40 sampai 60 km. b. Prinsip Kerja Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio. Antena Yagi adalah antena direksional, artinya dia hanya dapat mengambil atau menerima sinyal pada satu arah (yaitu arah depan). Antena Yagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 20 db. c. Elemen Penyusun Antena Yagi-Uda Antena Yagi Uda disusun dengan beberapa elemen atau bagian. Elemen Antena Yagi Uda terdiri dari : 1. Driven Driven adalah titik catu dari kabel antena, biasanya panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang (0,5 λ) dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima. 2. Reflector Reflektor adalah bagian belakang antena yang berfungsi sebagai pemantul sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang daripada driven. Panjang biasanya adalah 0,55 λ (panjang gelombang). 3. Director
Director adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit lebih pendek daripada driven. Penambahan batang director akan menambah gain antena, namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin banyak jumlah director, maka semakin sempit arahnya. 4. Boom Boom adalah bagian ditempatkannya driven, reflector, dan director. Boom berbentuk sebatang logam atau kayu yang panjangnya sepanjang antena itu. Antena Yagi, juga memiliki spasi (jarak) antara elemen. Jaraknya umumnya sama, yaitu 0.1 λ dari frekuensi. Ilustrasi elemen penyusun Yagi-Uda ditunjukkan pada Gambar 10.1. Gambar 10.1. Geometri Antena Yagi-Uda
Contoh gambar antenna Yagi-Uda ditunjukkan pada Gambar 10.2. Gambar 10.2. Antena Yagi-Uda d. Pola Radiasi Antenna Yagi-Uda Antena mempunyai karakteristik tersendiri yang disebut Pola Radiasi. Pola Radiasi antena yagi adalah 'Direksional', artinya perambatan sinyal dari antena ini hanya terletak pada satu arah garis lurus. Jika terjadi kemiringan sudut dari antena pemancar atau sumber sinyal, maka sinyal yang terjadi akan menjadi kurang bagus. Pola radiasi direksional Antena Yagi Uda ditunjukkan pada Gambar 10.3.
Gambar 10.3. Pola radiasi antenna Yagi-Uda 10.2 Aplikasi Komunikasi Menggunakan Antena UHF Antena Ultra High Frequency (UHF) biasa digunakan untuk televisi. Namun terkadang radio komunikasi juga menggunakan frekuensi UHF, karena frekuensi ini tidak terlalu ramai digunakan untuk radio komunikasi. Beberapa contoh aplikasi lainnya adalah: a. Telepon seluler yang mampu mengirim dan menerima dalam spektrum UHF. b. UHF banyak digunakan oleh badan-badan pelayanan publik untuk komunikasi radio dua arah, biasanya menggunakan modulasi frekuensi narrowband. Modem radio narrowband menggunakan frekuensi UHF untuk komunikasi data jarak jauh misalnya untuk pengawasan dan pengendalian jaringan distribusi tenaga listrik. c. Siaran radio. d. Operator radio amatir. Di Indonesia, Organisasi Amatir Radio Republik Indonesia (ORARI) memiliki peran yang sangat vital terutama pada komunikasi dalam keadaan darurat. Saat ini Jurusan Teknik Fisika khususnya dan Fakultas Teknik UGM telah mempunyai Memorandum of Understanding (MoU) dengan ORARI. e. Global Positioning System. f. Mendeteksi luahan parsial. Luahan parsial terjadi karena geometri tajam diciptakan dalam peralatan berisolasi tegangan tinggi. Keuntungan deteksi UHF adalah dapat
digunakan untuk melokalisasi sumber pembuangannya. Sedangkan kelemahannya adalah sangat sensitif terhadap kebisingan eksternal. Metode pendeteksian UHF ini mulai digunakan untuk transformator distribusi yang besar, terutama untuk Wi-Fi, Bluetooth dan transfer energi nirkabel lainnya. g. Beberapa identifikasi frekuensi radio menggunakan UHF yang umumnya dikenal sebagai UHFID atau Ultra-HighFID (Ultra-High Frequency Identification). Contoh sederhananya dan yang sering kita lihat adalah alat bertenaga baterai kecil seperti yang digunakan untuk membuka pintu mobil dari jarak jauh. h. Semua frekuensi dalam pita UHF digunakan untuk menembus radar, serta frekuensi pada pita VHF. Umumnya, semakin rendah frekuensi, semakin besar kedalaman penetrasi sinyal radar. Frekuensi 250 Mhz, 500 MHz dan 100 MHz biasanya digunakan untuk geofisika arkeologi, sedangkan frekuensi di bawah 100 MHz digunakan untuk geofisika geologi dan pertambangan.