Antena Indoor Ceiling Mount Antenna

BAB 2 TEORI DASAR

2.1 Antena

Antena merupakan elemen penting yang ada pada setiap sistem telekomunikasi tanpa kabel nirkabel pada zaman ini, tidak ada sistem telekomunikasi wireless yang tidak memiliki antena khususnya pada sistem Wireless Fidelity. Antena adalah alat untuk mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, bergantung kepada pemakaian dan penggunaan frekuensinya. Antena bisa berwujud berbagai bentuk, mulai dari seutas kabel, dipole, grid ataupun yagi. Antena adalah alat pasif tanpa catu daya power, yang tidak bisa meningkatkan kekuatan sinyal radio. Itu seperti reflektor pada lampu senter, membantu mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal [1]. Sistem antena mempunyai beberapa komponen, yaitu feed system, konektor coaxial, mounting hardware. Feed system dikenal juga dengan istilah saluran transmisi saltrans. Saluran transmisi ini membawa power dari dan menuju antena. Feed system biasanya berupa coaxial dan konektor coaxial mentransfer power antara bagian-bagian yang berbeda pada saluran transmisi. Mounting hardware menghubungkan antena dengan tiang antena. Mounting hardware inilah yang mengikat antena ke menara, tiang, atau gedung [2]. Universitas Sumatera Utara

2.2 Jenis-Jenis Antena

Beberapa tipe antena yang biasa digunakan pada jaringan wireless dan banyak tersedia di pasaran adalah antena Isotropis, antena RF dan antena Uni Directional Dipole, antena Semi Directional, antena High Directional yang salah satu contohnya adalah antena Ceiling Indoor.

2.2.1 Antena Isotropis

Antena isotropis merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Oleh karena itu, dikatakanlah pola radiasi antena isotropis berbentuk bola. Antena ini tidak ada dalam dunia nyata dan hanya digunakan sebagai dasar untuk merancang dan menganalisa stuktur antena yang lebih kompleks. Pada Gambar 2.1 menunjukkan gambar antena isotropis. Gambar 2.1 Antena Isotropis

2.2.2 Antena RF

Antena RF merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengubah sinyal frekuensi yang tinggi dalam suatu saluran transmisi kabel atau waveguide ke dalam gelombang propagasi di udara. Berikut ini adalah kategori umum dari antena RF yaitu antena Omni Directional, antena Semi Directional dan antena Highly Directional.

2.2.3 Antena Unidirectional Dipole

Antena directional Dipole atau Omni Directional yaitu jenis antena yang memiliki pola pancaran sinyal ke segala arah dengan daya yang sama. Untuk menghasilkan cakupan area yang luas maka gain dari antena Omni Direktional harus memfokuskan dayanya secara horizontal mendatar, dengan mengabaikan pola pemancaran ke atas dan ke bawah, sehingga antena dapat diletakkan di tengah-tengah base station. Dengan demikian keuntungan dari antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang lebih banyak. Namun, kesulitannya adalah pada pengalokasian frekuensi untuk setiap sel agar tidak terjadi interferensi. Pada Gambar 2.2 menunjukkan suatu radiasi dari antena dipole yang dikonsentrasikan ke dalam suatu daerah yang terlihat seperti donat, dengan posisi antena dipole yang vertikal yang disebut dengan hole dari donat. Sinyal dari suatu antena Omni Directional radiasinya 360 derajat. Penguatan tertinggi terlihat saat tekanan berada di puncak bagian donat. Gambar 2.2 Antena Donat Dipole Radiasi dari antena dipole sama dalam semua arah di setiap sumbu axisnya, tetapi radiasinya tidak terlalu panjang dari kawatnya sendiri. Gambar bagian samping dari radiator antena dipole seperti gelombang radiasi pada Gambar 2.2. Gambar ini juga mengilustrasikan bentuk antena dipole seperti angka 8 dalam bentuk-bentuk radiasinya jika digambarkan dari samping seperti antena yang tegak lurus. Gambar 2.3 menunjukkan cakupan area dengan penguatan terbesar dari antena Omni Directional dan juga pada Gambar 2.4 ditunjukkan cakupan area dengan penguatan terbesar dari antena Omni Directional. Gambar 2.3 Gambar Samping radiator Antena Dipole Gambar 2.4 Cakupan area dengan penguatan terbesar dari antena Omni Directional Antena Omni Directional umumnya digunakan untuk desain point-to- multipoint dengan menggunakan topologi star, dan dapat dilihat pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Hubungan Point-to-Multipoint

2.2.4 Antena Semi Directional

Antena Semi Directional terdiri dari bermacam-macam bentuk dan jenis. Beberapa tipe antena Semi Directional yang sering digunakan bersama wireless LAN adalah antena Patch, Panel dan Yagi. Pada Gambar 2.6 menunjukkan contoh antena Semi Directional. Gambar 2.6 Contoh Antena Semi Directional Antena Semi Directional sering memancarkan dalam bentuk hemispherical atau pola lingkup silinder seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.7. Gambar 2.7 Jangkauan Antena Semi Directional Selanjutnya pada Gambar 2.8 menggambarkan hubungan antara dua bangunan yang menggunakan antena Semi Directional. Gambar 2.8 . Hubungan Point-to-Point Menggunakan Antena Semi Directional

2.2.5 Antena High Directional

Antena Highly Directional memiliki daerah pancaran sinyal yang terbatas dari tipe antena apapun dan mempunyai gain yang besar dari ketiga group antena tetapi antena jenis ini mempunyai beamwidth yang sangat terbatas dan harus ditujukan secara akurat satu sama lain. Pada Gambar 2.9 menunjukkan bentuk pola radiasi antena Highly Directional. Gambar 2.9 Pola Radiasi Antena Highly Directional Antena Highly Directional secara khusus berbentuk cekung atau berbentuk piringan satelit. Contoh dari antena Highly Directional, yakni antena parabolic dan antena grid, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.10. Antena jenis ini cocok untuk jarak jauh dan untuk hubungan wireless point-to-point dan memancarkan pada jarak hingga 25 mil 42km [4]. Gambar 2.10 Contoh Antena Highly Directional

2.3. Indoor Ceiling Mount Antenna

Antena ini merupakan salah satu antena Omni Directional yang meradiasikan sinyal ke semua arah secara horizontal, tetapi juga menunjukkan adanya direktivitas dalam arah vertikal dengan mengonsentrasikan energinya ke bentuk kue donat. Kebanyakan antena ini mempunyai polarisasi vertikal, meskipun tersedia juga polarisasi horizontal. Omni Directional dengan polarisasi horizontal biasanya lebih mahal dibandingkan dengan omni berpolarisasi vertikal karena lebih kompleks dalam pembuatannya dan diproduksi dalam jumlah yang lebih sedikit [2]. Antena Ceiling Indoor Ceiling Putih Antena adalah antena penguat sinyal dalam ruangan yang sangat usefull bagi pemakainya yang bekerja pada frekuensi 1710-2500 MHz dan telah didesain secara exclusive, antena ini dapat menaikkan penangkapan sinyal yang ada sampai 2 – 4 dBi sehingga radius sinyal yang dipancarkan bisa naik dari radius indoor antena standar. Penggunaan antena ini harus disertai repeater dan hanya untuk di indoor saja. Antena ini juga memiliki fitur untuk Low VSWR Broadband, Compact Size Low Frofile, Ceiling Mount, N Female with pigtail dan memiliki spesifikasi model dengan bekerja pada frekuensi 1710 – 2500 MHz, radio frekuensi contact impedance 50 �, VSWR 1,5 , dan gain 4 dBi, dimensi 73 x 184 mm, dan beratnya 0,5 kg [5]. Penggunaan antena Ceiling Indoor ini cocok digunakan untuk basement lantai dasar atau lantai satu bangunan, ruko, rumah, gedung pabrik, toko, gedung parkir, maupun gedung perkantoran. Tujuan dari penggunaan antena ini adalah untuk memperbaiki kualitas sinyal dan trafik di dalam gedung yang memiliki kualitas sinyal jelek atau memiliki trafik yang sangat padat. Kasus ini sering terjadi pada basement atau lantai dasar suatu gedung. Hal ini disebabkan karena redaman loss oleh bangunan terhadap daya sinyal dari dari BTS terdekat. Untuk memperbaiki level sinyal tersebut, maka diperlukanlah penguat sinyal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 [6]. Gambar 2.11 Arsitektur pemasangan Antena Ceiling Indoor pada gedung Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar yaitu 360 derajat dengan daya lebih meluas dan jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area yang luas. Antena ini biasanya tidak dianjurkan pemakaiannya karena sifatnya yang terlalu luas sehingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan menyebabkan interferensi. Antena Ceiling Indoor ini bentuknya seperti lampu, yang apabila penutupnya dibuka, maka didalamnya terdapat bahan-bahan antena yang sebagian besar terbuat dari aluminium dan tembaga, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.12. Gambar 2.12 Indoor Ceiling Mount Antenna tanpa penutup Secara umum geometri parameter antena Ceiling Indoor ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.13 dan parameter bidang antena inilah yang digunakan untuk mencari perhitungan gain dan VSWR secara teori. Gambar 2.13 Geometri Parameter Bidang Antena Ceiling Indoor Keterangan : R = jarak dari waveguide ke bidang corong antena B 1 3,5 cm B 1 = diameter bidang corong antena yang lebih luas 10,11 cm B 2 = diameter bidang corong antena yang kecil 4 cm a = jari-jari tengah diameter corong antena B 2 2 cm Antena ini mirip dengan antena Horn Konikal, maka untuk mencari parameter antena Ceiling Indoor ini sama cara dengan mencari parameter dari antena Horn Konikal. Untuk mencari parameter tersebut, terlebih dahulu harus ditentukan panjang gelombang antena di ruang bebas �o yang ditunjukkan pada Persamaan 2.1. � = � 1 2 2 � 2.1 Setelah nilai � diperoleh, maka dicari frekuensi kerja antena secara teori yang ditunjukkan pada Persamaan 2.2 berikut ini. � = � � 2.2 Maka panjang gelombang pada saluran transmisi antena Ceiling Indoor ∆� dapat dihitung dengan Persamaan 2.3 berikut ini. ∆� = �� √� � 2.3 dan impedansi karakteristik antena Ceiling Indoor ditentukan dengan Persamaan 2.4 sebagai berikut ini. � � = 50 ∆� � 2.4 dimana, � = � 2 �� � ��+1 2 2.5 Keterangan : W = lebar saluran pencatu � � = konstanta dielektrik antena � � aluminium = 9,8 C = kecepatan cahaya di ruang bebas 3x10 8 ms f = frekuensi kerja antena frekuensi tengah antena [7]

2.4 Parameter Antena