TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz UNTUK
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan
sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
ABDULLAH HABIBI LUBIS
060402056
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G Oleh : ABDULLAH HABIBI LUBIS 060402056 Disetujui oleh: Pembimbing, RAHMAD FAUZI, ST.MT NIP. 19690424 199702 1001 Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Ir.SURYA TARMIZI KASIM, M.SI NIP. 19540531 198601 1002 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
ABSTRAK
Antena adalah suatu alat yang digunakan untuk memancarkan gelombang menggunakan antena akan memperkuat perolehan sinyal sesuai dengan kemampuan antena itu sendiri. Provider layanan 3G (Third Generation) dengan keterbatasan jaringan yang dicakupnya menjadikan kebutuhan akan penguatan perolehan sinyal sangat besar. Antena Yagi adalah salah satu pilihan penguatan perolehan sinyal.
Antena Yagi memiliki komponen utama yaitu sebuah Driven element yang merupakan dipole aktif dan sebuah Element yang berfungsi untuk memantulkan pancaran dari Driven element.
Pada Tugas Akhir ini dirancang , direalisasikan dan dilakukan pengukuran antena yagi 2,1GHz. Antena ini ditujukan untuk menjadi media Bantu dalam memperkuat penerimaan sinyal 3G demi memaksimalkan perolehan sinyal dan koneksi. Adapun parameter antena diuji sebagai titik ukur kemampuan antenna, Parameter yang diuji berupa pora radiasi, beamwidth, gain dan transfer data.
Pengukuran antena Yagi dapat dilakukan dengan membandingkan perolehan level sinyal maksimum yang diperoleh ketika menggunakan antena Yagi dan dengan menggunakan handphone saja. Pertama kali yang akan diukur adalah level sinyal maksimum yang di peroleh tanpa menggunakan antena Yagi. Pengukuran antena dilakukan pada dua tempat yang berbeda. Jarak pertama antara tempat pengukuran dengan BTS ±5.57 Km dan yang kedua ±575,52 meter.
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda dan ibunda, serta adik-adik tercinta yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
RANCANG BANGUN ANTENA YAGI 2,1 GHz
UNTUK MEMPERKUAT PENERIMAAN SINYAL 3G
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kepada Ayahanda Drs.A.Zulkifli Lubis M.Sc dan Ibunda Siti Hajar Panggabean tercinta yang telah menghantarkan doa, perhatian, semangat dan segalanya sehingga penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan.
2. Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir.T.Ahri Bahriun M.Sc selaku Penasehat Akademis penulis, atas
4. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim,MSi dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Adik-adikku tersayang M.Fadhil Lubis, Siti Fatimah Achmad Lubis, Dian Fatiha Lubis. Terimakasih atas perhatian dan doanya.
6. Adindaku Septaria Handayani Terimakasih atas semangat dan doanya.
7. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.
8. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Hendra Fiari ST, Samuel M.L Tobing ST, Ahmad Faisal Lubis ST, Alfisyahrin ST, Teuku Fakhrudin ST, Jefri Rahmadinata ST, Rizki Akbar ST, Fahmi Mahyuddin ST, Azhari Siregar ST, Alm.Nasir Andi Hakim ST, dan segenap angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita terus terjaga.
9. Senior dan junior yang telah membantu : B’Gabe, B’Faisal, Dedy 08, Indra Neo, Jaka, Pakwin, Ranzys, Arifin Muhammad, Luthfi, Ilham 10 serta semua senior dan junior yang telah membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
10. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro : Fransiscus, Ryan Sudana, Topan, Christian, Royden dan semua pengurus IMTE 2009 – 2010 yang telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat
11. Sahabat Terbaikku di rumah, Endru, Amad, Andri, Bg Abeh, Om Syarum yang telah memberikan support dan semangatnya.
12. Keluarga Besar Available_Medan. Semoga kita tetap didalam tali silaturrahmi.
13. Keluarga Besar MME-GS, yang telah memberikan banyak sekali pembelajaran.
14. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, 15 Januari 2013 Penulis
Abdullah Habibi Lubis NIM. 060402056
DAFTAR ISI ABSTRAK ................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... x
2.1 Umum ......................................................................................... 5
2.4.3 Pola Radiasi Antena ........................................................ 10
2.4.2 Gain Antena .................................................................... 8
2.4.1 Direktivitas Antena ......................................................... 8
2.4 Parameter – Parameter Antena ................................................... 7
2.3 Pengertian Antena ...................................................................... 6
2.2 Gelombang Elektromagnetik...................................................... 6
II. TEORI ANTENA ............................................................................. 5
I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.6 Sistematika Penulisan.................................................................. 3
1.5 Metode Penulisan ........................................................................ 3
1.4 Batasan Masalah.......................................................................... 2
1.3 Tujuan Penulisan ......................................................................... 2
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................. 1
2.4.4
2.4.5 Bandwidth Antena ........................................................... 13
2.5 Antena Yagi................................................................................ 14
2.5.1 Pengertian Antena Yagi .................................................. 14 Third Generation Technology (3G)............................................ 17
2.6.1 Arsitektur 3G ................................................................... 19 ..........................................
III. RANCANG BANGUN ANTENA YAGI
23
3.1 Umum ......................................................................................... 23
3.2 Antena Yagi................................................................................ 23
3.3 Langkah Pengerjaan dan Model Rancangan Antena Grid ......... 26
3.4 Bagian Utama Antena Yagi........................................................ 27
3.4.1 Reflector antena ............................................................... 28
3.4.2 Driven elemen ................................................................ 30
3.4.3 Kabel Penghubung ......................................................... 30
3.5 Perancangan Antena Yagi........................................................... 31
3.5.1 Perhitungan Reflector Antena ......................................... 31
3.5.2 Perhitungan Driven Elemen ........................................... 32
3.5.3 Kabel Penghubung Yang Digunakan ............................. 33
3.6 Komponen Antena Yagi ............................................................. 33
3.6.1 Perlengkapan ................................................................. 33
3.7 Perakitan Antena Yagi ................................................................ 37
3.7.1 Pembuatan Driven Elemen ............................................. 37
3.7.2 Pembuatan Reflektor Antena .......................................... 38
.........................................................
IV. PENGUJIAN ANTENA YAGI
39
4.1 Umum .......................................................................................... 39
4.2 Persiapan Pengukuran dan Pengujian ......................................... 39 Pengukuran Pola Radiasi............................................................. 41
4.4 Penghitungan Beamwidth ............................................................ 46
4.5 Pengukuran Gain ......................................................................... 47
V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 51
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 51
5.2 Saran ............................................................................................ 51
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 52
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima .................................. 7Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ......................... 11Gambar 2.4 Beamwidth Antena ................................................................... 12Gambar 2.5 Bandwidth Antena .................................................................... 13Gambar 2.6 Karakteristik Antena Yagi........................................................ 15Gambar 2.7 Perangkat Yang Terdapat Pada Antena Yagi ........................... 16Gambar 2.8 Arsitektur 3G ............................................................................ 19Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan dan Perakitan Antena Yagi .......... 24Gambar 3.2 Model Antena Yagi .................................................................. 25Gambar 3.3 Bagian-Bagian Utama Antena Yagi ......................................... 26Gambar 3.4 Pipa aluminium ........................................................................ 33Gambar 3.5 Besi Penyangga ........................................................................ 34Gambar 3.6 Baut .......................................................................................... 35Gambar 3.7 Kabel Koaksial ......................................................................... 35Gambar 3.8 Induktor .................................................................................... 36Gambar 3.9 Driven Element Antena Yagi ................................................... 37Gambar 3.10 Driven Element Dan Reflektor Antena Yagi ........................... 38Gambar 4.1 Antena Yagi ............................................................................. 40Gambar 4.2 Alat Peletakan Antena .............................................................. 40Gambar 4.3 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan MenggunakanMCOM 4.3 ............................................................................... 41
Gambar 4.4 Perkiraan Jarak Pengukuran ke BTS Dengan MenggunakanGoogle Earth ............................................................................ 42
Gambar 4.6 Pola Radiasi Antena ................................................................. 47Gambar 4.7 Hasil Perolehan Sinyal Tanpa Menggunakan Antena Yagi ..... 48Gambar 4.8 Hasil Perolehan Sinyal Menggunakan Antena Yagi ................ 48DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Sfesifikasi Antena Yagi Untuk Aplikasi 3G ......................... 30Tabel 3.3 Perlengkapan Antena Yagi .................................................... 36Tabel 4.1 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Tanpa Antena Yagi ........ 44Tabel 4.2 Data Rata-Rata Hasil Pengukuran Dengan Antena Yagi ...... 45Tabel 4.3 Pengukuran Gain Pada Desa Kuala Beringin ....................... 49Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Gain Pada Lantai 4 DTE USU ................ 50Tabel L.1 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Desa Kuala Beringin ................................................................................. 53
Tabel L.2 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 09.00 WIB ................................................. 54
Tabel L.3 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 12.30 WIB ................................................. 55
Tabel L.4 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 16.30 WIB ................................................. 56
Tabel L.5 Data Hasil Pengukuran Antena Yagi Pada Lantai 4 DTE USU Pada Pukul 19.00 WIB ................................................. 57