Perencanaan Dan Pembuatan Antena FM Broadcast 4 BAYS - ITS Repository
')000 9100 84~-'\
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
ANTENA FM BROADCAST 4 BAYS
TUGASAKHIR
Disusun oleh :
TEGUH PRIHATIN
NRP. 291 220 1720
,qt.
b.?1 7B·I 1?:;
'I
f
I
1 ()L
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
1996
r-
-~
PER l- U f. ·r .\ K ', A N
I 1 •
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
ANTENA FM BROADCAST 4 BAYS
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Elektro
Pad a
Bidang Studi Teknik Telekomunikasi
Jurusan Teknlk Elektro
Fakultas Teknologi lndustri
lnstltut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing /
•
lr. HANG SUHARTO. M .Sc.
NIP. 130 520 753
SURABAYA
JULI, 1996
ABSTRAK
Pen9VUDaAl2
antena
telab
pe»p.aran radio :iM Broadc.ut .
......uqpuny&i
.bantuk
earphone,
m&ka
pe»erimaan
a..tena
pad&
d&ya
polariaaai .
ant.ara
berkembang,
.bez:macam-
pema»car
harus
s.1si
penerima
sebagai
Oleh karena
itu d&lam tugas
s~rti
macam,
sisi
pad&
sisi pen"rim&
Hengingat .babva di
ya..g
untuk
la.i.n
media
me:perhatika..
aki.bat
akhir ini
e~k
per.bedaan
akan dico.ba
untuk manghadirkan jenie Alltena yang tergolong langka cU!ngan aifat
pola radiaa.1 omni directional dan polarisasi .melingkar,
&ehingga
pada
valaupun
siai
penerima
akan
tetap
diterima
dengan
.baik
menggunakan antena yang berlainan.
Antena Cloverleaf merupak an p e n gembang an ciari suatu antena
loop yang lllell>il.iki aifat polarisasi melin gkar . Antena Cloverleaf
omni directional.
gain
yang
leb.1h
tinggi ,
.IIIAka
d&pat
Obtuk menambah power
dilakukan
cU!nga..
menambab
jamlab .bay yang diinginkan .
Antena Cloverleaf ini .baik untuk di~eraskn
93
MHz
aADp&J.
95
MHz,
meng.>.ngat
pada frekuena.i
pad&
r ange
frekuenaJ.
i=
didapatkan haail pengukuran Vsw.R yang paling rend&h dengan gain
yang paling tingg.1 .
terae.but ,
mem.1l.1ki
Dar.1
gAl.ll
b ...i l pengukuran karakter.1stik
sekitar l,l
dB
2,9
SaJI!P.U.
antena
terhadap
dB
dipole atanciard, aerta pola radi.IBi omni directional dan Vsw.R ya..g
dihaailkan
BADp&i
ant.ara
1, 3
SaJI!PAl.
4, 5
pad&
ra..ge
frekuenai
88 MHz
lOS MHZ .
--
Mill)( PERPUSTAY ~ \1'4
INSTITUT TEI) =UmiF(9.4>)11
. .• . . . . . . . . . . . . . . . . • . . • . . .
diman,
Polatisasi
dari
gelombang
yang
dirad i as!.l:an oleh antena pada sua::u arah
tertentu .
Jika
vel:tor medan
gelor.~an
antena
adalah
polarisasi
listrik pada bidang :nedan magnet dari
elel:tromagnitik berada
pad a
setiap
saat ,
terpolarisasi
bidang
hal-hal penting
vektor
medan
dikatakan
pada
listrik
pada
bidang
disebut
maka
(plane
polirized
berpolar isasi
dan
lin i er ,
kel!'~ai
te::ap
gelombang
de:~gan
wave).
polarisasi ellips .
maju
yang
Jika
pada
seperti
Terdapat
jalur dari
satu garis ,
ter lihat
pada
25
gambar 2 . 8a dan
dari dipole
medan
2. 8b.
Suatu contoh adalah medan listrik
ideal atau
listrik
konstan
setiap larik linier,
dalam panjang
jika vektor
tetapi
berputar
di
sekitar jalur lingkaran , di katakan b erpola risasi lingkaran .
Frekwensi putaran radian adalah
pengamat
dan
vektor
tangan
jika gelombang menuju
~dan
kanan (right - hand
polarized).
Jika berputar searah jarum jam dikatakan polarisasi tangan
kiri
(left-hand
polari zed),
hal
ini
dapat
dilihat
pada
gambar 2 . Be dan 2 . 8d. Suatu gelombang dapat berpolarisasi
ellips
baik
itu
tangan
kanan
atau
tangan
kiri
sepe rti
secara
umum
dapat
di lihat
gambar 2 . 8e dan 2 . 8f .
Polarisasi
gambar 2 . 9
ellips
Dengan sistem sumbu referensi,
menghasi lkan
polarisasi
el lips
Perputarannya dapa t
ke
listrik
mempunyai
(e,)
dan
sesaat
(el
sumbu
y
berjalan
kiri atau
(e,) .
ke
gelombang yang
pad a
kanan .
sumbu
komponen tersebut adalah t:.
p·,.mcak
da:1 E:, .
z.
Vektor meda:1
komponen sepanjang
Harga
pada
dari
surnbu x
komponen-
Sudut y menyatakan
harga relati! dari E1 dan E. dari
y = tan
1
(:~)
•.•...• .... . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . (2 . 37)
SuduL kemiringan ellips y adalah sudut antara sumbu x
dengan surnbu utama dari ellips dan d adalab
phase
diman a
komponen y mcndahu lui komponen x . Jika kompo nen sephase (d
s
0) maka vektor akan berpola r isas i l i nie r . Orien t asi dari
26
•
•
-·
'"'t
"'
............ ...
-1
(b)
!•)
.•
•·
(d)
\C)
t!:
I•• • C·
c·
I
(I)
I C)
GAMBAR 2.8 ,
BEBERAPA POLARISASI GELOMBANG
A . VERTIKAL
D. LEFT HAND CIRCULAR
B.
E. RIGHT HAND ELLIPTIC
HORISONTAL
C. RIGHT HAND CIRCULAR
F.
LEFT HAND ELLIPTICAL
polarisasi linier cergantung pada harga re:atif dari E dan
E. .
Sebagai contoh
E
vercH:al, dan
jiJ.:a E.
r.oriscr.tal .
Jika
E,
~=0
-
,
0
-
maka
-:er jadi polarisasi lim.er
maka
terjadi polarisasi
E: .
maka
te!:'jadi
line~
polarisasi
liniermembentuk sudut 45 , terhadap sumbu . Penjelasan diatlls
" lb1d.. hal 45
27
)'
Gambar 2. 9"
POLARISASI ELLIPS SECARA UMUM
dapat
diterapkan
karakteristik
pancaran
pada
polarisasi
utama ,
tetapi
polarisasi
antena
antena.
relati f
polarisasi
biasanya
pad a
konstan
beberapa
minor
lobe
berbeda jauh dengan polarisasi pancaran utama .
II.7
BANDWIDTH ANTENA
Pemakaian
atau
penerima
sebuah
selalu
antena
ci
dibatasi
dal~
oleh
sistem pemancar
tersedianya
daerah
frekuensi kerja. Pada range frekuensi kerja tersebut antena
diharuskan bisa t>ekerja seca r a
efektif agar
dia bisa
menerima atau memancarkan gelombang elektromagnetik
band
frekuensi
tertentu .
Pengertian
pada
bahwa bisa bekerja
secara efektif di sini adalah distribusi arus dan impedansi
dari
antena
" Ibid hal 55
pada range frekuensi tersebut
tidak banyak
28
mengalami perubahan sehingga sesuai dengan pola
yang direncanakan serta VSWR yang
dij
~ ~kan
radiasi
Bandwidth dari
.
suatu antena didefinisikan sebagai daerah frekuensi di mana
unj uk
ker j a
dari
antena masih
(sesuai)
~emnuhi
de~gan
karakteristik standar yang telah ditentukan .
Apabila sebuah antena bekerja pada daerah !rekuensi
tengah sebesar
f. ,
tetapi dia masih bisa bekerja dengan
baik pada fre):uensi f , ( di bawah fe ) sampai dengan f.
di
atas ! -. ), maka lebar band dari antena t:e r sebut adalah
BW "' f,,.f1x!OO%
r.
....... . ..... ... . . . . . . . . . . . . . . . (2.38)
Bandwidth yang dinyatakan dalam prosen seper ti ini biasanya
digunakan untuk menyatakan bandwidth antena - an:ena yang
memiliki
band
menyatakan
sempit
bandwidth
nar r ow
antena
band) .
band
biasanya digunakan de!inisi rasio
Sedangkan
untuk
broadband )
lebar
perbandingan)
a~
t ar
batas !rekuensi atas dan frekuensi bawah .
BW:~
Suatu
.. .. . ... .. ........ . ... ..... ... (2.39 )
antena
dapat
digolongkan
sebagai
an-:ena
broadband apabila impedansi dan pola radiasi dari antena
itu tidak mengalami perubahan
> 2 . Batasan untuk menentukan
oleh harga VSWR ,
ya ng bera r ti untuk
f. I
f
f u da n f ,• adalah ditentukan
2 . Untuk a nt ena b roadband , ba ndwidthnya
biasanya dinyatakan sebagai pe rba nd inga n anta r a
frekuensi
29
a t as da n fre kue ns i
diperkenankan ,
bahwa
b awah pada
operasi kerj a yang masih
sebagai co ntoh ba ndwidt h 10 : 1 rnenya t akan
frekuensi
atas
adlah
sepuluh
ka li
lebih
besar
daripada frekuensi bawah .
Bandwidth
antena
sanga t
d ipenga ruhi
oleh
penampang konduktor yang diguna kan s e r t a susunan
luas
fisiknya
( bentuk geornetrisnya) . Mis al kan pada antena dipole ,
dia
akan mempunyai bandwidth yang makin lebar a pabila penampang
konduktor
yang
digunaka n
semaki n
dengan antena y
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
ANTENA FM BROADCAST 4 BAYS
TUGASAKHIR
Disusun oleh :
TEGUH PRIHATIN
NRP. 291 220 1720
,qt.
b.?1 7B·I 1?:;
'I
f
I
1 ()L
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
1996
r-
-~
PER l- U f. ·r .\ K ', A N
I 1 •
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
ANTENA FM BROADCAST 4 BAYS
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Elektro
Pad a
Bidang Studi Teknik Telekomunikasi
Jurusan Teknlk Elektro
Fakultas Teknologi lndustri
lnstltut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing /
•
lr. HANG SUHARTO. M .Sc.
NIP. 130 520 753
SURABAYA
JULI, 1996
ABSTRAK
Pen9VUDaAl2
antena
telab
pe»p.aran radio :iM Broadc.ut .
......uqpuny&i
.bantuk
earphone,
m&ka
pe»erimaan
a..tena
pad&
d&ya
polariaaai .
ant.ara
berkembang,
.bez:macam-
pema»car
harus
s.1si
penerima
sebagai
Oleh karena
itu d&lam tugas
s~rti
macam,
sisi
pad&
sisi pen"rim&
Hengingat .babva di
ya..g
untuk
la.i.n
media
me:perhatika..
aki.bat
akhir ini
e~k
per.bedaan
akan dico.ba
untuk manghadirkan jenie Alltena yang tergolong langka cU!ngan aifat
pola radiaa.1 omni directional dan polarisasi .melingkar,
&ehingga
pada
valaupun
siai
penerima
akan
tetap
diterima
dengan
.baik
menggunakan antena yang berlainan.
Antena Cloverleaf merupak an p e n gembang an ciari suatu antena
loop yang lllell>il.iki aifat polarisasi melin gkar . Antena Cloverleaf
omni directional.
gain
yang
leb.1h
tinggi ,
.IIIAka
d&pat
Obtuk menambah power
dilakukan
cU!nga..
menambab
jamlab .bay yang diinginkan .
Antena Cloverleaf ini .baik untuk di~eraskn
93
MHz
aADp&J.
95
MHz,
meng.>.ngat
pada frekuena.i
pad&
r ange
frekuenaJ.
i=
didapatkan haail pengukuran Vsw.R yang paling rend&h dengan gain
yang paling tingg.1 .
terae.but ,
mem.1l.1ki
Dar.1
gAl.ll
b ...i l pengukuran karakter.1stik
sekitar l,l
dB
2,9
SaJI!P.U.
antena
terhadap
dB
dipole atanciard, aerta pola radi.IBi omni directional dan Vsw.R ya..g
dihaailkan
BADp&i
ant.ara
1, 3
SaJI!PAl.
4, 5
pad&
ra..ge
frekuenai
88 MHz
lOS MHZ .
--
Mill)( PERPUSTAY ~ \1'4
INSTITUT TEI) =UmiF(9.4>)11
. .• . . . . . . . . . . . . . . . . • . . • . . .
diman,
Polatisasi
dari
gelombang
yang
dirad i as!.l:an oleh antena pada sua::u arah
tertentu .
Jika
vel:tor medan
gelor.~an
antena
adalah
polarisasi
listrik pada bidang :nedan magnet dari
elel:tromagnitik berada
pad a
setiap
saat ,
terpolarisasi
bidang
hal-hal penting
vektor
medan
dikatakan
pada
listrik
pada
bidang
disebut
maka
(plane
polirized
berpolar isasi
dan
lin i er ,
kel!'~ai
te::ap
gelombang
de:~gan
wave).
polarisasi ellips .
maju
yang
Jika
pada
seperti
Terdapat
jalur dari
satu garis ,
ter lihat
pada
25
gambar 2 . 8a dan
dari dipole
medan
2. 8b.
Suatu contoh adalah medan listrik
ideal atau
listrik
konstan
setiap larik linier,
dalam panjang
jika vektor
tetapi
berputar
di
sekitar jalur lingkaran , di katakan b erpola risasi lingkaran .
Frekwensi putaran radian adalah
pengamat
dan
vektor
tangan
jika gelombang menuju
~dan
kanan (right - hand
polarized).
Jika berputar searah jarum jam dikatakan polarisasi tangan
kiri
(left-hand
polari zed),
hal
ini
dapat
dilihat
pada
gambar 2 . Be dan 2 . 8d. Suatu gelombang dapat berpolarisasi
ellips
baik
itu
tangan
kanan
atau
tangan
kiri
sepe rti
secara
umum
dapat
di lihat
gambar 2 . 8e dan 2 . 8f .
Polarisasi
gambar 2 . 9
ellips
Dengan sistem sumbu referensi,
menghasi lkan
polarisasi
el lips
Perputarannya dapa t
ke
listrik
mempunyai
(e,)
dan
sesaat
(el
sumbu
y
berjalan
kiri atau
(e,) .
ke
gelombang yang
pad a
kanan .
sumbu
komponen tersebut adalah t:.
p·,.mcak
da:1 E:, .
z.
Vektor meda:1
komponen sepanjang
Harga
pada
dari
surnbu x
komponen-
Sudut y menyatakan
harga relati! dari E1 dan E. dari
y = tan
1
(:~)
•.•...• .... . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . (2 . 37)
SuduL kemiringan ellips y adalah sudut antara sumbu x
dengan surnbu utama dari ellips dan d adalab
phase
diman a
komponen y mcndahu lui komponen x . Jika kompo nen sephase (d
s
0) maka vektor akan berpola r isas i l i nie r . Orien t asi dari
26
•
•
-·
'"'t
"'
............ ...
-1
(b)
!•)
.•
•·
(d)
\C)
t!:
I•• • C·
c·
I
(I)
I C)
GAMBAR 2.8 ,
BEBERAPA POLARISASI GELOMBANG
A . VERTIKAL
D. LEFT HAND CIRCULAR
B.
E. RIGHT HAND ELLIPTIC
HORISONTAL
C. RIGHT HAND CIRCULAR
F.
LEFT HAND ELLIPTICAL
polarisasi linier cergantung pada harga re:atif dari E dan
E. .
Sebagai contoh
E
vercH:al, dan
jiJ.:a E.
r.oriscr.tal .
Jika
E,
~=0
-
,
0
-
maka
-:er jadi polarisasi lim.er
maka
terjadi polarisasi
E: .
maka
te!:'jadi
line~
polarisasi
liniermembentuk sudut 45 , terhadap sumbu . Penjelasan diatlls
" lb1d.. hal 45
27
)'
Gambar 2. 9"
POLARISASI ELLIPS SECARA UMUM
dapat
diterapkan
karakteristik
pancaran
pada
polarisasi
utama ,
tetapi
polarisasi
antena
antena.
relati f
polarisasi
biasanya
pad a
konstan
beberapa
minor
lobe
berbeda jauh dengan polarisasi pancaran utama .
II.7
BANDWIDTH ANTENA
Pemakaian
atau
penerima
sebuah
selalu
antena
ci
dibatasi
dal~
oleh
sistem pemancar
tersedianya
daerah
frekuensi kerja. Pada range frekuensi kerja tersebut antena
diharuskan bisa t>ekerja seca r a
efektif agar
dia bisa
menerima atau memancarkan gelombang elektromagnetik
band
frekuensi
tertentu .
Pengertian
pada
bahwa bisa bekerja
secara efektif di sini adalah distribusi arus dan impedansi
dari
antena
" Ibid hal 55
pada range frekuensi tersebut
tidak banyak
28
mengalami perubahan sehingga sesuai dengan pola
yang direncanakan serta VSWR yang
dij
~ ~kan
radiasi
Bandwidth dari
.
suatu antena didefinisikan sebagai daerah frekuensi di mana
unj uk
ker j a
dari
antena masih
(sesuai)
~emnuhi
de~gan
karakteristik standar yang telah ditentukan .
Apabila sebuah antena bekerja pada daerah !rekuensi
tengah sebesar
f. ,
tetapi dia masih bisa bekerja dengan
baik pada fre):uensi f , ( di bawah fe ) sampai dengan f.
di
atas ! -. ), maka lebar band dari antena t:e r sebut adalah
BW "' f,,.f1x!OO%
r.
....... . ..... ... . . . . . . . . . . . . . . . (2.38)
Bandwidth yang dinyatakan dalam prosen seper ti ini biasanya
digunakan untuk menyatakan bandwidth antena - an:ena yang
memiliki
band
menyatakan
sempit
bandwidth
nar r ow
antena
band) .
band
biasanya digunakan de!inisi rasio
Sedangkan
untuk
broadband )
lebar
perbandingan)
a~
t ar
batas !rekuensi atas dan frekuensi bawah .
BW:~
Suatu
.. .. . ... .. ........ . ... ..... ... (2.39 )
antena
dapat
digolongkan
sebagai
an-:ena
broadband apabila impedansi dan pola radiasi dari antena
itu tidak mengalami perubahan
> 2 . Batasan untuk menentukan
oleh harga VSWR ,
ya ng bera r ti untuk
f. I
f
f u da n f ,• adalah ditentukan
2 . Untuk a nt ena b roadband , ba ndwidthnya
biasanya dinyatakan sebagai pe rba nd inga n anta r a
frekuensi
29
a t as da n fre kue ns i
diperkenankan ,
bahwa
b awah pada
operasi kerj a yang masih
sebagai co ntoh ba ndwidt h 10 : 1 rnenya t akan
frekuensi
atas
adlah
sepuluh
ka li
lebih
besar
daripada frekuensi bawah .
Bandwidth
antena
sanga t
d ipenga ruhi
oleh
penampang konduktor yang diguna kan s e r t a susunan
luas
fisiknya
( bentuk geornetrisnya) . Mis al kan pada antena dipole ,
dia
akan mempunyai bandwidth yang makin lebar a pabila penampang
konduktor
yang
digunaka n
semaki n
dengan antena y