Rancang Bangun Antena Yagi Sebagai Penguat Sinyal Modem 4G LTE Berdasarkan Frekuensi 1800 MHz.

PENGUAT SINYAL MODEM 4G LTE

BERDASARKAN FREKUENSI 1800 MHZ

I GUSTI NYOMAN DHARMAYANA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

ii

SKRIPSI

RANCANG BANGUN ANTENA YAGI SEBAGAI

PENGUAT SINYAL MODEM 4G LTE

BERDASARKAN FREKUENSI 1800 MHZ

I GUSTI NYOMAN DHARMAYANA NIM 1204405001

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : I GUSTI NYOMAN DHARMAYANA

NIM : 1204405001

Tanda Tangan : ...

iv

RANCANG BANGUN ANTENAYAGI SEBAGAI PENGUAT SINYAL

MODEM 4G LTE BERDASARKAN FREKUENSI 1800 MHZ

Tugas Akhir Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata 1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas

Udayana

I GUSTI NYOMAN DHARMAYANA NIM 1204405001

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh :

Nama : I Gusti Nyoman Dharmayana NIM : 1204405001

Jurusan : Teknik Elektro

Judul Skripsi : Rancang Bangun Antena Yagi Sebagai Penguat Sinyal Modem 4G LTE Berdasarkan Frekuensi 1800 MHz

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas

Teknik, Universitas Udayana

DEWAN PENGUJI

Pembimbing I : I Putu Ardana, ST., MT. ( ) Pembimbing II : Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT. ( ) Penguji : I Gst. A. Komang Diafari Djuni H, ST., MT. ( ) Penguji : Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti,S.T.,M.Sc.,Ph.D ( ) Penguji : Dr. Nyoman Gunantara,ST., MT. ( )

Ditetapkan di : Bukit Jimbaran Tanggal : 2016

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer

WAYAN GEDE ARIASTINA NIP. 196904131994121001

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama, penulis panjatkan puja dan puji syukur kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa karena atas asung kertha wara nugraha-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Antena Yagi Sebagai Penguat Sinyal Modem 4G LTE Berdasarkan Frekuensi 1800

MHz” ini dengan baik.

Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan petunjuk, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini, pertama-tama penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak I Putu Ardana, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II sekaligus sebagai Pembimbing Akademik yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah membimbing, mengarahkan, mendorong, membantu dan memberi semangat serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini

Selanjutnya penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk bergabung dalam civitas akademika Fakultas Teknik Universitas Udayana. Tidak lupa penulis ucapkan terimakasih kepada Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana atas fasilitas dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti serta menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana. Serta kepada seluruh dosen pengajar di jurusan Teknik Elektro dan Komputer yang telah memberikan bimbingan, perhatian serta dorongan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih sebagai bentuk penghargaan kepada Ajik, Biyang, Mayu dan Yudek serta seluruh keluarga besar penulis yang selalu memberikan dukungan moril, motivasi, dan materil serta membimbing sehingga penyusunan Skripsi ini dapat selesai dengan baik. Tidak

lupa penulis ucapkan terimakasih kepada teman terdekat, sahabat, dan rekan-rekan Teknik Elektro dan Komputer yang sudah membantu dan memberikan dukungan penuh dalam suka maupun duka hingga Skripsi ini dapat terselesaikan. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang telah diberikan sehingga Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik, dan saran yang bersifat membangun dari dosen penguji dan pihak lainnya sangat hargai demi kesempurnaan Skripsi ini. Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat dalam pengembangan IPTEK, serta menambah pengetahuan luas semua pihak.

Bukit Jimbaran, Juni 2016

viii

ABSTRAK

Antena merupakan perangkat yang memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem komunikasi tanpa kabel. Secara umum fungsi antena adalah sebagai pengubah gelombang yang dilewatkan pada saluran transmisi menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya. Pada Skripsi ini penelitian yang dilakukan berupa perancangan antena Yagi sebagai penguat sinyal modem 4G LTE berdasarkan frekuensi 1800 MHz. Proses perancangan dibantu oleh software Yagi Calculator

meliputi perancangan direktor, driven dan reflektor dan pada proses uji kelayakan dibantu oleh software MMANA-GAL.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui parameter kelayakan suatu antena dalam memperkuat sinyal modem meliputi Impedansi, SWR dan peningkatan Gain dan juga penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performansi seperti RSSI, RSRP dan RSRQ dari modem Huawei E398 4G LTE sebelum menggunakan antena Yagi dan setelah menggunakan antena Yagi.

Hasil penelitian pada bagian uji kelayakan (feasibility test) antena menggunakan simulasi software MMANA-GAL diperoleh Impedansi sebesar 180,2

–j29,4 Ω, SWR sebesar 1,2, peningkatan Gain sebesar 12,3 dBi, secara keseluruhan hasil dari simulasi menunjukkan bahwa antena yang dirancang sudah layak untuk diaplikasikan pada frekuensi 1800MHz.

Hasil penelitian pada bagian uji performansi (performance test) mendapatkan hasil yakni peningkatan rata-rata Signal strength sebesar 39%, RSSI sebesar 22,6 dBi, RSRP sebesar 21dBm, dan RSRQ sebesar 4,6dB.

ABSTRACT

Antenna is a device that has a very important role in wireless communication system. In general, antenna function is as a modifier waves traveling through the transmission line into a wave of free space and vice versa. In this thesis research was done by designing Yagi antenna as a signal amplifier 4G LTE modem based on the frequency of 1800 MHz. Software design process is assisted by Yagi Calculator includes the design direktor, driven and reflector, and the due diligence process is assisted by software MMANA-GAL.

This study aims to determine the parameters of the feasibility of an antenna in strengthening modem signals include Impedance, SWR and increased gain and also this study aims to determine the performance such as Signal strength, RSSI, RSRP and RSRQ of modem Huawei E398 4G LTE before using a Yagi antenna and after use Yagi antennas.

The results of the study on the feasibility studies (feasibility test) antenna using simulation software MMANA-GAL obtained amounted to 180.2 Impedance - Ω j29,4, SWR of 1.2, an increase of 12.3 dBi gain, the overall results of the simulation show that designed antenna is feasible to be applied at a frequency of 1800MHz. Results of research on the performance test (performance test) matches the average increase Signal strength by 39%, RSSI 22,6 dBi, RSRP 21 dBm, and RSRQ of 4,6 dB.

x

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL DEPAN ... i

HALAMAN SAMPUL DALAM ... ii

LEMBAR PENYATAAN ORISINALITAS ... iii

LEMBAR PERSYARATAN GELAR ... iv

LEMBAR PENGESAHAN ...v

UCAPAN TERIMA KASIH ... vi

ABSTRAK ... viii

ABSTRACT ... ix

DAFTAR ISI ...x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1Latar Belakang ...1

1.2Rumusan Masalah ...4

1.3Tujuan Penelitian ...4

1.4Manfaat Penelitian ...4

1.5Batasan Masalah...4

1.6Sistematika Penulisan ...5

BAB II KAJIAN PUSTAKA ...7

2.1Tinjauan Mutakhir ...7

2.2Tinjauan Pustaka ...9

2.2.1 Pengertian Antena ...9

2.2.2 Standar Spesifikasi Antena ...10

2.2.2.1Pola Radiasi...10

2.2.2.2Gain dan Directivitas ...11

2.2.2.3Polarisasi ...12

2.2.2.4Bandwidth ...13

2.2.2.6SWR (Standing Wave Ratio)...16

2.2.3 Teknologi LTE ...18

2.2.3.1 Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) ……..………..19

2.2.3.2 Perbandingan Karakteristik LTE dengan UMTS/HSPA ..………....…. 20

2.2.4Parameter performansi LTE ………...….. 21

2.2.4.1 RSRP ……… 22

2.2.4.2 RSRQ ……… 22

2.2.4.3 RSSI ……….…… 23

2.2.4.4 KPI (Key Performance Indicator) ………24

2.2.5 AntenaYagi ...25

2.2.5.1Reflektor...26

2.2.5.2Driven...26

2.2.5.3Direktors...27

2.2.5.4Boom ...30

2.2.6 Kabel Koaksial ...30

2.2.7 Balun (BalanceUnbalance) ...31

2.2.8 Pigtail ...32

BAB III METODE PENELITIAN ...33

3.1Lokasi dan Waktu Penelitian ...33

3.2Sumber dan Jenis Data Penelitian ...33

3.2.1 Sumber Data ...33

3.2.2 Metode Pengumpulan Data ...33

3.3Alur Penelitian (Flowchart) ...34

3.4Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) ...37

3.5Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) ...37

3.6Desain Perangkat Lunak ...38

3.1Membangun antena Yagi ...41

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...57

xii

4.2Hasil Perancangan Antena Yagi Pada Frekuensi 1800MHz ...57

4.3Analisis Kinerja Antena Menggunakan Software MMANA-GAL ...60

4.3.1 Tahapan Analisisi Antena Menggunakan Software MMANA-GAL ...60

4.3.2 Analisa Kelayakan Hasil Dari Parameter-Parameter Antena ....66

4.3.2.1 Impedansi (Z) ...66

4.3.2.2 SWR (Standing Wave Ratio) ...68

4.3.2.3 Gain ...70

4.4Evaluasi Performansi Modem Menggunakan Antena Yagi ...72

4.4.1 Coverage 4G XL di Bali ...72

4.4.2 Pengujian di Daerah Pertama ...74

4.4.2.1 Hasil Performansi Modem Sebelum dan Sesudah Menggunakan Antena ...74

4.4.3 Pengujian Di Daerah Kedua ...78

4.4.3.1 Hasil Performansi Modem Sebelum dan Sesudah Menggunakan Antena ...79

4.4.4 Pengujian di Daerah Ketiga ...82

4.4.4.1 Hasil Performansi Modem Sebelum dan Sesudah Menggunakan Antena ...83

4.4.5Analisa Peningkatan/Penurunan Performansi Antena Dari Ketiga Lokasi Pengujian ...86

BAB V PENUTUP ………93

5.1Simpulan ...93

5.2Saran ...93

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan VSWR Dengan Kehilangan Daya ... 17

Tabel 2.2 Evolusi Teknologi Telekomunikasi Selular ... 18

Tabel 2.3 Perhitungan elemen antena Yagi 5 elemen ... 29

Tabel 3.1 Kebutuhan Perangkat Lunak ... 37

Tabel 3.2 Kebutuhan Perangkat Keras ... 37

Tabel 4.1 Impedansi Pada Rentang Frekuensi 1780MHz – 1820MHz ... 67

Tabel 4.2 Gain Pada Rentang Frekuensi 1780MHz – 1820MHz … ………… 72

Tabel 4.3 Standar Kualitas Sinyal Pada RSSI ... 89

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Dasar Antena ... 9

Gambar 2.2 Bentuk Konsentrasi Energi... 11

Gambar 2.3 Pola Pancaran ... 12

Gambar 2.4 Polarisasi Linear ... 13

Gambar 2.5 Bandwidth Antena ... 14

Gambar 2.6 Evolusi 3GPP ... 18

Gambar 2.7 Orthogonal Frequensy Division Multiple Access ... 20

Gambar 2.8 RSRP Pada Bandwidth 5 MHz... 22

Gambar 2.9 Perhitungan RSRP ... 22

Gambar 2.10 Konsep RSRQ ... 23

Gambar 2.11 Ilustrasi Rake Receiver ... 24

Gambar 2.12 Kategori KPI (Key Performance Indicator) ... 24

Gambar 2.13 RF KPI Untuk LTE dan HSPA+ ... 25

Gambar 2.14 Susunan Reflektor Dan Driven ... 26

Gambar 2.15 Antena Dipole ... 27

Gambar 2.16 Penempatan Susunan Direktor ... 27

Gambar 2.17 Antena Yagi Uda 6 Elemen ... 28

Gambar 2.18 Penampang Koaksial ... 30

Gambar 2.19 Balun Untuk Folded Dipole ... 31

Gambar 2.20 Pigtail Connector ... 32

Gambar 3.1 Alur Penelitian... 34

Gambar 3.2 Desain Antena Yagi ... 39

Gambar 3.3 Pemotongan Pipa Aluminium Sepanjang 661mm ... 42

Gambar 3.4 Membuat Garis Panduan Pada Boom ... 43

Gambar 3.5 Screesnhoot Dari 4G LTE Datasheet ... 44

Gambar 3.6 Ilustrasi Dari Posisi Setiap Elemen Pada Boom ... 45

Gambar 3.7 Proses Menandai Setiap Posisi Elemen ... 46

Gambar 3.8 Bor Pada Masing-Masing Posisi Elemen ... 46

Gambar 3.10 1 Elemen Reflektor dan 12 Elemen Direktor ... 48

Gambar 3.11 Menandai Titik Tengah Pada Masing-Masing Elemen ... 48

Gambar 3.12 Yagi Calculator Datasheet Untuk Kontruksi Dipole ... 49

Gambar 3.13 Kontruksi Antena Dipole ... 49

Gambar 3.14 Pemasangan Direktor Pada Boom ... 50

Gambar 3.15 Perakitan Dipole Pada Boom Antena Yagi ... 44

Gambar 3.16 Pemasangan Elemen Reflektor Pada Boom ... 45

Gambar 3.17 Datasheet Balun Pada Yagi Calculator untuk frekuensi 1800MHz .. 45 Gambar 3.18 Kontruksi Balun Pada Frekuensi 1800MHz ... 53

Gambar 3.19 Kontruksi Kabel Dari Modem Ke Antena... 47

Gambar 3.20 Koreksi Ulang Kontruksi Antena ... 55

Gambar 4.1 Elemen Yang Telah Terpasang Pada Antena Yagi ... 58

Gambar 4.2 Perangkat Pigtail Pada Modem ... 58

Gambar 4.3 Ilustrasi Antena Setelah Terpasang ... 59

Gambar 4.4 Menyimpan File Dari Yagi calculator ... 61

Gambar 4.5 Rancangan Antena Pada Software MMANA-GAL ... 62

Gambar 4.6 Rancangan Antena Secara Detail Pada Bagian Geometry ... 62

Gambar 4.7 Pengaturan Pada Menu Calculate Sebelum Memulai Perhitungan . 63 Gambar 4.8 Memulai Proses Pengukuran Parameter-Parameter Antena... 64

Gambar 4.9 Pola Radiasi Antena dan Parameter-Parameter Antena ... 64

Gambar 4.10 Tampilan 3dimensi Dari Pola Radiasi Antena ... 65

Gambar 4.11 Parameter-Parameter Antena Secara Lebih Detail ... 65

Gambar 4.12 Grafik Impedansi Pada Simulasi Antena Yagi 1800MHz ... 67

Gambar 4.13 Grafik SWR Pada Simulasi Antena Yagi 1800MHz ... 68

Gambar 4.14 Grafik Gain dan Front Back Ratio Pada Simulasi Antena Yagi 1800MHz ... 71

Gambar 4.15 Cakupan Area 4G XL Di Bali ... 73

Gambar 4.16 Jarak dan Koordinat Lokasi Pengujian Pada Google Map ... 74

Gambar 4.17 Signal strength Sebelum Menggunakan Antena ... 75

xvi

Gambar 4.19 RSSI Sebelum Menggunakan Antena ... 76

Gambar 4.20 RSSI Setelah Menggunakan Antena ... 76

Gambar 4.21 RSRP dan RSRQ Sebelum Menggunakan Antena ... 77

Gambar 4.22 RSRP dan RSRQ Setelah Menggunakan Antena ... 77

Gambar 4.23 Jarak dan Koordinat Lokasi Pengujian Pada Google Map ... 78

Gambar 4.24 Signal strength Sebelum Menggunakan Antena ... 79

Gambar 4.25 Signal strength Setelah Menggunakan Antena ... 79

Gambar 4.26 RSSI Sebelum Menggunakan Antena ... 80

Gambar 4.27 RSSI Setelah Menggunakan Antena ... 80

Gambar 4.28 RSRP dan RSRQ Sebelum Menggunakan Antena ... 81

Gambar 4.29 RSRP dan RSRQ Setelah Menggunakan Antena ... 81

Gambar 4.30 Jarak dan Koordinat Lokasi Pengujian Pada Google Map ... 82

Gambar 4.31 Signal strength Sebelum Menggunakan Antena ... 83

Gambar 4.32 Signal strength Setelah Menggunakan Antena ... 83

Gambar 4.33 RSSI Sebelum Menggunakan Antena ... 84

Gambar 4.34 RSSI Setelah Menggunakan Antena ... 84

Gambar 4.35 RSRP dan RSRQ Sebelum Menggunakan Antena ... 85

Gambar 4.36 RSRP dan RSRQ Setelah Menggunakan Antena ... 85

Gambar 4.37 Performansi Antena Yagi Pada Lokasi Pertama ... 86

Gambar 4.38 Performansi Antena Yagi Pada Lokasi Kedua ... 87

DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH

BTS = Base Transceiver Station

3GPP = 3rd Generation Partnership Project

UHF = Ultra High Frequency

SWR = Standing Wave Ratio

RSSI = Received Signal strength Indicator

RSRP = Reference Signal Received Power

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era globalisasi ini perananan teknologi informasi sangat besar dan penting untuk menyampaikan informasi pada masyarakat, sehingga tidak dapat diabaikan begitu saja. Internet merupakan salah satu media yang dapat menyampaikan informasi kepada masyarakat luas, oleh karena itu teknologi internet pun berkembang dengan pesat baik dari segi teknologi maupun bisnis. Perkembangan teknologi internet tidak dapat dipisahkan dari perkembangan teknologi telepon seluler, dapat dilihat perkembangan teknologi komunikasi telepon seluler saat ini sudah sampai tahap keempat yang biasa dikenal dengan sebutan 4G. 4G merupakan pengembangan dari teknologi 3G dan 2G. Sistem 4G menyediakan jaringan pita lebar ultra untuk berbagai perlengkapan elektronik seperti telepon pintar dan laptop menggunakan modem USB. Terdapat dua kandidat standar untuk 4G yang dikomersilkan di dunia yaitu standar WiMAX (Korea Selatan) dan standar Long Term Evolution (LTE) (Swedia). Di Indonesia standar LTE yang secara umum digunakan oleh berbagai operator telekomunikasi.

Indonesia memang masih terus-menerus membangun infrastruktur 4G secara perlahan baik oleh pemerintah maupun operator telekomunikasi, para vendor pun tidak kalah sibuknya menyapa kehadiran 4G LTE di Indonesia. Smartphone yang mendukung 4G LTE pun kian banyak diproduksi dengan spesifikasi dan harga yang beragam. Namun, tidak meratanya insratruktur 4G LTE di Indonesia menjadi kendala utama bagi masyarakat yang ingin mengakses internet broadband

berkecepatan tinggi, khususnya bagi pengguna di kota-kota kecil.

Pengguna di kota-kota kecil dan lokasi pedesaan pada umumnya hanya bergantung pada layanan seluler sebagai satu-satunya sumber internet broadband. Sayangnya, berada di pedesaan juga sering berarti cukup jauh dari menara sel (BTS) terdekat dan / atau di daerah lemah sinyal karena medan, pohon, atau penghalang

2

lainnya. Dalam situasi ini, antena eksternal yang dirancang khusus untuk bekerja pada frekuensi tertentu dapat menjadi sebuah solusi yang membuat perbedaan antara memiliki koneksi yang lambat dan tidak dapat diandalkan dan memiliki koneksi yang cepat dan stabil. Antena eksternal yang dapat digunakan adalah antena jenis Yagi. Antena ini dapat digunakan karena bekerja pada frekuensi UHF (Ultra High Frequency) yakni 300 MHz sampai 3 GHz dimana frekuensi 4G LTE di Bali berada pada frekuensi 1800MHz.

Antena Yagi sangat direkomendasikan karena sifatnya yang directional yang berarti arah pancarannya terfokus, sifat ini sangat berguna karena pada saat sinyal modem diperkuat maka antena hanya diarahkan pada 1 titik BTS saja. Beberapa penelitian telah dilakukan dalam perancangan dan pembuatan antena Yagi salah satunya disusun oleh Ivan Nurizal Sakti (2013) yang meneliti tentang bagaimana memodifikasi antena televisi jenis Yagi agar bisa bekerja pada frekuensi 800 MHz (frekuensi CDMA). Penelitian ini menunjukkan bahwa antena televisi jenis Yagi dapat dimodifikasi menjadi antena penguat modem dengan cara memodifikasi bagian driven dan reflektor. Modifikasi dalam penelitian ini menunjukkan

parameter yang dihasilkan dari simulasi adalah impedansi 237 + j54,034 Ω dan

pengukuran SWR sebesar 1,27. Hasil monitoring pengujian antena terjadi penguatan pada modem kurang lebih sebesar 20-30 dBm. Penelitian kedua disusun oleh Firdaus, dkk (2012) yang meneliti penguatan sinyal GSM dengan menggunakan antena Yagi 14 elemen. Frekuensi yang digunakan adalah 900MHz. Objek penelitian yang digunakan disini adalah sebuah handphone. Bahan yang digunakan dalam perancangan ini adalah aluminium dan tembaga karena harga tergolong terjangkau dan bahannya yang mudah didapatkan. Penelitian ketiga merupakan penelitian yang menjadi acuan dalam hal penentuan bagus tidaknya nilai SWR yang didapatkan setelah rancangan antena disimulasikan, penelitian ini berjudul Perancangan Dan Implementasi Antena Yagi 2.4 GHz Pada Aplikasi WIFI (Wireless Fidelity) yang ditulis oleh Budi Pratama, Lita Lidyawati, Arsyad Ramadhan D yang pada penelitiannya mendapatkan nilai SWR sebesar 1,25 dan menyatakan nilai ideal SWR yakni berada <1,5. Selanjutnya dalam hal performansi

RSSI diambil dari sebuah paper yang ditulis oleh Joe Bardwell dalam papernya yang berjudul Converting Signal strength Percentage to dBm Values, didalam paper terdapat beberapa pengertian dan standarisasi dari RSSI yang dapat dijadikan

acuan dalam pembuatan tabel “Kondisi Kuat Sinyal”. Berikutnya dalam hal

performansi RSRP dan RSRQ diambil dari sebuah paper yang ditulis oleh Farhana Afroz, Ramprasad Subramanian, Roshanak Heidary, Kumbesan Sandrasegaran dan Solaiman Ahmed dalam papernya yang berjudul SINR, RSRP, RSSI and RSRQ Measurements In Long Term Evolution Networks, didalam paper terdapat acuan dalam membuat tabel KPI (Key Performance Indicator) yang merupakan tabel yang menyatakan bahwa setiap nilai RSRP dan RSRQ memiliki kondisi yang berbeda-beda dilapangan seperti contoh nilai RSRP maksimum berada pada nilai -66,1dBm yang berarti kekuatan sinyal berada pada kondisi terbaik (excellent condition) dan nilai RSRP minimum berada pada nilai -125 dBm yang berarti kekuatan sinyal berada pada kondisi terendah/hampir tidak ada sinyal (unmeasured). Sama halnya seperti RSRP, dalam paper tersebut nilai RSRQ dibatasi oleh nilai maksimum -1,9 dBm dan maksimum pada nilai -15 dBm.

Mengacu pada dasar teori dan penelitian-penelitian yang telah dilakukan maka memungkinkan merancang dan membangun antenaYagi untuk memperkuat sinyal modem untuk penggunaan 4G (pada frekuensi 1800MHz di Bali) sehingga permasalahan masyarakat yang jauh dari kota ataupun berada dikota yang belum tercover 4G pun bisa menikmati kenyamanan mengakses internet berkecepatan tinggi. Nantinya pembuatan antena Yagi ini menggunakan bahan-bahan yang mudah didapatkan yakni tembaga dan aluminium, ini dimaksudkan agar masyarakat luas juga dapat membuat sendiri antena ini sehingga selain menghemat biaya juga akan menambah wawasan dan menjadikan kita lebih kreatif. Oleh karena

itu penelitian ini berjudul “Rancang Bangun AntenaYagi Sebagai Penguat Sinyal Modem 4G LTE Berdasarkan Frekuensi 1800MHz”.

Dalam merancang dan membangun antena Yagi ini nantinya menggunakan

software Yagi Calculator yang merupakan perangkat lunak yang khusus digunakan merancangan pengukuran antena berbagai jenis termasuk Yagi kemudian software

4

MMANA-GAL yang merupakan perangkat lunak yang digunakan dalam simulasi antena dan yang terakhir adalah software MDMA dan QXDM yang digunakan untuk mengukur kuat sinyal yang diterima modem sebelum ataupun sesudah memakai antena

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana cara merancang dan membangun antena Yagi agar dapat bekerja pada frekuensi 1800MHz?

2. Bagaimana cara merancang dan membangun antena Yagi agar dapat memperkuat sinyal modem 4G LTE?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah tersebut, tujuan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah merancang dan membangun antena Yagi untuk memperkuat sinyal modem 4G LTE yang bekerja pada frekuensi 1800 MHz sebagai frekuensi 4G LTE resmi di Bali.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Sebagai solusi yang cukup baik bagi pengguna modem yang belum tercover sinyal 4G

2. Sebagai alternatif yang baik untuk pemerataan internet di Indonesia

1.5 Batasan Masalah

Adapun beberapa batasan analisis yang digunakan untuk menyelesaikan masalah dalam penelitian ini, antara lain :

1. Frekuensi kerja yang digunakan adalah 1800 MHz 2. Bahan Antena adalah tembaga dan aluminium

3. Objek penelitian adalah modem Huawei E398 dengan Chipset Qualcomm dan dengan dual slot pigtail antena

4. Menggunakan kabel LMR200 50 Ohm 5. Penguatan menggunakan sistem pigtail

6. Pengujian dilakukan meliputi proses sebagai berikut :

 Simulasi kelayakan rancangan antena menggunakan software

MMANA-GAL

 Uji performansi pada 3 lokasi  Menggunakan provider XL

7. Alat ukur dalam hal uji kelayakan menggunakan software simulasi bernama MMANA-GAL, hasil yang diukur adalah adalah Impedansi, SWR, dan Gain

8. Uji kelayakan antena hanya menggunakan simulasi software

9. Hasil yang diukur pada uji performansi pada 3 lokasi yang berbeda adalah

Signal strength, RSSI, RSRP dan RSRQ

10. Perancangan ini dilakukan dengan software Yagi Calculator, MMANA-GAL, MDMA, QPST dan QXDM

11. Pengujian dilakukan setelah antena selesai

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Pada Bab ini, diuraikan secara singkat mengenai gambaran umum mengenai pokok-pokok pembahasan dan gambaran tentang penyajian, yang terdiri dari atas latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada Bab ini berisi tentang pemaparan dan kajian kepustakaan yang berisikan uraian tentang teori dasar yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas meliputi Pengertian antena, jenis-jenis antena, aplikasi antena, parameter-parameter antena.

6

BAB III METODE PENELITIAN

Pada Bab ini, dijelaskan mengenai tempat dan waktu penelitian, sumber data, jenis data, prosedur penelitian, alur analisis data, dan dilengkapi dengan perancangan dan desain dari model simulasi dari perancangan antenaYagi agar bisa bekerja pada frekuensi 1800MHz.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada Bab ini, dijelaskan tentang hasil dari perancangan antena Yagi, hasil uji kelayakan perancangan menggunakan software MMANA-GAL, kemudian dijelaskan mengenai hasil uji performansi pada 3 lokasi yang berbeda yang pada masing-masing lokasi diuji oleh 4 parameter yakni

Signal strength, RSSI, RSRP, dan RSRQ sehingga dapat dilihat peningkatan kualitas sinyal sebelum dan sesudah menggunakan antena Yagi.

BAB V PENUTUP

Pada bab ini, dijelaskan mengenai simpulan dari seluruh pembahasan dan hasil dari Bab IV. Pada bab ini juga akan berisi saran dari penulis untuk pengembangan antena Yagi yang lebih baik.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

Terdapat beberapa penelitian yang membahas masalah tentang pemanfaatan antenaYagi sebagai penguat sinyal modem. Sebagian besar hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa antenaYagi yang dirancang pada frekuensi tertentu dapat memperkuat sinyal modem baik CDMA maupun GSM. Penelitian-penelitian yang telah dilakukan tersebut dijadikan sebagai acuan yang tentunya sangat mendukung dalam penyelesaian tugas akhir ini. Adapun beberapa penelitian tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut :

Modifikasi Antena Televisi Jenis Yagi Sebagai Penguat Sinyal Modem Menggunakan Sistem Induksi. Penelitian ini disusun oleh Ivan Nurizal Sakti pada tahun 2013. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan memodifikasi antena televisi Yagi sehingga bisa bekerja pada frekuensi 800MHz. Penelitian ini menunjukkan bahwa antena televisi jenis Yagi dapat dimodifikasi menjadi antena penguat modem dengan cara memodifikasi bagian driven dan reflektorsehingga dapat bekerja pada frekuensi 800 MHz sebagai penguat modem CDMA. Modifikasi dalam penelitian ini menunjukkan parameter yang dihasilkan dari simulasi adalah impedansi 237 + j54,034 Ω dan pengukuran SWR sebesar 1,27. Hasil monitoring pengujian antena terjadi penguatan pada modem kurang lebih sebesar 20-30 dBm.

Penguatan Sinyal Global Sistem For Mobile Communication (Gsm) Menggunakan AntenaYagi 14 Elemen. Penelitian ini disusun oleh Firdaus, Ratna Dewi, Rikki Vitria, Lifwarda yang merupakan Staf Pengajar Jurusan TeknikElektro Politeknik Negeri Padang pada tahun 2012. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah merancang antenaYagi 14 elemen sebagai penguat sinyal handphone.

Frekuensi handphone yang akan dikuatkan adalah frekuensi downlink GSM900 (935 MHz-960MHz). bahan yang digunakan dalam perancangan ini adalah aluminium karena harga tergolong terjangkau dan bahannya yang mudah didapatkan. Pengukuran dilakukan dengan 2 cara yakni pertama pengukuran

indoor, pemancar dengan antena folded, dan sebagai antena penerima adalah antena dipole ½ λ dan antenaYagi. Kedua pengukuran outdoor, pemancar dengan BTS, dan sebagai antena penerima adalah antena dipole dan antenaYagi. Hasil Pada pengukuran gain antena, nilai gain antenaYagi dengan pemancar antena folded sebesar 16 dB, sedangkan dengan pemancar BTS gain antenaYagi sebesar 12 dB. Hasil pengukuran dengan pemancar antena folded lebih besar dari pada menggunakan pemancar BTS. Hal ini disebabkan karena pada pengukuran jarak antara antena pemancar dengan antena penerima berbeda.

Perancangan Dan Realisasi Antena Mimo Berbasis Mikrostrip Pada Frekuensi 2,6 Ghz Untuk Aplikasi LTE. Penelitian ini disusun oleh Bagus Widianto, Bambang Setia Nugroho, Dr Yuyu Wahyu Ir. Pada tahun 2012. Pada penelitian ini, MIMO yang dirancang menggunakan multiple antena pada pengirim dan penerima guna untuk meningkatkan kualitas dan kapasitas pelayanan. Frekuensi kerja berada di 2,6 GHz – 2,7 GHz yang merupakan frekuensi yang dipakai untuk aplikasi LTE. MIMO yang dirancang memiliki dua penampang antena mikrostrip yang tersusun. Di dalam perancangan ini dijelaskan beberapa parameter diantaranya gain, VSWR,

bandwidth, pola radiasi, polarisasi dan yang lainnya. Namun ada parameter lain dalam antena MIMO yakni mutual coupling. Oleh karena itu MIMO yang telah dirancang kompatibel terhadap teknologi LTE. Hasil penelitian ini menghasilkan Impedansi yang sudah cukup memenuhi spesifikasi awal yaitu pada antena sebesar 55,647 ohm dan antena dua sebesar 44,969 ohm dari perancangan awal sebesar 50 ohm. Return loss antena pertama sebesar 14,937 dB dan antena kedua sebesar -21,2dB sudah cukup baik bagi antena, dimana return loss yang baik ialah diatas -20 dB. Semakin kecil koefisien pantul semakin besar return loss. Mutual coupling

kedua antena sesuai dengan spesifikasi awal yakni sekitar -20 dB. Mutual coupling

menyebabkan tidak semua gelombang dipancarkan ke ruang bebas, melainkan ada yang diterima oleh elemen patch sebelahnya. Gain yang didapat sebesar 2,17 dBi untuk antena pertama dan 2,152 dBi untuk antena kedua. Gain ini sudah cukup memenuhi spesifikasi.

9

2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Pengertian Antena dan Jenis-Jenis Antena

Antena merupakan komponen penting dalam suatu sistem telekomunikasi. Antena adalah struktur transisi antara saluran transmisi dengan ruang bebas yang mengubah gelombang terbimbing dari saluran transmisi (sinyal listrik) menjadi sinyal elektromagnetik lalu meradiasikannya (pelepasan energi elektromagnetik ke udara / ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Diagram dasar antenna dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Diagram Dasar Antena Sumber : Alaydrus (2011: 2)

Basuki (1998: 2) mengungkapkan bahwa kriteria antena yang baik adalah: a. Mempunyai efisiensi pancaran yang baik ( di atas 50 %).

b. Mempunyai impedansi input yang sesuai (matched) dengan impedansi karakteristik kabel pencatunya (SWR < 2).

c. Dapat meradiasikan dan menerima energi gelombang radio dengan arah dan polarisasi yang sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan.

d. Sistim mekaniknya kuat.

2.2.2 Standar spesifikasi antena

Dalam standar pengaplikasian antena untuk penguatan sinyal modem LTE tidak ada ketentuan khusus dalam spesifikasi yang harus dibuat. Tetapi dalam berbagai pemasaran antena, sudah banyak beredar spesifikasi yang diberikan oleh berbagai industri antena. Berikut spesifikasi yang ada :

2.2.2.1Pola radiasi

Pola radiasi merupakan besaran yang menentukan ke arah sudut mana sebuah antena memancarkan energinya. Dihitung pada medan jauh dengan jarak yang konstan ke antena, dan divariasikan terhadap sudut ϑ (theta) dan φ (phi). Lalu bisa dibedakan antena yang mempunyai sifat pancar isotrop, omnidireksional, dan direksional.

Antena omnidirectional yaitu jenis antena yang memiliki pola pancaran sinyal ke segala arah dengan daya sama. Untuk menghasilkan cakupan area yang luas, gain dari antena omnidirectional harus memfokuskan dayanya secara horizontal (mendatar,dengan mengabaikan pola pemancaran ke atas dan ke bawah,sehingga antean dapat di letakan di tengah-tengah base station. Dengan demikian, keuntungannya dari antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang lebih banyak. Namun kesulitannya adalah pada pengalokasian frequensi untuk setiap sel agar tidak terjadi interferensi. Antena jenis ini biasanya di gunakan pada lingkup yang mempunyai base station terbatas dan cenderung untuk posisi pelanggan yang melebar.

Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu 3600 dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal radio dari semua arah secara sama, biasanya digunakan untuk koneksi multiple point atau hotspot.

Sebagai contoh sederhana adalah antena dipole yang diletakkan di sumbu asal dari sistem koordinat. Antena ini mempunyai diagram pancar secara tiga

11

dimensi. Sebuah bentuk konsentrasi energi yang seperti bentuk donat. Jika diamati karakteristik radiasi dari antena ini pada bidang horizontal (bidang H/H plane) berbentuk lingkaran. Dalam kordinat polar, artinya jika bergerak pada bidang horizontal pada jarak yang konstan, maka akan didapatkan energi yang sama, ke

sudut φ manapun objek bergerak. Tetapi jika diamati pada bidang vertical ( bidang E/E plane ), potong donat tersebut misalnya dengan bidang yz maka akan didapatkan bentuk seperti Gambar 2.2. Dalam kordinat polar berarti, pada sudut θ = 0˚ tak ada pancaran, dan dengan membesarnya θ akan membesar pula kontribusi

pancaran kearah sudut itu, sampai mencapai maksimalnya pada θ=90˚, kemudian mengecil, dan kembali nol pada θ=180˚.

Gambar 2.2 Bentuk Konsentrasi Energi Sumber : Alaydrus (2011: 18)

1.2.2.2Gain dan Directivitas

Pada Gambar 2.3, pola 1 adalah pola pancaran antena dipole. Bila pada antena dipole diberikan sebuah reflektor dan direktor, maka akan diperoleh pola pancaran seperti tergambar sebagai pola 2 (terarah / directional). Pancaran ke satu arah akan menjadi lebih jauh sedangkan pancaran ke arah lainnya akan menjadi jauh lebih kecil. Semakin besar direktivitas maka lebar berkas antena semakin

sempit dan semakin sempit direktivitasnya maka titik pancaran akan terfokus dan gain akan semakin besar.

Gambar 2.3 Pola Pancaran Sumber : Purbo (2010)

Antena pengarah dikatakan mempunyai gain, yang dinyatakan dalam dB. Gain adalah perbandingan logarithmik antara power antena dibandingkan dengan

dipole 1⁄2 Lambda. Apabila sebagai pembanding digunakan antena isotropic, maka

gain dinyatakan dalam dBi. Misalnya antena dipole 1⁄2 Lambda mempunyai gain sebesar +2.1 dBi terhadap isotropic. Akan tetapi pada umumnya gain suatu antena

yang digunakan pembanding adalah dipole 1⁄2 Lambda. Misalnya power suatu

antena pada titik A (gambar 2.3) adalah Pa sedangkan power dipole 1⁄2 Lambda di tempat itu sebesar Pd, maka gain antena :

Gain = 10 log Pd/Pa dB (2.1)

Perbandingan kuat pancaran ke arah depan dengan arah belakang disebut

front back ratio, sedangkan perbandingan kuat pancaran ke arah depan dengan kuat pancaran ke arah samping disebut front side ratio. Semakin besar front back ratio

semakin baik pengarahan antena dan front side ratio semakin kecil.

1.2.2.3Polarisasi a. Polarisasi Linear

Pada polarisasi linear, arah medan listrik tidak hanya berubah dengan waktu yang berubah hanya orientasinya saja (positif-negatif). Terdapat dua buah polarisasi

13

linear yaitu vertikal dan horizontal. Polarisasi linear vertikal bisa dihasilkan dengan antena dipole yang vertikal. Gelombang yang memiliki polarisasi linear vertikal ini juga harus diterima dengan antena yang bisa menghasilkan polarisasi vertikal. Jika bidang lebar didatarkan, maka akan dihasilkan polarisasi vertikal. Polarisasi linear vertikal biasanya diaplikasikan pada pemancar radio AM dan telepon seluler. Sedangkan polarisasi horizontal biasanya diaplikasikan pada televisi.

Gambar 2.4 Polarisasi Linear Sumber : Alaydrus (2011: 30)

b. Polarisasi Eliptis

Pada gelombang yang mempunyai polarisasi eliptis, dengan berjalannya waktu dan perambatan, medan listrik dari gelombang itu melakukan putaran yang terletak pada sebuah permukaan silinder dengan penampang elips. Polarisasi eliptis digunakan dengan tujuan mengantisipasi kemungkinan penerimaan sinyal yang tidak diketahui polarisasinya. Antena helix (spiral) adalah contoh antena yang menghasilkan gelombang yang berpolarisasi eliptis.

1.2.2.4Bandwidth

Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Bandwidth Antena Sumber : Sujendro, 2013

Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum banyak mengalami perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diijinkan.

Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antena. Suatu misal sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2( di atas fC), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah (f1 – f2). Tetapi apabila dinyatakan dalam prosen, maka bandwidth

antena tersebut adalah :

�� = � −�

� (2.2)

Dimana :

f2 = frekuensi batas bawah f1 = frekuensi batas atas fc = frekuensi center

Bandwidth yang dinyatakan dalam prosen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena-antena yang memliki band sempit (narrow band). Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definsi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah.

15

�� = �_� (2.3)

Suatu antena digolongkan sebagai antena broad band apabila impedansi dan pola radiasi dari antena itu tidak mengalami perubahan yang berarti untuk f2 / f1> 1. Batasan yang digunakan untuk mendapatkan f2dan f1 adalah ditentukan oleh harga VSWR = 1.

Bandwidth antena sangat dipengaruhi oleh luas penampang konduktor yang digunakan serta susunan fisiknya (bentuk geometrinya). Misalnya pada antena dipole, ia akan mempunyai bandwidth yang semakin lebar apabila penampang konduktor yang digunakannya semakin besar. Demikian pula pada antena yang mempunyai susunan fisik yang berubah secara halus, biasanya akan menghasilkan pola radiasi dan impedansi input yang berubah secara halus terhadap perubahan frekuensi (misalnya pada antena biconical, log periodic, dan sebagainya). Selain daripada itu, pada jenis antena gelombang berjalan (travelling wave) ternyata ditemukan lebih lebar range frekuensi kerjanya daripada antena resonan.

1.2.2.5Impedansi Antena

Impedansi suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi. Selanjutnya terdapat impedansi masukan. Impedansi masukan adalah rasio tegangan dengan arus pada pasangan terminal atau rasio dari komponen yang bersesuaian dari medan listrik dengan medan magnetik pada suatu titik. Terdapat 2 jenis resistansi pada antena, yakni :

1. Loss resistansi yang menyebabkan hilangnya daya dalam bentuk energi panas. 2. Radiation Resistance adalah resistansi yang digunakan untuk meradiasikan

gelombang elektromagnetik.

Nilai resistansi antena merupakan penggabungan antara nilai resistansi radiasi dengan resistansi rugi-rugi. Nilai impedansi antena harus dibuat sama dengan nilai

impedansi saluran transmisi. Ketika nilai impedansi masukan sama dengan impedansi karakteristik, maka kondisi matching akan terpenuhi. Suatu keadaan disebut matching apabila gelombang yang ditransmisikan dari saluran transmisi ke antena dapat diteruskan seluruhnya dan tidak ada gelombang yang dipantulkan

kembali. Saluran transmisi biasanya memiliki nilai hambatan 50 Ω atau 75 Ω.

Saluran transmisi dapat dikatakan mencapai kondisi matched apabila nilai

koefesien refleksi memiliki nilai nol (Γ = 0). Nilai koefisien refleksi dirumuskan sebagai berikut (David, 2012):

(2.4)

Terdapat tiga kondisi koefisien refleksi ketika komponen imajinernya bernilai nol, yaitu:

1. Γ = 0, merupakan saluran transmisi dan beban dalam kondisi matching, yaitu tidak ada gelombang yang dipantulkan dan seluruhnya diteruskan ke beban. 2. Γ = +1, koefisien refleksi positif maksimum ketika nilai impedansi beban

menuju tak terhingga (∞) atau dengan kata lain saluran transmisi berada pada

kondisi open circuit sehingga seluruh gelombang datang akan dipantulkan kembali.

3. Γ = -1, koefisien refleksi negatif minimum ketika nilai impedansi beban nol (0) atau saluran transmisi berada pada kondisi short circuit dimana pada kondisi ini seluruh gelombang akan terus dialirkan pada saluran transmisi

1.2.2.6SWR (Standing Wave Ratio)

SWR atau VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) adalah perbandingan tegangan berdiri. Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah transmiter RF yang dilewatkan sebuah transmisi line (misal : kabel koaksial, feeder, dll) tidak lagi memiliki bentuk sebagai sinyal sinusoidal yang sempurna, namun mirip dengan sinyal sinusoidal yang telah disearahkan oleh sebuah dioda rectifier, dimana porsi negatif dari sinusoidal dibalik menjadi positif semua. Balanis (2005: 86) mengungkapkan bahwa sifat gelombang ini adalah dapat terpantul (reflected)

17

bila menemui impedansi yang tidak sama (matched) dengan impedansi saluran transmisi yang dilaluinya, jika itu terjadi biasanya ditunjukkan dengan VSWR > 1, maka dampaknya seperti berikut :

1. Daya RF yang sampai di antena tidak maksimal, sehingga pancaran tidak akan jauh.

2. Bercampurnya gelombang maju (forward) dan gelombang pantul (reflected) kemungkinan akan mempengaruhi kualitas pancaran.

3. Nilai VSWR yang terlalu tinggi (VSWR > 2) , akan membuat RF Linear Ampifier mengalami over heating dan bila dibiarkan secara terus menerus akan membuat komponen menjadi rusak.

� = [ +� ]_{[ −� ]} (2.5) Dimana :

Reflection coefisien = [��−� ]

[��+� ]

ZL = impedansi input antena (beban)

Z0 = impedansi saluran transmisi (koaksial, feeder, dll)

Tabel 2.1 Perbandingan VSWR Dengan Kehilangan Daya

VSWR Return Loss Transmission Loss

1,0 : 1 ∞ 0,0 dB

1,2 : 1 20,83 dB 0,036 dB

1,5 : 1 13,93 dB 0,177dB

5,5 : 1 3,19 dB 2,834 dB

Sumber : Balanis (2005)

Return loss berhubungan dengan VSWR yaitu mengukur daya dari sinyal yang dipantulkan oleh antena dengan daya yang dikirim ke antena. Semakin besar nilainya (dalam satuan dB), semakin baik.

2.2.3 Teknologi LTE (Long Term Evolution)

Long Term Evolution (LTE) adalah generasi teknologi telekomunikasi selular. Menurut standar, LTE memberikan kecepatan uplink hingga 50 megabit per detik (Mbps) dan kecepatan downlink hingga 100 Mbps. Tidak diragukan lagi, LTE akan membawa banyak manfaat bagi jaringan selular. Perkembangan telekomunikasi menurut standar 3GPP terlihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Evolusi 3GPP

Bandwidth LTE adalah dari 1,4 MHz hingga 20 MHz. Operator jaringan dapat memilih bandwidth yang berbeda dan memberikan layanan yang berbeda berdasarkan spektrum. Itu juga merupakan tujuan desain dari LTE yaitu untuk meningkatkan efisiensi spektrum pada jaringan, yang memungkinkan operator untuk menyediakan lebih banyak paket data pada suatu bandwidth. Karakteristik perkembangan teknologi selular menurut standar 3GPP dan kelebihan yang dapat diberikan LTE terlihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Evolusi Teknologi Telekomunikasi Selular WCDMA

(UMTS) HSPA HSPA+ LTE

Downlink Max

Speed (bps)

19

Uplink Max

Speed (bps) 128k 5.7M 11M 5 M

Latency –

RTT 150ms 100ms

50ms

(max) ~10ms

3GPP

Release Rel 99/4 Rel 5/6 Rel 7 Rel 8

Access

Methodology CDMA CDMA CDMA

OFDMA/ SC-FDMA

Di Indonesia, penerapan 4G LTE berada pada frekuensi 1800 MHz dan 2300 MHz, penerapan 4G LTE pada frekuensi 1800 MHz didominasi oleh operator GSM seperti XL Axiata, Telkomsel dan Indosat Ooredoo. Penerapan 4G LTE pada frekuensi 2300 MHz didominasi oleh operator CDMA seperti Bolt Super 4G dan Smartfren.

2.2.3.1Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)

Teknologi LTE Menggunakan OFDM-based pada suatu air interface yang sepenuhnya baru yang merupakan suatu langkah yang radikal dari 3GPP. Merupakan pendekatan evolusiner berdasar pada peningkatan advance dari WCDMA. Teknologi OFDM-based dapat mencapai data rates yang tinggi dengan implementasi yang lebih sederhana menyertakan biaya relatif lebih rendah dan efisiensi konsumsi energi pada perangkat kerasnya.

Data rates jaringan WCDMA dibatasi pada lebar saluran 5 MHz. LTE menerobos batasan lebar saluran dengan mengembangkan bandwidth yang mencapai 20 MHz. Sedangkan nilai capaian antena pada bandwidth di bawah 10 MHz, HSPA+ dan LTE memiliki performa yang sama. LTE menghilangkan keterbatasan WCDMA dengan mengembangkan teknologi OFDM yang memisah kanal 20 MHz ke dalam beberap narrow sub kanal. Masing-Masing narrow sub kanal dapat mencapai kemampuan maksimumnya dan sesudah itu sub kanal mengkombinasikan untuk menghasilkan total data keluarannya.

Gambar 2.7Orthogonal Frequency Division Multiple Access

Gambar 2.7 merupakan modulasi OFDMA yang menghindari permasalahan yang disebabkan oleh pemantulan multipath dengan mengirimkan pesan per bits secara perlahan. Beribu-Ribu subkanal narrow menyebar untuk mengirimkan banyak pesan dengan kecepatan yang rendah secara serempak kemudian mengkombinasikan pada penerima kemudian tersusun menjadi satu pesan yang dikirim dengan kecepatan tinggi. Metode ini menghindari distorsi yang disebabkan oleh multipath.

Subkanal narrow pada OFDMA dialokasikan pada basis burst by burst menggunakan suatu algoritma yang memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi RF (Radio Frequency) seperti kualitas saluran, loading dan interferensi.

LTE menggunakan OFDMA pada downlink dan single carrier–Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) pada uplink nya. SC-FDMA secara teknis serupa dengan OFDMA tetapi lebih cocok diaplikasikan pada devais handheld

karena lebih sedikit dalam konsumsi baterei.

2.2.3.2Perbandingan Karakteristik LTE dengan UMTS/HSPA

Karakteristik Kunci LTE dengan perbandingan jaringan UMTS/ HSPA yang ada saat ini, antara lain :

a. Peningkatan Air interface memungkinkan peningkatan kecepatan data: LTE dibangun pada all-new jaringan akses radio didasarkan pada teknologi OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Ditetapkan dalam 3GPP

21

Release 8, Air interface untuk LTE menggabungkan OFDMA-based dan skema akses multiple untuk downlink, dan SC-FDMA (Single Carrier FDMA) untuk uplink. Hasil dari fitur Air interface ini adalah peningkatan kinerja radio secara signifikan, dapat menghasilkan sampai lima kali rata-rata throughput HSPA. Kecepatan data puncak pada downlink diperluas hingga maksimum secara teoretis 300 Mbit/s per 20 MHz dari spektrum. Demikian juga, tingkat uplink LTE teoretis dapat mencapai 75 Mbit/s per 20 MHz dari spectrum.

b. Efisiensi spektrum yang tinggi: efisiensi spektrum LTE yang lebih besar memungkinkan operator untuk mendukung peningkatan jumlah pelanggan di dalam alokasi existing dan spektrum alokasi yang akan datang, dengan suatu pengurangan biaya pengiriman per bit nya.

c. Perencanaan radio yang fleksibel: jangkauan cell LTE dapat mencapai performa yang optimum hingga 5 km. Hal tersebut, masih mampu untuk mengirimkan hingga capaian efektif di dalam ukuran sel hingga radius 30 km, dengan capaian maksimal batasan sel hingga radius 100 km.

d. Mengurangi Latency: Dengan mengurangi waktu round-trip ke 10ms atau bahkan lebih (dibandingkan dengan 40–50ms untuk HSPA), LTE dapat memberikan kepada user sesuatu yang lebih responsif. Hal ini memungkinkan, layanan secara real-time seperti high-quality konferensi audio/video dan permainan multi-player.

e. Lingkungan All-IP : salah satu fitur yang paling signifikan adalah transisi LTE menuju 'flat', jaringan inti berbasis all-IP dengan arsitektur yang disederhanakan dan open interfaces.

2.2.4 Parameter performansi LTE

Pengukuran Radio Frequency (RF) pada LTE ditentukan oleh 3GPP yaitu RSRP (Reference Signal Received Power) dan RSRQ (Reference Signal Received Quality). Namun ada satu parameter lagi untuk memudahkan dalam pengukuran performan terbaik modem saat menggunkana antenna yakni RSSI (Received Signal strength Indicator).

2.2.4.1RSRP (Reference Signal Received Power)

RSRP adalah power rata-rata pada resource element yang membawa

reference signal dalam subcarrier. UE (User Equipment) mengukur power dari banyak resource element yang digunakan untuk membawa reference signal kemudian dihitung rata-rata-nya dalam satu bandwidth. Berikut adalah ilustrasi tentang RSRP:

Gambar 2.8 RSRP Pada Bandwidth 5 MHz

Dari ganbar diatas, rata-rata power yang dikirimkan per-subcarrier adalah 20 W / 300 = 66.7 mW = 18.2 dBm. Jika jarak UE dengan eNode B sekitar 2 km, maka RSRP yang diterima oleh UE adalah seperti yg di ilustrasikan pada gambar berikut:

Gambar 2.9 Perhitungan RSRP

2.2.4.2RSRQ (Reference Signal Received Quality)

RSRQ didefinisikan sebagai rasio antara jumlah N RSRP terhadap RSSI (Received Signal strength Indication). Atau biasa ditulis RSRQ = N x RSRP / RSSI. RSSI mengukur power bandwidth termasuk serving cell power, noise, dan

23

Gambar 2.10 Konsep RSRQ

Dapat diambil contoh jika tidak ada trafik pada cell A yang sedang serving ke UE, maka perhitungan RSRQ-nya adalah : N x RSRP / RSSI = 25 RSRP / 2 x 25 RSRP = 1/2 = -3 dB. N adalah jumlah resource block pada badwidth, utk contoh ini menggunakan 5 MHz sehingga jumlah resource blocknya 25.

2.2.4.3RSSI ( Received Signal strength Indicator )

RSSI merupakan parameter yang menunjukan daya terima dari seluruh sinyal pada band frequency channel pilot yang diukur. Dalam artian semua daya sinyal yang terukur oleh penerima pada satu band frequency wcdma di gabungkan menggunakan proses rake receiver. Parameter ini diukur pada arah downlink dengan acuan pengukuran pada konektor antenna pada penerima (MS). Dalam proses CDMA dijelaskan bahwa pengguna lain pada jaringan yang sama merupakan interferensi , atau disebut dengan istilah self interference dimana hal itu dapat memperkuat daya terima, begitu juga dengan sinyal dari sector lain yang notabene satu band frequency dengan yang melayani MS pada saat itu.

Gambar 2.11 Ilustrasi Rake Receiver

Daya sinyal yang terukur pada MS pada ilustrasi diatas merupakan penjumlahan dari tiga sector sesuai dengan phasa tegangannya. Dan nilai yang dihasilkan dari penggabungan tersebut ditunjukkan oleh parameter RSSI.

2.2.4.4KPI (Key Performance Indicator)

Semua aktivitas optimisasi mengacu pada target KPI (Key Performance Indicator) yang telah ditentukan. Target KPI ditentukan menyesuaikan dengan kriteria desain jaringan. Pada setiap fase optimasi jaringan, KPI yang berbeda digunakan untuk RF maupun service performance. Untuk sistem 4G, yang terkait KPI, baik user maupun network dapat kategorikan seperti pada Gambar 2.12.

25

Pada gambar 2.13 dibawah ini merupakan RF KPI untuk LTE dan HSPA+.

Gambar 2.13 RF KPI Untuk LTE dan HSPA+

Gambar 2.13 diatas menunjukan kemungkinan target dalam kondisi RF yang berbeda. Meskipun saat ini fokus ke sistem LTE, namun parameter pengukuran HSPA/HSPA+ menjadi referensi sebagai pembanding. Untuk RSRP (Reference Signal Received Power) pada LTE, dibandingkan dengan RSCP (Received Signal Code Power) pada UMTS. Begitu juga untuk RSRQ (Reference Signal Received Quality) pada LTE, dibandingkan dengan Ec/No (Energy chip to noise). Untuk CQI (Channel Quality Indicator) juga di bandingkan antara LTE CQI dan UMTS CQI.

Dalam kondisi good RF, RSRP dan RSCP lebih besar dari -50 dBm, artinya ada kesamaan nilai parameter antara LTE dengan UMTS. Begitu juga dalam kondisi medium RF dan poor RF. Untuk RSRQ dan EcNo perbedaan nilai parameter ada saat kondisi good RF dimana RSRQ lebih besar dari -8 dB, sedangkan untuk EcNo lebih besar dari -10 dB.

2.2.5 AntenaYagi

AntenaYagi atau juga dikenal antenaYagi-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 antenaYagi. 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 direktional, 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. AntenaYagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 – 20 dB.

AntenaYagi disusun oleh beberapa elemen, diantaranya Driven, Reflektor, Direktor dan Boom. Dibawah ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai masing – masing elemen dari antenaYagi.

2.2.5.1Reflektor

Reflektor merupakan elemen pemantul. Elemen reflektor ditempatkan di belakang dipole dan dibuat lebih panjang dari pada panjang dipole.

Gambar 2.14 Susunan Reflektor dan Driven Sumber : Kusyaman (2010 : 14)

Tujuan utama dari penempatan reflektor di belakang adalah untuk membatasi radiasi agar tidak melebar kebelakang namun kekuatan pancarannya akan diperkuat ke arah sebaliknya. Reflektor juga bersifat menjadikan antena lebih induktif.

2.2.5.2Driven

Driven merupakan bagian paling penting dari sebuah antena Yagi karena elemen inilah yang akan membangkitkan gelombang elektromagnetik menjadi sebuah sinyal yang akan di pancarkan. Untuk menjadikan sebuah driven yang

27

menghantarkan radiasi dengan baik, biasanya menggunakan antena dipole sebagai bentuk driven antena. Pada umumnya panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.

Gambar 2.15 Antena Dipole Sumber : Kusyaman (2010 : 14)

2.2.5.3Direktors

Direktor adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit lebih pendek daripada driven. Penambahan batang direktor akan menambah gain antena, namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin banyak jumlah direktor, maka semakin sempit arahnya. Elemen ini juga kadang sering disebut dengan elemen parasitic.

Gambar 2.16 Penempatan Susunan Direktor Sumber : Kusyaman (2010 : 15)

Antena Yagi Uda termasuk dalam tipe antena parasitic array. Konfigurasi antena Yagi Uda dapat dilihat seperti pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Antena Yagi Uda 6 Elemen Sumber : Kusyaman (2010 : 15)

Elemen kedua dari antena dinamakan driven dan yang lain adalah parasitic. Dipole pertama memiliki ukuran lebih panjang dibandingkan dengan driven. Dipole kedua ini difungsikan untuk sebagai reflektor. Elemen yang berada padasisi kanan dari driven memiliki ukuran lebih pendek dari elemen sebelumnya. Elemen ini memiliki fungsi sebagai direktor. Direktor dan reflektor mengatur radiasi sepanjang sumbu x. Antena Yagi Uda banyak dipakai sebagai antena penerima TV dan memiliki directivity yang bagus serta struktur yang sederhana. Antena Yagi Uda termasuk jenis antena yang banyak dipergunakan karena memiliki gain yang tinggi, biaya pembuatannya murah serta proses pembuatannya yang relatif mudah. Antena Yagi Uda terdiri atas sebuah dipole yang disusun dengan beberapa elemen parasitic (parasitic elemen), dimana terdapat dua macam elemen parasitic tersebut yaitu: 1. Sebuah reflektor yang berfungsi memantulkan radiasi dari driven

2. Satu atau beberapa direktor yang berfungsi mengarahkan radiasi dari driven kearah tertentu

Pada antena Yagi Uda jumlah elemen mempengaruhi gain antena tersebut. Semakin banyak elemen maka semakin tinggi pula gain yang dimilikinya. Sampai sekarang antena Yagi sangat dikenal, terdapat banyak pembahasan mengenai

29

realisasi antena tersebut, yang membedakan adalah jarak sejumlah direktor, jarak antara elemen antena dan tingginya masing-masing elemen. Pada kebanyakan kasus, jumlah elemen, jarak dan tinggi dibedakan berdasarkan percobaan. Sekarang ini banyak program untuk modeling antena Yagi untuk mengoptimalkannya berbasis komputer. Sebelum memulai analisa angka dari antena Yagi, beberapa hal untuk mempermudah diperkenalkan :

1. Antena dianggap dalam medium lossless.

2. Elemen antena dibuat dari konduktor dengan kualitas yang sempurna. 3. Arus dan pengisian dikonsentrasikan pada sumbu dari kabel antena.

Tabel 2.3 Perhitungan elemen antena Yagi 5 elemen

Sumber : YC7XOK (2009)

Elemen Panjang Jarak

Reflektor +7% 0,2 -0,25

Driven 0,1 -0,15

Direktor1 -5% 0,15 -0,2

Direktor2 -10% 0,2 -0,25

2.2.5.4Boom

Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. 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.

2.2.6 Kabel Koaksial

Suatu karakteristik saluran yang paling berguna dalam praktek adalah Impedansi Karakteristik, yang pada frekuensi-frekuensi tinggi ditentukan oleh induktansi seri dan kapasitansi shunt. Untuk saluran dua-kawat, dengan penghantar-penghantar yang ditempatkan dalam suatu medium dengan permitivitas dan permeabilitas , dan dengan dimensi-dimensi saluran dalam meter, induktansi primer dan kapasitansi per satuan panjang. Menurut Lesmana dalam buku "ANTENA YAGI untuk 2 m Band" perhitungan impedansi dapat dilakukan dengan membandingkan diameter inti dengan kabel yang dipengaruhi oleh bahan insulator kabel seperti pada Gambar 2.18

Gambar 2.18 Penampang Koaksial Sumber : Lesmana

Z0 = _√��8log � Ω (2.6)

Pada setiap keadaan, akan terlihat bahwa untuk suatu konstanta dielektrikum tertentu, impedansi karakteristik ditentukan oleh perbandingan D/d.

31

Untuk dielektrikum-dielektrikum yang biasa digunakan, konstanta dielektrikum akan berkisar diantara 1 dan 5, dan pembatasan-pembatasan praktis pada perbandingan D/d untuk masing-masing jenis saluran akan membatasi Z0 kira-kira pada daerah 40 sampai 150 Ohm.

Dalam Utomo (2011: 6) kabel memiliki panjang yang terbatas agar antena dapat bekerja secara maksimal. Penentuan panjang maksimal kabel dapat dihitung seperti persamaan 4.

lmax = � � (2.7)

Keterangan :

lmax = panjang kabel maksimal (m) λ = Panjang gelombang

2.2.7 Balun (BalanceUnbalance)

Dimana balanced berarti kedua ujung dari pencatuan harus memiliki level tegangan yang sama terhadap ground, jika tidak maka dapat dikatakan unbalanced. Balun adalah alat yang digunakan untuk menyesuaikan impedansi antara antena dengan coaxial cable, dalam hal ini digunakan untuk menghubungkan antara feeder line yang unbalance misalnya coaxial cable dengan antena yang balance misalnya antena dipole. Contoh antena folded dipole pada kontruksi antenaYagi dapat dilihat pada Gambar 2.19.

Gambar 2.19 Balun Untuk Folded Dipole Sumber : RCGROUP, 2014

Menurut ON6MU (1999) dengan melihat konstruksi balun seperti Gambar 2.19, sehingga diperoleh perhitungan pada persamaan 2.8.

L = 0,5 x V x λ (2.8)

V = Faktor tegangan

λ = Panjang gelombang 2.2.8 Pigtail

Kabel Pigtail atau kabel jumper adalah kabel yang diperlukan untuk menghubungkan antara antena omni dengan dengan access point, perhatikan panjang maksimal yang diperlukan hanya 1 meter, selebih dari itu anda akan mengalami degradasi sinyal/loss (dB).

Pigtail berfungsi untuk menghubungkan dua antarmuka perangkat wireless yakni dari access point / modemke antena luar / outdoor antena. Pada kedua ujung kabel terdapat konektor dimana type konektor disesuaikan dengan konektor yang melekat pada access point. Gambar pigtail dapat dilihat pada Gambar 2.20

Gambar 2.20 Pigtail Connector Sumber : anonim, 2015

Antena Yagi Uda termasuk dalam tipe antena parasitic array. Konfigurasi antena Yagi Uda dapat dilihat seperti pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Antena Yagi Uda 6 Elemen Sumber : Kusyaman (2010 : 15)

Elemen kedua dari antena dinamakan driven dan yang lain adalah parasitic. Dipole pertama memiliki ukuran lebih panjang dibandingkan dengan driven. Dipole kedua ini difungsikan untuk sebagai reflektor. Elemen yang berada padasisi kanan dari driven memiliki ukuran lebih pendek dari elemen sebelumnya. Elemen ini memiliki fungsi sebagai direktor. Direktor dan reflektor mengatur radiasi sepanjang sumbu x. Antena Yagi Uda banyak dipakai sebagai antena penerima TV dan memiliki directivity yang bagus serta struktur yang sederhana. Antena Yagi Uda termasuk jenis antena yang banyak dipergunakan karena memiliki gain yang tinggi, biaya pembuatannya murah serta proses pembuatannya yang relatif mudah. Antena Yagi Uda terdiri atas sebuah dipole yang disusun dengan beberapa elemen parasitic (parasitic elemen), dimana terdapat dua macam elemen parasitic tersebut yaitu: 1. Sebuah reflektor yang berfungsi memantulkan radiasi dari driven

2. Satu atau beberapa direktor yang berfungsi mengarahkan radiasi dari driven kearah tertentu

Pada antena Yagi Uda jumlah elemen mempengaruhi gain antena tersebut. Semakin banyak elemen maka semakin tinggi pula gain yang dimilikinya. Sampai sekarang antena Yagi sangat dikenal, terdapat banyak pembahasan mengenai

realisasi antena tersebut, yang membedakan adalah jarak sejumlah direktor, jarak antara elemen antena dan tingginya masing-masing elemen. Pada kebanyakan kasus, jumlah elemen, jarak dan tinggi dibedakan berdasarkan percobaan. Sekarang ini banyak program untuk modeling antena Yagi untuk mengoptimalkannya berbasis komputer. Sebelum memulai analisa angka dari antena Yagi, beberapa hal untuk mempermudah diperkenalkan :

1. Antena dianggap dalam medium lossless.

2. Elemen antena dibuat dari konduktor dengan kualitas yang sempurna. 3. Arus dan pengisian dikonsentrasikan pada sumbu dari kabel antena.

Tabel 2.3 Perhitungan elemen antena Yagi 5 elemen

Sumber : YC7XOK (2009)

Elemen Panjang Jarak

Reflektor +7% 0,2 -0,25

Driven 0,1 -0,15

Direktor1 -5% 0,15 -0,2

Direktor2 -10% 0,2 -0,25

2.2.5.4Boom

Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. 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.

2.2.6 Kabel Koaksial

Suatu karakteristik saluran yang paling berguna dalam praktek adalah Impedansi Karakteristik, yang pada frekuensi-frekuensi tinggi ditentukan oleh induktansi seri dan kapasitansi shunt. Untuk saluran dua-kawat, dengan penghantar-penghantar yang ditempatkan dalam suatu medium dengan permitivitas dan permeabilitas , dan dengan dimensi-dimensi saluran dalam meter, induktansi primer dan kapasitansi per satuan panjang. Menurut Lesmana dalam buku "ANTENA YAGI untuk 2 m Band" perhitungan impedansi dapat dilakukan dengan membandingkan diameter inti dengan kabel yang dipengaruhi oleh bahan insulator kabel seperti pada Gambar 2.18

Gambar 2.18 Penampang Koaksial Sumber : Lesmana

Z0 = _√��8log � Ω (2.6)

Pada setiap keadaan, akan terlihat bahwa untuk suatu konstanta dielektrikum tertentu, impedansi karakteristik ditentukan oleh perbandingan D/d.

Untuk dielektrikum-dielektrikum yang biasa digunakan, konstanta dielektrikum akan berkisar diantara 1 dan 5, dan pembatasan-pembatasan praktis pada perbandingan D/d untuk masing-masing jenis saluran akan membatasi Z0 kira-kira pada daerah 40 sampai 150 Ohm.

Dalam Utomo (2011: 6) kabel memiliki panjang yang terbatas agar antena dapat bekerja secara maksimal. Penentuan panjang maksimal kabel dapat dihitung seperti persamaan 4.

lmax = � � (2.7)

Keterangan :

lmax = panjang kabel maksimal (m)

λ = Panjang gelombang

2.2.7 Balun (BalanceUnbalance)

Dimana balanced berarti kedua ujung dari pencatuan harus memiliki level tegangan yang sama terhadap ground, jika tidak maka dapat dikatakan unbalanced. Balun adalah alat yang digunakan untuk menyesuaikan impedansi antara antena dengan coaxial cable, dalam hal ini digunakan untuk menghubungkan antara feeder line yang unbalance misalnya coaxial cable dengan antena yang balance misalnya antena dipole. Contoh antena folded dipole pada kontruksi antenaYagi dapat dilihat pada Gambar 2.19.

Gambar 2.19 Balun Untuk Folded Dipole Sumber : RCGROUP, 2014

Menurut ON6MU (1999) dengan melihat konstruksi balun seperti Gambar 2.19, sehingga diperoleh perhitungan pada persamaan 2.8.

L = 0,5 x V x λ (2.8)

V = Faktor tegangan λ = Panjang gelombang

2.2.8 Pigtail

Kabel Pigtail atau kabel jumper adalah kabel yang diperlukan untuk menghubungkan antara antena omni dengan dengan access point, perhatikan panjang maksimal yang diperlukan hanya 1 meter, selebih dari itu anda akan mengalami degradasi sinyal/loss (dB).

Pigtail berfungsi untuk menghubungkan dua antarmuka perangkat wireless yakni dari access point / modemke antena luar / outdoor antena. Pada kedua ujung kabel terdapat konektor dimana type konektor disesuaikan dengan konektor yang melekat pada access point. Gambar pigtail dapat dilihat pada Gambar 2.20

Gambar 2.20 Pigtail Connector Sumber : anonim, 2015