Laporan+Kerja+Praktek+-+DAYA+JANGKAU+GELOMBANG+ANTENA+_DIPOLE_
-
Upload
yudo-heru-pribadi -
Category
Documents
-
view
256 -
download
0
Transcript of Laporan+Kerja+Praktek+-+DAYA+JANGKAU+GELOMBANG+ANTENA+_DIPOLE_
Laporan Praktek Kerja Lapangan
DAYA JANGKAU GELOMBANG ANTENA (DIPOLE) MODEL
PHP 32U4421 PADA STASIUN RELAY TRANS TV SEMARANG
Disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada PSD III
Teknik Elektro Universitas Diponegoro
Oleh :
Agus Wicaksono
L0f 002 555
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2005
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Kerja Praktek dengan judul “DAYA JANGKAU GELOMBANG
ANTENA (DIPOLE) MODEL PHP 32U4421 PADA STASIUN RELAY TRANS TV
SEMARANG” yang disusun berdasarkan Kerja Praktek di Stasiun Trans TV Gombel
Semarang, ini disyahkan dan disetujui pada tanggal…………..
Semarang,……………..2005
Mengetahui/Menyetujui
Pembimbing Lapangan
(M. Zufar Noor)
PJTS Semarang
(Agustinus Istiardja)
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Kerja Praktek dengan judul “DAYA JANGKAU GELOMBANG
ANTENA (DIPOLE) MODEL PHP 32U4421 PADA STASIUN RELAY TRANS TV
SEMARANG” yang disusun berdasarkan Kerja Praktek di Stasiun Trans TV Gombel
Semarang, ini disyahkan dan disetujui pada tanggal…………..
Semarang,……………..2005
Mengetahui/Menyetujui
Ketua Jurusan
Ir. H. Saiful Manan, MT
NIP. 131 881 917
Dosen Pembimbing
DrsIman Setiono. Msi
NIP. 131 460 466
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada Allah SWT, yang telah
memberikan segala rahmat dan hidayah – Nya kepada kami sehingga kami dapat
menyelesaikan penyusunan Laporan Kerja Praktek ini.
Pada kesempatan ini dengan rasa syukur dan kerendahan hati, penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada orang tua yang telah
memberikan dukungan dan doa, dan pada kesempatan kali ini juga dengan penuh
ketulusan dan kerendahan hati penulis menyampaikan terima kasih yang tak terhingga
kepada :
1. Allah. SWT. Yang telah memberi segala nikmatnya.
2. Kedua orang tuaku yang paling kucintai.
3. Bapak Ir. H. Saiful Manan, MT, selaku ketua jurusan diploma III Teknik
Elektro UNDIP
4. Bapak Drs. Iman Setiono Msi, selaku dosen pembimbing Teknik.
5. Bapat Saut Siahaan, selaku Kepala Departemen Transmisi Trans TV
6. Bapak Agustinus Istiardja, selaku PJTS Trans TV Semarang
7. Bapak M. Zufar Noor, selaku pembimbing lapangan Trans TV Semarang
8. Serta seluruh karyawan Trans TV Semarang yang telah membantu penulis
dalam menyelesaikan kerja praktek ini
9. Teman-teman Diploma III Teknik Elektro khusunya angkatan 2002 yang
telah banyak memberikan dukungan.
Kami menyadari bahwa laporan yang kami susun masih jauh dari sempuna.
Oleh karena itu, kami selalu mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya
membangun. Harapan kami, laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca
sekalian.
Semarang, Mei 2005
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...............................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN I...............................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN II.............................................................iii
KATA PENGANTAR.............................................................................iv
DAFTAR ISI ...........................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................x
ABSTRAK ..............................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Alasan Pemilihan Judul ............................................................1
1.2. Pembatasan Masalah.................................................................1
1.3. Tujuan dan Manfaat ..................................................................1
1.4.Metode Pengumpulan Data........................................................2
1.5. Sistematika Laporan ................................................................3
BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1. Sejarah singkat Trans TV .........................................................4
2.2. Struktur Organisasi Trans TV Semarang..................................6
2.3. Sistem Siaran ...........................................................................8
BAB III SISTEM TRANSMISI SIARAN TELEVISI
3.1. Dasar Sistem Siaran Televisi ...................................................9
3.2. Sistem Pemancar pada Stasiun Transmisi Trans TV................13
3.2.1. Pemancar NEC PCU-1120SSP/1 ...................................14
3.2.2. Exciter ............................................................................15
3.2.3. Penguat Daya..................................................................17
3.3. Sistem Modulasi pada Pemancar Televisi ................................17
3.3.1. Modulasi Video ..............................................................18
3.3.2. Modulasi Audio..............................................................20
3.4. Antena.......................................................................................25
3.4.1. Jenis Antena ...................................................................25
3.4.1.1. Radiator Isotropis ...............................................25
3.4.1.2. Beconical Antana ...............................................26
3.4.1.3. Dipol...................................................................26
3.4.1.4. Folded Dipole Antena ........................................28
3.4.1.5. Short Dipole Antena...........................................29
3.4.1.6. Monopole Antena...............................................29
3.4.1.7. Antena Parabola .................................................30
3.4.2. Panjang Antena ..............................................................30
3.4.3. Directivitas Antena.........................................................32
3.4.4. Impedansi Antena...........................................................33
3.4.5. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) .........................35
3.4.6. Pola Radiasi....................................................................36
3.4.6.1. Definisi Pola Radiasi ..........................................36
3.4.6.2. Parameter-parameter Pola Radiasi .....................37
3.4.7. Polarisasi ........................................................................40
3.4.7.1. Gelombang Elektromagnetik..............................40
3.4.7.2. Polarisasi Gelombang Elektromag-
netik, Kuat medan listrik ....................................41
3.4.8. Front to Back Ratio ........................................................44
3.4.9. Penguatan (Gain) Antena ...............................................45
3.4.10. Lebar Berkas ................................................................46
3.4.11. Derau ............................................................................46
3.4.12. Bandwidth ....................................................................47
3.5. Propagasi .................................................................................47
3.5.1. Propagasi Gelombang Tanah (Ground Wave) ...............48
3.5.2. Propagasi Garis Pandang................................................48
3.5.3. Propagasi Troposfir ........................................................50
3.5.4. Propagasi Ionosfir ..........................................................51
3.5.5. Faktor K..........................................................................53
BAB IV DAYA PANCAR ANTENA
4.1. Sistem Stasiun Pemancar TV ..................................................54
4.1.1. Topografi ........................................................................55
4.1.2. Tinggi Menara ................................................................55
4.1.3. LOS (Line of Sight) ........................................................55
4.1.4. Daya Antena...................................................................56
4.2. Karakteristik Antena ...............................................................57
4.2.1. Electrical Karakteristik...................................................57
4.2.2. Performance Karakteristik..............................................58
4.3. Perhitungan Panjang Antena untuk dapat
menerima gelombang TRANS TV........................................58
4.4. ERP dan EIRP .........................................................................59
4.5. Intensitas Medan .....................................................................60
4.5.1. Perhitungan Intensitas Medan di Pusat
Kota Semarang ................................................................61
4.5.1.1. Intensitas Medan ................................................61
4.5.1.2. Penerimaan Daya Pada Rx .................................62
4.5.2. Perhitungan Intensitas Medan di
Trangsn. Grobogan..........................................................62
4.5.2.1. Intensitas Medan ................................................62
4.5.2.2. Penerimaan Daya Pada Rx .................................63
4.5.3. Perhitungan Intensitas Medan di
Ungaran. Semarang .........................................................63
4.5.3.1. Intensitas Medan ................................................63
4.5.3.2. Penerimaan Daya Pada Rx .................................64
4.5.4. Perhitungan Intensitas Medan di
Ngadirgo. Semarang........................................................64
4.5.4.1. Intensitas Medan ................................................64
4.5.4.2. Penerimaan Daya Pada Rx .................................65
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ...............................................................................66
5.2. Saran-saran ...............................................................................67
Daftar Pustaka .........................................................................................69
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur Organisasi Trans TV Stasiun Transmisi Semarang........... 7
Gambar 3.1. Sistem Transmisi Siaran Televisi Menggunakan Satelit ................. 10
Gambar 3.2. Sistem Transmisi Siaran Televisi Menggunakan Microwave ......... 12
Gambar 3.3. Sistem Transmisi Siaran Televisi Secara Langsung (Live Event) ... 12
Gambar 3.4. Skema Pemancar Trans TV Stasiun Semarang ............................... 14
Gambar 3.5. Blok Diagram EXCITER ............................................................... 17
Gambar 3.6. Sinyal Video .................................................................................... 18
Gambar 3.7. Sinyal Video Berwarna ................................................................... 18
Gambar 3.8. Modulasi Amplitudo Negatif ( - ) pada Sinyal Video ..................... 18
Gambar 3.9. Sinyal Audio dan Spektrum Frekuensinya...................................... 21
Gambar 3.10. Modulasi Frekuensi ....................................................................... 22
Gambar 3.11 Modulator QPSK............................................................................ 23
Gambar 3.12. Diagram Konstelasi QPSK............................................................ 24
Gambar 3.13. Konfigurasi Dipol ½ ?................................................................... 27
Gambar 3.14. Blok Diagram Konektifitas Tx ke Antena..................................... 28
Gambar 3.15. Hubungan Diameter Batang Konduktor, Faktor
Koreksi K1 dan Resistansi Saat Resonansi...................................... 32
Gambar 3.16. (a). Lobe-lobe dan Lebar Berkas Pola Radiasi.............................. 39
Gambar 3.16. (b). Plot Linier Pola Daya dan Hubungan Lobe
Dengan Lebar Berkas ...................................................................... 39
Gambar 3.17. Pola Radiasi Antena Omnisirectional ........................................... 40
Gambar 3.18. Gelombang Elektromagnet............................................................ 41
Gambar 3.19. Medan Listrik dan Medan Magnet di Sekitar
Pemancar ......................................................................................... 42
Gambar 3.20. Polarisasi Antena Vertikal dan Horisontal .................................... 42
Gambar 3.21. Beberapa Polarisasi Gelombang.................................................... 43
Gambar 3.22. Beberapa Polarisasi Gelombang.................................................... 44
Gambar 3.23. Lebar Berkas.................................................................................. 46
Gambar 3.24. Propagasi Gelombang Tanah......................................................... 48
Gambar 3.25. Propagasi Garis Pandang............................................................... 49
Gambar 3.26. Propagasi Ionosfir.......................................................................... 52
Gambar 4.1. Daerah Line of Sight ........................................................................ 56
ABSTRAK
Dalam proses transmisi gelombang pada televisi tidak akan mungkin lepas
dari penggunaan antenna. Antenna di pemancar berfungsi sebagai pengubah
gelombang terbimbing menjadi gelombang bebas, sedangkan pada penerima antenna
berfungsi sebagai pengubah gelombang bebas menjadi gelombang terbimbing
sehingga pada tiap – tiap pesawat televisi di rumah.
TRANS TV dalam siarannnya menggunakan gelombang UHF, dimana
gelombang tersebut sangatlah pendek jangkauannya. Paling jauh hanya sekitar 90 Km
persegi. Maka untuk meningkatkan kualitas pancaran sinyalnya, maka Stasiun
TRANS TV membangun relay – relay, dan salah satunya berada di Gombel Semarang
yang menggunakan antena (dipole) model PHP 32U4421.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Alasan Pemilihan judul
Dewasa ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangatlah pesat,
tak ketinggalan bidang komunikasi. Salah satu indikasi kemajuan teknologi
komunikasi adalah dengan banyaknya bermunculan stasiun-stasiun televisi, yang
salah satunya adalah TRANS TV. Untuk saat ini televisi merupakan sesuatu yang
tidak dapat ditinggalkan dalam kehidupan sehari-hari. Baik itu untuk informasi
maupun hanya sekedar hiburan. Karena wilayah Indonesia sangatlah luas dan juga
secara topografis tidak rata maka stasiun-stasiun televisi membangun stasiun-stasiun
relay disejumlah tempat, termasuk stasiun relay TransTV yang berada di Gombel
Semarang.
Pada stasiun relay di Semarang menggunakan antena dipole model PHP
32U4421 yang diproduksi oleh RFS Australia sebagai antena pemancar.
1.2 Pembatasan Masalah
Dalam pembahasan masalah ini menitik beratkan dalam hal metode
pentransmisian gelombang dengan menggunakan antena dipole model PHP 32U4421
untuk memperoleh penyiaran yang berkualitas pada sebuah stasiun televisi.
1.3 Tujuan Dan Manfaat
Dalam menyusun laporan kerja praktek ini mempunyai beberapa tujuan
sebagai berikut :
A. Untuk memenuhi syarat kelulusan dari Program D3 Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.
B. Untuk mengetahui teknik dalam pemancaran sinyal televisi terutama yang
ada hubungannnya dengan antena (dipole) pemancar beserta bagian-
bagiannya.
1.4 Metode Pengumpulan Data
Dalam mengumpulkan data untuk mendukung Penyusunan Laporan Kerja
Praktek digunakan metode-metode sebagai berikut :
A. Metode Wawancara
Yaitu suatu cara pengumpulan data dengan mengajukan pertanyaan
langsung kepada informan atau seorang ahli yang berwenang dalam suatu
masalah. Dalam hal ini Penulis berdialog dan mengajukan pertanyaan
secara langsung dan sistematis kepada bagian maintenan dan operator
sehingga diperoleh data yang lengkap dan benar.
B. Studi Pustaka
Yaitu informasi yang diperoleh dengan jalan membaca literatur dan segala
sesuatu yang berhubungan dengan antena dan mencatat secara sistematis
fenomene-fenomena yang dibaca dari buku-buku sumber. Metode ini
dilakukan dengan cara nencatat informasi yang terdapat dalam buku-buku
atau literatur dari perusahaan ataupun dari perpustakaan yang ada
kaiyannya dengan objek dan masalah yang diteliti.
1.5 Sistematika Laporan
Sistematika dalam penyusunan laporan kerja praktek ini disusun per bab dari
sub-sub bab dengan permasalahannya sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi mengenai alasan pemilihan judul. Pembatasan
masalah, tujuan penulisan, metode pengumpulan data dan
sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
Pada bab ini membahas mengenai sejarah singkat berdirinya
TRANS TV, struktur organisasi, dan sistem siaran.
BAB III PRINSIP DASAR PEMANCAR DAN ANTENA
Pada bab ini akan diuraikan hal-hal yang berhubungan dengan
dasar siaran televisi dan antena.
BAB IV DAYA JANGKAU ANTENA ( DIPOLE ) MODEL PHP
32U4421
Pada bab ini berisi tentang data-data, perhitungan panjang antena
dan perhitungsan coverage area dengan menggunakan antena
(dipole) di stasiun relay TRANS TV.
BAB V PENUTUP
Penutup berisi kesimpulan dan saran.
BAB II
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Sejarah Singkat Trans TV
PT. Televisi Transformasi Indonesia ( TRANS TV ), berkedudukan di
Jl. Kapt Tendean Kav. 12-14A, Jakarta Selatan didirikan dengan akta
pendirian perusahaan NO.3 Tanggal 23 Desember 1998 Notaris Nelly Elsye
Tahatama, SH. Dan surat pengesahan Menteri Hukum dan Perundang-
undangan Republik Indonesia No.C.9424.01.01. tahun 2000 tanggal 27 April
2000. Trans TV dididirikan oleh PT Para Inti Investindo dengan direktur
Chairul Tanjung, dan PT Para Rekan Investama berkedudukan di Jakarta.
Trans TV merupakan lembaga penyiaran televisi swasta dengan
jangkauan siaran nasional dan sifat siaran terbuka untuk umum. Pada awal
pendiriannya Trans TV memproleh ijin penggunaan dari Menpen saluran
kanal 29 UHF untuk wilayah Jabotabek, dimana penetapan saluran ini hanya
bersifat sementara, kepastian saluran yang dapat digunakan setelah dilakukan
survey lapangan.
Maksud dan tujuan Trans TV adalah berusaha dalam bidang jasa
penyiaran televisi swasta. Untuk mencapai maksud dan tujuan tersebut, maka
dilakukan kegiatan usaha sebagai berikut :
a. Menyelenggarakan siaran televisi
b. Usaha lainnya, sesuai peraturan perundang-undangan yang berlaku
dibidang penyiaran.
Untuk menyelenggarakan siaran televisi, maka Trans TV melakukan
pembangunan sarana dan prasarana studio penyiaran dan stasiun pemancar di
Jakarta, dan beberapa daerah anatara lain : Medan, Bandung, Yogyakarta,
Semarang dan Surabaya. Pada bulan Januari 2003 sedang dibangun pemancar
stasiun relay di 13 kota di Indonesia. Dengan standar peralatan siaran televisi
PAL B/G sesuai rekomendasi International Telecomunication Union (ITU)
dan sesuai ketentuan yang ditetapkan oleh Dirjen Postel dan akan diuji
sebelum peralatan beroperasi.
Perkembangan ataupun perubahan yang setiap hari terjadi di bidang
sosial, politik, ekonomi, dan teknologi di Indonesia maupun di seluruh dunia
menjadi tuntutan masyarakat bagi TRANS TV untuk dapat menghadirkan hal-
hal baru dalam setiap acaranya, dan juga dunia hiburan yang semakin menjadi
kebutuhan seluruh lapisan masyarakat, maka dari itu TRANS TV berupaya
memenuhi tuntutan tersebut dengan berbagai acara hiburan terbaik sehingga
TRANS TV mampu menjadi yang terdepan dalam kancah pertelevisian di
Indonesia maupun ASEAN dengan visi akan selalu memberikan hasil usaha
yang positif bagi stakeholders dengan menyampaikan program-program
berkualitas serta berperilaku berdasarkan nilai-nilai moral dan budaya kerja
yang dapat diterima oleh stakeholders
Hal ini adalah tugas dari Trans TV untuk dapat meningkatkan
professionalisme dan standart pemrograman yang tinggi didalam kinerjanya
sebagai konsekwensi untuk tercapainya misi sebagai gagasan dan aspirasi
masyarakat untuk mensejahterakan dan mencerdaskan bangsa, memperkuat
persatuan dan menumbuhkan nilai – nilai demokrasi yang sehat melalui
penyampaian program-program berkualitas dan yang mempunyai nilai-nilai
moral yang dapat diterima oleh masyarakat dan mitra kerja.
2.2 Struktur Organisasi Trans TV
PT. Televisi Transformasi Indonesia (Trans TV) dipimpin oleh suatu direksi
yang terdiri dari seorang direktur atau lebih, jikalau diangkat lebih dari seorang
direktur, maka seorang diantaranya diangkat sebagai direktur utama.
Jajaran direksi di PT. Televisi Transformasi Indonesia (Trans TV) adalah:
a. Komisaris Utama : Jend. TNI (Purn.) Rudini
b. Komisaris : Chairul Tanjung
c. Direktur Utama : Drs. Ishadi SK, Msc.
d. Direktur Pemberitaan : Riza Primadi
e. Direktur Finansial : Dudi Hendrakusuma
Stasiun relay di Semarang adalah merupakan bagian dari Departemen
Transmisi, yang dipimpin seorang Penanggung Jawab Stasiun (PJS) dan membawahi
5 orang Staf Teknik, 3 orang Satpam dan seorang Office Boy.
Struktur organisasi di Trans TV adalah sebagai berikut :
Gambar 2.1. Struktur Organisasi Trans TV Stasiun Transmisi Semarang
2.3 Sistem Siaran
Dalam melaksanakan operasi penyiarannya Trans TV yang merupakan stasiun
televisi yang menggunakan sistem studio terpadu dan menggunakan sistem digital
dalam proses typing serta menggunakan server dalam pengoperasiannya sampai saat
ini mempunyai 11 stasiun pemancar relay dan sedang dibangun lagi beberapa stasiun
di daerah yang didukung oleh satelit digital “Telkom 1”. Hampir semua pengolahan
video dan audio dilaksanakan di studio di Jakarta. Sedangkan stasiun daerah
menerima video dan audio dari satelit yang kemudian dipancarkan kembali melalui
saluran kanal UHF. Pengiriman data juga dilakukan dari satelit yang akan disimpan di
server masing-masing daerah yang pengembangannya digunakan untuk local content
atau local break. Sedangkan fasilitas yang ada pada transmisi relay semarang adalah :
a. Transmiter 20Kw NEC
b. ReceiverDecorder (Barco Stellar IRD MKII)
c. PIE ( Program Input Equipment )
d. 728 NICAM Encoder
e. Comtech Data Streaming
f. Dummy Load.
g. Antena dengan menara setinggi 130 m.
BAB III
SISTEM TRANSMISI SIARAN TELEVISI
3.1 Dasar Sistem Siaran Televisi
Sistem siaran televisi pada dasarnya merupakan proses pengiriman dan
penerimaan sinyal video dan audio. Siaran TV diawali dengan pengambilan suara
melalui transduser berupa mikropon yang berfungsi mengubah gelombang suara
menjadi sinyal elektronik. Pengambilan gambar menggunakan kamera. Dimana
kamera berfungsi untuk mengubah energi sinar dari suatu gambar yang bergerak
alamiah dan terlihat oleh mata menjadi sinyal elektronik. Selain dengan kamera sinyal
elektronik video dapat diperoleh dari VTR (Video Tape Recorder), mesin Telecine.
Kemudian kedua sinyal elektronik tersebut diteruskan ke stasiun pemancar. Di
sana sinyal-sinyal elektronik tersebut akan dimodulasi. Sinyal video dengan lebar
frekuensi 0 – 5 MHz akan dimodulasikan pada gelombang pembawa dengan
modulasi amplitudo negatif (AM-). Sinyal suara dengan lebar frekuensi 20 Hz – 20
kHz juga akan dimodulasikan pada gelombang pembawa dengan modulasi frekuensi.
Hasil dari kedua sinyal tersebut akan diteruskan ke antena pemancar untuk
selanjutnya ditransmisikan sebagai sinyal televisi.
Dalam jarak tertentu dari antena pemancar televisi, sesuai dengan kekuatan
daya frekuensi yang diradiasikan, antena penerima televisi dapat menerima
gelombang yang telah dimodulasi kombinasi suara dan gambar tersebut untuk
diteruskan ke penerima televisi. Kemudian penerima televisi akan memperkuat sinyal
yang diterima, dan memisahkan komponen gambar dan komponen suara setelah
melalui proses demodulasi. Sinyal gambar yang telah dimodulasikan diteruskan ke
tabung sinar katoda untuk diproduksi kembali sedapat mungkin sesuai dengan gambar
bergerak yang asli. Sementara sinyal suara yang telah didemodulasikan diteruskan ke
loudspeaker untuk menghasilkan kembali sinyal suara asli yang berhubungan dengan
gambar tersebut.
Pada umumnya, stasiun televisi di Indonesia menggunakan satelit untuk
komunikasi antara studio di pusat dengan daerah karena keadaan wilayah Indonesia
yang cukup luas dan terpisah menjadi beberapa pulau, serta konturnya yang sangat
bermacam-macam, sehingga sangat sulit jika dilakukan pentransmisian secara
langsung menggunakan kabel atau gelombang mikro. Sistem transmisi satelit
membutuhkan peralatan yang lebih rumit, mulai dari antena parabola, penerima
(receiver) khusus yang dilengkapi dengan decoder, dan lain-lain.
Maka dari itu dibuatlah stasiun relay yang mempunyai fungsi memancarkan
ulang serta mendecode sinyal transmisi dari satelit sehingga pada tingkat pelanggan
tidak diperlukan peralatan khusus untuk menerima siaran televisi. Selain itu, stasiun
relay juga memperluas daerah cakupan transmisi.
Gambar 3.1. Sistem Transmisi Siaran Televisi Menggunakan Satelit
Acara dari stasiun pusat atau studio diolah, kemudian langsung dikirimkan
menuju satelit Telkom 1 dengan menggunakan sinyal pembawa kurang lebih 6 GHz.
4 GHz
6 GHz
PENERIMA
PEMANCAR
STUDIO
Dari satelit sinyal tersebut diteruskan menuju stasiun relay dengan sinyal pembawa 4
GHz dan diterima oleh satelit receiver. Kemudian sinyal transmisi ditempatkan pada
PIE (Program Input Equipment) rack, tempat dimana sinyal yang diterima berupa
video, audio 1, dan audio 2 akan diolah dan dikoreksi. PIE rack terdiri atas VDA
(Video Distribution Amplifier), ADA(Audio Distribution Amplifier), Server, Patch
Panel, Test Generator, WFM/VSCOPE, Monitor, NICAM, dan Powermeter Digital.
VDA dan ADA akan mendistribusikan sinyal video dan audio ke bagian-
bagian lain dengan nilai sama saperti masukannya. Bagian server berfungsi sebagai
masukan siaran lokal. Pada bagian patch panel terdapat beberapa terminal jumper
yang berfungsi untuk error tester pada PIE rack sehingga kita dapat menentukan
bagian yang mengalami kerusakan. Pada PIE rack juga terdapat generator baik untuk
sinyal audio maupun untuk sinyal video yang berguna sebagai pembangkit sinyal
pengujian. WFM/VSCOPE yang pada dasarnya adalah osiloskop berfungsi
mengetahui bentuk sinyal video yang diterima. Kita dapat melihat tampilan sinyal
audio yang diterima receiver, pada bagian monitor. Pada bagian NICAM diolah
sebuah sinyal audio yang dapat mendukung sebuah mode suara dwi bahasa
(bilingual).
Dari PIE rack, sinyal dikirimkan ke pemancar (transmitter/Tx) NEC untuk
diolah, digabung kembali, dan dikuatkan, kemudian dipancarkan melalui antena
pemancar sehingga dapat diterima oleh pesawat televisi di rumah-rumah.
Bila stasiun relay relatif dekat dengan stasiun pusat dan tidak terhalang kontur
permukaan bumi, maka transmisi siaran televisi dapat dilakukan dengan
menggunakan microwave. Hal ini biasanya dilakukan di daerah Jakarta dan
sekitarnya. Selain itu, transmisi menggunakan microwave berguna sebagai cadangan
(backup) operasi di pusat apabila terjadi gangguan pada komunikasi satelit.
Gambar 3.2. Sistem Transmisi Siaran Televisi Menggunakan Microwave
Pada keadaan tertentu, misalnya pada siaran langsung di luar studio, aliran
transmisi menjadi sedikit berbeda. Dari tempat diadakannya siaran langsung perlu
dipersiapkan pemancar mini (Satellite News Gathering atau SNG). Dari SNG ini
sinyal ditransmisikan langsung ke satelit (uplink) dengan terlebih dahulu dilakukan
penguatan frekuensi dan penentuan transponder yang akan digunakn pada satelit,
kemudian dari satelit di downlink kembali.
Gambar 3.3. Sistem Transmisi Siaran Televisi Secara Langsung (Live Event)
STUDIO
PEMANCAR STUDIO
2 GHz
MICROWAVE
PENERIMA
PENERIMA
PEMANCAR
4 GHz 6 GHz
SNG
4 GHz
6 GHz
3.2 Sistem Pemancar pada Stasiun Transmisi Trans TV
Stasiun pemancar Trans TV Semarang merupakan stasiun relay siaran yang
berpusat di Jakarta. Siaran dikirim melalui satelit TELKOM 1 dan diterima kembali
oleh stasiun–stasiun di daerah melalui satelit receiver dengan parameter :
Frekuensi : 4084 Mhz
Polarisasi : Horizontal
Symbol Rate : 60.000 hsym/s
FEC code rate : ¾
LNB freq : 05150
Setelah diterima melalui satelit receiver sinyal video dan audio dikirim ke PIM
(Program Input and Monitoring Equipment) pada bagian ini sinyal baik dari input
satelit receiver maupun output dari pemancar dapat dimonitoring.
Setelah melalui PIM Rack sinyal video langsung dikirim ke pemancar, Trans
TV semarang menggunakan pemancar NEC type PCU – 1120SSP/1 yang
menggunakan penguat transistor (Solid State).
Untuk sinyal Audio, dari satelit receiver sinyal audio di inputkan ke NICAM
Encoder terlebih dahulu sebelum di inputkan ke pemancar. NICAM Encoder yang
digunakan adalah NICAM Encoder tipe NC200A/S120 produk dari FACTUM
ELEKTRONIK AB. Skema dari pemancaran siaran televisi pada Trans TV Semarang
dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Skema Pemancar Trans TV Stasiun Semarang
3.2.1 Pemancar NEC PCU-1120SSP/1
Pada garis besarnya pemancar NEC PCU-1120SSP/1 dibagi menjadi dua
bagian besar. Yang pertama adalah dua EXCITER yang sama, yaitu EXCITER A dan
EXCITER B yang dioperasikan secara bergantian dimana pada blok ini sinyal Video
dan Audio diperbaiki kualitasnya kemudian dimodulasi pada tingkat IF setelah itu
sinyal Video dan Audio di-mixing sampai pada frekuensi channel yang diinginkan.
Bagian yang kedua adalah Penguat Daya atau TRPA unit. Pada unit ini sinyal
yang telah dimodulasi pada frekuensi channel dikuatkan sampai dengan daya yang
diinginkan. Barulah setelah melalui kedua proses tersebut sinyal dipancarkan melalui
antena. Sistem pada pemancar jenis solid state ini menggunakan pendingin udara (air
cooling) dengan bantuan sebuah blower.
3.2.2 Exciter
Pada pemancar NEC PCU-1120SSP/1 mempunyai 2 blok EXCITER yang
sama, yaitu EXCITER A dan EXCITER B yang dioperasikan secara bergantian. HPB-
3090 UHF TV Exciter Chassis tersusun oleh beberapa blok antara lain :
1. HPB-3101 Aural Modulator
Bagian ini membangkitkan sebuah frekuensi modulasi awal berupa sinyal IF
dengan pemodulasi sebuah tegangan keluaran osilator dengan sebuah input
audio. Ada dua input audio yaitu input seimbang 600 O dan input tak
seimbang 75 O.
2. HPB-3112B IM Corrector
Koreksi terhadap dual sound dengan dua sinyal pembawa. Rangkaian ini dapat
mencegah keluaran non linier dari power amplifier.
3. HPB-3102 AD · DA Unit
Bagian ini berfungsi sebagai pengubah sinyal input video menjadi sinyal
keluaran PCM dan mengirimkannya ke bagian digital correction, yang
kemudian akan mengubahnya menjadi sinyal video analog yang akan masuk
ke visual modulator.
4. HPB-3103C DVC (Digital Video Compensator) Unit
Fungsi bagian ini adalah untuk memperbaiki distorsi pada input sinyal video
dan distorsi yang dihasilkan pada transmitter atau receiver.
5. HPB-3104 Visual Modulator Unit
Pada bagian ini terjadi konversi sinyal video base band menjadi sinyal IF
termodulasi dengan ring modulator, dimana pembawa IF juga termodulasi
fasenya oleh sebuah sinyal audio terproses oleh Incidental Phase Modulation
(ICPM).
6. HPB-3105B IF Corrector Unit
Bagian ini digunakan untuk pengubahan distorsi non linier yang terbangkitkan
pada bagian power amplifier. Bagian ini juga berperan menggabung dua
pembawa IF termodulasi dari sinyal visual dan aural dengan menggunakan
operasi multipleks.
7. HPB-3107 UHF Mixer Unit
Pencampur gelombang menjadi sinyal UHF untuk pentransmisian pada
channel yang sesuai.
8. HPB-3108B Synthesizer Unit
Bagian ini berperan sebagai pembangkit gelombang pada tiga frekuensi, yaitu
IF, video, dan frekuensi lokal.
9. HPB-3109 Power Supply
Bagian ini berperan sebagai sumber tegangan.
Pengolahan sinyal pada exciter terbagi menjadi dua bagian yaitu pengolahan
sinyal video dan sinyal audio. Bagian exciter yang mengolah sinyal video adalah AD-
DA, DVC, Visual Modulator, IF Corrector, UHF Mixer, dan Synthesizer. Sedangkan
bagian exciter yang mengolah sinyal audio adalah Aural Modulator, IM Corrector,
UHF Mixer, dan Synthesizer. Skema dari Exciter dapat dilihat pada gambar di bawah:
Gambar 3.5. Blok diagram EXCITER
3.2.3 Penguat Daya
Penguat Daya yang digunakan adalah V1000GUII, yang merupakan penguat
daya transistor RF Wideband. Outout maksimum untuk visual dapat mencapai
1000W. Penguatan pada unit ini dapat mencapai 53dB tergantung dari input yang
diberikan. Untuk penguat aural, output maksimumnya mencapai 600W. Penguatan
pada unit ini mencapai 51dB.
3.3 Sistem Modulasi pada Pemancar Televisi
Sistem modulasi pada pemancar televisi dibagi menjadi 2 yaitu modulasi
video dan modulasi audio.
AURAL MODULATOR
VIDEO IN
FEEDBACK IN
IF CORRECTOR
INPUT MONITOR
VIDEO MONITOR
DIGITAL VIDEO COMPENSATOR
A/D, D/A CONVERTER
V MOD MONITOR
SYNTHESIZER
VISUAL MODULATOR
REF in
V IF output
10Mhz output
Nicam in
AUDIO IN
IM CORRECTOR
A AGC INPUT
A MOD MONITOR
600
75
AURAL OUTPUT
A OUTPUT MONITOR
AURAL MIXER
VISUAL OUTPUT
V OUTPUT MONITOR
V AGC INPUT
VISUAL MIXER
3.3.1 Modulasi Video
Gambar 3.6. Sinyal Video
batas putih
batas hitam
daerah amplitudodari sinyal gambar
pulsa pengosonganhorisontal
sinyal colour burst0
+V satu garis lengkap 64 us
Gambar 3.7. Sinyal Video Berwarna
Sistem modulasi pada sinyal video menggunakan sistem Modulasi Amplitudo
( - ) negatif.
Gambar 3.8. Modulasi Amplitudo Negatif (AM-) pada Sinyal Video
hitam
putih
64 µs
0.3 v
0.7 v
1Vp-p
sync
Modulasi Amplitudo (-) dipilih karena:
1. Pada AM (-) level tertinggi dari sinyal termodulasi adalah level sync, sehingga
level tertingginya konstan dan dayanya pun bisa dipertahankan konstan.
2. Daya pada AM (-) 50 % lebih kecil dari pada AM (+).
Perhitungan Modulasi Amplitudo adalah sebagai berikut dengan sinus sebagai
sinyal informasinya :
Persamaan untuk sinyal Carrier ( pembawa ) :
)(sin tEe ccmaks …………………….. ( 1 )
Persamaan untuk sinyal informasinya adalah:
tEe mmm makssin ………………………..... ( 2 )
dimana cm f2
Bila suatu gelombang pembawa dimodulasi amplitudo, maka amplitudo
bentuk gelombang tegangan pembawa dibuat berubah sebanding dengan tegangan
yang memodulasi sehingga :
teEe cmcc makssin)( ………………... ( 3 )
Puncak – puncak dari siklus pembawa dapat dihubungkan sehingga
membentuk sebuah gelombang selubung (envelope) yang diberikan dengan
persamaan :
mcenv eEemaks
………………………….... (4 )
Dengan menggantikan em dari persamaan (2) ke dalam persamaan (4) dan eenv
dari persamaan (4) ke dalam persamaan (3) maka tegangan sinyal yang dimodulasi
menjadi
ttEE
tee
cmmc
cenv
maksmakssin)sin(
sin….... (5)
Suatu ukuran modulasi yang berguna ialah indeks modulasi m, yang
didefinisikan sebagai :
maks
maks
c
m
E
Em ……………………………………….. (6)
Sehingga persamaan (5) dapat juga ditulis :
ttmEe cmcmakssin)sin1( …….. (7)
Sedangkan untuk perhitungan dayanya adalah :
R
EPana
mPP
cc
cT
2
2
:dim
)2
1( ………………………………. (8)
Dan bandwidth untuk AM adalah :
Bw AM = 2 Fs …………………………………… (9)
Fs = Frekuensi sinyal informasi
3.3.2 Modulasi Audio
Pada pemancar Televisi saat ini modulasi audio tidak hanya modulasi analog
tetapi juga telah menggunakan modulasi digital. Modulasi audio pada pemancar
televisi awalnya menggunakan FM, tetapi setelah adanya sistem audio NICAM maka
pada pemancar televisi menggunakan FM dan NICAM dimana pada sistem NICAM
modulasinya sudah digital yaitu QPSK (Quadratur Phase Shift Keying).
Gambar 3.9. Sinyal Audio dan Spektrum Frekuensinya
a. Modulasi FM
Pada sistem modulasi ini sinyal informasi digunakan untuk mengubah frekuensi
pada sinyal pembawa. Sifat FM sesuai dengan perubahan amplitudo sinyal
informasi adalah :
1. Amplitudo carrier tetap, frekuensi berubah-ubah
2. Perubahan frekuensi sinyal audio mempengaruhi kecepatan perubahan
frekuensi carrier, semakin positif amplitudonya, semakin tinggi frekuensinya,
dan sebaliknya.
Misal sinyal informasi kita misalkan dengan persamaan:
tEe mmm makssin ……………………………….(1)
Perubahan pada frekuensi pembawa adalah k em dimana k dikenal sebagai
konstanta deviasi frekuensi, maka frekuensi pembawa sesaat (instataneous) adalah
:
mci ekff ………………………………………….. (2)
Dari persamaan (1) dan (2) frekuensi sesaatnya didapat :
tEkff mmci makssin ……………………………… (3)
Deviasi frekuensi puncak dari sinyal didefinisikan sebagai :
maksmEkf ……………………………………….… (4)
sehingga :
tfff mci sin …………………………………… (5)
Gambar 3.10. Modulasi Frekuensi
Sedangkan persamaan untuk sinyal pembawanya adalah :
)(sin ccc maksEe ………………………… (6)
Persamaan sinyal yang telah dimodulasi frekuensi adalah :
)cos(sin tf
fte m
mc ……………………. (7)
Indeks modulasi pada modulasi frekuensi adalah :
mf f
fm ……………………………………………… (8)
Persamaam (7) dapat menjadi
)cos(sin tmte mfc ……………………. (9)
Bandwidth untuk FM adalah
mfFM fmB )1(2 …………………………………… (10)
b. Modulasi Digital
Sistem modulasi ini menggunakan modulator QPSK yang prinsip kerjanya
sebagai berikut :
BUFFERINPUT
tCos c
Penggeser90º
I
Q
R/2
R/2
tCos c
tSin c
tSin c
BPF
Biner Digital
Clock
Gambar 3.11 Modulator QPSK
I = Inphase Channel
Q = Quadrature Channel
Dari gambar 3.10 diketahui bahwa :
Inphase = tSin c ………………….. (1)
Quadrature = tCos c ………………….. (2)
Dari kedua persamaan diatas apabila di jumlahkan maka akan didapatkan :
I. tCostSin cc ……………………… (3)
II. tCostSin cc ……………………… (4)
III. tCostSin cc ……………………. (5)
IV. tCostSin cc ……………………. (6)
Dengan merubah persamaan (3), (4), (5), (6) menjadi bentuk persamaan :
)(sin tC c ………………………. (7)
maka didapatkan : I. )45(2 tSintCostSin ccc
II. )45(2 tSintCostSin ccc
III. )135(2 tSintCostSin ccc
IV. )135(2 tSintCostSin ccc
Dari persamaan diatas maka terlihat adanya perbedaan fasa, sehingga dapat dibuat
diagram konstelasinya sebagai berikut:
0 º
90 º
180 º
270 º
45 º
- 45 º
135 º
-135 º
Q I1 1
Q I0 1
Q I1 0
Q I0 0
Gambar 3.12. Diagram Konstelasi QPSK
Dari gambar diagram konstilasi diatas diketahui bahwa pentransmisian data
dengan menggunakan QPSK memanfaatkan adanya perbedaan phase. Dan
pembacaanya dengan 2 bit seperti pada diagram konstilasi diatas.
3.4 Antena
Untuk stasiun pemancar televisi antena merupakan peranti untuk
memancarkan tenaga elektromagnet. Tapi juga berguna untuk menangkap pancaran
tenaga elektromagnet bagi penerima. Agar dapat beroperasi dengan efektif, dimensi
antena haruslah sama dengan panjang gelombang yang hendak dipancarkan atau
hendak diterima. Karena itu dalam komunikasi, orang tidak memancarkan gelombang
frekwensi rendah, karena ukuran antena menjadi tidak praktis panjangnya.
Dalam komunikasi dua arah, atu antena dipakai untuk memancarkan sekaligus
untuk menerima.
3.4.1 Jenis Antena
3.4.1.1 Radiator Isotropis
Radiator isotropis adalah radiator yang memancarkan sama baiknya ke segala
arah. Sebuah bintang adalah contoh dari suatu radiator isotropis dari energi
elektromagnetis. Tapi pada kenyataannya antena akan memancarkan lebih baik ke
suatu arah tertentu dibandingkan ke arah-arah yang lain, oleh karena itu radiator
isotropis hanya merupakan konsep teoritis.
Meskipun hanya konsep teoritis, radiator isotropis sangat berguna dan
memberikan suatu standart sebagai referensi atau pembanding bagi konsep-konsep
dasar antena. Oleh karena itu radiator isotropi adalah radiator hipotesis, maka dapat
dianggap sebagai tanpa rugi, jadi efisiensinya sama dengan satu. Misalnya Ps adalah
masukan daya ke sebuah raditor isotropis tanpa rugi. Maka karena efisiensinya adalah
satu, maka daya yang dipancarkan akan maksimum. Jika dibayangkan bahwa antena
ini seolah-olah berada di tengah-tengah bola. Maka karena setiap bola mempunyai
suatu sudut ruang (solid angel) sebesar 4p steradian pada titik tengahnya, daya per
unit sudut ruang adalah :
Pi =4
Ps.W / sr
Kkuantitas ini dipakai sebagai suatu standar atau referensi untuk pembanding
antena--antena pada umumnya. Luas permukaan sebuah boal dengan jari-jari d adalah
4pd2, karena itu kepatan daya untuk radiator isotropis tanpa rugi adalah :
PDi = 24 d
Ps. W / m2
Dapat dilihat bahwa kerapatan daya dan daya per unit sudut ruang adalah saling
berhubungan menurut :
PDi = 2d
Pi
3.4.1.2 Beconical antena
Beconical antena adalah antena yang terdiri dari dua kerucut dengan separuh
sudut, yang keluar di pusat antara dua kopiah yang berbentuk bola, dengan suatu
sumber voltase sinusoida. Struktur biconical akan mendukung suatu garis melintang
berbentuk bola, untuk analisator gelombang elektromagnetis pada suatu jalur
transmisi yang konvensional
3.4.1.3 Dipol
Antena dipol merupakan antena pancar dua arah. Antena dipol ½ ? adalah tipe
antena yang paling sering digunakan. Seperti namanya, panjang antena ini adalah ½ ?
pada frekuensi operasi.
Untuk transmisi melalui kawat, harus memperhitungkan juga efek-efek ujung
yang timbul, karena adanya kapasintansi di antara ujung dipol. Konfigurasi dipol pada
gambar di bawah menunjukkan bahwa antena dengan saluran transmisi balanced 75 O
memiliki titik feeder di tengah, sehingga memberikan impedansi input antena 73 O
yang sesuai. Feeder suatu dipol dapat juga berupa saluran transmisi koaksial.
Konduktor pusat terhubung ke salah satu sisi dipol dan sisi lainnya terhubung ke
perisai (shield)
Jika menggunakan saluran transmisi (unbalanced) dan dipol balanced, yang
merupakan hasil pengembangan saluran ¼ ? (balanced) akan tidak efisien. Distribusi
arus dan tegangan antena dapat diatur dan arus RF akan mengalir pada perisai
koaksial (coaxial shield). Arus perisai ini menimbulkan radiasi yang tidak diinginkan.
Gb. 3.13. Konfigurasi Dipol ½ ?
3.4.1.4 Folded Dipol Antenna
Folded dipole antena terdiri dari dua connector penghubung. Satu connector
terdapat di pusat dan menghubung kejalur transmisi. folded dipole antena mempunyai
hambatan radiasi 292 O dan impedansi karakteristik nominal 300 ohm, yang mana
impedansi yang digunakan untuk mengukur penerima televisi. Folded dipole antena
berdasarkan atas konstruksinya, mempunyai suatu jalur transmisi yang mengontrol
sebagian kerugian dari variasi impedansi frekwensi masukan antena.
Gambar 3.14 Block Diagram Conectivitas TX Ke Antena
KETERANGAN :
TX : Pemancar.
3 PORT U - LINK : Berfungsi sebagai penghubung dari TX ke Dummy Load
dan ke 6 PORT U – LINK.
DUMMY LOAD : Berfungsi sebagai beban pengganti bila pada TX terjadi
kerusakan.
6 PORT U – LINK : Dari sini akan ditujukan ke upper dan lower yang
kemudian masuk ke panel-panel pada antenna.
TX 3 PORTU - LINK
DUMMYLOAD
6 PORTU - LINK
Upper Lower
3.4.1.5 Short Dipol Antenna
Pada frekwensi yang lebih rendah di mana panjang gelombang besar,
pembatasan ruang atau space sering tidak menggunakan setengah panjang gelombang
penuh suatu antena dipole. sebagai konsekwensi radiasi hambatan harus dikurangi dan
beberapa alat-alat harus dipekerjakan untuk menyetel reaktan yang kapasitip besar.
Tambahan kerugian yang terdapat di dalam koil penyetelan ini mengurangi daya dan
gain pada antena.
Jika koil penyetelan dipindah ke pusat dari tiap lengan pada antena, kemudian
distribusi arus pada antena yang diperolehakan diseragamkan, dan akan meningkatkan
radiasi hambatan.
3.4.1.6 Monopole Antenna
Monopole antena adalah antena separuh dari dipole antena. Normal panjang
gelombangnya adalah seperempat gelombang, kecuali terdapat pembatasan ruang atau
faktor lain yang mempengaruhi panjang gelombangnya sehingga lebih pendek.
Monopole antena vertikal digunakan secara ekstensif untuk penyiaran dalam AM
band ( 500 untuk 1500 kHz). Antena ini mempunyai panjang gelombang antara 200m
sampai 600 m. Pada frekwensi ini polarisasi vertikal lebih sedikit kerugiannya pada
LOS dibanding polarisasi horisontal. Monopole antena adalah juga secara luas
digunakan untuk mobile-communication.
3.4.1.7 Antena Parabola
Pada frekuensi mikrowave, antena dengan reflektor berbentuk parabola
banyak digunakan, dan lebih cenderung digunakan untuk tujuan komuniasi. Mayoritas
link komunikasi satelit menggunakan antena dengan reflektor berbantuk parabola.
Refkaktor parabolik digunakan untuk mengkonsentrasikan radiasi dari antena
yang diletakkan pada fokus, ini identik dengan suatu reflektor lampu sorot yang
menghasilkan pancaran sinar yang tajam.
Apabila suatu sumber isotropik ditempatkan pada fokus dari suatu reflektor
bentuk parabola, bagian dari radiasi sumber yang ditangkap oleh paraboloid kemudian
direfleksikan sebagai suatu gelombang datar dari penampang melintang reflaktor
berbentuk lingkaran. Permukaan reflaktor sebenarnya menimpang dari permukaan
parabolik yang benar, dimana penyimpangannya tidak lebih dari bagian yang kecil
dari panjang gelombang.
3.4.2 Panjang Antena
Langkah pertama untuk merancang antena adalah menentukan panjang antena.
Untuk menentukan panjang antena haruslah diketahui lebih dahulu frekuensi acuan
antena, karena antena mempunyai frekuensi resonansi.
Bentuk dasar sebuah antena adalah antena ½ ? (half wave antenna).
?0 = f
c
dimana : c : Kecepatan rambat gelombang elektromagnet (3 x 108 m/s)
f : frekuensi gelombang elektromagnet (MHz)
?0 : Panjang gelombang elektromagnet di ruang bebas
Antena ½ ?0 merupakan sepotong kawat yang panjangnya
= ½ f
c
= ½ (3 x 108)/f
= 150 / f (meter)
= 492 / f (feet)
Panjang kawat ini adalah panjang listrik atau panjang ruang bebas bagi antena
tersebut (electrical length / free space length).
Antena terbentang antara udara dan tanah. Antena memerlukan penyekat
terhadap tanah, karena udara dan penyekat mempunyai nilai dielektrik. Maka akan
menyebabkan efek kapasitif, sehingga mempengaruhi kecepatan rambat gelombang
elektromagnet. Oleh karena itu, panjang antena ?0 dikoreksi dengan faktor K menjadi
l = (150 K / f ) meter atau (492 K / f ) feet. l ini merupakan panjang mekanik atau
panjang fisik antena (antena phisical length). Besar nilai K dapat dilihat di dalam
gambar 3.14, yaitu tergantung pada besar perbandingan ½ ?0 terhadap diameter batang
konduktor (bahan antena). Semakin besar diameter batang konduktor, semakinkecil
perbandingan ½ ?0 terhadap diameter D batang konduktor, dan semakin kecil nilai K.
K = D
½
Dalam gambar 3.14. juga digambarkan hubungan antara diameter batang
konduktor dengan resistansi saat resonansi. Semakin besar diameter batang
konduktor, kapasitas bertambah, resistansi berkurang, induktansi berkurang, faktor
kualitas (Q) berkurang, dan kurva antena kurang tajam namun lebar jalur (bandwidth)
semakin lebar.
10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 100000,90
0,92
0,94
0,96
0,98
1,00
45
50
55
60
65
70
Gb. 3.15. Hubungan diameter batang konduktor, faktor koreksi K1 dan resistansi saat resonansi
3.4.3 Directivitas antenna
Direktivitas dari suatu antena adalah seberapa besar antena mampu
mengkonsentrasikan energi pada suatu arah yang diinginkan, dibandingkan dengan
radiasi pada arah yang lain. Karakteristik dari antena tersebut dinamakan direktivitas
(directivity) dan power gain. Biasanya power gain dinyatakan relatif terhadap suatu
referensi tertentu, seperti sumber isotropis atau dipole ½ . Intensitas radiasi adalah
daya yang diradiasikan pada suatu arah per unit sudut dan mempunyai satuan watt per
steradian.
Direktivitas dapat dihitung menggunakan hasil pengukuran pola radiasi. Salah satu
yang digunakan oleh Kraus adalah menggunakan prosedur berikut (Balanis, 1982:
723)
1. Mengukur pola radiasi horizontal dan vertical dari antenna yang diuji.
2. Menentukan nilai -3 dB lebar berkas setengah daya dari pola radiasi bidang
horizontal dan vertical.
3. menghitung direktivitas dengan persamaan berikut :
2180
4D
Dimana
D : direktivitas dalam dB
: lebar berkas pola radiasi horisontal (.0)
?
: lebar berkas pola radiasi vertiakal (.0)
3.4.4 Impedansi antena
Impedansi input 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.
Impedansi antena terdiri dari bagain riil dan imajiner, yang dapat dinyatakan dengan :
Zin = Rin + j Xin
Resistansi input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat terdisipasi
melalui dua cara, yaitu karena panas pada srtuktur antena yang berkaitan dengan
perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali (teradiasi).
Reaktansi input (Xin) menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat dari antena.
Disipasi daya rata-rata pada antena dapat dinyatakan sebagai berikut :
Pin = ½ R | Iin |2
Dimana :
Iin : arus pada terminal input
Faktor ½ muncul karena arus didefinisikan sebagai harga puncak. Daya dissipasi
dapat diuraikan menjadi daya rugi ohmic dan daya rugi radiasi, yang dapat ditulis
dengan :
Pin = Pohmic + Pr
Dimana :
Pr : ½ Rin | Iin |2
Pohmic = ½ Rohmic | Iin |2
Sehingga definisi resistansi radiasi dan resistansi ohmic suatu antena pada terminal
input adalah :
2
inI
rP2inR
2
inI
rPinP2ohmicR
Resistansi radiasi merupakan relatif terhadap arus pada setiap titik antena.
Biasanya digunakan arus maksimum, dengan kata lain arus yang digunakan pada
persamaan di atas adalah arus maksimum. Sifat ini sangat mirip dengan impedansi
beban pada teori rangkaian. Antena dengan dimensi kecil secara listrik mempunyai
reaktansi input besar, sebagai contoh dipole kecil mempunyai reaktansi kapasitif dan
loop kecil mempunyai reaktansi induktif,
Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, maka
impedansi antena haruslah conjugate match (besarnya resistansi dan reaktansi sama
tetap berlawanan tanda). Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi pemanulan
energi yang dipancarkan atau diterima, sesaui dengan persamaan sebagai berikut :
L = inL
inL
ZZ
ZZ
e
e
L
L
Dengan :
e-L = tegangan pantul ZL = impedansi beban
e+L = tegangan datang Zin = impedansi input
3.4.5 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
VSWR adalah perbandingan gelombang pantul dan gelombang dating.
Perbandingan gelombang pantul tegangan tersebut didefinisikan sebagai berikut :
VSWR = min
max
V
V
Jika saluran transmisi dimisalkan tanpa rugi-rugi seingga semua maksimum
mempunyai nilai yang sama yaitu Vmax dan semua minimum mempunyai nilai Vmin.
Tegangan maksimum terjadi pada saat gelombang dating mempunai fasa yang sama.
Tegangan maksimum dapat dinyatakan dalam koefisien pantul seperti persamaa
berikut
Vmax =
= ( I + t L)
Dimana t adalah koefisien pantul
Sehingga minimum terjadi bila phasor-phasor adalah berlawanan fasa :
VL VR+
VL
Vmin = ( I - tL)
Karena itu :
VSWR =
VSWR dapat mempunyai nilai dari satu sampai tak terhingga, jadi :
1 = VSWR = 8
VSWR secara ideal nilainya adalah satu, karena mempresentasikan suatu keadaan
yang bersesuaian (matching). Pada pengaturan-pengaturan secara praktis pada saluran
transmisi RF selalu VSWR dibuat minimum atau mendekati satu.
3.4.6 Pola radiasi
3.4.6.1 Definisi Pola Radiasi
Pola radiasi adalah grafik yang memperlihatkan penguatan pengarahan dari
suatu antena pada seluruh sudut 3600 horizontal dan vertikal yang diplot dalam bentuk
koordinat kartesius atau polar. (F.c. Judd. 1986 : 16)
Pola radiasi antena didefinisikan sebagai gambaran secara grafik sifat-sifat
radiasi antena sebagai fungsi koordinat ruang. (Balanis. 1982 : 17)
Dalam banyak hal, pola radiasi ditentukan pada daerah medan jauh dan
digambarkan sebagai fungsi-fungsi koordinat arah. Sifat-sifat radiasi meliputi
intensitas radiasi, kuat medan, fasa atau polarisasi. (Balanis. 1982 : 17)
Gambaran sifat-sifat radiasi secara grafis dapat dinyatakan dengan fungsi
koordinat arah ( sepanjang radius konstan dan digambarkan dalam koordinat
ruang. Adapun nilai atau besarnya pola radiasi antena dapat ditentukan dengan
membandingkan antara daya pada sudut 00 (radiasi daya maksimum) dengan daya
VL
(I + ) L
(I - ) L
pada sudut tertentu sehingga pola radiasi antena dapat dinyatakan dengan persamaan
sebagai berikut (Basuki B.S. 1996 : 22) :
? = 10 log
Atau
? (dBm) = P0 (dBm) – PT (dBm)
Keterangan : = Intensitas radiasi antena pada sudut tertentu
= Daya yang diterima antena pada sudut 00.
= Daya yang diterima antena pada sudut tertentu.
3.4.6.2 Parameter-parameter Pola Radiasi
Bagian-bagian pola radiasi diacu sebagai lobe yang dapat disubklasifikasikan
menjadi lobe-lobe besar, kecil, sisi dan belakang. Lobe radiasi adalah bagian pola
radiasi yang dibatasi oleh daerah-daerah intensitas radiasi relatif kuat. Gambar di
bawah ini menunjukkan pola radiasi yang terdiri dari cuping utama atau main lobe
(main beam/mayor lobe) dan cuping kecil (minor lobe).
Mayor lobe (lobebesar) disebut juga sebagai berkas utama didefinisikan
sebagai lobe radiasi yang mempunyai arah radiasi maksimum. Semua lobe kecuali
lobebesar diklasifikasikan sebagai minor lobe(lobe kecil). Contoh dari minor lobe
adalah side lobe (lobe sisi) dan back lobe (lobe belakang). Lobe sisi adalah lobe
radiasi yang mempunyai arah lain daripada lobe yang direncanakan. Sedangkan lobe
belakang (back lobe) biasanya berhubungan dengan lobe kecil yang menempati
setengah bola dengan arah yang berlawanan dengan arah mayor lobe. (Balanis. 1982 :
20)
Minor lobe biasanya menggambarkan radiasi dalam arah-arah yang tidak
diinginkan. Lobe- lobe kecil ini dapat diminimumkan. (Balanis, 1982 :21)
Main lobe (main beam / mayor lobe) merupakan arah yang mempunyai radiasi
maksimum dan merupakan arah pola radiasi yang dikehendaki. (Basuki B.S. 1996 :
23)
Dalam pengukuran pola radiasi suatu antena digunakan suatu antena isotropis
sebagai acuan untuk menentukan sifat kerarahan antena. Antena isotropis adalah
antena yang dapat memancarkan daya gelombang elektromagnetik ke segala jurusan
sama kuat. Antena isotropis secara fisik tidak ada, dan antena isotropis didefinisikan
sebagai antena hipotesa yang mempunyai radiasi sama pada segala arah. (Balanis.
1982 : 18)
Gb. 3.16. (a). Lobe-lobe dan lebar berkas pola radiasi
(b). Plot linier pola daya dan hubungan lobedengan lebar berkas
Berdasarkan intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu antena, maka
antena dapat dibagi atau dibedakan menjadi dua, yaitu antena directional dan antena
omnidirectional. Antena directional adalah antena yang mempunyai sifat-sifat
pancaran dan penerimaan gelombang-gelombang elektromagnetik yang lebih efektif
pada arah-arah tertentu daripada arah-arah lainnya. (Balanis. 1982 :18)
Pada gambar dibawah ditunjukkan bahwa antena tidak mempunyai daerah
pengarahan radiasi pada bidang azimut {f ( ),
= konstan} dan terjadi pengarahan
radiasi pada bidang elevasi {g ( ),
= konstan} sehingga antena ini mempunyai
daerah pengarahan horizontal ke segala arah. Maka keadaan ini dapat dianggap omni
directional.
Gb. 3.17. Pola radiasi antena omnidirectional
3.4.7 Polarisasi
3.4.7.1 Gelombang Elektromagnetik
Arus yang mengalir pada batang konduktor akan menghasilkan medan magnet
di sekitar (hukum Biot Savart). Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan
listrik (hukum Faraday). Perubahan medan listrik diduga menghasilkan medan
magnet (hipotesa James Clark Maxwell, 1984) dari Jerman, dengan mengahasilkan
gelombang elektromagnetik/ gelombang radio. Gelombang elektromagnetik terdiri
atas gelombang listrik dan gelombang magnet, saling tegak lurus pada arah rambatan
gelombang. Perhatikan gambar di bawah.
Gb. 3.18. Gelombang elektromagnet X : Arah medan listrik Y : Arah medan magnet Z : Arah rambat gelombang elektromagnet
3.4.7.2 Polarisasi Gelombang Elektromagnetik, Kuat Medan Listrik
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa antena pemancar adlah
batang konduktor yang mengubah arus frekuensi radio (RF) menjadi gelombang
elektromagnetik dan memancarkannya. Sedangkan antena penerima merupakan
batang konduktor yang mengubah induksi gelombang elektromagnetik menjadi arus
listrik frekuensi tinggi. Resprositas Antena artinya antena dapat dipergunakan untuk
memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetik. Perbedaan antara antena
pemancar dan penerima adalah :
Antena Penerima
Daya kecil
Penyekatnya sedang
Mempunyai kemungkinan beresonansi
pada banya frekuensi
Daya besar
Penyekatnya harus kuat
Beresonansi pada satu frekuensi
Polarisasi gelombang elektromagnetik tergantung pada medan listriknya.
Medan listrik sejajar dengan antena, sedangkan mendan magnetnya tegak lurus
terhadapa antena. Perhatikan gambar 3.19. di bawah
B
E
Antena Pemancar
Gb.3.19. Medan Listrik dan medan magnet di sekitar pemancar
Posisi antena penerima harus sejajar dengan arah medan magnet listrik
(sejajar dengan antana pemancar) atau tegak lurus terhadapa arah medan magnet,
agar dapat menangkap daya semaksimal mungkin dari pemancar. Jika antena
pemancar terletak vertikal/tegak lurus maka polarisasi gelombang elektromagnetiknya
ke arah vertikal. Pada antena vertikal pancaran kesegala penjuru sama kuat, sama
jauh, dan daya sama besar. Jika antena pemancar teretak horisontal/mendatar, maka
polarisasi gelombang elektromagnetiknya ke arah horosontal. Pada antena horisontal,
pancaran terkuat adala pada garis yang tegak lurus terhadap sumbu antena. Perhatikan
gambar 3.20. di bawah :
Antena Antena
(a) (b)
Gb.3.20. Polarisasi pada antena vertikal dan horozontal
Kuat medan listrik, yaitu besar tegangan yang terinduksi pada penghantar
sepanjang l meter, kedudukannya sejajar dengan medan listrik dan tegak lurus
terhadap arah rambar. Alat untuk mengukur kuat medan listrik adalah field strength
meter.
Polarisasi antena pada suatu arah didefinisikan sebagai polarisasi gelombang
yang diradiasikan bila antena pemancar, atau polarisasi gelombang datang yang
menghasilkan daya terbesar pada terminal antena bila antena sebagai penerima
(Balanis, 1982 : 48). Dengan catatan jika arah antena tidak ditentukan, maka
polarisasi ditentukan dari polarisasi pada arah yang menghasilkan gain maksimum.
Dimana polarisasi dari gelombang teradiasi merupakan sifat-sifat radiasi gelombang
elektromagnetik yang menggambarkan perubahan arah dan besar relatif vektor medan
listrik sebagai fungsi waktu. Jika vektor yang dilukiskan pada suatu titik sebagai
fungsi waktu selalu terarah pada satu garis, medan ini dikatakan terpolarisasi linier.
Bila jejak medan listrik berbentuk elip, maka medan dikatakan terpolarisasi
elip. Suatu keadaan khusus dari polarisasi elips ialah polarisasi lingkaran dan
polarisasi linier. Polarisasi gelombang secara umum ditunjukkan dalam gambar
dibawah :
(a) (b)
EE
arahrambatan
Gb.3.21. Beberapa polarisasi gelombang (a) Polarisasi linier dilihat pada sumbu pancaran
(b) Polarisasi linier dilihat pada arah rambatan
x
y
E
Ey
x
E
y
Ex
x
zE
(a) (b)
(c)
y
Gb.3.22. Bebarapa polarisasi gelombang (a) Polarisasi elips menurut arah rambatan
(b) Polarisasi elips menurut sumbu pancaran
(c) Polarisasi lingkaran
3.4.8 Fron to Back Ratio
Nilai front to back antena yaitu merupakan perbandingan daya pada arah
pancar terbesar yang dikehendaki (mayor lobe). Nilai front to back ratio suatu antena
dapat dilihat dari rumus berikut ini :
F/B = l
m
p
P (dB)
F/B (dB) = Pm (dBm) – Pl (dBm)
Dimana :
F/B : front to back ratio
Pm : daya puncak mayor lobe
Pl : daya puncak minor lobe
3.4.9 Penguatan (Gain) antena
Penguatan didefinisikan sebagai 4p dikalikan dengan perbandingan dari
intensitas radiasi dengan daya total yang diterima antena. Dalam bentuk matematis
dinyatakan :
inP
UG
)(4
Dimana :
G (?, ) : gain (tanpa dimensi)
U (?, ) : intensitas radiasi arah (?, ) (Watt/sudut ruang)
Pin : daya input total yang diterima antena (W)
Penguatan daya pada antena dapat ditentuka dari gain perbandingan daya yang
dipancarkan atau diterima oleh antena yang diuji dengan daya yang dipancarkan atau
diterima antena isotropik. Besarnya gain perbandingan tersebut adalah :
G = 10 log 1,64 R
U
P
P
Atau
G = 2,15 + PU (dBm) – PR (dBm) (dB)
Dimana
G : gain antena yang diuji
PU : daya yang diterima antena uji
PR : daya yang diterima antena referensi
3.4.10 Lebar Berkas
Lebar berkas merupakan ukuran sudut cakupan pada daerah ruang angkasa
yang merupakan parameter penting, karena satelit yang hanya terpisah 4 derajad atau
kurang yang terletak lebih dari 22.300 mil jauhnya terlihat saling berdekatan ketika
dipantau dari bumi. Sinyal dari satelit dikonsentrasikan membentuk sebuah cuping
utama (main lobe) dan sinyal-sinyal yang tidak berhubungan membentuk cuping-
cuping sisi (side lobe) atau sinyal interferensi. Lebar berkas kemudian ditentukan
sebagai lebar cuping utama dalam ukuran derajad. Antena yang baik mampunyai
cuping utama yang lebih sempit. Untuk mengatasi adanya cuping-cuping sisi yang
semakin besar karena radiasi yang terpantul dari sisi piringan dan daerah sekitarnya,
dengan mengetahui rasio panjang fokus dan diameter. Rasio panjang fokus dan
diameter (F/D) yang kecil menyebabkan piringan akan menangkap sinyal dari
lingkungan sekitar dalam jumlah yang lebih kecil.
Gambar 3.23 Lebar Berkas
(a) : cuping – cuping sisi (side lobe)
(b) : cuping utama (mine lobe)
3.4.11 Derau
Derau dideteksi bersamaan dengan sinyal yang diterima. Antena secara tidak
sengaja akan mendeteksi derau yang masuk dari sumber-sumber derau alamiah
maupun buatan. Sumber derau alamiah mampengaruhi transmisi gelombang mikro,
(a) (b)
karena frekuensi secara buatan seperti motor elektris lampu pijar, dll terlalu rendah
untuk dapat mempengaruhi transmisi gelomgang mikro.
3.4.12 Bandwidth
Bandwidth didefinisikan sebagai lebar pita frekuensi yang digunakan oleh
suatu sistem. Lebar pita antena dapat ditentukan oleh beberapa karakteristik yang
memenuhi standart yang dispesifikasikan.
Salah satu spesifikasi standart tersebut adalah VSWR. Nilai pembatasan
VSWR ini bermacam-macam, untuk komunikasi gelombang mikro, VHF dan UHF
pemancar besar VSWR dibatasi 1,1 sampai 1,3, untuk pemancar kecil dengan daya
pancar < 100 watt VSWR dibatasi sampai 2 (Robert, 1986 :71)
%100xf
ffBW
c
lu
Hz
Sedangkan untuk antena yang mempunyai pita lebat, bandwidth adalah
l
u
f
fBW
Hz
Dimana :
BW : lebar pita antena (Hz)
fu : frekuensi atas pada nilai VSWR tertentu (Hz)
fl : frekuensi bawah pada nilai VSWR tertentu (Hz)
fc : frekuensi tengah (Hz)
3.5 PROPAGASI
Gelombang teradiasi dari antenna transmitter merambat dalam beberapa arah
di udara. Sebenarnya perambatan gelombang tidak hanya dapat melalui udara, tetapi
dapat juga melalui bermacam-macam media fisik, misalnya kabel, tanah dan lain
sebagainya. Karena secara geografis Indonesia adalah Negara yang wilayahnya sangat
luas, maka secara pertimbangan dari segi ekonomis media udaralah yang paling tepat
digunakan di Indonesia.
3.5.1 Propagasi gelombang tanah (Ground wave)
Gelombang tanah adalah gelombang radio yang merambat mengikuti
permukaan bumi, yang biasanya berada dalam low frekuesi (LF) dan medium
frekuensi (MF). Untuk frekuensi di atas frekuensi tersebut dapat menimbulkan
penyerapan gelombang oleh permukaan bumi yang tidak teratur. Misalnya pada
frekuensi 30 KHz, berarti panjang gelombangnya lebih dari 10.000 meter atau 6,2 mil.
Pada frekuensi tersebut gelombang dapat dengan baik merambat. Sedangkan bila
frekuensinya 3 MHz, panjang gelombangnya adalah 100 meter. Sehingga pada
frekuensi tersebut gelombang akan terhalang oleh gunung, bukit, gedung bertingkat
dan sebagainya yang memiliki ketinggian yang lebih bersar dibandingkan panjang
gelombang teradiasi, dan menyebabkan penyerapan ground wave yang besar.
Lengkung Bumi
Gb.3.24. Propagasi gelombang tanah
3.5.2 Propagasi garis pandang
Propagasi secara garis pandang juga dikenal dengan Line Of Sight (LOS),
yaitu propagasi yang mempunyai keterbatasan dalam jarak pandang penglihatan. Jadi
ketinggian antena dan kelengkungan permukaan bumi merupakan faktor pembatas.
Jarak jangkauannya sangat terbatas, kira-kira 30-50 mil per link, tergantung topologi
dari permukaan buminya. Dalam praktek, jarak jangkauan sebenarnya adalah 4/3 dari
perhitungan (k = 4/3), karena adanya faktor pembiasan oleh atmosfer bumi bagian
bawah.
Propagasi garis pandang, disebut dengan propagasi dengan gelombang
langsung (direct wave), gelombang yang terpancar dari antena pemancar langsung
beroperasi menuju antena penerima dan tidak merambat diatas permukaan tanah. Oleh
karena itu tidak meresap pada permukaan bumi .Selain itu, gelombang jenis ini
disebut juga dengan gelombang ruang (space wave), karena dapat menembus lapisan
ionosfer dan beroperasi diruang angkasa.
Propagasi garis pandang merupakan andalan sistem telekomunikasi masa kini
dan yang akan datang, karena dapat menyediakan kanal informasi yang lebih besar
dengan keandalan yang lebih tinggi, dan tidak dipengaruhi oleh fenomena perubahan
alam seperti pada propagasi gelombang langit pada umumnya.
Lengkung Bumi
Gb.3.25. Propagasi Garis Pandang
Band frekuensi yang digunakan pada jenis propagasi ini sangat lebar, yaitu
meliputi band VHF (30-300 MHz), UHF (0,3-3 GHz) dan EHF (30-300 GHZ), yang
sering dikenal dengan band gelombang mikro (microwave). Aplikasi untuk pelayanan
komunikasi, antara lain ; untuk televisi, komunikasi data, komunikasi suara, radar,
komunikasi satelit dan penelitian ruang angkasa.
3.5.3 Propagasi Troposfir
Propagasi troposfir bisa dianggap sebagai propagasi gelombang langit.
Gelombang tidak ditujukan ke ionosfir, tetapi ditujukan ke troposfir. Batas troposfir
hanya sekitar 6,5 mil atau 11 km dari permukaan bumi. Frekuensi yang bisa
digunakan adalah sekitar 35 MHz sampai dengan 10 GHz dengan jarak jangkauan
mencapai 400 km.
Proses penghamburan (scattering) oleh lapisan troposfir yaitu dua antena
pengarah diarahkan sedemikian rupa sehingga tembakan keduanya bertemu di
troposfir. Sebagian besar energinya merambat lurus ke ruang angkasa.
Frekuensi terbaik dan yang paling banyak digunakan adalah sekitar 0.9GHz,
2GHz dan 5GHz. Namun demikian besarnya gelombang yang diterima hanyalah seper
seribu hingga seper satu juta dari daya yang dipancarkan. Disini jelas diperlukan daya
pancar yang sangat besar, dan penerima yang sangat peka. Selain itu proses hamburan
mengalami dua macam fading. Yang pertama fading yang disebabkan oleh transmisi
dengan banyak lintasan yang bisa timbul beberapa kali dalam 1 menit. Yang kedua ,
fading yang disebabkan oleh perubahan atmosfir, tetapi lebih kecil dari yang pertama,
yang mengakibatkan perubahan level/kuat gelombang yang diterima.
Untuk mengurangi masalah fading ini, digunakan beberapa bentuk penganeka-
ragaman penerimaan atau diversity reception. Diversity adalah suatu proses
memancarkan dan atau menerima sejumlah gelombang pada saat yang bersamaan dan
kemudian menambah/menjumlahkan semuanya di penerima atau memilih salah satu
yang terbaik. Beberapa jenis diversity adalah sebagai berikut :
(1) Space diversity, yaitu memasang / menggunakan dua atau lebih antena
dengan jarak tertentu. Sinyal yang terbaik yang akan diterima, akhirnya
dipilih untuk kemudian diolah di penerima.
(2) Frequency diversity, yaitu memtransmisikan sinyal informasi yang sama
menggunakan dua buah frekuensi yang sedikit berbeda. Frekuansi yang
berbeda mengalami fading yang berbeda pula sekalipun
dipancarkan/diterima dengan antena yang sama. Kemudian penerima
memilih mana yang terbaik.
(3) Angle diversity, yaitu mentransmisikan dengan dua atau lebih sudut yang
berbeda sedikit. Hal ini akan menghasilkan dua atau lebih lintasan yang
memiliki volume hamburan yang berbeda.
Meskipun sistem propagasi radio dengan menggunakan hamburan lapisan ini
memerlukan daya yang sangat besar dan perlunya diversity, penggunaan sistem ini
telah tumbuh pesat sejak pemakaian pertamanya tahun 1955. Karena sistem ini
memberikan jarak jangkau jauh lebih handal di daerah-daerah seperti padang pasir
dan daerah pegunungan dan antar pulau. Jaringan ini digunakan untuk komunikasi
suara dan data dalam militer dan komersial.
3.5.4 Propagasi Ionosfir
Radiasi ultraviolet matahari menyebabkan ionisasi partikel udara menjadi ion
bebas. Ion positif, dan ion negatif di ketinggian antara 30 mil sampai 250 mil dari
permukaan bumi. Lapisan tersebut lazim kita sebut dengan lapisan ionosfir.
Gelombang elektromagnetik yang masuk di daerah ini akan dibelokkan atau
dibiaskan seperti sifat pembiasan gelombang cahaya yang memasuki media berbeda,
seperti prisma atau lensa. Faktor yang mempengaruhi pembiasan gelombang antara
lain frekuensi gelombang, kerapatan daerah ionisasi, dan sudut datang gelombang.
Apabila ketiga faktor tersebut terpenuhi, gelombangakan dibiaskan kembali ke bumi
secara sempurna. Propagasi yang memanfaatkan pantulan ionosfir ini disebut juga
dengan propagasi sky wave, dan biasanya dalam band frekuensi tinggi (HF).
Lengkung Bumi
ionosfir
Gb. 3.26. Propagasi Ionosfir
Pada gambar di atas, gelombang dibiaskan secara bertahap (tidak membentuk
sudut sempurna) yang ditunjukkan dengan garis bias penuh. Lintasan gelombang
sebelum mencapai lapisan ionisasi sama dengan lintasan yang ditempuh apabila
gelombang dibiaskan oleh lapisan di atasnya (membentuk sudut sempurna).
Ketinggian antara permukaan bumi dan lapisan ionisasi yang membentuk sudut bias
sempurnya disebut virtual height. Ketinggian ini dapat dihitung dari waktu yang
dibutuhkan gelombang RF untuk transmisi dari transmitter di bumi sampai kembali
lagi ke bumi.
3.5.5 Faktor K
Pengalaman menunjukkan bahwa lintasan propagasi berkas gelombang radio
selalu mengalami pembiasan/pembengkokan (curved) karena pengaruh refraksi
(pembiasan) oleh atmosfir yang paling bawah. Keadaan ini, tergantun pada kondisi
atmosfer pada suatu daerah, yang pada akhirnya bisa diketahui indeks refraksi
atmosfer daerah itu. Karena adanya indeks refraksi yang berbeda-beda ini maka bisa
diperkirakan kelengkungan lintasan propagasi di atas permukaan bumi. Akibatnya
kalau dipandang bahwa propagasi gelombang langsung merupakan Line Of Sight,
maka radius bumi seakan-akan berbeda dengan radius bumi sesungguhnya (actual
earth radius). Sebagai gantinya, dalam penggambaran radius bumi dibuat radius
ekuivalent (equivalent earth radius), dengan tujuan agar lintasan propagasi
gelombang radio dapat digambarkan secara lurus.
BAB IV
DAYA PANCAR ANTENA
4.1 Sistem Stasiun Pemancar TV
Daya jangkau penerima (coverage area) merupakan suatu hal yang sangat
penting dalam proses sebuah penyiaran TV. Semakin luas jangkauan maka akan
semakin bnyak orang yang dapat menyaksikan program siaran TV tersebut.
Banyaknya pemirsa mempengaruhi rating pertelevisian. Bila rating baik maka akan
semakin banyak perusahaan yang memasang iklan.
Mengingat Indonesia adalah negara kepulauan, maka tidak mungkin semua
daerah dapat dijangkau tanpa adanya stasiun-stasiun relay. Untuk memenuhi
kebutuhan pasar maka TRANS TV membangun relay-relay yang ada di daerah-
daerah.. Adapun dalam membangun stasiun pemancar ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan antara lain:
1. Topografi
2. Tinggi menara
3. LOS (Line Of Space)
4. Daya output pemancar
Dengan pertimbangan – pertimbangan diatas maka Semarang adalah
merupakan tempat ( daerah ) yang cocok untuk mendirikan suatu pemancar relay
yaitu dipusatkan dibukit sari gombel. Karena digombel merupakan tempat tertinggi di
Semarang.
4.1.1 Topografi
Topografi merupakan peta lokasi yang di dalamnya terdapat kondisi tanah
(ketingian tanah). Ketinggian tanah adalah hal yang fital dalam pembangunan stasiun
pemancar. Penentuan letak tanah perlu dilihat daerah disekelilingnya, disarankan tidak
ada kontur tanah yang saling menutupi. Karena letak stasiun pemancar ini
membutuhkan suatu daerah yang bebas hambatan dalam sisi jarak pandang. Topografi
berguna untuk menentukan daerah (lokasi) yang tepat yaitu daerah yang tinggi dan
juga kondisi tanah yang stabil. Hal ini panting untuk keamanan bangunan (menara).
4.1.2 Tinggi Menara
Tinggi menara juga sangat berpengaruh terhadap daya jangkau gelombang.
Tinggi menara hubungannya adalah dengan LOS (Line of Sight) yang akan dibahas di
subbab selanjutnya. Untuk stasiun relayTrans TV Semarang tinggi menara 130m yang
mana terdiri atas tower yang tingginya 120m ditambah antena yang tingginya 10m.
4.1.3 LOS (Line Of Sight)
LOS (Line Of Sight) adalah sebuah sisi pandang kasat mata yang sejauh mana
tidak ada yang menghalangi (jarak pandang tanpa hambatan).
Gb. 4.1 Daerah Line of sight
Dimana :
d : Jari – jari bumi
AB = ho : Tinggi antena (m)
AC = X : Batas jarak LOS
LOS (Line Of Sight) mempunyai keterbatasan pada jarak pandang
penglihatan. Jadi ketinggian antena dan kelengkungan permukaan bumi merupakan
faktor pembatas, kira-kira 30-50 mil per link, tergantung topologi dari permukaan
bumi.
4.1.4 Daya Antena
Daya pada antena sebesar 20 Kw. Daya per unit sudut ruang akan berubah-
ubah tergantung pada arah mana pengukuran dilakukan, dan secara umum dapat
dituliskan sebagai suatu fungsi dari koordinat sudut. Kemudian perolehan daya
(power gain) dari antena didefinisikan sebagai perbandingan dari koordinat sudut
x
ho
A
B
C
d
o
d’
terhadap daya per unit sudut ruang yang dipancarkan oleh suatu radiator isotropis
tanpa rugi
Erat hubungannya dengan perolehan daya adalah perolehan terarah (directivity
gain) dari antena. Directivity gain adalah perbandingan dari perolehan daya sebuah
antenna terhadap daya rata-rata per unit sudut ruang yang dipancarkan oleh antenna
yang sebenarnya. Daya rata-rata per unit sudut adalah perkalian antara afisiensi antena
dengan daya masukan.
4.2 Karakteristik Antena
karakteristik antena dibedakan menjadi 2 yaitu electrical karakteristik dan
performance karakteristik.
4.2.1 Electrical Karakteristik
Pada electrical karakteristik terdiri dari :
Broadcast band : Band IV/V
Broadcast range : 470 - 860 MHz
Frekuensi operasi : CH 29 (534 – 540 MHz)
Polarisasi : Horisontal
Design power : 1 x 25 kW
Power input maksimal : 21,8 kW
Impedansi : 50 ohm
Return Loss : 32 dB
Input Connector : 2 x 3 – 1/8” EIA
4.2.2 Performance karakteristik
Pada performance karakteristik terdiri dari :
Frekuensi : 535.25 MHz
Direktivitas Horisontal : 2.75 dB
Direktivitas Vertikal : 12.21 dB
Internal Losses : - 0.10
Gain antena : 14.86 dBd
Cable Loss : -1.23
Gain sistem : 13.63 dBd
Power transmiter : 25.00 kW
Power transmiter : 43.98 dBW
ERP : 57.61 dBW
ERP : 576.69 kW
4.3 Perhitungan panjang antena untuk dapat menerima
gelombang Trans TV
Agar gelombang yang diterima oleh antena penerima maksimal maka antara
antena pemancar dan penerima haruslah sama directivitas, dan panjang
gelombangnya. Panjang gelombang antena ditentukan oleh panjang fisik antena
tersebut.
Trans TV Semarang dalam pengiriman sinyalnya menggunakan frekuensi
carrier sebesar 535,25 MHz. Misalnya antena tersebut menggunakan pipa aluminium
yang mempunyai diameter 2 cm. Perhitungan panjang antenanya adalah sebagai
berikut.
Panjang antena tanpa dipengaruhi faktor K
½ ?0 = f
150
= 25,535
150
= 0,28 m
= 28 cm
Perhitungan faktor K
K = D
0 ½
= 2
28
= 14
Dimana D : diameter pipa konduktor (Aluminium)
Untuk perbandingan sebesar 14 dalam gambar 3.15 diperoleh nilai K sekitar 0,94
Jadi ½ ?
= 28 cm x 0,94
= 26.32 cm
Panajng antena ½ ? untuk frekuensi 535,25 MHz adalah 26,32 cm
4.4 ERP dan EIRP
ERP (Effectif Radiated Power) adalah daya efektif yang dipancarkan. EIRP
(Effectif Isotropic Radiated Power) adalah daya efektif yang dipancarkan
dibandingkan dengan antena isotropik.
Sedangkan perhitungan untuk perhitungannnya sebagai berikut, jika diketahui :
P (power) : 20 kW (43 dBW)
G (gain) : 14,86 dB
Cable loss : 1,23 dB
Maka :
ERP = Power Transmiter + Gain – Cable loss
= 43 + 14,86 - 1,23
= 56,63 dBW
EIRP = ERP + 2,14 dB
= 56,63 + 2,14
= 58,77 dBW
4.5 Intensitas Medan
Perumusan dasar pada perhitungan intensitas medan adalah bahwa gelombang
merambat pada media homogen dan sumber energinya didapat dari antena isotropis.
Jadi untuk menghitung intensitas medan untuk empat titik sampel yang masing-
masing :
1. Di pusat kota Semarang pada directivitas 00 dengan jarak 8,24 km.
2. Trangsan. Grobogan pada directivitas 920 dengan jarak 56,56 km
3. Ungaran. Semarang pada directivitas 1930 dengan jarak 9,6 km
4. Ngadirgo. Semarang pada directivitas 2780 dengan jarak 12,52 km
Jika diketahui dari data :
P (power) : 20 kW
G (gain) : 14,86 dB
HTx (tinggi pemancar) : 130 m
HRx (tinggi penerima ) : 5 m
Fch (frekuensi) : 535,25 MHz
Maka :
= F
C
= 6
8
10.25,535
10.3
= 0,56 m
4.5.1 Perhitungan intensitas medan di Pusat kota Semarang :
4.5.1.1 Intensitas Medan :
E = 2d.
hrx.HtxP.G8,8
E = 23
3
)10.24,8.(56,0
5.130)10.20.(86,148,8
E = )10.67,8976.(56,0
650.2972008,86
E = 0,08201 V/m
E = 82,01 mV/m
Maka :
E 0 = 20 log E
E 0 = 20 log 82,01
E 0 = 38,28 dBm
Jadi intensitas medannya sebesar 28,29 dBm
4.5.1.2 Penerimaan daya pada Rx :
Perhitungan Loss Space (LS)
LS = 32,5 + 20 log dkm+ 20 log fMHz
LS = 32,5 + 20 log 8.24 + 20 log 535,25
LS = 3,25 + 18,32 + 54,57
LS = 105,39 dB
Daya yang diterima Rx
PR = PT + GT + GR – LS
PR = 73 + 44,86 + 33 - 105,39
PR = 45,47 dBm
4.5.2 Perhitungan intensitas medan di Trangsan, Grobogan :
4.5.2.1 Intensitas Medan :
E = 2d.
hrx.HtxP.G8,8
E = 23
3
)10.56,56.(56,0
5.130)10.20.(86,148,8
E = )10.199,3.(56,0
650.2972008,89
E = 0.00174 V/m
E = 1,74 mV/m
Maka :
E 0 = 20 log E
E 0 = 20 log 1,74
E 0 = 4,81 dBm
4.5.2.2 Penerimaan daya pada Rx :
Perhitungan Loss Space (LS)
LS = 32,5 + 20 log dkm+ 20 log fMHz
LS = 32,5 + 20 log 56,56 + 20 log 535,25
LS = 3,25 + 35,05 + 54,57
LS = 122,12 dB
Penerimaan daya pada Rx :
PR = PT + GT + GR – LS
PR = 73 + 44,86 + 33 - 122,12
PR = 28,74 dBm
4.5.3 Perhitungan intensitas medan di Ungaran, Semarang :
4.5.3.1 Intensitas Medan :
E = 2d.
hrx.HtxP.G8,8
E = 23
3
)10.6,9.(56,0
5.130)10.20.(86,148,8
E = )10.22.9.(56,0
650.2972008,87
E = 0.06042 V/m
E = 60,42 mV/m
Maka :
E 0 = 20 log E
E 0 = 20 log 60,42
E 0 = 35,62 dBm
4.5.3.2 Penerimaan daya pada Rx :
Perhitungan Loss Space (LS)
LS = 32,5 + 20 log dkm+ 20 log fMHz
LS = 32,5 + 20 log 9,6 + 20 log 535,25
LS = 3,25 + 19,64 + 54,57
LS = 106,71 dB
Penerimaan daya pada Rx :
PR = PT + GT + GR – LS
PR = 73 + 44,86 + 33 - 106,71
PR = 44,15 dBm
4.5.4 Perhitungan intensitas medan di Ngadirgo, Semarang :
4.5.4.1 Intensitas Medan :
E = 2d.
hrx.HtxP.G8,8
E = 23
3
)10.52,12.(56,0
5.130)10.20.(86,148,8
E =
)10.57,1.(56,0
650.2972008,88
E = 0.03552 V/m
E = 35,52 mV/m
Maka :
E 0 = 20 log E
E 0 = 20 log 35,52
E 0 = 31,01 dBm
4.5.4.2 Penerimaan daya pada Rx :
LS = 32,5 + 20 log dkm+ 20 log fMHz
LS = 32,5 + 20 log 12,52 + 20 log 535,25
LS = 3,25 + 21,95 + 54,57
LS = 109 dB
Penerimaan daya pada Rx (PR) :
PR = PT + GT + GR – LS
PR = 73 + 44,86 + 33 - 109
PR = 41,84 dBm
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan diatas dapat disimpulkan beberapa hal. Kesimpulan
tersebut antara lain :
1. Stasiun pemancar Trans TV Semarang menggunakan pemancar NEC tipe
PCU-1120SSP/1 yang mempunyai daya output sebesar 20 kW.
2. Sistem Modulasi video pada Exciter NEC PCU-1120SSP/1 adalah
modulasi amplitudo negatif (AM - ), sedangkan untuk audio dengan
modulasi frekuensi (FM).
3. Antena merupakan transduser yang menghubungkan antara pemancar
dengan ruang bebas dan ruang bebas dengan penerima. Dalam
hubungannya dengan stasiun relay, antena berfungsi untuk melontarkan
gelombang terbimbing menjadi gelombang bebas yang akan ditangkap
oleh antena penerima.
4. Dalam perancangan suatu antena, baberapa hal yang harus di perhatikan
adalah :
• Bentuk (pola radiasi) yang diinginkan
• Arah radiasi (directifitas) antena
• Polarisasi yang dimiliki
• Frekuensi kerja
• Lebar band (bandwidth), dan
• Impedansi input yang dimiliki.
5. Daya jangkau penerima merupakan elemen penting dalam proses sebuah
penyiaran TV. Hal ini sangat berhubungan erat dengan rencana
pembangunan stasiun pemancar TV. Adapun dalam membangun stasiun
pemancar ada beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain:
• Topografi
• Tinggi menara
• LOS (Line Of Sight)
• Daya output pemancar
6. Agar kualitas penerimaan sempurna, antara antena pemancar dan antena
penerima haruslah bersesuaian (match), sehingga terjadi resonansi. Panjang
antena harus disesuaikan, karena panjang antena hubungannya adalah panjang
gelombang yang akan diterima.
7. Dalam pentransmisian gelombang, jenis propagasi yang digunakan adalah
propagasi garis pandang (LOS). LOS adalah jenis propagasi yang dibatasi
dengan jarak pandang kasat mata. Jadi ketinggian menara antena dan
kelengkungan bumi merupakan faktor pembatas.
8. Hasil pengukuran intensitas medan di tiap titik sampel berbeda menurut jarak
titik sampel dengan pemancar. Semakin jauh maka intensitas mendannya akan
semakin kecil.
5.2 Saran
1. Diharapkan agar buku-buku referensi tentang pemancar diperbanyak.
Sehingga akan dapat menunjang proses pembelajaran.
2. Agar di stasiun TRANS TV Semarang dibuat studio mini, sehingga apabila
dari studio pusat ada kerusakan maka TRANS TV Semarang masih dapat
mengudara. Atau pada tengah malam bila dari studio pusat sudah tidak ada
siaran, maka Semarang dapat mengudara sendiri, sehingga akan dapat
menambah inkam buat Semarang sendiri.
3. Proses monitoring agar dibuat secara otomatis atau dihubungkan dengan
komputer. Jadi hanya dengan sekali menekan enter maka semua data sudah
didapat dan tinggal dicetak (print).