Job 2

LAPORAN PRAKTEK ANTENA DAN PROPAGASI JOB 2 PENGUKURAN POLA RADIASI ANTENA STANDAR

Oleh :

Nama

:

Nim

:

Kelas

:

Kelompok : Partner

: 1. 2. 3. 4. 5.

Instruktur : Ir. Jon Endri, M.T

LABORATORIUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016

JOB 2

I.

JUDUL

: Pengukuran Pola Radiasi Antena Standar.

II.

TUJUAN : 1. Mengetahui / memahami cara pengukuran pola radiasi antenna. 2. Mengamati / mengukur daya output antenna untuk sudut pengarahan yang bervariasi. 3. Mengetahui cara menggambarkan pola radiasi antenna baik secara teoritis maupun praktis. 4. Membandingkan gambaran pola radiasi antenna praktis dengan teoritis.

III. PERANGKAT / ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN : 1. 2 Set antenna standar. 2. 1 buah RF signal generator. 3. 1 buah RF amplifier. 4. 1 buah power supply. 5. 2 buah RF spectrum analyzer. 6. Kabel-kabel dan konektor-konektor. 7. Alat-alat pendukung lainnya ; -

Mistar panjang / meteran.

-

Selotip / plester / lak ban.

-

Obeng / tang / cutter.

IV. TEORI PENDUKUNG : 4.1 Antena Standar Antena standar merupakan antenna pabrikan / antenna yang dibuat pabrik yang telah melalui pengujian laboratorium dan biasa digunakan sebagai referensi untuk mengukur antenna-antena praktis hasil desain. Antena standar ini didesain berupa antenna open dipole λ/2, dimana antenna ini mempunyai gain matematis 2,15 dB.

a

b

b

l

elemen

kabel coaxial

Gambar 1. Antena standar ( open dipole ). Keterangan :

l

: panjang elemen antenna ( λ/2 ).

a

: jarak / spasi antar kutub elemen.

b : panjang masing-masing potongan elemen antenna. 4.2 Pola Radiasi Antena Pola radiasi antenna merupakan gambaran pancaran energy radiasi antenna. Antenna standar yang berupa antenna open dipole λ/2 mempunyai pola radiasi omnidirectional. Pola seperti ini digambarkan berupa pola cincin besar yang mengelilingi batangan / elemen antenna. Pola radiasi omnidirectional ini lebih dikenal dengan istilah pola kue donat karena bentuknya seperti kue donat besar yang mengelilingi batangan / elemen antenna.

Ŵmin Z Ŵ

Pola radiasi

Ŵ

0

0

dθ

Ŵ

antena

φ

Ê

π/2

Ŵmax Y 2π

Ĥ

Ê

0

0

Ŵmax X

dφ

Ŵmin

θ π

Gambar 2. Pola radiasi antenna open dipole ( pola kue donat ). Pola cincin atau pola kue donat diatas dibentuk oleh gabungan dua pola, yaitu : 1. Pola vertical, yang berupa gambaran lingkaran cincin / lingkaran kue donat. 2. Pola horizontal, yang berupa gambaran lingkaran penampang cincin / lingkaran penampang kue donat. Pola vertical secara teoritis digambarkan berupa lingkaran yang sempurna dengan bentuk tetap, sedangkan pola horizontal digambarkan berupa lingkaran dengan bentuk yang bervariasi sesuai dengan panjang elemen antenna.

0

2π π/2

Φ

θ

π 0

π

Gambar 3. Gambaran pola vertical.

Gambar 4. Gambaran pola horizontal.

Pola radiasi secara teoritis digambarkan berupa kuat medan fungsi sudut pengarahan antenna ( W fungsi W(θ) = WmaxSinnθ

θ ),

dimana persamaannya dapat ditulis :

……….……………………………………..

1)

dimana ; W(θ) ; kuat medan fungsi θ. Wmax ; kuat medan maksimum ( pada θ = π/2 ). n = 3 untuk antenna dengan panjang elemen λ/2. = 2 untuk antenna dengan panjang elemen 3 λ/4 dan λ/4. = 1 untuk antenna dengan panjang elemen λ.

4.3

Pengukuran Pola Radiasi Seperti halnya pada pengukuran gain, pada pengukuran pola radiasi

antenna, antenna yang akan diukur dioperasikan sebagai antenna receiver sedangkan antenna transmitter selalu menggunakan antenna standar. Karena yang bervariasi adalah pola horizontal maka pada pengukuran antenna open dipole pola yang akan diukur dan digambarkan adalah pola horizontal.

Untuk menggambarkan pola radiasi antenna maka secara teoritis harus diukur kuat medan antenna, akan tetapi secara praktis pengukuran kuat medan dapat diganti dengan pengukuran daya antena, dalam hal ini adalah daya output antenna receiver. Daya output antenna tersebut diukur dengan sudut pengarahan ( θ ) yang bervariasi dalam batasan integral sudut θ tersebut.

Antena transmitter ( standar )

π

θ π/2

Antena receiver ( standar dan yang akan diukur )

0

Tinggi antena ( relatip )

Tx

Rx

Jarak antena transmitter – receiver ( relatip ) RF

RF

SA

SA

Gambar 5. Diagram dasar pengukuran pola radiasi antenna open dipole.

PRmax PRc

PRd

PRb

PRe

PRa

θc

π/2 θd

θb

PRf θe θf

θa

θ

PRmin

π

PRmin

0

Gambar 6. Gambaran pola radiasi antenna berdasarkan pengukuran daya.

Secara teoritis pola radiasi dapat digambarkan dengan persamaan : PR(θ) = PRmaxSinnθ

………………………………………………

2)

Berdasarkan hasil pengukuran / praktis maka pola radiasi antenna dapat digamabarkan dengan persamaan matriks : PR(θ) = [PRmin , PRa , PRb , PRc , PRmax , PRd , PRe , PRf , PRmin]

…….

3)

Satuan-satuan daya diatas harus dalam bentuk satuan satuan dasar seperti Watt, mWatt, μWatt, nWatt atau pWatt. V. PROSEDUR PENGUKURAN 1. Siapkan 2 ( dua ) set antenna standar. 2. Siapkan perangkat / alat-alat ukur. 3. Buat rangkaian pengukuran seperti gambar berikut ! dengan ketentuan ; Instalasi

; vertical – horizontal.

Frekuensi

;

….. MHz.

θ

Antena standar

π

Antena standar

π/2

0 ( 3 atau 4 meter )

PS

RF SG

( 30 atau 40 meter )

RF Amp

RF SA

RF SA

4. Hidupkan RF spectrum analyzer, dengan ketentuan ; Pada sisi transmitter ; Frekuensi center

; ….. MHz.

Span

;

1 MHz.

Rev level

;

20 dBm.

Pada sisi receiver ; Frekuensi center

5.

; ….. MHz.

Span

;

1 MHz.

Rev level

; - 20 dBm.

Hidupkan RF signal generator, dengan ketentuan ; Frekuensi

; …. MHz.

Amplitudo output ; 3 dBm. 6. Hidupkan RF amplifier dengan member tegangan catu s/d 20 Volt dc. 7. Amati dan catat hasil pengukuran pada spectrum analyzer sisi transmitter ( PT ). 8. Amati dan catat hasil pengukuran pada spectrum analyzer sisi receiver ( PRstandar pada sudut

θ=

900 ).

9. Putar antenna receiver dengan variasi sudut θ=

θ=

150 menuju

θ=

00 dan

1800. Amati dan catat hasil pengukuran spectrum analyzer untuk setiap

variasi sudut

θ (

PR standar pada setiap variasi sudut

θ

).

10. Ganti antenna receiver dengan variasi panjang elemen 3 λ/4 dan

λ/4.

Lakukan pengukuran seperti pengukuran pada butir 8 dan butir 9.

VI. DATA HASIL PENGUKURAN Dibuat data hasil pengukuran seperti tabel berikut. Tabel data hasil pengukuran No

Frekuensi

θ

( MHz ) 1

00

2

150

3

300

4

450

5

600

6

750

7

900

8

1050

9

1200

10

1350

11

1500

12

1650

13

1800

PT

PRstandar

( dBm )

( dBm )

PR ( dBm ) 3 λ/4

λ

VII. TUGAS 1. Hitung PR(θ) pada masing-masing antenna secara teoritis dalam satuan nWatt !. PRmax = PR pada θ= 900. 2. Buat tabel hasil perhitungan teoritis tersebut ! 3. Gambarkan pola radiasi masing-masing antenna secara teoritis !

4. Hitung PR(θ) pada masing-masing antenna dari data hasil pengukuran dalam satuan nWatt !. 5. Buat tabel hasil perhitungan dari data hasil pengukuran tersebut ! 6. Gambarkan pola radiasi masing-masing antenna berdasarkan data hasil pengukuran ! 7. Buat analisa hasil pengukuran dengan cara membandingkan pola radiasi hasil pengukuran dengan teoritis pada masing-masing antenna yang diukur.. ( Gunakan program matlab untuk menghiting PR(θ) dan menggambar pola radiasi ).

VIII. PENYELESAIAN TUGAS 1. Perhitungan PR(θ) teoritis a. Antena standar M-File n=3 PrmaxdBm=-43 teta=[0:pi./12:pi] Prmaxmili=10.^(PrmaxdBm./10) Prmaxnano=Prmaxmili*(10.^6) Prtetanano=Prmaxnano*(sin(teta).^n) polar(teta,Prtetanano)

Common Window n=3 PrmaxdBm = -43 teta = Columns 1 through 7 0

0.2618

0.5236

0.7854

1.0472

1.3090

1.5708

Columns 8 through 13 1.8326

2.0944

2.3562

2.6180

2.8798

3.1416

Prmaxmili = 5.0119e-005 Prmaxnano = 50.1187 Prtetanano = Columns 1 through 7 0

0.8689

6.2648 17.7196 32.5531 45.1680 50.1187


32.5531

17.7196

6.2648

0.8689

0.0000

b. Antena 3 λ/4 M-File n=2 PrmaxdBm=-44 teta=[0:pi./12:pi] Prmaxmili=10.^(PrmaxdBm./10) Prmaxnano=Prmaxmili*(10.^6) Prtetanano=Prmaxnano*(sin(teta).^n) polar(teta,Prtetanano)

Common Window n=2 PrmaxdBm = -44 teta = Columns 1 through 7 0

0.2618

0.5236

0.7854

1.0472

1.3090

1.5708


2.0944

2.3562

2.6180

2.8798

3.1416


2.6668

9.9527 19.9054 29.8580 37.1439 39.8107


29.8580

19.9054

9.9527

2.6668

c. Antena λ M-File n=1 PrmaxdBm=-46 teta=[0:pi./12:pi] Prmaxmili=10.^(PrmaxdBm./10) Prmaxnano=Prmaxmili*(10.^6) Prtetanano=Prmaxnano*(sin(teta).^n) polar(teta,Prtetanano)

Common Window

0.0000

n=1 PrmaxdBm = -46 teta = Columns 1 through 7 0

0.2618

0.5236

0.7854

1.0472

1.3090

1.5708


2.0944

2.3562

2.6180

2.8798

3.1416


6.5012 12.5594 17.7617 21.7536 24.2630 25.1189

Columns 8 through 13 24.2630 21.7536 17.7617 12.5594

6.5012

0.0000

2. Tabel hasil perhitungan PR(θ) teoritis No

Frekuensi

θ

( MHz )

PRstandar ( nWatt )

PR ( nWatt ) 3 λ/4

λ

1

0

0

0

0

2

15

0.8689

2.6668

6.5012

3

30

6.2648

9.9527

12.5594

4

45

17.7196

19.9054

17.7617

5

60

32.5531

29.8580

21.7536

6

75

45.1680

37.1439

24.2630

7

90

50.1187

39.8107

25.1189

8

105

45.1680

37.1439

24.2630

9

120

32.5531

29.8580

21.7536

10

135

17.7196

19.9054

17.7617

11

150

6.2648

9.9527

12.5594

12

165

0.8689

2.6668

6.5012

13

180

0

0

0

3. Gambar pola radiasi teoritis a. Antena standar 90

60

120

60 40

150

30 20

180

0

210

330

240

300 270

b. Antena 3 λ /4

90

40

120

60 30 20

150

30

10

180

0

210

330

240

300 270

c. Antena λ

90

30

120

60 20

150

30 10

180

0

210

330

240

300 270

4. Perhitungan PR(θ) dari data hasil pengukuran a. Antena standar M-File teta=[0:pi./12:pi] PrtetadBm=[-49.57 -48.91 -47.13 -46.42 -45 -44 -43 -44.74 -45 -46.11 -45.55 -43.55 -45.21] Prtetamili=10.^(PrtetadBm./10) Prtetanano=Prtetamili*(10.^6) polar(teta,Prtetanano)

Common Window teta = Columns 1 through 7 0

0.2618

0.5236

0.7854

1.0472

1.3090

1.5708


2.0944

2.3562

2.6180

2.8798

3.1416

PrtetadBm = Columns 1 through 7 -49.5700 -48.9100 -47.1300 -46.4200 -45.0000 -44.0000 -43.0000 Columns 8 through 13 -44.7400 -45.0000 -46.1100 -45.5500 -43.5500 -45.2100 Prtetamili =

1.0e-004 * Columns 1 through 7 0.1104

0.1285

0.1936

0.2280

0.3162

0.3981

0.2786

0.4416

0.3013

0.5012


0.3162

0.2449

Prtetanano = Columns 1 through 7 11.0408 12.8529 19.3642 22.8034 31.6228 39.8107 50.1187 Columns 8 through 13 33.5738 31.6228 24.4906 27.8612 44.1570 30.1301

b. Antena 3 λ/4 ( program matlab ) c. Antena λ/4 ( program matlab ) 5. Tabel hasil perhitungan PR(θ) dari data hasil pengukuran

No

Frekuensi

θ

( MHz )

PRstandar ( nWatt )

1

0

11.0408

2

15

12.8529

3

30

19.3642

4

45

22.8034

5

60

31.6228

6

75

39.8107

7

90

50.1187

8

105

33.5738

9

120

31.6228

10

135

24.4906

11

150

27.8612

12

165

44.1570

PR ( nWatt ) 3 λ/4

λ/4

13

180

30.1301

6. Gambar pola radiasi dari data hasil pengukuran a. Antena standar 90

60

120

60 40

150

30 20

180

0

210

330

240

300 270

b. Antena 3 λ /4 c. Antena λ 7. Analisa a. Antena standar b. Antena 3 λ /4 c. Antena λ

Job 2

Recommend Documents