1. Tujuan
- Mengevaluasi pentingnya penyesuaian polarisasi antara antena pemancar dan penerima
- Menentukan frekuensi sumber gelombang mikro dengan cara mengukur panjang gelombang diluar waveguide
- Menguji perlunya polarisasi yang sama antara antena pemancar dan penerima
- Menguji beberapa bahan berkenaan dengan karakteristik penyerapan (absorption) dan pantulan (reflection) untuk gelombang mikro.
2. Alat yang digunakan
1 Osilator Gunn
1 Coaxial detektor
2 Waveguide, 250 mm
1 Termination resistor with detektor
2 Antena Horn
1 Reflector
1 Set field resistor
1 Multimeter digital
1 Fuction generator dengan sumber tegangan
1 Kabel penghubung, 1 m, 4 mm, merah
1 Kabel penghubung, 1 m, 4 mm, biru
1 Kabel BNC to BNC 4 mm
3. Teori Dasar
Untuk merambatkan gelombang mikro ke ruang bebas, diperlukan suatu antena sehingga memungkinkan untuk mentransmisikan semua metode gelombang radio. Antena khusus untuk frekuensi di atas 6 GHz pada umumnya menggunakan bentuk corong atau horn. Secara umum, antena horn susunannya cukup sederhana, dindingnya tidak eksponensial, berkaitan dengan impedansinya. Karakteristik penguatan dan arah dari antena horn, tergantung pada sudut dan panjang horn.
Gambar 13. Pendekatan penguatan antena horn, fungsi panjang
Dari gambar kurva di atas dapat dilihat bahwa pada jalur 10 GHz dimensi dari antena berhubungan erat dengan peningkatan gain. Karena itu untuk mendapatkan gain lebih besar dari 25 dB diperlukan jenis ini dibandingkan dengan dipole ½ . Hampir semua bentuk antena parabola banyak menggunakan horn sebagai radiator primer atau pencatu antena piringan maupun antena lensa, dengan rentangan frekuensi 1 sampai 100 GHz.
Beberapa bentuk antena horn
Horn Arah E
Horn Arah H
Horn corong
(funnel horn)
Parabolik horn radiator
Cone shape horn
Beberapa bentuk antena piring (dish)
Antena parabola
Dengan corong pengumpan
Dari depan
Antena parabola
Dengan corong pengumpan dan
Reflektor hiperbol (Prinsip Cassegrain)
Antena parabola (sistem Gregorian)
Dengan reflektor bentuk elips.
Bagian antena parabola
Dengan berbagai letak
Corong pengumpan
Tabel 3. Hubungan Dimensi Reflektor Terhadap Efisiensi
|
Aperture efficiency |
60 – 70
% |
50 –60
% |
60 – 65
% |
|
Beam attenuation |
Medium |
good |
Very good |
|
Circular polarosation |
Good |
good |
Very good |
|
Minimal diameter |
D >
75 |
D >
20 |
D >
10 |
4. Langkah percobaan
Gambar 13. Konstruksi untuk Perambatan Gelombang Mikro di Ruang Bebas
1) Susunlah percobaan seperti pada gambar di atas dengan antena horn dilepas, periksa pengaruh yang terjadi, catat tegangan detektor probe dengan cara mengubah-ubah jarak sebagaimana diberikan pada tabel di lembar kerja 1.
2) Ulangi langkah 1), dengan memasang antena horn.
3) Tempatkan pemancar dan penerima pada jarak kurang lebih 0,5 m. Gerakkan penerima dari pemancar sampai didapat sinyal maksimum.
Catat nilai maksimum yang didapat, sekarang letakkan berbagai penghalang diantara pemancar dan penerima. Gerakkan penerima terhadap pemancar untuk masing-masing penghalang yang diberikan dan catat nilai sinyal maksimumnya.
4) Putar penerima 90°, sehingga berada disisinya. Apa yang terjadi pada detektor tegangan ?
5) Tempatkan penerima dan pemancar sehingga polarisasi antara antena keduanya membentuk sudut kurang lebih 90 satu sama lain, dengan kedua antena horn saling berhadapan dan berada diantara berbagai bahan penghalang, sebagaimana yang dipakai pada langkah 3) periksalah pengaruh yang terjadi dan catat nilai-nilainya seperti yang diberikan pada lembar kerja 2.
6) Lepaskan penerima dan hubungkan dengan multimeter analog ke soket BNC pada osilator Gunn. Tempatkan reflektor kurang lebih 0,3 m di depan antena horn, kemudian hitung panjang gelombang dan frekuensi osilator.
Frekuensi = Kecepatan cahaya / Panjang gelombang
Kecepatan cahaya di ruang hampa 299.792.458 m/det.
Lembar Kerja 1
Untuk langkah 1)
a = jarak antar waveguide (cm)
UD = tegangan detektor (mV)
|
A |
0 |
1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
UD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Untuk langkah 2)
Dengan antena horn
|
A |
0 |
1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
UD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Untuk langkah 3)
Pelemahan dari penghalang medan
Tegangan detektor tanpa field resistor : …………… mV
Tegangan detektor dengan PVC : …………… mV
Tegangan detektor dengan Plexiglas : …………… mV
Tegangan detektor dengan kertas berlapis : …………… mV
Tegangan detektor dengan papan (A di atas) : …………… mV
Tegangan detektor dengan papan (B di atas) : …………… mV
Untuk langkah 4)
Apa yang terjadi saat penerima diputar 90 ?
Bagaimana pengaruhnya dari hasil langkah 3) ?
Yang mana jenis polarisasi yang baik ketika dihalangi, misalnya oleh pohon, pada lintasan transmisi gelombangnya ?
Lembar kerja 2
Untuk langkah 5)
Catat tegangan maksimum yang dipantulkan oleh beberapa bahan :
Tegangan detektor tanpa field resistor : …………… mV
Tegangan detektor dengan PVC : …………… mV
Tegangan detektor dengan Plexiglas : …………… mV
Tegangan detektor dengan kertas berlapis : …………… mV
Tegangan detektor dengan papan (A di bawah) : …………… mV
Tegangan detektor dengan papan (B di bawah) : …………… mV
Untuk langkah 6)
Maksimum …………….. Bila jarak titik ekstrim terjadi setiap setengah
Minimum …………….. panjang gelombang, satu panjang gelombang yang
Maksimum …………….. sebenarnya adalah jarak antara 3 titik.
Minimum ……………..
Maksimum ……………..
Minimum ……………..
Perhitungan panjang gelombang dan frekuensi :
Maksimum 1 ………… mm
Maksimum 3 ………… mm
Memberikan panjang gelombang …………… mm,
Dan memberikan frekuensi ………..….. GHz.
Ulangi perhitungan, menggunakan minima :
Minimum 1 ………… mm
Minimum 3 ………… mm
Panjang gelombang …… mm
Frekuensi ……………… GHz
Ini berarti harga :
Panjang gelombang …………. mm
Frekuensi …………………… GHz
