bahan 6

5/20/2018 bahan 6

1/77

MODEL PROPAGASI GELOMBANG

Ref :

Theodore S. Rapaport (wirelessComumnication)

Adit Kurniawan, LTRGM ITB

Gunawan Wibisono, dkk (Konsep TeknologiSeluler)

Roger L Freeman. Handbook Of Transmissionsystem

5/20/2018 bahan 6

2/77

Propagasi gelombang radio atau gelombang elektromagnetikpada umumnya dipengaruhi oleh banyak faktor dalam bentuk

yang sangat kompleks.

1. Kondisi yang sangat bergantung pada keadaan cuaca

2. Fenomena luar angkasa yang tidak menentu

Makna inti dari propagasi suatu gelombang radio adalah

menyebarkan (transmisi) gelombang elektromagnitik di udara

bebas

Pemodelan saluran transmisi radio merupakan bagian tersulit

dalam desain komunikasi wireless, biasanya ditentukan secara

statistik dan didapat dari pengukuran. Hasil analisis model ini

kemudian diterapkan untuk alokasi spektrum yang diinginkan

pada komunikasi wireless

5/20/2018 bahan 6

3/77

Bila kita deskripsikan, jenis-jenis gelombang yang ada dapat

dibedakan menjadi empat macam. Penjelasan untuk jenisgelombang itu adalah sebagai berikut :

1. Gelombang terarah antara dua titik. Propagasi gelombangyang demikian biasa disebut dengan propagasi segaris pandang(line of sight).

2. Gelombang terpantul, yakni merupakan gelombang yangdatang setelah adanya pantulan pada suatu titik antara dipermukaan bumi.

3. Gelombang permukaan, yakni merupakan gelombang yangmerampat pada permukaan bumi mengikuti kelengkungan yangada.

4. Gelombang ionosferik atau gelombang langit merupakangelombang yang mengarah ke atas langit meninggalkanpemancar kemudian bengkok karena ada lapisan konduksi darilapisan pada atmosfir yang lebih tinggi, setelah itu kembali kepermukaan bumi.

5/20/2018 bahan 6

4/77

5/20/2018 bahan 6

5/77

5/20/2018 bahan 6

6/77

Gelombang permukaan adalah gelombang yangmenjalar sepanjang permukaan bumi, sedangkan

gelombang ruang adalah gelombang yang menjalardi atas permukaan bumi.

5/20/2018 bahan 6

7/77

5/20/2018 bahan 6

8/77

Gelombang radio yang menjalar dalam ruang

bebas mempunyai sedikit pengaruh terhadapgelombang itu sendiri.

bila gelombang radio yang menjalar di bumi,maka banyak pengaruh yang diakibatkan

terhadap gelombang itu. Pengalaman menunjukkan bahwa masalah-

masalah yang dialami oleh gelombang radiodisebabkan oleh kondisi atmosfir tertentu yangsangat kompleks.

Kondisi yang menyebabkan ini adalah sebagaihasil dari berkurangnya tingkat keseragamanudara atmosfir.

5/20/2018 bahan 6

9/77

5/20/2018 bahan 6

10/77

5/20/2018 bahan 6

11/77

Lapisan ini adalah lapisan terpenting yang ada di angkasa

di atas permukaan bumi. Lapisan ini sangat baik untuk medium komunikasi jarak

jauh dan komunikasi titik ke titik (point to point).

Keadaan ionosfir dan kondisinya berkaitan langsungdengan radiasi yang dipancarkan oleh matahari,

pergerakan bumi terhadap matahari atau perubahanaktivitas matahari akan menyebabkan berubahnyaionosfir.

Perubahan itu secara umum ada dua jenis, yaitu (1)kejadian siklus yang dapat diprediksikan secara akurat

dan rasional, (2) kejadian yang tidak teratur sebagaihasil tidak normalnya matahari dan karena itu tidakdapat diprediksikan.

Kedua perubahan yang teratur dan tidak teratur inimembawa akibat dalam propagasi gelombang radio.

5/20/2018 bahan 6

12/77

Ionosfir tersusun dari 3 (tiga) lapisan, mulai dari yangterbawah yang disebut dengan lapisan D, E dan F. Sedangkanlapisan F dibagi menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2 (yanglebih atas), seperti Gambar 2

Ada atau tidaknya lapisan-lapisan ini dalam atmosfir danketinggiannya di atas permukaan bumi, berubah-ubah sesuaidengan posisi matahari.

Pada siang hari (tengah hari), radiasi dari matahari adalahterbesar, sedangkan di malam hari adalah minimum.

Saat radiasi matahari tidak ada, banyak ionion yangbergabung kembali menjadi molekul-molekul. Keadaan ini

menetukan posisi dan banyaknya lapisan dalam ionosfir.

Karena posisi matahari berubah-ubah terhadap titik-titiktertentu di bumi, dimana perubahan itu bisa harian,bulanan, dan tahunan, maka karakteristik yang pasti dari

lapisan-lapisan tersebut sulit untuk ditentukan/ dipastikan.

5/20/2018 bahan 6

13/77

5/20/2018 bahan 6

14/77

Propagasi troposfir bisa dianggap sebagai kasus daripropagasi gelombang langit.

Gelombang tidak ditujukan ke ionosfir, tetapi ditujukan ketroposfir.

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 jangkau mencapai 400km.

Proses penghaburan (scattering) oleh lapisan troposfir,dilukiskan seperti Gambar 3 .

Seperti ditunjukkan oleh gambar tersebut, dua antenapengarah diarahkan sedemikian rupa sehingga tembakankeduanya bertemu di troposfir. Sebagian besar energinyamerambat lurus ke ruang angkasa.

Namun demikian, sebagian energinya juga dihamburkan kearah depan. (yang tidak dikehendaki.)

5/20/2018 bahan 6

15/77

Stratosfir terletak di antara lapisan

troposfir dan ionosfir.

Suhu pada lapisan ini hapir pasti tetap

dan sangat sedikit uang air yang ada.Karena kondisi lapisan ini yang cukup

stabil, tenang, maka daerah ini tidak

banyak memberi akibat yang jelek pada

propagasi gelombang radio.

5/20/2018 bahan 6

16/77

Dalam atmosfir, gelombang radio dapat

dibiaskan, dipantulkan dan disebarkan.

Perubahan sifat gelombang radio tersebut

tentu saja akan membawa pengaruhdalam hal propagasi.

Akibat perubahan ini, maka perlu

diperhatikan gejalagejalanya, sehingga

dalam penentuan atau pemilihan

frekuensi untuk media transmisi dapat

dilakukan secara efektif dan efisien.

5/20/2018 bahan 6

17/77

Pantulan terjadi bila gelombang radio

tersimpul pada bidang/permukaan datar.

Pada dasarnya ada dua jenis pantulan yang

terjadi di atmosfir yaitu pantulan bumi danpantulan ionosfir.

Pada gambar berikutnya dapat ditunjukkan

adanya dua gelombang yang mengalami

pantulan oleh permukaan bumi.

5/20/2018 bahan 6

18/77

Defraksi adalah kemampuan gelombang radio

untuk berputar pada sudut yang tajam dan

membelok disekitar penghalangnya.

Daerah bayangan (shadow zone) padadasarnya adalah daerah kosong dari sisi

berlawanan datangnya gelombang dalam

arah segaris pandang dari pemancar terhadap

penerima.

5/20/2018 bahan 6

19/77

5/20/2018 bahan 6

20/77

Fading : Masalah yang sangat menggangudan membuat orang frustasi dalam mengatur

penerimaan sinyal radio adalah berubah-

ubahnya kuat sinyal.

Multipath Fading : jalur jamak merupakanistilah sederhana untuk menggambarkan

jalur-laur berganda suatu gelombang radio

bisa melewati antara pemancar danpenerima.

5/20/2018 bahan 6

21/77

5/20/2018 bahan 6

22/77

Refleksi :

terjadi ketika pemancar gelombang elektromagnetik

mengenai object yang memiliki dimensi yang sangat besardibandingkan panjang gelombang

Refleksi terjadi pada permukaan bumi, bangunan ,tembok,

dan panghalang yang lain.

beberapa loss karena penyerapan sinyal

Refraksi :

Pembiasan digambarkan sebagai pembelokan gelombang

radio yang

melewati medium yang memiliki kepadatan yang berbeda.

Seperti gelombang RF yang melewati medium yang lebihpadat gelombang akan akan cenderung melewati arah yang

lain, seperti diilustrasikan pada Gambar

5/20/2018 bahan 6

23/77

5/20/2018 bahan 6

24/77

5/20/2018 bahan 6

25/77

Scattering :

Penyebaran terjadi ketika medium dimana gelombang

merambat mengandung object yang kecil

dibandingkan dengan panjang sinyal gelombang, dan

jumlah object perunit volume sangat besar.

Gelombang menjadi tersebar dihasilkan dari

perrmukaan kasar, benda kecil,

Difraksi :

terjadi ketika garis edar radio antara pengirim dan

penerima dihambat oleh permukaan yang tajam atau

dengan kata lain kasar

5/20/2018 bahan 6

26/77

5/20/2018 bahan 6

27/77

5/20/2018 bahan 6

28/77

Gedung2difraksidiffraction loss

Refleksigelombang elektromagnetikmerambat

pada path yang memiliki panjang yang berbeda 2

Interaksi antara gelombang ini menyebaka multipathfading pada lokasi tertentu

Kuat sinyal akan menurun sering denan peningkatan

jarak Tx dan Rx

5/20/2018 bahan 6

29/77

Pada umumnya, sinyal yang diterima pada titik penerimaadalah jumlah dari sinyal langsung dan sejumlah sinyalterpantul dari berbagai obyek. Pada komunikasi mobile,refleksi akan disebabkan oleh:

Permukaan tanah

Bangunan-bangunanObyek bergerak berupa kendaraan

Gelombang pantul akan berubah magnitude dan fasanya,tergantung dari koefisien refleksi, lintasannya, dan juga

tergantung pada sudut datangnya. Jadi, antara sinyallangsung dan sinyal pantulan akan berbeda dalam hal:

Amplitudo, tergantung dari magnitude koefisien refleksi

Phasa, yang tergantung pada perubahan fasa refleksi sertapada perbedaan jarak tempuh antara gelombang langsungdan gelombang pantul

Kondisi terburuk terjadi saat gelombang langsung dangelombang pantul memiliki magnituda yang sama sertaberbeda fasa 180o. Pada kondisi yang demikian, terjadi salingmenghilangkan antara gelombang langsung dan pantulnya(complete cancellation)

5/20/2018 bahan 6

30/77

5/20/2018 bahan 6

31/77

5/20/2018 bahan 6

32/77

Propagasi gelombang radio tergantung pada beberapahal :

Obstacle (benda-benda penghalang antara pemancardan penerima)

Frekuensi gelombang elektromagnetik dan bandwitdhinformasi yang dikirim

Gerakkan pengirim dan penerima dikenal sebagaiefek Doppler

Karakteristik dari kanal propagasi diantaranya adalah: Redaman propagasi (selisih daya pancar dan daya

terima

Fading (fluktuasi daya diterima disebabkanperubahan kondisi kanal propagasi selama

terjadinya komunikasi Penyebab fading umumnya adalah penjumlahan

gelombang medan yang melewati lintasan yangberbeda-beda sehingga mengalami perlakukankanal propagasi yang berbeda dalam hal amplitudodan fasanya

5/20/2018 bahan 6

33/77

Free Space Propagation Model digunakan untuk memprediksi kuat sinyalyang diterima ketika antara transmiter dan receiver clear tidak adapenghalang LOS

Pada model propagasi gelombang radio LARGE SCALE, Free space modelmemprediksi bahwa daya yang diterima berkurang sebagai fungsipeningkatan jarak pemisah antara Tx dan Rx ( Power Law Function)

Daya yang diterima antena pada receiver, berdasarkan friis free spacemodel

Pr = daya yang diterima yang merupakan fungsi jarak pisah Tx dan Rx

Pt= daya pancarGt= gain antena transmitterGr = gain antena receiver

d = jarak antara Tx dan Rx (dalam m)L = loss factor (tidak berhubungan dengan propagasi, L>=1)

Ld

GGPdP

rtt

r 22

2

4

5/20/2018 bahan 6

34/77

Gain antena berkaitan dengan effective appertueAe

Grdan Gt = dimemsionless quantities

Pt dan Pr= dinyatakan dalam suatu unit tertentudB atau dBm

L = biasanya karena filter losses, antenna lossesdalam komunikasi sistem, jika L=1 menunukantidak ada rugi-rugi dalam hardware sistem

2

4

e

AG

5/20/2018 bahan 6

35/77

The path loss, which can be defined as a large-scalesmooth decrease in signal strength with distance betweentwo terminals, mainly the transmitter and the receiver.

The physical processes that cause these phenomena arethe spreading of electromagnetic waves radiated outwardin space by the transmitter antenna and the obstructingeffects of any natural or man-made objects in the vicinityof the antenna.

The path loss is a figure of merit that determines theeffectiveness of the propagation channel in differentenvironments.

5/20/2018 bahan 6

36/77

It defines variations of the signal amplitude or intensity along the

propagation trajectory (path) from one point to another within the

communication channel.

In general the path loss is defined as a logarithmic difference

between the amplitude or the intensity (called power) at any two

different points, r1 (the transmitter point) and r2 (the receiver point)

along the propagation path in the medium.

The path loss, which is denoted by PL and is measured in decibels

(dB), can be evaluated as follows as

22

2

4log10log10

d

GG

P

PdBPL

rt

r

t

5/20/2018 bahan 6

37/77

for a signal amplitude of A(rj ) at two points r1 and r2

along the propagation path

for a signal intensity J(rj ) at two points r1 and r2

along the propagation path

5/20/2018 bahan 6

38/77

If transmitter produces 50 W of power, express the

transmit power in units of (a) dBm, and (b) dBW. If 50

W is applied to a unity gain antenna with a 900 MHz

carrier frequency, fid the received power in dBm at a

free space distance of 100 m from the antenna. What

is Pr (10 km) ? Assume unity gain for the receiver

antenna.

5/20/2018 bahan 6

39/77

5/20/2018 bahan 6

40/77

Ground Reflection (two-ray) model

Path Loss

PL= 40 log d-(10 log Gt+10 log Gr+20log ht+20

log hr)

Pr= daya diterima, Pt= daya pancar, Gt= gain

antena pemancar, Gr= gain antena penerima,

ht= tinggi antena pemancar, hrtinggi antena

penerima, d = jarak antara pemancar dan

penerima (m)

5/20/2018 bahan 6

41/77

Assume a reciver is located 10 km from a 50

w transmitter. The carrier frekuensi is 900

Mhz, Transmitter antena gain =1, Receiver

antena gain =2, the height of transmitting

antenna is 50 m and receiving antenna is 2 m

above ground.

Find the path loss

Find the received power

5/20/2018 bahan 6

42/77

Assume a reciver is located 20 km from a

100 w transmitter. The carrier frekuensi is

700 Mhz, Transmitter antena gain =1,

Receiver antena gain =2, the height of

transmitting antenna is 50 m and receiving

antenna is 2 m above ground.

Find the path loss

Find the received power

5/20/2018 bahan 6

43/77

5/20/2018 bahan 6

44/77

Daerah Fresnel pertama merupakan hal yang patutdiperhatikan dalam perencanaan lintasan gelombang radioline of sight.

Daerah ini sebisa mungkin harus bebas dari halanganpandangan (free of sight obstruction), karena bila tidak,akan menambah redaman lintasan.

Gambar menunjukkan 2 (dua) bekas lintasan propagasigelombang radio dari pemancar (T x) ke penerima (Rx),yaitu berkas lintasan langsung (direct ray) dan berkaslintasan pantulan (reflected ray), yang mempunyai radiusF1 dari garis lintasan langsung.

Jika berkas lintasan pantulan mempunyai panjang

5/20/2018 bahan 6

45/77

Jika berkas lintasan pantulan mempunyai panjangsetengah kali lebih panjang dari berkas lintasanlangsung, dan dianggap bumi merupakan pemantul yangsempurna (koefisien pantul = -1, artinya gelombangdatang dan gelombang pantul berbeda fasa 180 derajat),maka pada saat tiba di penerima akan mempunyai fasayang sama dengan gelombang langsung. Akibatnya akanterjadi intensitas kedua gelombang pada saa t mencapaiantena penerima akan saling menguatkan.

Berdasarkan Gambar 6-10 dan keterangan di atas, F1disebut sebagai radius daerah Fresnel pertama , yangdirumuskan dengan:

dimana : F1 = radius daerah Fresnel pertama (m) f = frekuensi kerja (GHz) d1 = jarak antara Tx dengan halangan (km) d2 = jarak antara Rx dengan halangan (km) d = d1+ d 2 = jarak antara Tx dan Rx (km)

5/20/2018 bahan 6

46/77

Untuk daerah Fresnel pertama di tengah lintasan d = d1+

d2, dan d1 = d2 =1/2 d, sehingga:

5/20/2018 bahan 6

47/77

Sedangkan untuk radius daerah Fresnel kedua , daerahFresnel ketiga, dan seterusnya seperti diilustrasikan padaGambar 6-11, dinyatakan dengan rumusan berikut:

n = 1,2,3, . Atau secara singkat dinyatakan:

dimana F1 = radius daerah Fresnel pertama (m)

3.7.1 Fresnel Zone Geometry

5/20/2018 bahan 6

48/77

48

Excess Path Length= difference between direct path & diffracted path

= d

(d1+d2)

consider a transmitter-receiver pair in free space

let obstructionof effective height h &width protrude to page

- distance from transmitter = d1

- distance from receiver = d2

- LOS distance between transmitter & receiver = d = d1+d2

Knife Edge Diffraction Geometry for ht = hr

h

TX RX

hrht

d2d1hobs

d

d = d1+ d2, where ,22

idh di=

2

1

2dh = 22

2dh + (d1+d2)

Assume h

5/20/2018 bahan 6

49/77

49

Phase Differencebetween two paths given as

3.54

21

212

2 dd

ddh

1, 2

Series Approximation

Knife Edge Diffraction Geometry ht> hr

d2

d1

hTX

RX

hr

hthobs

h

21

212

2

22

dd

ddh

= 3.55=

21

212 2

2 dd

ddh

Eqn 3.55 for is often normalized using the dimensionless Fresnel-Kirchoffdiffraction

5/20/2018 bahan 6

50/77

50

parameter, v

)(

2

)(2

21

21

21

21dd

dd

dd

dd

h

v= (3.56)

when is inunits of radians is given as

= 2

2v

(3.57)

from equations 3.54-3.57, the phase difference, between LOS & diffracted path

is function of

obstructions height & positiontransmitters & receiversheight & position

simplify geometry by reducing all heights to minimum height

(1) Fresnel Zones

5/20/2018 bahan 6

51/77

51

used to describediffraction lossas a function of path difference,

around an obstruction

represents successive regions between transmitter and receiver

nthregion= region where path length of secondary waves is n/2

greater than total LOS path length

regions form a series of ellipsoids with foci at Tx & Rx

/2 + d

1.5+ d

d

+ d

at 1 GHz= 0.3m

For 1stFresnel Zone, at a distance d1from Tx& d2from Rx

5/20/2018 bahan 6

52/77

52

destructive interference

= /2

d= /2 + d1+d2

diffracted wave will have a path length of d

d1 d2

d

Tx Rx

constructive interference:

d= + d1+d2

=

For 2ndFresnel Zone

Fresnel Zones

5/20/2018 bahan 6

53/77

53

slice the ellipsoids with a transparent plane between transmitter &

receiverobtain series of concentric circles

circles represent loci of2ndry waveletsthat propagate to receiver

such that total path length increases by /2for each successive circle

effectively produces alternativelyconstructive&destructive

interference to received signal

T

R

O

d

1

d

2

h

Q

If an obstruction were present, it could block some of the Fresnel

zones

Assuming, d1& d2>> rnradius of nthFresnel Zonecan be given in terms of n, d1,d2,

5/20/2018 bahan 6

54/77

54

21

21

dd

ddn

rn= (3.58)

Excess Total Path Length, for each ray passing through nth circle

2

3/23

/21

=n/2n

Tx

Rx

Fresnel zones: ellipsoids with foci at transmit & receive antenna

5/20/2018 bahan 6

55/77

55

if obstruction does not block the volume contained within 1 stFresnel

zone then diffraction loss is minimal

rule of thumb for LOS uwave:

if 55% of 1stFresnel zone is clear further Fresnel zone clearingdoes not significantly alter diffraction loss

d2d1

andvare positive, thus h is positive

TX RXh

excess path length

/2

3/2

)(

2

)(2

21

21

21

21dd

dd

dd

dd

h

v=e.g.

5/20/2018 bahan 6

56/77

56

h =0andv=0

TX RXd2

d1

d2d1

andvare negativeh is negative

h

TX RX

)(

2

)(2

21

21

21

21

dd

dd

dd

ddh

v=

Equivalent Knife Edge Diffraction Geometrywith hrsubtracted from all other heights

5/20/2018 bahan 6

57/77

57

(0.4 rad 23o)

x= 0.4 radtan(x)= 0.423

tan(x)

x

when tan x x=+

21

21

21 dd

ddh

d

h

d

h

d2d1

TX

RXht-hr

hobs-hr

180-

tan=

1d

h

tan =

2d

h

3.7.2 Knife Edge Diffraction Model

5/20/2018 bahan 6

58/77

58

Diffraction Losses

estimating attenuation caused by diffraction over obstacles is

essential for predicting field strength in a given service area

generally not possible to estimate losses precisely

theoretical approximations typically corrected with empirical

measurements

Computing Diffraction Losses

for simple terrainexpressions have been derived

for complex terraincomputing diffraction losses is complex

Knife-edge Model- simplest model that provides insight into order of magnitude fordiffraction loss

5/20/2018 bahan 6

59/77

59

diffraction loss

useful for shadowingcaused by 1 objecttreat object as a knife edge

diffraction lossesestimated using classical Fresnel solutionfor field

behind a knife edge

Knife Edge Diffraction Geometry, Rlocated in shadowed region

Huygens 2nddrysource

d2d1

T

R

h

Gd(dB) = Diffraction Gaindue to knife edge presence relative to E0

5/20/2018 bahan 6

60/77

60

d 0

Gd(dB)= 20 log|F(v)| (3.60)

Gd

(dB)

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Graphical Evaluation

5

0-5

-10

-15

-20

-25

-30 v

5/20/2018 bahan 6

61/77

61

Tablefor Gd(dB)

[0,1]20 log(0.5 e- 0.95v)[-1,0]20 log(0.5-0.62v)

> 2.420 log(0.225/v)

[1, 2.4]20 log(0.4-(0.1184-(0.38-0.1v)2)1/2)

-10

vGd(dB)

e.g. Let: = 0.333 (fc= 900MHz), d1= 1km, d2= 1km, h = 25m

5/20/2018 bahan 6

62/77

62

2. diffraction loss

from graph is Gd(dB)-22dB

from table Gd(dB)20 log (0.225/2.74) = - 21.7dB

)10(333.0)2000(225)(26

21

21 ddddh

v= = 2.74

1. Fresnel Diffraction Parameter

3. path length differencebetween LOS & diffracted rays

mdd

ddh625.0

10

2000

2

25

2 6

2

21

212

4. Fresnel zoneat tip of obstruction (h=25)

solve for nsuch that = n/2

n= 2 0.625/0.333= 3.75

tip of the obstruction completely blocks 1st3 Fresnel zones

Compute Diffraction Lossat h = 25m

e.g. Let: = 0.333 (fc= 900MHz), d1= 1km, d2= 1km, h = 25m

5/20/2018 bahan 6

63/77

63

2. diffraction loss from graph is Gd(dB)1dB

)10(333.0)2000(225)(26

21

21 ddddh

v= = -2.74

1. Fresnel Diffraction Parameter

3. path length differencebetween LOS & diffracted rays

mdd

ddh625.0

10

2000

2

25

2 6

2

21

212

4. Fresnel zoneat tip of the obstruction (h = -25)solve for nsuch that = n/2

n= 2 0.625/0.333= 3.75

tip of the obstruction completely blocks 1st3 Fresnel zones

diffraction losses are negligible since obstruction is below LOS path

Compute Diffraction Lossat h = -25m

find diffraction loss

5/20/2018 bahan 6

64/77

64

f= 900MHz= 0.333m

= tan-1(75-25/10000) = 0.287o

= tan-1(75/2000) = 2.15o

= + = 2.43o= 0.0424 radians

)(

2

21

21

dd

dd

v=

from graph, Gd(dB)= -25.5 dB

24.4)12000(333.0)2000)(10000(20424.0 =

findhif Gd(dB)= 6dB

forGd(dB)= 6dBv0

then = 0 and = -

and h/2000 = 25/12000h= 4.16m

2km10km

T

R25m

75m

2km10km

100m

T

25m50m

R

=0

2km10km

T

R25m h

3 7 3 Multiple Knife Edge Diffraction

5/20/2018 bahan 6

65/77

65

3.7.3 Multiple Knife Edge Diffraction

with more than one obstructioncompute total diffraction loss

(1) replace multiple obstacles with one equivalent obstacle

use single knife edge modeloversimplifies problem

often produces overly optimisticestimates of received signalstrength

(2) wave theory solutionfor field behind 2 knife edges in series

Extensions beyond 2 knife edgesbecomes formidable

Several models simplify and estimate losses from multiple obstacles

5/20/2018 bahan 6

66/77

Illustration of Fresnel zones for different knife-edge diffraction scenarios.

5/20/2018 bahan 6

67/77

Fresnel diffractionor near-fielddiffractionoccurs when a wave

passes through an aperture anddiffracts in the near field, causing

any diffraction pattern observed to

differ in size and shape, depending

on the distance between the

aperture and the projection

5/20/2018 bahan 6

68/77

5/20/2018 bahan 6

69/77

5/20/2018 bahan 6

70/77

5/20/2018 bahan 6

71/77

Gelombang Langsung

Gelombang Pantulan Tanah

5/20/2018 bahan 6

72/77

Gelombang Permukaan Tanah

5/20/2018 bahan 6

73/77

Memanfaatkan lapisan ionosfer untuk memantulkan gelombang.

Lapisan ini terletak pada ketinggian 50-500 km diatas permukaan bumi.

Lapisan ini terbentuk karena adanya radiasi sinar matahari.

Perbedaan derajat ionisasi pada lapisan ini menghasilkan pembagian

ionosfer ke dalam beberapa lapisan.

Lapisan D (50-90 km)

Lapisan E (90-145 km)

Lapisan F (160-400 km)

5/20/2018 bahan 6

74/77

Lapisan D Merupakan lapisan paling bawah dari ionosfer

Menyerap gelombang dg frekuensi rendah ; melewatkan gelombang frekwtinggi

Ionisasi maks pada siang dan menghilang pada malam hari

Lapisan E Memantulkan gelombang dengan frekuensi sekitar 20MHz

Tergantung pada frekw dan kekuatan lapisan E, suatu sinyal dapat dibiaskanataupun dapat diteruskan ke lapisan F

Pada malam hari lsinyal dapat melewati lap ini, karena pada malam harilapisan ini menyusut.

Lapisan F Dibagi menjadi 2 bagian F1 dan F2 (pada siang hari)

Pada malam hari kedua lapisan akan menjadi satu Memantulkan gelombang dengan fekuensi tinggi (HF)

Gelombang dengan frekuensi lebih tinggi (VHF,UHF..)akan dilewatkan.

Biasanya dimanfaatkan untuk pemancaran gelombang AM jarak jauh.

5/20/2018 bahan 6

75/77

Jika disimpulkan lapisan ionosfer dapat digambarkan

sebagai berikut

5/20/2018 bahan 6

76/77

Frekuensi yang dipantulkan oleh ionosfer dapat

digambarkan sebagai berikut :

5/20/2018 bahan 6

77/77

Dalam propagasi tanah maupun ionosfer terdapat rugi-rugi

yang menyebabkan tidak sempurnanya gelombang yangditerima oleh antena penerima.

Rugi-rugi tersebut disebabkan oleh:

Adanya Fading (sinyal dipenerima melemah/menguat), disebabkanoleh:

Groundwave dan skywave sampai di antena penerima tetapi berlawanan

fase shg saling melemahkan.

Dua skywave yang dipantulkan dr daerah ionosfer diterima di antena

penerima dengan fase yang tidak sama.

Directwave dan groundwave samapai pada penerima dengan fase berbeda.

Interferensi dengan gelombang lain

Hilangnya daya saat transmisi