Dasar Propagasi

PROPAGASI GELOMBANG RADIO

POKOK BAHASAN:

Dasar-dasar Propagasi

Pengertian propagasi

gelombang radio

Mekanisme propagasi

Pendahuluan

Gelombang elektromagnetik

(electromagnetic wave)

Medan listrik (E)

(Electric Field)

Medan magnet (H)

(MagneticField)

Propagasi Gelombang Elektromagnetik

(Gelombang datar)

Definisi

Gelombang elektromagnetik (electromagnetic wave)

Gelombang yang mempunyai komponen medan listrik E

dan medan magnet H saling tegak lurus dan keduanya

juga tegak lurus dengan arah rambatnya

Perambatan gelombang elektromagnetik sesuai dengan

rumusan vektor Poynting, yang dinyatakan:

P = E x H (E crosss H)

P = kerapatan daya, W/m2

E = medan listrik, V/m

H = medan magnet, A/m

P E

H

Gelombang Datar

Dalam keadaan stasioner, perambatan gelombang elektro-

magnetik di udara membutuk gelombang datar (plane wave)

Medan listrik E dan medan magnet H terletak pada pada satu

bidang datar, dan tegak lurus terhadap arah perambatan P

P

H

P

E

P

E

Sifat gelombang elektromagnetik

Pantulan (Refleksi)

Pembiasan (Refraksi)

Pembelokan (Difraksi)

P o l a r i s a s i

Hamburan (Scattering)

Pantulan (Refleksi)

Sudut

datang

Sudut

pantul

Sudut datang sama dengan

sudut pantul

Pembiasan (Refraksi)

Sudut

datang

Sudut

bias

Sudut datang tidak sama dengan

sudut pantul

Pembelokan (difraksi)

Penghalang

Gelombang datang

Hamburan (scattering)

Material

Gelombang datang

Polarisasi

Polarisasi atau pengutuban adalah penguraian

gelombang menjadi komponen-komponennya

Polarisasi gelombang elektromagnetik adalah

penguraian gelombang menjadi komponen medan

listrik (E) dan komponen medan magnet (H)

Penamaan polarisasi gelombang ditentukan oleh

arah medan listrik E terhadap permukaan tanah

(bumi)

Macam-macam

Polarisasi

Polarisasi

gelombang

Polarisasi

linier

Polarisasi

lingkaran

Polarisasi

horisontal

Polarisasi

vertikal

Polarisasi lingkaran tangan kiri =

Left Hand Circular Polarized (LHCP)

Polarisasi lingkaran tangan kanan =

Right Hand Circular Polarized (RHCP)

Polarisasi

miring

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

Ilustrasi Polarisasi

Gelombang

Pol Lingkaran Tangan Kiri (Left Hand

Circular Polarized = (LHCP)

Pol Lingkaran Tangan Kanan (Right

Hand Circular Polarized = (RHCP)

Polarisasi Horisontal Polarisasi Vertikal

Ilustrasi Polarisasi Lingkaran

(Circular Polarized)

Medan listrik

Medan listrik

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

Permukaan tanah (bumi)

Arah rambat gelombang

Medan listrik

LHCP

RHCP

Spektrum Elektromagnetik

Radio spectrum

Penamaan band spektrum radio

Spektrum radio

Blok diagram propagasi

gelombang radio

Pemancar Penerima

Media non-Fisik

Antena Antena

Info

masuk

Info

keluar

(Propagasi

Gelombang)

Propagasi =

perambatan

Propogasi gelombang radio adalah perambatan

gelombang radio di suatu medium (umumnya udara)

Gelombang radio = gelombang (EM)

frekuensi radio (VLF,LF,MF,HF,VHF,

UHF,SHF dan EHF)

Pengaruh propagasi

gelombang radio

Propogasi gelombang radio dipengaruhi oleh:

Keadaan tanah dan bentuk bumi yang bulat

Lapisan troposfir yang tidak homogen

Lapisan ionosfir (banyak ion + elektron)

Propagasi gelombang radio akan mengalami proses

pantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), pembelokan

(difraksi) dan penghamburan (scattering) dan

polarisasi (pengutuban)

Mekanisme propagasi

gelombang radio

Mekanisme propogasi gelombang radio di udara :

Gelombang Tanah/Gelombang permukaan

Gelombang Ionosfir /Gelombang angkasa

Gelombang Troposfir (Troposcatter)

Gelombang Langsung/Gelombang ruang

Ilustrasi mekanisme propagasi

gelombang radio

Lapisan Ionosfir

Lapisan Troposfir

BUMI

: Gelombang Tanah

2

3

1 4

1

2

3 : Gelombang Troposfir

: Gelombang Ionosfir 4 : Gelombang Langsung

Keterangan:

Tx/Rx

Gelombang Tanah

Gelombang tanah (Gound wave ) disebut juga Gelombang

permukaan (Surface wave)

Gelombang tanah/ Gelombang permukaan adalah

gelombang yang merambat di permukaan tanah/bumi

Baik untuk propagasi pada daerah yang mempunyai

konduktivitas yang baik (seperti air laut)

Polarisasi gelombang harus vertikal

Makin tinggi frkuensinya, makin besar redamannya,

cocok untuk propagasi band VLF dan LF

Banyak digunakan untuk komunikasi di lautan

Permukaan Tanah Baik

Surface wave propagation

Permukaan Air Laut

Surface wave propagation

Gelombang Ionosfir

Gelombang ionosfir (Ionospheric wave) disebut juga

Gelombang angkasa (Sky wave)

Gelombang ionosfir/ Gelombang angkasa adalah

gelombang yang merambat ke tempat yang jauh melalui

pantulan / pembiasan lapisan ionosfir (angkasa)

Pada daerah frekuensi tinggi (band HF), gelombang

dapat merambat pda daerah yang sangat jauh, bahkan

antar benua

Propagasi gelombang ke tempat yang sangat jauh

dapat dilakukan dengan melalui beberapa lompatan

(hops)

Ilustrasi lompatan gelombang

Lapisan Ionosfir

BUMI Pemancar Pemancar

Ilustrasi gelombang merambat ke tempat yang jauh dapat

dilakukan dengan melalui 2 lompatan (hops)

Sifat Lapisan Ionosfir

Lapisan ionosfir bumi adalah bagian dari atmosfir bumi

yang paling tinggi ( 60 Km - 400 Km) (banyak ion +

elektron)

Lapisan ionosfir tidak terkontrol dan bervasiasi terhadap

waktu, musim dan aktivitas matahari

Ionisasi disebabkan radiasi sinar ultraviolet dari matahari,

yang mana terasa pada siang hari dibanding malam hari

Pada siang hari, daerah terionisasi membentuk 4 lapisan,

yang disebut lapisan D, E, F1 dan F2, pada pada malam

hari bergabung menjadi lapisan F

4 8 12 16 20 24

200

400

600

Waktu Lokal

Ion

isas

i lap

isan

ion

osf

ir (

Km

)

F F F2

F1

E

D

Ionisasi Lapisan Ionosfir

terhadap Waktu Lokal

Propagasi Troposfir

Propagasi gelombang dapat melalui hamburan lapisan

troposfir, disebut dengan: Tropospheric scatter, dengan

jarak jangkau 6,5 mil ( 11 Km) dari permukaan bumi

Karena melalui proses hamburan, kira-kira hanya seper-

seribu atau lebih kecil daya yang dapat diterima dari

pemancar

Daya pancar harus besar dan kepekaan (sensitivity)

penerima harus tinggi

Band frekuensi yang biasa digunakan UHF dan SHF:

terutama 0,9 GHz; 2 GHz dan 5 GHz

BUMI Tx/Rx Tx/Rx

Lapisan troposfir

Volume scattering

Dua buah antena parabola yang diarahkan ke

lapisan troposfir, untuk menangkap hamburan

gelombang di lapisan tersebut

Ilustrasi Propagasi Troposfir

Propagasi Gelombang Langsung

Propagasi gelombang langsung (direct wave) mempunyai

keterbatasan pada jarak garis pandang (Line of Sight =

LOS)

Jarak jangkauannya 25 - 50 mil / link ( 40 - 80 Km /

link),

Dapat menembus lapisan ionosfir dan berpropagasi di

ruang angkasa (space), disebut: gelombang ruang (space

wave)

sehingga faktor ketinggian tower antena merupakan hal

yang sangat perlu dipertimbangkan

Gelombang Mikro (Microwave)

Gelombang mikro (microwave) adalah gelombang radio

dengan frekuensi yang ekstra tinggi ( terutama diatas 1

GHz)

Panjang gelombang antara 1 milli meter sampai dengan 1

meter

Penamaan band Gelombang Mikro

L-Band : 1.0 2.0 GHz

S-Band : 2.0 4.0 GHz

C-Band : 4.0 8.2 GHz

X-Band : 8.2 12.4 GHz

Ku-Band : 12.4 18 GHz

K-Band : 18 26.5 GHz

Ka-Band : 26.5 40 GHz

Q-Band : 33 40 GHz

U-Band : 40 50 GHz

V-Band : 50 60 GHz

E-Band : 60 75 GHz

W-Band : 75 100 GHz

sekian