## Volume 5
Juli No 2 2022

## Perancangan Antena Radio HF NVIS pada frekuensi 10 MHz menggunakan Aplikasi MMANA
Rosihan 1 , Saiful Do. Abdullah 2 , Syarifuddin Kapita 3 , Adelina Ibrahim 4
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Informatika Universitas Khairun Ternate saifulabdullah12@gmail.com

## Abstrak
Jaringan tanpa kabel (Nirkabel) atau sering dikenal dengan WI-FI ini berkembang sangat pesat  dengan  memanfaatkan  daya  jangkau  sinyal  yang  besar  dalam  ruangan,  ataupun  luar ruangan  dengan  jangkuan  yang  sangat  jauh.  Komunikasi  radio  HF  Near  Vertical  Incident Skywave  (NVIS)  mampu  mengatasi  skip  zone  sehingga  tidak  mempengaruhi  kwalitas pancaran, apakah padang rumput, hutan lebat, lereng gunung dan sebagainnya. NVIS adalah pemantulan  satu  kali  oleh  lapisan  F/F2  ionosfer,  dengan  pancaran  (sinyal)  radio  untuk komunikasi HF dengan memancarkan sudut pancaran yang nyaris tegak lurus (Near Vertical) ke atas mendekati 90 º.[1]. MMANA adalah software untuk mensimulasi antenna yang dibuat oleh JE3HHT - Makoto Mori, DL1PBD - Alex Schewelew & DL2KQ – Igor Gontcharenko. Program software MMANA-Antenna Analyzer pertama kali diciptakan oleh Macoto Mori  – JE3HHT, seorang amatir radio dari Jepang (10 Januari 1999). Kemudian dikembangkan oleh Alex  Schewelew  (DL1PBD)  dan  Igor  Gontcharenko  (DL2KQ)  keduanya  amatir  radio  dari German.[3]  Menggunakan  software  MMANA  kita  dapat  menghitung  secara  tepat  berapa ukuran antenna yang harus kita bangun untuk bekerja pada frekuensi tertentu yang match dan baik. Hasil yang di harapkan dari penelitian ini adalah  simulasi perancangan antena radio HF NVIS  dapat  dipakai  untuk  komunikasi  jarak  dekat  yag  terlewati  (Skipzone)  dan  mmapu digunakan di daerah yang sulit dijangkau sinyal.
Kata kunci: Frekuensi 10 MHz, Anlisis aplikasi MMANA, Radio HF NVIS

## Abstract
Wireless network  (Wireless),  often  known  as  WI-FI,  is  overgrowing  by  utilizing  a  large signal  coverage  indoors  or  outdoors  with  a  very  far  reach.  HF  Near  Vertical  Incident Skywave (NVIS) radio communication  can overcome the skip zone so that it does not affect the quality of the beam, whether it is grasslands, dense forests, mountain slopes, and so on. NVIS is a one-time reflection by the ionospheric F/F2 layer, with a radio beam (signal) for HF  communication  by  emitting  a  near  vertical  beam  angle  upward  approaching  90 º. MMANA is a software for simulating antennas created by JE3HHT - Makoto Mori, DL1PBD - Alex Schewelew & DL2KQ  – Igor Gontcharenko. Macoto Mori first  started the MMANA- Antenna  Analyzer  software  program  –  JE3HHT,  a  radio  amateur  from  Japan  (10  January 1999).  It  was  later  developed  by  Alex  Schewelew  (DL1PBD)  and  Igor  Gontcharenko (DL2KQ),  both  radio  amateurs  from  Germany.  Using  MMANA  software,  we  can  calculate precisely  how  much  antenna  size  we  have  to  build  to  work  at  a  specific  frequency  that matches and is good. The expected result of this research is a simulation of the design of an HF  NVIS  radio  antenna  that  can  be  used  for  short-range  communication  that  is  skipped (Skipzone) and used in areas that are difficult to reach signals.
Keywords: Frequency 10 MHz, MMANA application analysis, HF NVIS Radio

## PENDAHULUAN
Jaringan  tanpa  kabel  (Nirkabel)  atau sering dikenal dengan WI-FI ini berkembang sangat pesat dengan memanfaatkan  daya  jangkau  sinyal  yang besar dalam ruangan, ataupun luar ruangan dengan  jangkuan  yang  sangat  jauh. Komunikasi  radio  HF  Near  Vertical Incident Skywave (NVIS) mampu mengatasi skip  zone sehingga  tidak mempengaruhi  kwalitas  pancaran,  apakah padang rumput, hutan lebat, lereng gunung dan sebagainnya. NVIS adalah pemantulan satu  kali  oleh  lapisan  F/F2  ionosfer, dengan  pancaran  (sinyal)  radio  untuk komunikasi  HF  dengan  memancarkan sudut  pancaran  yang  nyaris  tegak  lurus (Near Vertical) ke atas mendekati 90 º.[1].
Antena diperlukan baik bagi perangkat  yang  menerima  sinyal  maupun perangkat yang memancarkan sinyal. Pada umumnya  Antena  terdiri  dari  elemen  atau susunan  bahan  logam  yang  terhubung dengan  saluran  Transmisi  dari  pemancar maupun  penerima  yang  berkaitan  dengan gelombang elektromagnetik. Antena adalah  suatu  alat  listrik  yang  dapat mengubah sinyal listrik
menjadi
gelombang elektromagnetik kemudian memancarkannya  ke  ruang  bebas  atau sebaliknya  yaitu  menangkap  gelombang elektromagnetik  dari  ruang  bebas  dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. [2].
MMANA  adalah  software  untuk mensimulasi  antenna  yang  dibuat  oleh JE3HHT - Makoto Mori, DL1PBD  - Alex Schewelew & DL2KQ – Igor
Gontcharenko.      Program  software MMANA-Antenna  Analyzer  pertama  kali diciptakan  oleh  Macoto  Mori  –  JE3HHT, seorang  amatir  radio  dari  Jepang  (10 Januari  1999).  Kemudian  dikembangkan oleh Alex Schewelew (DL1PBD) dan Igor Gontcharenko  (DL2KQ)  keduanya  amatir
radio  dari  German.[4]  Menggunakan software  MMANA  kita  dapat  menghitung secara  tepat  berapa  ukuran  antenna  yang harus  kita  bangun  untuk  bekerja  pada frekuensi tertentu yang match dan baik.
Antena  menjadi  salah  satu  alasan suksesnya  jaringan  dapat  tehubung,  tetapi terdapat  kendala-kendala  yang  dihadapi dalam jaringan sebelum di implementasikan dilapangan seperti jangkauan yang sangat jauh, pengunungan yang  tinggi  ataupun  gunung-gunung  yang menghalagi,  serta  pulau  pulau  yang  tanpa penghuni, sehingga membutuhkan simulasi antena yang baik dan juga anlisis jangkauan  serta  mengtasi  daerah  yang terlewati singnal (Skip Zone). Maka dalam penelitian  ini  menggunakan  komunikasi radio HF NVIS dengan simulasi mendesain antena yaitu aplikasi MMANA.

## Rumusan Masalah
Bagaimana  mendesain  antena  pada radio  HF  NVIS  di  frekuensi  rendah  yaitu 10  MHz  dengan  menggunakan  aplikasi MMANA  yang  dapat  digunakan  ketika komunikasi tidak dapat digunakan.

## Tujuan Penelitian
Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini adalah  Untuk  menganalisis  bagaimana antena  Radio  HF  NVIS  dapat  digunakan. Dengan menggunakan aplikasi MMANA.

## Manfaat Penelitian
Adapun  manfaat  yang  diharapkan  dari penelitian ini adalah:
1. Diharapkan  dari  penelitian  ini  adalah memberikan maanfaat, kepada masyarakat dan peneliti terkait dengan penggunaan  komunikasi  radio  HF NVIS
2. Pengunaan  antena  dapat  digunakan  di daerah  pengunungn  serta  memiliki jangkauan yang sangat jauh.

## LANDASAN TEORI MMANA-GAL
MMANA-GAL adalah perangkat
lunak  gratis  yang  bisa  digunakan  untuk menganalisis kinerja antenna yang diciptakan  oleh  Alexander  Schewelev DL1PBD,  Igor  Gontcharenko  DL2KQ, dan Makoto Mori JE3HHT.
Gambar 1 Tampilan Menu Geometry.
Menggunakan software MMANA kita dapat  menghitung  secara  tepat  berapa ukuran  antenna  yang  harus  kita  bangun untuk bekerja pada frekuensi tertentu yang match dan baik, [4].

## Parameter Antena
Beberapa  parameter  antena  yang dapat  menunjukkan  unjuk  kerja  dari  suatu antena  adalah  pola  radiasi,  Gain  dan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)[8] Pola radiasi suatu antena adalah pernyataan  grafis  yang  menggambarkan sifat suatu antena pada medan jauh sebagai fungsi  arah[8],  Efisiensi  suatu  antenna untuk  memindahkan  daya  yang  terdapat pada terminal input yang dikalikan dengan direktivitas sehingga menjadi daya radiasi[3]. Jika impedansi saluran transmisi  tidak  sesuai  dengan  transceiver maka  akan  timbul  daya  refleksi  (reflected
power)  pada  saluran  yang  berinterferensi dengan  daya  maju  (forward  power). Interferensi  ini  menghasilkan  gelombang berdiri  (standing  wave)  yang  besarnya tergantung pada besarnya daya refleksi.

## Impedansi Masukan
Impedansi Masukan didefinisikan sebagai  impedansi  sebuah  antena  pada terminal  masukan,  sebagai  perbandingan antara besarnya tegangan terhadap arusnya,  impedansi  dari  sebuah  antenna dirumuskan: [10] 𝑍 𝑖𝑛 = 𝑅 𝑖𝑛 + 𝑗𝑋 𝑖𝑛 𝑍 𝑖𝑛 = 𝑅 𝑖𝑛 + 𝑗𝑋 𝑖𝑛
(1)
Dengan 𝑍 𝑖𝑛 adalah impedasi antenna 𝑅 𝑖𝑛 adalah  resistansi  antena 𝑋 𝑖𝑛 adalah reaktansi antenna.

## Polarisasi
Polarisasi  antena  adalah  gelombang elektromagnetik  yang  di  transmisikan  oleh antena. Untuk antena dipole maka polarisasinya searah dengan panjang bentangannya, bila antena tersebut dipasang secara horizontal maka polarisasinya horizontal  pula.  Tetapi,  apabila  dipasang secara  vertikal  maka  polarisasinya  vertikal. Polarisasi  dapat  di  klarifikasikan  sebagai linier  ( linear ),  melingkar  ( circular ),  atau elips ( elliptical ).

## Parameter Antena
Antena  didefinisikan  oleh  Kamus Webster  sebagai  perangkat  logam  (seperti tongkat  atau  kawat)  untuk  memancarkan atau menerima gelombang radio. Berdasarkan  definisi  standar  IEEE  antena didefinisikan sebagai alat untuk memancarkan  atau  menerima  gelombang radio atau dengan kata lain, antenna adalah struktur  transisi  antara  ruang  bebas  dan
Research Problem Data START Program Simulation Data Analysis Finish NO
perangkat  membimbing.  Kinerja  dari  suatu antena ditentukan oleh beberapa parameter, diantaranya[5].

## METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  direncanakan dilaksanakan  di  Laboratorium  Rekayasa Perangkat  Lunak  Teknik  Informatika Universitas Khairun.

## Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:
1. Seperangkat Komputer
2. Aplikasi (MMANA)
3. Aplikasi Pengolah data (Excell)
4. Hasil Data yang dianalisis
5. Alat Tulis

## Diagram Alir (Flow Chart)
Skema  langkah  penelitian  merupakan awal  dari  tahap  perencanaan  pengolahan data  sistem  pada  komunikasi  radio  HF NVIS  dengan  simulasi  mendesain  antena Aplikasi  MMANA  radio  HF  NVIS  yang akan  digunakan  untuk  pengambilan  data.
Skema desain ini adalah dibuat berdasarkan alur langkah-langkah penelitian.  Langkah-langkah  penelitian  ini ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar 2 Diagram Alir Penelitian

## Software MMANA dari JE3HHT
Di  dalam  simulator  MMANA-GAL terdapat beberapa fungsi, seperti :
a. Tabel untuk merancang antenna
b. Menu  untuk  melihat  bentuk  antenna yang dirancang
c. Menu untuk melihat pola radiasi secara vertikal dan horizontal
d. Menu  untuk  melihat  3D  pola  radiasi antena yang dirancang.
e. Tabel pembanding untuk dua atau lebih perhitungan  hasil  dari  perancangan antena.
f. Menu untuk pengeditan elemen antena.
g. Menu  untuk  pengeditan  jenis  kawat antena yang mau digunakan.
Program  MMANA  dapat  dijalankan dengan  mengambil  salah  satu  file  sudah disiapkan  oleh  JE3HHT  di  dalam  folder software MMANA yaitu pada Windows di drive  C:,  kemungkinan  besar  contoh  file simulasi  Antenna  MMANA  dapat  di peroleh di C:\Program Files\MMANA\ANT.

## ANALISIS DAN PERANCANGAN
Perhitungan  Antena  Radio  HF  NVIS pada frekuensi 10,55 MHz
Pada  perhitungan  antena  radio  HF NVIS menggunakan frekuensi 10.55 MHz dengan  menggunakan  rumus  panjang gelombang yaitu dengan rumus :
Panjangan  Gelombang  (λ)  =  c (kecepatan  cahaya)    /  f  (Frekuensi) Keterangan  :  c  =  300  m/s.  Antena  dipole merupakan sebuah antena yang dibuat dari kawat  tembaga  dan  dipotong  sesuai ukuran  agar  beresonansi  pada  frekuensi kerja yang diinginkan. Kawat yang dipakai sebaiknya minimal ukuran American Wire Gauge (AWG)  yang  memiliki  diameter  2 mm.  Dasar  teori  antena  dipole  secara
umum berdaasarkan rumus sebagai berikut.
𝜆 = 𝑐 . 𝑓 ...............(2)
𝐿 = 0,5 𝑥 𝐾 𝑥 λ...................(3)
F=frekuensi kerja 10.55 Mhz λ=panjang gelombang L=panjang total K= velocity  factor yang  diambil  sebesar 0,95 c=cepat  rambat  cahaya  di  ruang  hampa  = 3,108 m/s.
Tabel 1 Hasil perhitungan panjang gelombang pada Antena Radio HF 10,55
MHz No. Panjang gelombang Frekuensi 10,55 mhz 1. λ 37,91469194 2. λ.0,25 0.73386 3. (0,25.λ).0,5 0.36693
Dari  tabel  3.1  merupakan  hasil perhitungan  Panjang  gelombang  pada antena  Radio  HF  10,55  MHz  dengan menggunakan  rumus  pada  persamaan  1, maka didapatkan hasil
Panjang
gelombangnya adalah 37,91469194,
sedangkan  untuk  Panjang  gelombang  0,5 didapatkan  0.73386,  dan  yang  terakhir Panjang  gelombang  0,25  didapatkan 0.36693  setelah  didapatkan  hasil  dari perhitungan  diatas  maka  selanjutnya  kita gunakan  aplikasi  desain  antenna  yaitu aplikasi MMNA.

## IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
Simulasi  aplikasi  MMNA  pada    Antena Radio  HF  NVIS  pada  frekuensi  10,55 MHz
pada  aplikasi  MMNA  dilakukan beberapa  Langkah-langkah  berikut  untuk mendapatkan  hasil  desain  antena  serta hasil  perhitungan  pada  frekuensi  10.55 MHz.
1. Click “File” kemudian click “New”.
2. Click “Geometry” pada layar monitor.
3. Tulis  nama  antena  pada  kotak  dialog “Name”.  Kemudian  tulis  frekuensi pada
4. kotak “Freq”.„
5. Selanjutnya click “Calculate”
Gambar 3 Aplikasi desain antenna MMNA
6. Jari-jari  dari  masing-masing  element ditetapkan  dengan  perkiraan.  Berikut adalah hasil.
Pada  gambar  4  didapatkan  hasil  jari- jari element antena ialah.
a. 𝑋𝑠 = −1227 Ω b. 𝑅𝑠 = 377.9 Ω
c. 𝑆𝑊𝑅 = 87.5 𝐺 d. 𝑎𝑖𝑛 = 7.09
7. karakteristik antena,
Diagram
Polarnya sebagai berikut: Gambar 6. Diagram Polar Antena Radio HF NVIS
8. VSWR, dapat dilihat sebagai berikut.:
Gambar 7 Diagram Polar Antena Radio HF NVIS
9. Gain/FB, dapat dilihat sebagai berikut.:
Gambar 8 Diagram Polar Antena Radio
HF NVIS

## Tabel 2 Tabel Hasil Data simulasi antana
Radio HF NVIS No. Parameter- Parameter Hasil Data simulasi ket 1. VSWR 1.40 Baik 2. Gain 7.09 Cukup 3. Pola Radiasi Unidireksi onal Unidireksional Dari  hasil  simulasi  dapat  dilihat bahwa  perancangan  antenna  Radio  HF NVIS  didapatkan  VSWR  yang  juga  dapat di  artikan  sebagai  perbandingan  antara gelombang  maksimum  dengan  gelombang minimum.  adalah  1.40  yang  berarti  baik dan  Gain  adalah  7.09  db  sedangkan  Pada simulasi  pola  radiasi,  dirancang  antena yang  memiliki  frekuensi  kerja  yang digunakan  sebagai  antena  pemancar  dan penerima  menunjukkan  tidak  searah  yang artinya  antena  radio  HF  NVIS  dapat digunakan untuk memancarkan gelombang radio ke segalah arah.

## KESIMPULAN
Berdasarkan uraian pada bab sebelumnya dan setelah membuat pembahasan,  Perancangan  Antena  Radio HF  NVIS  pada  frekuensi  10  MHz menggunakan  Aplikasi  MMANA,  maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai  VSWR  antena  radio  HF  NVIS elemen  yang  diperoleh  pada  simulasi sebesar  1.40  sedangkan  nilai  gain antena  radio  HF  NVIS  elemen  yang diperoleh pada simulasi sebesar 7.09. 2. Aplikasi MMANA mampu menghitung secara tepat berapa ukuran  antena  yang  harus  dirancang sehinga  dapat  bekerja  pada  frekuensi tertentu yang match dan baik.

## Saran
Saran  yang  dapat  disampaikan  pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dalam  perancangan  antena  radio  HF NVIS ini diharapkan memakai simulasi  yang  berbeda  agar  dapat dibuat  perbandingan  aplikasi  simulasi antena  yang  digunakan,  diantara  ada simulator  MMANA-GAL  pro  atau CST, dll.
2. Kualitas  antena  yang  baik,  perlu adanya penambahan parameter- parameter  dan  memvariasikan  bahan- bahan antenna radio HF NVIS.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Saiful Do. Abdullah. (2018),
“ Analisis  Sistem  Komunikasi  Radio Kanal  Hf  Nvis” Publikasi  JIKO  Vol
1, No 1.
[2]   Dwonload  pdf  C.431.14.0054-05- BAB-II-20190218063324  (Bab  II Dasar teori ) USM
[3]    W.L. Stunzman, Antenna Theory and Design  Second  Edition ,  New  Jersey, John Wiley, and Son. 1998, Ch. 1.
[4]   Ferdi  Wandi  2018“ Studi  Optimasi Antena  Yagi-Uda  Dengan  Fraktal Kurva  Minkowski  Untuk  Siaran Televisi  Uhf ”  Universitas  Sumatra
Utara Medan.
[5]   Balanis, Constantine A. 2005.
“Antena  Theory: Analysis and Design .”  USA:  John  Willey  and
Sons. Hal 42, 65-66, 70.
[6]   Balanis,  &  Constantine,A.  (2008). Modern  Antenna  Handbook .  United States  of  America:  A  John  Wiley  & Sons, Inc.
[7]   Yuwono,  R.,  Julianto  L.,  Choiron, M.  A.,  &  Anindito,  P.  (2007). Perancangan  Dimensi  Antena  Ultra Wide Band (Rugby Ball)Yang Paling Efektif Untuk Monostatic Microwave Radar . Tekno, vol. VIII, VSWR dan
Return Loss, pp. 2–3.
[8]   IEEE  Standards  Association. IEEE Standard Test Procedure . New York: IEEE Press; 2008.
[9]   J.D.  Krauss, Antennas ,  New  York, McGraw-Hill, 1988 Ch. 2.
[10]  Canty Subastari, Arjoni Amir & Dwi Astuti  Cahyasiwi,  2016  “ Rancang Bangun  Antena  V-Double  Dipole pada  Frekuensi  Kerja  LTE  (Long Term  Evolution)  710  Mhz ”,  ISBN: 978-602-73919-0-1