Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196

## Disain dan Implementasi Antena BOW TIE Pada Frekuensi 750 MHz Untuk Aplikasi Penerima TV
Waluyo 1 , Muhammad SYirajuddin S. 2 , Moh. Abdullah Anshori 3
1,2,3 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
1 waluyo@polinema.ac.id , 2 syirajuddin@polinema.ac.id , 3 moh.abdullah@polinema.ac.id
Abstract — Many types of antennas work on the UHF band, including a 1 / 2l dipole antenna, Yagi-Uda array antenna, log periodic antenna,  etc.  The  antenna  of  this  type,  its  physical  dimensions  are  adjusted  according  to  the  wavelength.  The  higher  the  working frequency, the shorter the wavelength, so the shorter the antenna's physical length. Bow tie antennas are often used as a TV receiver antenna, besides being relatively easy to manufacture, simple and significant. In this study, the antenna designed is a bow-tie antenna (butterfly) which works at a UHF frequency of 750 Mhz, arranged in an array, then fed with a 4: 1 balun (antenna impedance 300 Ω to 75 Ω), using a toroidal balun. With an air core in order to match the coaxial cable impedance of 75 Ω. Antenna material from aluminum (solid). The research site was carried out in the Polinema Telecommunication laboratory. Antenna test results at an operating frequency of 750 Mhz show that the value of RL (return loss): - 11 dB, the coefficient of reflection G = 0.282, and the VSWR magnitude value = 1.786. The highest gain measurement occurs at the frequency: 567.25 Mhz (channel 33), which is 10.45 dB, and the average gain of the antenna is 3.19 dB. Because the VSWR price is less than 2, it can be said that the bow-tie antenna is still quite decent or good. It meets the criteria of an antenna parameter.
Keywords — UHF Frequency, Bow Tie Antenna, Balun, VSWR, Gain
Abstrak — Antena yang bekerja pada band UHF, banyak jenisnya antara lain: antena dipole 1/2l, antena Yagi-Uda array, antena log periodik dan sebagainya. Antena jenis ini, dimensi fisiknya disesuaikan dengan panjang gelombang. Semakin tinggi frekuensi kerja, semakin pendek panjang gelombangnya, sehingga semakin pendek pula panjang fisik antenna tersebut. Antena bow tie juga sering digunakan sebagai antena penerima TV , selain cukup mudah pembuatannya, sederhana dan gainnya cukup besar. Pada penelitian ini, antena yang disain adalah antena jenis bow tie (kupu-kupu) yang bekerja pada frekuensi UHF yaitu 750 Mhz, disusun secara array, selanjutnya dicatu dengan balun 4:1 (impedansi antena 300 Ω ke 75 Ω), menggunakan balun toroida dengan inti udara, agar bisa matching dengan impedansi kabel koaxial 75 Ω. Bahan antena dari alumunium(solid). Adapun tempat penelitian dilaksanakan di laboratorium Telekomunikasi Polinema. Hasil Pengujian antena pada frekuensi kerja yakni 750 Mhz, menunjukkan bahwa nilai RL (retrun loss) : - 11 dB, koefisien pantul G = 0,282 dan besarnya nilai VSWR = 1,786 . Sedang untuk pengukuran gain tertinggi terjadi  pada frekuensi : 567,25 Mhz (kanal 33) yakni 10,45 dB, dan gain rata-rata antena adalah 3,19 dB. Karena harga VSWR lebih kecil dari 2, maka dapat dikatakan bahwa antena bow tie  masih cukup layak atau bagus ,  telah  memenuhi  kreteria  dari  suatu parameter antena.
Kata kunci — Frekuensi UHF, Antena Bow Tie, Balun, VSWR, Gain

## I. PENDAHULUAN
Antena  adalah  perangkat  yang  berfungsi  untuk memancarkan atau menerima gelombang elektromagnetik (EM) dari media kabel ke udara atau sebaliknya udara ke media kabel. Untuk  daerah  frekwensi  >  30Mhz,  antena  yang  sering digunakan dalam komunikasi gelombang radio adalah antena VHF dan UHF[1][2].
Jenis  antena  yang  popular  digunakan  untuk  penerima  TV adalah  antena  Yagi  Uda.  Sedang  salah  satu  tipe  antenna tersebut adalah antena bow tie (kupu-kupu)[3][4]. Pada artikel ini akan dirancang suatu antena bow tie yang digunakan untuk penerima  TV  pada  daerah  frekuensi  UHF  (479,25  Mhz  s.d 775,25  Mhz)[5].  Adapun  frekuensi  kerja  yang  di  rancang sekitar f :750 Mhz, sedang Antena akan disusun secara array, dengan tujuan memperoleh gain yang cukup besar[6]. Untuk bahan Antena yang digunakan adalah plat alumunium(solid), yang  mudah  di  dapatkan  dipasaran[7][8][9].  Selanjutnya diberikan  balun  4:1  antara  kabel  koaxial  dan  feeder antenna[10]. Agar terjadi matching, sehingga daya sinyal yang diterima antena bisa maksimum.
II. METODE

## A. Perancangan Antena Bow Tie
Untuk menentukan ukuran suatu antena digunakan ukuran panjang gelombang atau λ semakin tinggi frekuensi kerja suatu antena, maka dimensi antena tersebut semakin kecil. Formula panjang gelombang λ sebagai berikut :
λ = 3x108 ( m/det) / f (Hz) frekuensi  kerja  antenna  f=750  Mhz,  yakni  mendekati frekuensi  kerja  TV  Metro.  Maka  panjang  gelombang  adalah sebagai berikut :
λ = 3x108 ( m/det) / 7501 x10 6 Hz = 40 cm Dari referensi panjang W antenna bow tie adalah W = 0,5 λ = 0,5 x 40 cm = 20 cm,
Sedang L=1/2 W = 10 cm. Sedang sudut θ dibuat = 45 o , maka ½ θ=22,5 o dan ½ L = ½ x 20 cm = 10 cm.
Adapun bentuk antenna bow tie sebagai berikut
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196

## Gambar 1. Antenna Bow Tie
Kanal  penerima  TV  UHF  antara  frekuensi  :  487,25  – 775,25 MHz adalah pada kanal : 23-59 yang ditunjukkan pada tabel 1.
TABEL I KANAL TV UHF No Channel UHF Frekuensi (MHz) 1 Rajawali Televisi 23 487.25 2 Kompas TV 25 503.25 3 CTV 26 511.25 4 NET TV 27 519.25 5 KTV 28 527.25 6 Trans TV 29 535.25 7 iNews 30 543.25 8 O Channel 33 567.25 9 Elshinta 35 583.25 10 MNCTV 37 599.25 11 TVRI Nasional 39 615.25 12 Indosiar 41 631.25 13 RCTI 43 647.25 14 SCTV 45 663.25 15 ANTV 47 679.25 16 Trans 7 49 695.25 17 GTV 51 711.25 18 Bekasi TV 52 719.25 19 tvOne 53 727.25 20 Jak TV 55 743.25 21 Metro TV 57 759.25 22 DAAI TV 59 775.25
Karena  antenna  bow  tie  adalah  jenis  dari  antenna  yagi, umumnya  impedansi  antenna  tersebut  adalah  Z=300  Ω. Sedangkan  kabel  koaxial  impedansinya:  75  Ω,  sehingga diperlukan suatu balun = 4 : 1, agar terjadi matching (tidak ada dayayang  dipantulkan).  Berikut  ini  balun  4:  1,  seperti  pada gambar 2.

## Gambar 2. Balun 4:1 Jenis Toroida

## B. Alat dan Bahan Penelitian
Tempat  penelitian  dilaksanakan  di  laboratorium Telekomunikasi,  jurusan  teknik  elektro  Polinema.  Adapun bahan  antena  yang  digunakan  adalah  plat  alumunium  dan balun jenis toroida yang ada dipasaran. Sedang alat-alat yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut :
a) Impedance Analyzer (1-1000 MHz)
b) Antena dipole (referensi)/ antenna Bow Tie array
c) Konektor BNC – N
d) Konektor female-female BNC
e) T – Konektor
f) Kabel koaksial RG 58U/50 W
g) Penyangga dan Rotator antena
h) Spektrum analyser
i) Directional coupler
j) Solder dan timah
k) Avo Meter analog

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Pengukuran Return Loss Antena

## Gambar 3. Hasil Pengukuran Return Loss Antena
Prosedur Pengukuran sebagai berikut : a) Rangkaian disusun seperti gambar 3
b) Spectrum  analyzer diatur/diseting  dengan  level referensi : -20 dBm
c) Input directional coupler dipasang pada output spectrum analyzer
d) Tap directional coupler disambung pada input spectrum analyzer
e) Output directional  coupler disambung  pada konektor antena bow tie
f) Kemudian  hitung  nilai  RL,  dengan  menggunakan formula sebagai berikut :
RL = Level terbaca - redaman DC (-20 dBm) - Level Ref
g) Hitung VSWR dengan menggunakan rumus :
𝑉𝑆𝑊𝑅 = !"#$ !"%& = (1) 1 + G 1 - G
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196
Berikut  ini  pengujian  return  loss  antena  bow  tie  array sebagai berikut :

## Gambar 4. Pengujian Return Loss Antena
Gambar 5. Hasil Pengukuran Return Loss Antena
Dari hasil pengukuran yang ditunjukkan pada Gambar 5 terlihat  bahwa  nilai return  loss yang  paling  rendah  terjadi pada frekuensi = 471 MHz. Adapun besar retrun loss antena adalah :
RL= -58 dBm – (-20dBm) – (-20dB) RL = -18 dB
Sedang untuk frekuensi kerja yaitu 750 Mhz besar retrun loss antena sebagai berikut : RL = - 51 dBm – (- 20 dBm) – (-20 dB) RL = - 11 dB Ternyata harga retrun loss masih lebih kecil dari – 10 dB, sehingga dapat dikatakan, antena tersebut sudah memenuhi atau layak digunakan sebagai penerima. Sedangkan besar koefisien pantul sebagi berikut :
RL = 20 log G , G = anti log 11/20 = 0,282 Besar harga VSWR adalah :
VSWR   = (1+0,282)/(1-0,282) = 1,786
Sesuai  dengan  kriteria  parameter  yang  bagus  suatu  antena yakni harga VSWR < 2, maka dapat dinyatakan bahwa antena bow tie masih cukup layak atau bagus , karena telah memenuhi kreteria dari parameter suatu antena.
B. Pengukuran Gain Antena Pengukuran gain antena dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Set alat sesaui dengan diagram pada Gambar 6.

## Gambar 6. Diagram Pengukuran Gain Antena
2. RF Signal Generator diatur pada frekuensi , yaitu 479,25 MHz.
3. Antena  dipole  standart  yang  pertama  dipasang  sebagai antena pemancar dan yang kedua sebagai antena referensi yang dipasang pada penerima. sebagai referensi
4. Mencatat  daya  antena  dipole  yang terukur  pada Spectrum Analyzer.
5. Mengukur langkah 2-4 untuk tiap frekuensi dimulai dari frekuensi  479,25  Mhz  (kanal  22)  MHz  sampai  dengan 775,25 Mhz (kanal 59) MHz, dengan sampel 26 kanal.
6. Mengulangi langkah 2-4 untuk antena Bow Tie array .
7. Menghitung besar gain (dB) dengan rumus : G(dB) = EAUT –ERef + 2,15 dBi Adapun hasil
pengukuran gain antena ditunjukkan pada gambar 7 dan tabel II berikut ini:
Gambar 7. Grafik Hasil Gain Antena Bow Tie
TABEL II

## PENGUKURAN GAIN ANTENA
No Fg (Mhz) Pr (dBm) Pu (dBm) Gain (dB) 1 479,25 -49,5 - 45,8 5,85 2 503,25 -54,9 - 51,7 5,35 3 527,25 -52,0 - 48,7 5,45 4 535,25 - 48,3 - 47,6 2,85 5 543,25 - 46,2 -45,4 2,95 6 551,25 -47,8 -44,9 5,05 7 567,25 -52,3 - 44,0 10,45 8 583,25 -44,7 - 45,6 3,05 9 591,25 -47,4 -47,9 1,65 10 599,25 -46,2 -45,6 2,75 11 607,25 -49,8 -50,3 1,65 12 623,25 -57,0 -58,5 0,65 13 631,25 -55,9 -57,5 0,55 14 639,25 -57,6 -56,0 3,75 15 647,25 -53,7 -52,7 3,15 16 655,25 -55,3 -55,1 2,35 17 663,25 -55,4 -56,4 1,15
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196
No Fg (Mhz) Pr (dBm) Pu (dBm) Gain (dB) 18 671,25 -51,3 -54,2 1,35 19 655,25 -50,1 -51,3 0,95 20 703,25 -54,1 -52,1 4,15 21 711,25 -52,2 -51,1 3,25 22 727,25 -53,0 -49,4 5,75 23 735,25 -51,7 -52,4 1,45 24 751,25 -52,7 -51,7 3,15 25 759,25 -51,0 -50,2 2,95 26 775,25 -48,5 -49,3 1,35 Gain Rata-rata antena bow tie = Σ Gain/n Sampel=3,19
Dari tabel II pengukuran gain dapat dilihat bahwa gain tertinggi terjadi terbesar pada frekuensi : 567,25 Mhz (kanal 33) yakni : 10,45 dB, sedang gain yang kedua pada frekuensi: 479,25 Mhz yakni 5,85 dB dan besar gain ketiga terjadi pada frekuensi: 727,25 Mhz yakni : 5,75 dB. Untuk gain rata-rata antena adalah 3,19 dB.
Hasil  pengukuran  Gain  antena  di  laboratorium Telekomunikasi  Jurusan  Elektro  Polinema  ditunjukkan  pada Gambar 8.
Gambar 8. Pengukuran Gain

## C. Pengukuran Pola Radiasi
Hasil  pengukuran  pola  radiasi  dapat  ditunjukkan  seperti pada tabel III:
TABEL III HASIL PENGUKURAN POLA RADIASI No. Sudut ( o ) Pola Radiasi Horisontal Daya (dB) Normalisasi 1 0 -56,4 0 2 10 -58,3 -1.9 3 20 -59,2 -3 4 30 -60 -3.6 5 40 -58,7 -2.3 6 50 -58,5 -2.1 7 60 -59 -2.6 8 70 -59,5 -3.1 9 80 -61,9 -5.5 10 90 -61,6 -5.2
No. Sudut ( o ) Pola Radiasi Horisontal Daya (dB) Normalisasi 11 100 -64 -7.6 12 110 -67,3 -10.9 13 120 -66,4 -10 14 130 -66,5 -10.1 15 140 -64,3 -7.9 16 150 -62,6 -6.2 17 160 -60,1 -3.7 18 170 -58,1 -1.7 19 180 -57,9 -1.5 20 190 -57,6 -1.2 21 200 -60,1 -3.7 22 210 -62,8 -6.4 23 220 -68,6 -12.2 24 230 -75,9 -19.5 25 240 -75,7 -19.3 26 250 -72,9 -16.5 27 260 -77,7 -21.3 28 270 -78,0 -21.6 29 280 -68,8 -12.4 30 290 -63,9 -7.5 31 300 -61,7 -5.3 32 310 -58,6 -2.2 33 320 -57,3 -0.9 34 330 -56,7 -0.3 35 340 -56,9 -0.5 36 350 -56,8 -0.4 37 360 -56,7 -0.3
Dari  pengukuran  pola  radiasi  untuk  horisontal  dilakukan normalisasi,  kemudian  digambar  pola  radiasi  antena  seperti ditunjukkan pada gambar 9.
Gambar 9. Diagram Polar Pola Radiasi Antena

## D. Hasil Penerima TV antena
Adapun hasil penerima TV baik untuk wilayah lokal yakni TV  wilayah  jawa  Timur  maupun  TV  nasional  seperti ditunjukkan pada Gambar 10-13.
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196

## Gambar 10. Hasil Gambar Penerima Stasiun JTV Surabaya

## Gambar 11. Hasil Gambar Penerima Stasiun Malang TV
Sedang untuk hasil penerima TV nasional sebagai berikut:
Gambar 12. Hasil Gambar Penerima Stasiun TV Indosiar

## Gambar 13. Hasil Gambar Penerima Stasiun TV Metro TV

## E. Pembahasan
Dari hasil pengujian antena diperoleh yakni harga return loss  yang  paling  rendah  terjadi  pada  frekuensi  F=471 Mhz yakni RL: -18 dB, sedang pada frekuensi kerja antena F=750 Mhz  yakni  RL:  -11  dB,  Sehingga  dapat  dikatakan  masih memenuhi standart parameter antena yakni RL<-10 dB.
Dan dari hasil RL : -11 dB , maka akan diperoleh nilai koefisien  pantul  ┌:  0,282  dan  VSWR:  1,79.  Sehingga  dapat dikatakan sudah memenuhi layak memenuhi parameter antena yakni  VSWR  <2.  Gelombang  pantul  terjadi,  karena
disebabkan  pada  saat  pengukuran  yang  belum  kedap  pantul, artinya di ruang laboratorium , dinding atau benda disekitarnya, masih membuat adanya gelombang pantulan.
Untuk  hasil  pengukuran  gain  yang  tertinggi  terjadi  pada frekuensi F:567,25 (kanal 33) yakni : 10,45 dB. Sedang rata- rata  gainantena  dari  26  sample  pengukuran  adalah  3,19  dB dengan  asumsi  antena  dipole  ½  λ  (lamda)  sebagai  antena referensi.

## IV. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  yang  dilakukan  pada  pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Hasil penerima TV baik untuk wilayah lokal yaitu stasiun pemancar di jawa timur antara lain JTV surabaya, Malang TV,  Batu  TV  di  malang  sekitar  dan  TV  nasional  yaitu Indosiar,  kompas,  NET,  TVRI,  Metro  TV  ,  rtV  dapat dikatakan  cukup  bagus.  Hasil  penerima  TV  tersebut dilakukan di dalam ruangan(indoor).
2. Balun yang digunakan berbentuk toroida yakni balun 4 : 1
3. Nilai return loss antena terendah terjadi pada frekuensi f :471 Mhz yakni RL: -18 dB , sedang pada frekuensi kerja antena f:750 Mhz yakni RL: -11 dB. Jadi dapat dikatakan sudah  memenuhi  standart  suatu  parameter  antena  yang bagus dimana RL <-10 dB.
4. Nilai VSWR : 1,79 , masih < 2. Sehingga dapat dikatakan sudah memenuhi suatu parameter antena yang layak atau bagus.
Besar  gain  rata-rata  antena:  3,19  dB  dari  26  sample pengukuran,  sedang  gain  tertinggi  terjadi  pada  frekuensi 567,25 Mhz (kanal 33) yakni 10,45 dB.

## REFERENSI
[1] Alaydrus,  Mudrik.  (2011),  “ Antena  Prinsip  &Aplikasi “.Yogyakarta:Graha Ilmu.
[2] Adhi Mahendra , ”Perancangan Antena Mikrostrip Bow- Tie  pada  Aplikasi  Ultra  Wideband” Jurnal  Ilmiah  Elite Elektro, Vol.3 No.2 September 2012, 79-88.
[3] Balanis,  Constantine  A,  (2005),” Antenna  Theory  : Analysis And Design” , Third Edition, New York:John ,Wiley & Sons, Inc. [4] Collin,  R.E  (1985)., Antennas  and  Radiowave Propagation , McGraw-Hill, New York,
[5] E.  Hadyan,  I.  Santoso,  and  T.  Prakoso "Perencanaan antena  bowtie  sebagai  penerima  siaran  Televisi  digital pada  rentang  frekuensi  UHF  (ULTRA  HIGH FRQUENCY)," Transient: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , UNDIP  Semarang  ,  vol.  4,  no.  4,  pp.  1087-1094,  Mar. 2016.
[6] Hanalde Andre, ”Antena Wideband Planar Bowtie untuk Pemanenan Energi Gelombang Televisi Elektromagnetik Terestrial” Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik, Universitas Andalas, Jurnal Nasional Teknik Elektro, Vol. 7, No. 2, Juli 2018 p-ISSN: 2302-2949, e- ISSN: 2407 - 7267
[7] Ibrahim, Reza A. , ” Desain dan Realisasi Antena Bowtie Pada Frekuensi 500 – 700 MHz untuk Aplikasi TV Digital
Jurnal Jaringan Telekomunikasi (Jurnal Jartel), E-ISSN: 2654-6531, P-ISSN: 2407-0807 Vol. 10, No. 4 (2020) 191-196
(DVB-T  dan  DVB-T2)  di  Indonesia .  Bandung  Institut Teknologi Telkom, 2013
[8] Kraus,  John  D(2001).  “ Antennas” .  New  York:The McGraw-HillCompanies
[9] Mott,  Harold,  (1992),  “  Antennas  for  Radar  and Communications: A Polarimetric Approach John Wiley
& Sons, (In USM library)
[10] “Antenna-design  and  implementation  for  dual  band WLAN  applications”.  International  Journal  of  Trend  in Scientific research and development (IJTSRD), Volume 3, Issue 4, 2019