## ALUMUNIUM BAHAN ANTENA UNTUK OPTIMASI TRANSMISI GELOMBANG RADIO

## Roni Kartika Pramuyanti
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Semarang Email: elektro@umk.ac.id

## ABSTRAK
Antena  merupakan  instrumen  pada  elektronika  telekomunikasi  yang  sangat  berguna  pada  pentransmisian gelombang suara baik gelombang audio maupun radio.  Banyak bahan pembuat antena yang bisa digunakan, antara lain besi, kuningan, tembaga dan alumunium.  Semua bahan yang disebutkan adalah bahan-bahan konduktor yang mudah dalam menghantar arus listrik.  Dari penelitian ini diharapkan akan diperoleh bahan dasar antena yang dapat meng optimasikan gelombang radio. Metode yang digunakan untuk mengetahui hal ini adalah dengan membuat antena dari dari bahan-bahan yang biasa dibuat sebagai bahan dasar antena.  Semua bahan untuk membuat antena yang disebutkan sebelumnya telah dicoba dan diteliti,  ternyata hanya satu bahan dasar saja yang bisa digunakan sebagai bahan pembuat antena yang  mudah  serta ringan  yaitu Alumunium. Beberapa parameter yang  menyertai pada pembuatan antena yang semuanya ada pada Alumunium, dapat diatasi, diketahui dan bahkan diketemukan. Antara lain bentuk dan diameter permukaan, impedansi, daya pancar, daya terima serta SWR.
Kata kunci: antenna, konduktor, optimal, alumunium, daya pancar, daya terima, SWR.

## ABSTRACT
The  Antena is one  of electronic’s communication instrument which very  usable  to transmitted the radio and audio sound wave.  There are many basic materials of antenna which can usable, the among others iron, brass, copper, aluminum.  All of the badic materials is the materials which can be conductor. From  this  research,  All  of  the  materials  to  make  an  antenna  has  been  studied  previouslycan  make  the optimation  of  radio’s  wave.    The  metode  to  know  that  is  make  the  antenna  with  use  all  of  the  basic materials.   But only  one  material can be  used as be  base material antenna.  That’s alumunium, that’s lightweight, malleable.  Some parameters which follow in use of antenna there is on alumunium caa be solve,  known  and  found.    Among others  things,  the  shape and  surface  parameters,  impedance,  transmit power, receive power, and SWR antenna.
Keywords: antenna, conductor, optimal, alumunium, transmited power, receive power, SWR.

## 1. PENDAHULUAN
Antena  adalah  perangkat  yang  digunakan  untuk  transmisi  gelombang,  mengirim  dan  menerima sinyal. Antena dibuat dari bahan konduktor dengan berbagai bentuk sesuai dengan fungsi penerapannya. Salah satu jenis Antena yang kita bahas disini adalah  Antena Yagi . Transmisi utama energi dari sntena terjadi dalam derah luar konduktor, karena setiap  medan  yang berubah terhadap  waktu  akan  mengalami atenuasi yang sangat cepat di dalam konduktor yang baik.
Antena yang baik adalah antenna yang bias menyeimbangkan serta memaksimalkan daya pancar dan daya terima antenna.  Beberapa hal yang perlu diketahui pada daya hantar maupun pancar antena adalah adanya  tahanan  yang  akan  mempengaruhi  besarnya  frekuensi  pancaran  maupun  penerimaan  dari gelombang  radio.    Untuk  itu  telah  dicoba  untuk  menganalisa  ada  dan  tidaknya  tahanan  pada  konduktor dari antena yang digunakan.
Kecenderungan gelombang merambat pada permukaan penghantar sehingga perlu dipilih bahan dan bentuk konduktor yang sesuai dan dapat digunakan untuk pentransmisian gelombang radio dapat optimal. Penelitian  dan  pembahasan  dari  masalah  ini  akan  dibatasi  pada  1.  jenis  bahan  konduktor  yang  paling sesuai,  2.    Batas  frekuensi  radio  yang  dapat  dipancarkan  serta  diterima  dari  antena  yang  dibuat  dengan bahan konduktor tersebut.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  metode  :1.    Studi  literatur,  2.    Pembuatan  antena dengan bahan beberapa konduktor, 3.  Survei lokasi untuk penerapan dan aplikasi antena yang dibuat dari bahan sebuah konduktor saja.

## 2.1 Studi Literatur
Sambil  melakukan  penelitian,  penulis  membaca  serta  mempelajari  beberapa  buku  atau  literatur  yang menunjang  penelitian  yang  tengah  dilakukan,  serta  membandingkannya  dengan  penelitian  yang  sudah  ada sebelumnya.

## 2.2 Pembuatan Antena Dengan Bahan Beberapa Konduktor
Untuk menunjang keberhasilan dan kelancaran penelitian ini, peneliti melakukan pembuatan antenna dengan menggunakan  beberapa  konduktor  yang  telah  disebutkan  sebelumnya.      Perancangan  bentuk/  model  antena yang akan diteliti menggunakan bahan konduktor yang ada :
Gambar 1. Tiga elemen pokok antena : a.  direktor, b. Driven/radiator (Dipole yang dilipat simetris) penerima utama, c. reflektor
Keuntungan/ perolehan/ gain diberikan oleh :
G = 10 log n (1)
Keterangan‘n’ adalah jumlah elemen yang perlu dipertimbangkan.
Selama  tiga  elemen  Yagi  antena,  jarak  antara  reflektor  dan  driven  utama  tersebut  0.15λ,  antara direktor  dan  driven  utama  0.11λ.  Ini  jarak  pemisahan  antara  elemen  mereka  yang  memberikan keuntungan  yang  optimal  ,  karena  jika  tidak  menggunakan  jarak  tersebut  dapat  mengganggu  satu  sama lain , menurunkan gain .
Gambar  di  atas  kita  dapat  melihat  arus  dan  tegangan  distribusi  lebih  dari  dipole  setengah gelombang . Setiap tiang antena terlihat seperti bagian terbuka dari seperempat panjang gelombang dari saluran  transmisi  .  Oleh  karena  itu  di  ujung  ada  tegangan  maksimum  dan  minimum,  arus  dan  tegangan minimum dan maksimum ada pula di pusat. Oleh karena itu , dengan asumsi bahwa titik di tengah antena , impedansi masukan adalah E minim / I maxim dan nilai minimum . Impedansi pada antena berakhir E maxim / I minim dan nilai maksimum .
(a) (b)
(c)

## Gambar 2.  Perancangan Antena Yagi yg Dibuat (cara membuat antenna yagi)
Yagi Antena : Antena terdiri dari beberapa paralel dan planar array , direksi, aset (x) dan reflektor, banyak  digunakan  dalam  penerimaan.  Prinsip  elemen  mengarahkan  medan  listrik, driven  element yang memancarkan aset (x) dan reflektor  mencerminkan hal ini.  ( Gambar 9 di bawah). Unactivated disebut elemen parasit , antena dapat memiliki beberapa elemen aktif Yagi dan berbagai parasit . Perolehan (Gain) antena didapatkan dari :
G = 10 log n (2)
(dimana n adalah jumlah elemen yang perlu dipertimbangkan).
Selama tiga elemen Yagi antena jarak antara direktor dan driven x tersebut 0.15L,  antara driven x dan  reflektor  0.11  L  .  Ini  jarak  pemisahan  antara  elemen  adalah  mereka  yang  memberikan  keuntungan yang  optimal  ,  karena  jika  bidang  barang  destruktif  mengganggu  satu  sama  lain  ,  menurunkan  gain. Seperti dapat dilihat, ini desain antena Yagi ditemukan menjadi sempit , sebagai elemen dipole dipotong pada satu frekuensi biasanya dipilih 2 (50MHz sampai 86 MHz serta antara 110 MHz  – 115MHz) . Hal ini terbukti menjadi suatu kerugian karena tidak mungkin untuk menutupi beberapa TV dengan satu gain yang  dipilih  .  Untuk  alasan  ini  yang  disebut  broadband  antena  Yagi  yang  digunakan,  yang  dapat mencakup beberapa saluran sekaligus sementara mengorbankan keuntungan.
Gambar 3. Bagian Antena Yagi Driven Element memancarkan Aset (x)

## 2.3 Survei Lokasi Untuk Mencoba Antena Yang Dibuat
Setelah menyelesaian antenna terutama yang berbahan dasar Alumunium, dicari tempat yang cukup lapang untuk mencoba atau mengaplikasikan antenna tersebut.  Dari aplikasi ini diharapkan akan fiperoleh serta dihitung daya pancar serta daya terima yang dimiliki antenna.

## Gambar 4.  Blok Langkah-langkah Yang dilakukan pd penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHANSAN
Penelitian  imi  memberikan  2  macam  hasil  yaitu  hasil  berupa  data  tertulis  untuk  dianalisa  secara  teori  & rumus, serta hasil penelitian yang berupa penerapan langsung di lapangan.

## 3.1 Hasil Penelitian Laboratorium
Data perubahan daya dan berdasarkan perubahan frekuensi dari antena bahan antena :  Alumunium tabung
Perancangan bentuk/ model antena dg konduktor yang telah ada
Pembuatan antena menggunakan konduktor yang ada (Al,Cu,kuningan)
Mengadakan pengukuran, mencatat  bbrapa parameter pada tiap antena ‘open dipole’ & ‘closed dipole’
Mengadakan  pengukuran langsung di lapangan dg menyesuaikan frekuensi
Melakukan pencocokan serta validasi antara hasil pengukuran & perhitungan
Tabel 1. Data perubahan daya berdasar perubahan frekuensi antena Daya 1 antena penerima,
daya 2 antena pemancar [4] frekw (MHz) daya 2 frekw (MHz) Daya 1 10 0,05 10 0,01 20 0,055 20 0,015 30 0,06 30 0,02 40 0,065 40 0,02 50 0,065 50 0,03 60 0,07 60 0,03 70 0,075 70 0,035 80 0,08 80 0,035 90 0,09 90 0,04 100 0,5 100 0,6 110  0,8 110  0,8 120 0,3 120 0,4 130 0,25 130 0,35 140 0,3 140 0,4 150 0,25 150 0,3 160 0,2 160 0,4 170 0,6 170 0,45 180 0,4 180 0,4 190 0,3 190 0,4 200 0,25 200 0,3 * Alumunium tabung Tabel 2.  nilai R, f dan SWR a.  R = 56 Ω  ; X = 226    ; f   =  90,07 MHz ; SWR  =  14,1 b.  R = 57 Ω  ; X = 194    ; f   =102,06 MHz ; SWR  =  10,4 c.  R = 46 Ω  ; X =  18     ; f  = 114,10 MHz ; SWR  =    1,5 d.  R = 81 Ω  ; X =  0       ; f  = 116,10 MHz ; SWR  =    1,5
* Alumunium Pejal
Tabel 3. nilai R, f dan SWR a.  R = 42 Ω  ; X = 262    ; f   =  93,09 MHz ; SWR  =  22 b.  R = 52 Ω  ; X = 39    ; f   =  94,07 MHz ; SWR  =  23,3 c.  R = 60  Ω  ; X =  329   ; f  = 95,09 MHz ; SWR  =    26,2 d.  R =   7 Ω  ; X =  9       ; f  = 64,05 MHz ; SWR  =    6,5
Pengukuran perubahan daya berdasarkan perubahan frekuensi dengan harga  dari SWR Analyser didapat harga seperti pada tabel diatas.   Adapun dari data diatas akan dapat dihitung :
a. panjang gelombang dari frekuensi dengan daya terbesar
( λ =    ,  dimana c :  cepat rambat cahaya di udara, f : frekuensi data.
b. kuat sinyal dari daya terbesar = 10 log n ;  (n =
Dari  alat  SWR Analyser pula  dapat  dibaca  atau  diketahui  harga  tahanan  murni/    Resistensi  (R), Reaktansi (X) sehingg akan dapat dihitung besar impedansi serta SWR antena yang digunakan.

## 3.2 Hasil Penelitian Lapangan
Setelah pembuatan antena yagi selesai, telah dilakukan beberapa pengamatan dengan menggunakan beberapa peralatan :  antena yang telah selasai dibuat (seperlunya), SWR analyser serta beberapa potong kabel/ probe yg menghubungkan antara antena dan SWR analyzer .
Dari  pengukuran  diatas,  selanjutnya  dilakukan  pula  aplikasi  langsung  atau  penelitian  lapangan. Adapun  peralatan  yang  diperlukan  adalah  :  antena,  kabel  konektor  serta measurement  reciever .    Dari penelitian  lapangan  ini  akan  dicari  atau  dianalisa  penerimaan  suara  yang  paling  jelas  berdasarkan frekuensi  serta  tahanan  atau  impedansi  yang  telah  dicari  atau  diteliti  sebelumnya  berdasarkan  hasil pengukuran.
Contoh  dari  data  yang  dicoba  dan  dilakukan  :  Alat  yang  digunakan  untuk  penerimaan  : measurement  Reciever :    pada  frekuensi  yg  diterima  96,8  MHz.  kuat  sinyal  yg  diterima  =  16,5  dBµV; 17,8 dBµV & kuat sinyal persatuan luas19dBmµV/m 2 .  Kuat sinyalygditerima =  Gain/ perolehan antena = 10 log n.  Impedansi antena didapat dari gabungan antara resistansi/ yahanan murni (R) dan reaktansi induktif yang ada (X), Z = Z L = ,  perhitungan SWR =   ; jika z L >> z o atau SWR =   ; jika z 0 >> z L

## 3.3 PEMBAHASAN
Perhitungan berdasarkan data yang ada : * Panjang gelombang antena (λ), didapat dari data dengan frekuensi terbaik yang memancarkan atau menerima daya terbesar :
f  =  110 MHz,  daya 0,8 W
λ  = =  0,027.10 2 = 2,7 m
*  Impedansi Antena Harga R (Resistansi) dan  X (Reaktansi) didapat dari data hasil pengamatan, yaitu : a.  R = 56 Ω ;  X = 226 Ω
= 232,83 Ω
b.  R = 57 Ω ;  X = 194 Ω Z =
=  202,20 Ω
* Standing  Wave  Ratio (SWR)  dari  Impedansi  Z/  Z L yang  telah  dihitung.    Nilai  SWR merupakan  perbandingan dari Z (Z L ) dan Z 0 yang berharga 50 Ω.
SWR = harga SWR berdasarkan data dan perhitungan :
a. Z L = 232,83 Ω  ;  SWR =     = = 4,66
b. Z L = 202,20 Ω  ;  SWR =     =
c. Z L =   49,40 Ω  ;  SWR =     = =  1,01
d. Z L = 81 Ω         ;  SWR =     =         =  1,62
Penelitian lapangan menggunakan antena dengan bahan Alumunium tabung.  Dari pengujian antena ini  dicari  gelombang  yang  diterima  paling  jelas  menggunakan  antena  yang  dibuat  (  Gambar  10  ).    Alat yang  digunakan  adalah  antena  yang  dibuat,  kabel  konektor  yang  akan  menghubungkan  antena  ke Measurement Reciever (penerima).  Dari Measurement Reciever dapat dilihat : frekuensi yang diterima     :  96,8 MHz Kuat sinyal yang diterima  :  16,5 dB 17,8 dB Kuat sinyal yg diterima/     :  19    dB/m 2
Satuan luas Dari hasil perhitungan, terlihat bahwa impedansi antena mempunyai nilai yang   sebanding dengan SWRnya.  Impedansi adalah suatu tahanan, sehingga harga impedansi semakin kecil akan membuat daya hantar dari antena menjadi besar. Secara teori, antena yang paling baik adalah antena yang mempunyai SWR rendah Impedansi antenna mendekati 50 Ohm Sinyal yang diterima paling kuat
c.  R = 46 Ω ;  X = 18 Ω
Z = =  49,40 d.  R = 81 Ω ;  X =   0 Ω Z = =  81 Ω
Gambar 3. Hasil pembuatan alat serta pengambilan data di lapangan

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan dan analisa, dapat diperoleh kesimpulan :
a. Hasil pengamatan di lapangan mempunyai harga yang sangat jauh berbeda dengan perhitungan atau pengamatan  yang  telah  dilakukan  sbelumnya,  hal  ini  kemungkinan  adanya  faktor  Error  Pointing yang terjadi saat pengambilan data serta pengamatan lapangan.
b. Harga Standing  Wave  Ratio (SWR)  semakin  kecil  adalah  semakin  baik.    Dari  penelitian  diatas terlihat  bahwa  SWR  mempunyai  harga  yang  kecil  (dibawah  20)  adalah  pada  antena  dengan  bahan tabung, alumunium tabung, tembaga tabung dan kuningan tabung..
c. Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  menggunakan  SWR Analyzer ,  kecilnya  harga  SWR bersamaan  pula  dengan  kecilnya  harga  reaktansi  walaupun  pada  frekuensi  sekitar  90,07  MHz  dan 102,06  MHz  harga  reaktansinya  msih  diatas  150  Ω,  SWR  mempunyai  harga  14,1  dan  10,4.    Pada Alumuniun  harga  SWR  juga  rendah  yaitu  6,5  pada  frekuensi  64,  05  MHz,  reaktansi  11  Ω  serta resistansi 6 Ω.
d. Aplikasi  atau  penggunaan  antena  yang  dibuat  di  lapangan,  memberikan  hasil  kuat  sinyal  yang diterima  (Gain)  yang  sangat  jauh  berbeda  dari  perhitungan  pada  frekuensi  yang  sama.    Hal  ini kemungkinan disebabkan adanya pergeseran nilai atau error pointing yang terjadi antara antena serta kondisi udara.
e. Bahan  Alumunium  tabung  dan  tembaga  tabung  sebagai  konduktor  saat  digunakan  sebagai  bahan antena  mempunyai  nilai  SWR  yang  kecil,  untuk  alumunium  tabung  juga  mudah  dalam pembentukannya.

## ACUAN REFERENSI
Perbandingan bahan konduktor utk pentransmisian gelombang radio, Roni Kartika Pramuyanti.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] J. Kraus & Rashefka (2001). Antenna (3 rd edition) . Washington DC; Mc. Graw Hill.
[2] John  Willey  &  Son,  1997. Bidang  Gelombang  dalam  Elektronika  Komunikasi ,  1997.  New  York  ; John Willey & Son Inc.
[3] Noname http://id.Wikipedia.org/wiki/Antenna_Yagi, tanggal 31 Desember 2013.
[4] Roni Kartika, Ari Endang, M Sipan, 2014, Perbandingan Bahan Konduktor Untuk Pentransmisian Gelombang Radio, LPPM USM