Frekuensi ultra tinggi
Frekuensi ultra tinggi dalam bahasa inggris disebut Ultra High Frequency (UHF) merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi antara 300 MHz sampai dengan 3 GHz (3000 MHz). Panjang gelombang berkisar dari satu sampai 10 desimeter atau sekitar 10 cm sampai 1 meter, sehingga UHF juga dikenal sebagai gelombang desimeter. Gelombang radio dengan frekuensi di atas pita UHF adalah "super high frequency" atau
frekuensi super tinggi (SHF) dan "extremely high frequency" atau frekuensi ekstrem tinggi (EHF). Sedangkan sinyal frekuensi yang lebih rendah termasuk ke dalam "very high frequency" atau frekuensi sangat tinggi (VHF).
Pada tahun 1864, James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik yang cepat memengaruhi antara medan magnet listrik dan menyebar dengan kecepatan cahaya. Maxwell menyatakan bahwa cahaya seperti gelombang yang pada dasarnya merupakan fenomena elektromagnetik. Dengan demikian, dia berpendapat bahwa cahaya adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik.
Heinrich Rudolf Hertz adalah seorang fisikawan Jerman yang memperjelas dan memperluas teori elektromagnetik cahaya yang telah diajukan oleh Maxwell. Dia adalah orang pertama yang menunjukkan adanya gelombang elektromagnetik dengan membangun sebuah alat untuk menghasilkan dan mendeteksi gelombang VHF dan UHF. Hertz mengembangkan antena penerima gelombang VHF dan UHF.
UHF dan VHF adalah pita frekuensi yang paling umum digunakan untuk transmisi sinyal televisi. Selain untuk siaran televisi, pita UHF juga bisa digunakan untuk hal-hal lain, yaitu:
Pengiriman dan penerimaan sinyal TV dan radio dipengaruhi oleh banyak variabel. Atmosfer kelembaban, angin, matahari, penghalang fisik seperti gunung dan bangunan, dan cuaca sepanjang hari akan memiliki efek pada transmisi sinyal dan degradasi penerimaan sinyal. Semua gelombang radio sebagian diserap oleh uap air atmosfer. Jika penyerapan Atmosfer berkurang, maka hal ini akan melemahkan kekuatan sinyal radio jarak
jauh. Pengaruh ini meningkatkan penurunan kualitas saat beralih dari sinyal VHF ke sinyal UHF. Sinyal UHF umumnya lebih rusak oleh kelembaban yang lebih rendah daripada sinyal VHF.
Lapisan atmosfer bumi, ionosfer, diisi dengan partikel bermuatan yang dapat memantulkan beberapa gelombang radio. Pengguna radio amatir menggunakan kualitas dari ionosfer ini untuk membantu frekuensi rendah. Sinyal UHF tidak memiliki kemampuan untuk memanfaatkan apa yang dibawa sepanjang ionosfer tetapi sinyal UHF dapat terpantul dari partikel-partikel bermuatan rendah ke titik lain di bumi untuk mencapai jarak yang lebih jauh.
Keuntungan utama dari pita UHF adalah gelombang fisik yang pendek mampu dihasilkan oleh frekuensi tinggi. Ukuran antena transmisi dan penerimaan, tergantung oleh ukuran gelombang radio. Antena UHF adalah sedikit gemuk dan pendek. Memasang antena yang lebih kecil sudah mampu digunakan untuk frekuensi yang lebih tinggi.
Kerugian utama dari UHF adalah dibatasinya jangkauan siaran dan penerimaan, sering disebut sebagai "line-of-sight" (jarak pandang) antara antena transmisi stasiun TV dan antena penerimaan pelanggan.
Perbedaan antena UHF dan VHF pada dasarnya terletak pada ukurannya. Frekuensi UHF jauh lebih tinggi daripada VHF, jadi antena yang digunakan lebih kecil. Perbedaan transmisi VHF dan UHF hanya pada area frekuensi mereka berasal.
Besarnya daya pancar akan memengaruhi besarnya sinyal penerimaan siaran televisi di suatu tempat tertentu pada jarak tertentu dari stasiun pemancar televisi. Semakin tinggi daya pancar semakin besar level kuat medan penerimaan siaran televisi. Namun besarnya penerimaan siaran televisi tidak hanya dipengaruhi oleh besarnya daya pancar.
Besarnya daya pancar yang diperlukan untuk menjangkau sasaran pada jarak tertentu dipengaruhi antara lain oleh besarnya frekuensi, ketinggian antena pemancar dan antena penerima, profil antara lokasi pemancar dengan lokasi penerima, serta besarnya level kuat medan yang diharapkan dapat diterima oleh pesawat penerima. Apabila dinyatakan dalam rumus, dapat kita lihat dengan jelas
parameter-parameter yang berpengaruh pada penerimaan sinyal siaran televisi:Untuk menganalisa perbedaan kebutuhan daya pancar antara pemancar VHF dengan UHF dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan grafik rumus propagasi gelombang pada ""free space"" dengan variable-variable sebagai berikut: Dengan data sebagaimana tersebut di atas, dapat dihitung kebutuhan "power output" VHF yang dapat menjangkau sasaran sejauh 20 Km adalah sebagai berikut:
Po (db) = Pfs (db)- Gant (db) + 32.5 (db) + (20logD (km))(db) + (20logF (Mhz))(db) Po (db) =-32bdm- 10db + 32.5db + 20log20 + 20log200 Po (db) =-32bdm- 10db + 32.5db + 26db + 46db Po (db) = 62.5 dbm = 2.5dbk = 1.8 KW
Po (db) = Pfs (db)- Gant (db) + 32.5 (db) + (20logD (km))(db) + (20logF (Mhz))(db) Po (db) =-27bdm- 10db + 32.5db + 20log20 + 20log500 Po (db) =-27bdm- 10db + 32.5db + 26db + 54db Po (db) = 75.5 dbm = 15.5dbk = 35 KW
Dengan data sebagaimana tersebut di atas dan dengan menggunakan standar CCIR, besarnya daya pancar dapat dihitung sebagai berikut:
Dari uraian tersebut di atas dapat disampaikan bahwa untuk mendapatkan kualitas penerimaan gambar dan suara yang baik pada jarak yang sama diperlukan daya pancar yang lebih tinggi apabila menggunakan pemancar UHF daripada menggunakan pemancar VHF.
Besarnya "gain" antena dipengaruhi oleh jumlah dan susunan antena serta frekuensi yang digunakan. Antena pemancar UHF tidak mungkin digunakan untuk pemancar TV VHF dan sebaliknya, karena akan menimbulkan gangguan yang tinggi. Sedangkan antena penerima VHF dapat saja untuk menerima sinyal UHF dan sebaliknya, namun "gain" antenanya akan sangat mengecil dari yang seharusnya.
Penggunaan pemancar UHF membutuhkan biaya yang jauh lebih besar daripada menggunakan pemancar VHF untuk menjangkau daerah yang sama. Hal ini sangat wajar karena untuk menjangkau sasaran tertentu pemancar UHF memerlukan daya yang 5 kali lebih besar daripada daya pemancar VHF.
Kualitas hasil pancaran dari pemancar VHF dibandingkan dengan kualitas hasil pancaran dari pemancar UHF adalah sama asalkan keduanya memenuhi persyaratan dan spesifikasi yang telah ditentukan. Perbedaan yang mungkin terjadi hanya dapat diketahui dengan menggunakan alat ukur.
Banyak orang mengira kalau UHF adalah teknologi baru yang lebih baik, anggapan ini salah. Teknologi dan prinsip yang digunakan pada sistem operasinya sama. Selama masih sedikit pengguna sistem "wireless" UHF maka salah satu keuntungan menggunakan operasi UHF ini adalah sedikit kemungkinan mengalami gangguan sehingga membuat siaran UHF lebih tajam dan jelas.
UHF dan VHF biasanya digunakan untuk transmisi sinyal televisi. Di Indonesia sebagian besar stasiun televisi menggunakan gelombang radio UHF, baik stasiun swasta maupun negeri. Sebelumnya TVRI menggunakan pemancar VHF untuk menjangkau daerah di Indonesia. Setelah muncul televisi swasta, dalam hal ini adalah RCTI, maka digunakanlah pemacar UHF agar mampu menjangkau jarak yang lebih luas. Televisi
swasta lainnya yang muncul setelah itu pun menggunakan UHF sebagai pemancar karena jangkauan siarannya yang nasional. Seiring majunya industri penyiaran di Indonesia, akhirnya TVRI pun melakukan perubahan frekuensi dari VHF ke UHF, walaupun sampai sekarang masih terdapat beberapa daerah yang menggunakan pemancar VHF.
Hampir semua kanal frekuensi VHF digunakan TVRI mencakup sekitar 80% wilayah Indonesia. Sedangkan pita UHF, rencama frekuensi awal (tahun 90-an) adalah 7 kanal frekuensi di setiap wilayah di Indonesia. Akibat kebijakan Departemen Penerangan tahun 1998 (5 TV swasta nasional baru), akhirnya diberikan 11 kanal frekuensi untuk Ibu Kota Provinsi. Penambahan kanal ini disebut dengan "existing".