Frekuensi rendah

Frekuensi rendah (bahasa Inggris: Low frequency) adalah sebutan ITU untuk frekuensi radio (RF) dalam kisaran 20–300 Hz (Hertz). Panjang gelombangnya bisa mencapai 1–10 km sehingga frekuensi rendah juga dapat disebut pita kilometer dan gelombang kilometer. Bunyi dengan frekuensi rendah dapat merambat dengan jarak yang sangat jauh dan mampu menembus hambatan tanpa mengurangi muatan frekuensi.  

Menurut teori partikel, setiap sesuatu atau zat di muka bumi tersusun atas partikel-partikel kecil yang akan bergerak dan bergetar. Namun, getaran tersebut hanya sekitar 20–300 Hz. Manusia tidak dapat mendengar frekuensi rendah karena kemampuan telinga yang hanya dapat menangkap gelombang dengan kekuatan 20 - 20.000 Hz. 

Dalam beberapa pengecualian, manusia tertentu memiliki ketajaman pendengaran yang seiring waktu menurun karena pengaruh usia atau kecelakaan. Beberapa hewan memiliki kemampuan mendengar suara infrasonik, yaitu jangkrik, anjing, dan lumba-lumba. Dalam beberapa kondisi, hewan-hewan yang memiliki kemampuan menangkap bunyi frekuensi rendah dapat mendeteksi adanya gempa bumi, gunung meletus, dan tsunami. 

Pada zaman sebelum pemutakhiran teknologi, manusia menggunakan seismograf untuk mendeteksi bencana alam lebih awal. Seismograf ditemukan oleh peneliti Zhang Heng asal China pada zaman Dinasti Han. Struktur utamanya terdiri dari gantungan pemberat dan ujung yang lancip seperti pensil. Ujung lancip seperti pensil berfungsi sebagai cara mengetahui arah gempa dan kekuatan yang tergambar dalam bentuk seismogram.

Penerapan 
Ukuran gelombang yang sangat panjang membuat gelombang radio (salah satu bentuk pemaksimalan fungsi frekuensi rendah) dapat membelok atau terdifraksi melewati berbagai rintangan besar seperti pegunungan dan mengikuti kontur  bumi. Gelombang tanah bersifat vertikal (terpolarisasi vertikal) karena memuatan medan listrik (medan magnet berbentuk horizontal) sehingga dapat digunakan sebagai transmisi sinyal sampai dengan 2.000 kilometer antar pemancar. Gelombang langit hanya menerima atau mendeteksi sinyal dengan jarak lebih dari 300 kilometer.   

Perambatan lain menggunakan metode pemantulan dari ionosfer. Ionosfer merupakan bagian atas bumi yang terionisasi. Namun, metode ini jarang digunakan pada frekuensi yang lebih tinggi.

Penggunaan jam radio 
Penggunaan jam radio pada tahun 1980-an menggunakan frekuensi rendah karena tidak dapat dipengaruhi medan apapun di bumi dan tidak mengurangi muatannya dengan jarak yang jauh. Saat itu dominan digunakan bangsa Eropa dan negara Jepang.

Kapal selam dan militer 
Kemampuannya untuk merambat dengan jarak yang sangat jauh dan mampu menembus hambatan tanpa mengurangi muatan frekuensi digunakan sebagai sistem komunikasi kapal selam dalam lautan, misalnya militer Amerika Serikat, Rusia, India, Swedia, dan Jerman. 

Contoh penggunaan bunyi frekuensi rendah pada militer adalah pengawasan yang dilakukan oleh Angkatan Laut Kerajaan kepada BBC radio dengan kekuatan bunyi 198 Hz dekat perairan Inggris dan keputusan Amerika Serikat untuk membentuk GWEN. GWEN merupakan sistem komunikasi jaringan darurat darat untuk kebutuhan militer hingga tahun 1999 (digantikan oleh fungsi satelit).

Siaran Radio 
Berkorelasi dengan kebutuhan militer, siaran radio dapat digunakan untuk kepentingan umum penyiaran. Radio terbagi menjadi dua bagian; Radio AM dan Radio FM. 

 Radio AM  (Amplitude Modulation) adalah proses memodulasi sinyal frekuensi rendah pada gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah amplitudo gelombang tanpa mengubah apa pun, termasuk frekuensinya. 
 Radio FM (Frequency Modulation) adalah proses memodulasi sinyal frekuensi tinggi dengan mengubah frekuensinya. Pembeda keduanya terletak pada cara memodulasi frekuensi tinggi sebagai sinyal pembawa.

Antena 
Antena menggunakan gelombang tanah dan memerlukan polarisasi vertikal, sehingga dibutuhkan radiator tiang. Radiator tiang dipakai dengan merekatkannya di tanah atau disambung dan dimasukkan melalui kabel. Radiator tiang tidak dapat menjadi solusi jika ketinggian antena mengalami masalah sehingga alternatifnya dengan menggunaan antena T dan antena L. Antena T dan L meningkatkan kapasitas efisiensi antena dengan meningkatkan arus tanpa menambah ukurannya secara fisik. 

Ketinggian antena dapat bervariasi berdasarkan penggunaannya. Antena T biasanya berkisar dari 50 - 20 meter dan antena biasa lebih dari 150 meter.

 Suara non-arah dengan ketinggian 10 meter.
 Pemancar navigasi dengan ketinggian 100 meter.
 Stasiun penyiaran dengan ketinggian 150 meter (biasanya antena T)

Namun, stasiun penyiaran memiliki sistem yang lebih kompleks karena dapat menggunakan beberapa tiang sehingga kemungkinan menggunakan antena sangkar dan antena pengarah. Antena pengarah mengarahkan fokus daya yang disalurkan ke tanah dan membuat zona penerimaan sinyal besar tanpa terganggu atau pudar. Antena ini digunakan oleh pemancar Orlunda di Swedia.

Referensi