BAB IV DATA DAN ANALISA SERTA APLIKASI ANTENA OMNIDIRECTIONAL 2,4 GHz
4.1 Umum Setelah melakukan proses perancangan dan pembuatan antena serta pengukuran atau pengujian antena Omnidirectional 2,4 GHz, proses selanjutnya adalah membandingkan serta menganalisa hasil pengukuran dengan hasil simulasi dan mengaplikasikan antena Omnidirectional 2,4 GHz yang telah dibuat untuk digunakan pada komunikasi data atau jaringan komputer secara wireless dengan frekuensi 2,4 GHz. Ada beberapa aplikasi yang digunakan pada antena Omnidirectional 2,4 GHz yaitu sebagai pemancar dan penerima.
4.2 Data
Hasil
Pengukuran
VSWR
dan
Impedansi
Input
Antena
Omnidirectional Dari hasil pengukuran antena Omnidirectional menggunakan R3770 Network Analyzer (NA) pada frekuensi 2,4 dan 2,441 GHz , maka diperoleh nilai VSWR dan nilai impedansi input pada tabel sebagai berikut. Tabel 4.1 Hasil Pengukuran VSWR No.
Frekuensi (GHz)
Nilai VSWR
1
2,400
1,681
2
2,441
2,872
50
51
Dari tabel diatas dapat dilihat nilai VSWR antena Omnidirectional pada frekuensi 2,400 GHz yaitu 1,681. Meskipun nilai tersebut kurang baik akan tetapi yang didapat masih <2. Ketika frekuensi dinaikkan pada 2,441 Ghz nilai VSWR yang didapat semakin besar yaitu 2,872. Jadi perbedaan nilai frekuensi menimbulkan perbedaan terhadap nilai VSWR dan perubahan tersebut diakibatkan adanya interferensi dimana sinyal mengalami attenuasi di ruang bebas dan dipantulkan oleh benda-benda di sekitar ruangan. Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Impedansi Input Frekuensi
Nilai Real
Nilai Imajiner
Induktansi
(GHz)
(Ω)
(Ω)
(H)
1
2,400
74,739
22,740
1,508
2
2,441
61,597
54,747
3,569
No.
Pada tabel di atas dapat dilihat besaran nilai impedansi input antena Omnidirectional dalam bilangan kompleks yang dihasilkan dari pembacaan data hasil pengukuran dalam bentuk smitch chart pada frekuensi 2,4 GHz dan 2,441 GHz. Dimana bilangan kompleks tersebut memiliki bagian real dan bagian imajiner. Bagian real merupakan resistansi (tahanan) masukan yang menyatakan daya yang diradiasikan oleh antena pada medan jauh. Sedangkan bagian imajiner merupakan reaktansi masukan yang menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat antena. Dari hasil pengukuran, nilai impedansi input antena Omnidirectional pada frekuensi 2,4 GHz seperti yang tertera pada tabel di atas, yaitu memiliki
52
impedansi input sebesar 74,739 Ω + 22,740 Ω. Besar nilai impedansi input ternyata mempengaruhi nilai VSWR, karena apabila antena Omnidirectional dihubungkan dengan saluran transmisi yang mempunyai impedansi karakteristik sebesar 50 Ω, maka akan menimbulkan gelombang pantul yang perbandingannya kita kenal dengan istilah VSWR.
4.3 Data Hasil Pengukuran Pola Radiasi Setelah
melalui
langkah-langkah
pengukuran
pola
radiasi
antena
Omnidirectional 2,4 GHz pada bidang E dan H, maka dapat diketahui bentuk pola radiasi yang diperoleh dari pengukuran level sinyal antena dan data pengukuran tersebut dinormalisasi, dan setelah itu diproses sehingga mendapatkan pola radiasi yang sesuai dengan data yang didapat. Data hasil pengukuran serta normalisasi selengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
53
Tabel 4.3 Data hasil pengukuran pola radiasi bidang H Posisi (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
Sinyal (dBW) -26 -28 -28 -26 -28 -26 -26 -28 -28 -26 -28 -28 -28 -26 -26 -26 -26 -28 -26 -28 -28 -26 -26 -26 -26 -26 -26 -26 -28 -28 -26 -26 -28 -26 -26 -28 -26
Sinyal (mW) 2,511 1,585 1,585 2,511 1,585 2,511 2,511 1,585 1,585 2,511 1,585 1,585 1,585 2,511 2,511 2,511 2,511 1,585 2,511 1,585 1,585 2,511 2,511 2,511 2,511 2,511 2,511 2,511 1,585 1,585 2,511 2,511 1,585 2,511 2,511 1,585 2,511
Sinyal Ternormalisasi 1 0,631 0,631 1 0,631 1 1 0,631 0,631 1 0,631 0,631 0,631 1 1 1 1 0,631 1 0,631 0,631 1 1 1 1 1 1 1 0,631 0,631 1 1 0,631 1 1 0,631 1
54
Gambar 4.1 Pola radiasi bidang H Dari gambar pola radiasi diatas dapat dilihat bahwa pola radiasi bidang H menyebar ke segala arah. ini disebabkan karena level sinyal terbesar ada pada posisi antena 0º. Pada posisi tersebut antena menerima sinyal secara maksimal. Kemudian ketika antena diputar level sinyal yang ditangkap akan berkurang. Ini karena posisi antena tidak tepat mengarah pada pemancar dalam hal ini adalah Access Point. Dari data hasil pengukuran pula dapat diketahui level sinyal berkisar -26 dBm dan -28 dBm, hal ini membuat gambar grafik pola radiasi bidang H pada Gambar 4.1 hampir menyebar ke segala arah.
55
Tabel 4.4 Data hasil pengukuran pola radiasi bidang E Posisi (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
Sinyal (dBW) -38 -37 -35 -35 -38 -37 -36 -33 -35 -34 -34 -31 -30 -33 -34 -34 -34 -34 -33 -33 -32 -35 -37 -36 -35 -33 -34 -34 -33 -33 -34 -32 -32 -34 -29 -30 -38
Sinyal (mW) 0,1585 0,1995 0,316 0,316 0,1585 0,1995 0,251 0,501 0,316 0,398 0,398 0,794 1 0,501 0,398 0,398 0,398 0,398 0,501 0,501 0,631 0,316 0,1995 0,251 0,316 0,501 0,398 0,398 0,501 0,501 0,398 0,0631 0,0631 0,398 1,259 1 0,1585
Sinyal Ternormalisasi 0,126 0,158 0,251 0,251 0,126 0,158 0,199 0,398 0,251 0,316 0,316 0,631 0,794 0,398 0,316 0,316 0,316 0,316 0,398 0,398 0,501 0,251 0,158 0,199 0,251 0,398 0,316 0,316 0,398 0,398 0,316 0,501 0,501 0,316 1 0,794 0,126
56
Gambar 4.2 Pola radiasi bidang E Sedangkan untuk pola radiasi bidang E nilai level sinyal tertinggi yaitu -29 dBm, sehingga membuat sudut 0º dan 180º tampak seperti sudut lancip pada grafik polar bidang E. Dimana sudut 0º pada bidang E diasumsikan posisi antena berdiri tegak lurus pada permukaan bumi dengan posisi konektor dibawah. Hal ini juga membuat gambar grafik pola radiasi bidang E hampir menyebar ke segala arah.
4.4 Data Hasil Pengukuran Gain Data yang didapat dari hasil pengukuran tertera pada tabel 4.5 sebagai berikut:
57
Tabel 4.5 Gain pada antena Omnidirectional dan antena standar Level Penerimaan Antena No
Jarak (m)
Gain Antena
Antena Standar Omnidirectional
Omnidirectional Ps (-dBm)
Pt (-dBm)
Gt (dBi)
1
200
-59
-64
9,15
2
500
-88
-90
6,15
3
700
-89
-89
4,15
4
1000
-94
-96
6,15
5
1500
-98
-98
4,15
Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengukuran Gain Antena Omnidirectional Dari hasil pengukuran seperti yang tertera pada tabel 4.5 dapat diketahui nilai gain antena Omnidirectional pada frekuensi 2,4 GHz mendekati besar nilai gain yang diinginkan yaitu 9,15 dBi pada jarak 200 . Harga faktor penguatan pada tabel diatas nilainya tergantung pada faktor attenuasi pada attenuator, temperatur (kondisi ruangan dan pengaruh benda-benda disekitarnya, sehingga sulit untuk dicari nilai yang tepat) dan jarak yang tertangkap oleh antena tersebut.
58
4.5 Perbandingan
Hasil
Simulasi
Parameter
Antena
dengan
Hasil
Pengukuran dan Analisa Setelah diperoleh hasil pengukuran parameter antena, selanjutnya hasil tersebut dibandingkan dengan hasil simulasi menggunakan software SuperNEC. Di bawah ini ada table perbandingan antara nilai parameter yang dihasilkan dari hasil simulasi dan hasil pengukuran.
Tabel 4.6 Perbandingan Nilai Parameter Antena Omnidirectional Hasil Simulasi dengan Hasil Pengukuran pada Frekuensi 2,4 GHz
No
Nilai Parameter Antena
Nilai Parameter Antena
Hasil Simulasi
Hasil Pengukuran
Jenis Parameter Antena
1
VSWR
1,7
1,681
2
Impedansi
58,7 Ω – j27,7 Ω
74,733 Ω + j 22,740 Ω
3
Gain
9,13 dBi
9,15 dBi
Dari tabel diatas dapat dilihat perbedaan dimana nilai parameter yang dihasilkan lebih baik hasil pengukuran, karena posisi ground pada antena hasil rancangan lebih baik dari hasil simulasi, sehingga nilai VSWR yang didapat lebih baik hasil pengukuran dibanding dengan hasil simulasi. Nilai impedansi input yang dihasilkan akan berubah seiring dengan perubahan nilai VSWR, maka hasil nilai impedansi input hasil pengukuran lebih baik dari pada hasil simulasi dikarenakan besar impedansi input dipengaruhi oleh nilai VSWR. Nilai VSWR hasil pengukuran dikatakan cukup baik dikarenakan nilai VSWR yang dihasilkan masih <2 dan >1.
59
Untuk nilai gain pula sama lebih baik hasil pengukuran dari pada hasil simulasi karena nilai gain dipengaruhi oleh kondisi ketika melakukan pengukuran seperti: radiasi sinyal yang dipancarkan peka terhadap lingkungan sekitarnya, sehingga sinyal yang berada di sekitar terserap oleh antena hasil pembuatan. Sedangkan perbandingan untuk pola radiasi pada bidang H dan bidang E lebih baik hasil simulasi karena hasil pengukuran dipengaruhi oleh beberapa hal seperti: a. Setting alat pada saat pengukuran sulit dipertahankan ketepatannya. b. Gelombang pantul yang cukup besar, karena benda-benda disekitar pengukuran. c. Radiasi sinyal yang dipancarkan sangat peka terhadap lingkungan sekitarnya, karena sinyal akan mengalami attenuasi di ruang bebas dan dipantulkan atau diserap oleh benda-benda di ruangan, juga bahan yang digunakan mempengaruhi daya pancarnya.
4.6 Aplikasi Antena Omnidirectional pada jaringan Wireless-LAN 2.4 GHz Setelah melakukan pengukuran beberapa parameter, antena Omnidirectional telah siap digunakan pada jaringan Wireless-LAN 2,4 GHz. Pada pengujian antena pada jaringan Wireless-LAN ini kita tetap memanfaatkan bantuan Access Point. Antena Omnidirectional dipasang sebagai antena pada Access Point.
4.6.1 Aplikasi Antena Sebagai Antena Pemancar Sebelumnya Access Point kita set SSID sekaligus nomor IP nya. SSID yang diberikan kepada antena yang terpasang pada Access Point adalah
60
“SAMSA_ELEKTRO”. Konfigurasi jaringan wireless dapat dilihat seperti gambar 4.4 di bawah ini:
Gambar 4.4 Konfigurasi jaringan wireless Pada gambar diatas antena terhubung dengan Access Point menggunakan kabel pigtail. Disekitar antena tersebut dapat diletakkan beberapa client yang diwakili oleh laptop yang memiliki perangkat wireless. Aktivitas wireless dapat terpantau dari laptop dengan menggunakan software Netstumbler. Sebelumnya akan dipantau jaringan wireless mana saja yang dapat ditangkap oleh laptop. Dengan memilih menu View Wireless Connection pada laptop.
61
Gambar 4.5 Jaringan wireless yang dapat tertangkap Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa SSID “SAMSA_ELEKTRO” telah tertangkap oleh laptop. Selanjutnya pilih connect pada SSID tersebut. Dengan software tersebut dapat pula melihat status wireless yang terjadi.
Gambar 4.6 Tampilan Network Stumbler Dari gambar tampilan Netstumbler diatas dapat dilihat bahwa laptop telah mengenali SSID yang telah diset pada antena yang terpasang pada Access Point yaitu SSID “SAMSA_ELEKTRO” pada channel enam. Kekuatan sinyal yang diterima
oleh
laptop
dapat
pula
dipantau.
Dengan
memilih
SSID
“SAMSA_ELEKTRO”. Antena yang terpasang pada Access Point adalah antena
62
Omnidirectional 2,4 GHz hasil pembuatan. Kekuatan sinyal dapt dilihat pada tampilan Netstumbler sebagai berikut:
Gambar 4.7 SNR pada antena Omnidirectional 2,4 GHz Dari tampilan netstumbler pada Gambar 4.6 dapat dilihat besar sinyal yang dapat diterima oleh laptop ketika line of sight yaitu -13 dBm dengan signal noise to ratio (SNR) sebesar 87 dB dan noise -100 dB. Tampilan netstumbler ketika membaca sinyal pada Gambar 4.7 dapat dilihat sinyal yang diterima oleh laptop dari antena hampir stabil dengan kecepatan 54 Mbps. Dengan demikian antena Omnidirectional dapat dikatakan bisa digunakan sebagai pemancar pada jaringan wireless. Selanjutnya dapat pula dikombinasikan jaringan wireless dengan banyak konfigurasi.
4.6.2 Aplikasi Antena Sebagai Antena Penerima Ketika antena diaplikasikan sebagai antena penerima digunakan dua buah Access Point yang mana satu AP digunakan sebagai pemancar dan yang satu lagi digunakan sebagai penerima dimana antena pada AP yang digunakan sebagai penerima digantikan dengan antena hasil pembuatan. Sama halnya dengan antena
63
yang diaplikasikan sebagai pemancar dilakukan terlebih dahulu penyetingan pada Access Point yaitu pada Wireless Mode pilih Client, SSID broadcast dipilih enable. Dan untuk channel dipilih dengan memilih survey kemudian AP list kita akan keluar, setelah pilih SSID yang mempunyai nilai sinyal paling besar kemudian pilih connect. Setelah itu muncul status pada software di AP.
Gambar 4.8 Tampilan Status dari Access Point Dari gambar diatas dapat dilihat status antena sebagai client dari AP dengan SSID “Cybercity Server1” dengan mode 54 Mbps (802.11g). Selanjutnya level sinyal dapat dipantau dengan memilih menu Antena Aligment.
Gambar 4.9 Tampilan besar sinyal yang diterima
64
Gambar 4.10 Tampilan Wireless Monitor dari sinyal yang diterima Dari Gambar 4.9 dapat dilihat sinyal yang diterima yaitu 63 dB dengan presentasi sinyal 100%. Sedangkan pada Gambar 4.10 terdapat dua garis yaitu garis yang warna ungu menunjukkan besar sinyal yang diterima dan garis yang berwarna biru menunjukkan besar sinyal yang dipancarkan pada Gambar 4.10 dapat dilihat grafik sinyal dimana garis yang berwarna ungu mengalami peningkatan yang besar dengan nilai penerimaan maksimal sebesar 34,8906 Kbps dan penerimaan minimalnya sebesar 2,6347 Kbps sedangkan level disisi pemancar yang ditunjukkan oleh garis yang berwarna biru tidak mengalami perubahan yang berarti dengan pengiriman maksimal sebesar 0,1445 Kbps dan pengiriman minimal sebesar 0 Kbps. Hal ini dikarenakan Access Point yang digunakan sedang berada pada posisi penerima.
