Jumat, 12 November 2010

PROPAGASI GELOMBANG RADIO

Umar Zubayyin – system telekomunikasi  Page 1

PROPAGASIGELOMBANG RADIO
PENGERTIAN PROPAGASI

Seperti kita ketahui, bahwa dalam pentransmisian sinyal informasi dari satu tempat ke
tempat lain dapat dilakukan melalui beberapa media, baik media fisik, yang berupa kabel/kawat
(wire) maupun media non-fisik (bukan kabel/kawat), yang lebih dikenal dengan wireless, seperti
halnya udara bebas.
Dengan beberapa pertimbangan teknis dan terutama ekonomis, untuk komunikasi
pentransmisian gelombang dalam jarak yang jauh, akan lebih efisien apabila menggunakan udara
bebas sebagai media transmisinya. Hal ini memungkinkan karena gelombang radio atau RF
(radio frequency) akan diradiasikan oleh antenna sebagai  matching device  antara sistem
pemancar dan udara bebas dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang ini
merambat atau berpropagasi melalui udara dari antenna pemancar ke antenna penerima yang
jaraknya bisa mencapai beberapa kilometer, bahkan ratusan sampai ribuan kilometer. 
Pada Bab ini akan dikhususkan membahas tentang beberapa mekanisme gelombang
elektromagnetik berpropagasi antara dua tempat. Pada gambar diperlihatkan beberapa jenis
lintasan propagasi yang merupakan mekanisme perambatan gelombang radio di udara bebas. 







 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 2

Gambar Mekanisme propagasi gelombang radio
PROPAGASI GELOMBANG TANAH (GROUND WAVE)
Gelombang tanah (ground wave) adalah gelombang radio yang berpropagasi di sepanjang
permukaan bumi/tanah. Gelombang ini sering disebut dengan gelombang permukaan  (surface
wave). Untuk berkomunikasi dengan menggunakan media gelombang tanah, maka gelombang
harus terpolarisasi secara vertikal, karena bumi akan menghubung singkatkan medan listriknya
bila berpolarisasi horizontal.
Perubahan kadar air mempunyai pengaruh yang besar terhadap gelombang tanah.
Redaman gelombang tanah berbanding lurus terhadap impedansi permukaan  tanah. Impedansi
ini merupakan fungsi dari konduktivitas dan frekuensi. Jika bumi mempunyai konduktifitas yang
tinggi, maka redaman (penyerapan energi gelombang) akan berkurang. Dengan demikian,
propagasi gelombang tanah di atas air, terutama air garam (air laut) jauh lebih baik dari pada di
tanah kering (berkonduktivitas rendah), seperti padang pasir. Rugi-rugi (redaman) tanah akan
meningkat dengan cepat dengan semakin besarnya frekuensi. Karena alasan tersebut, gelombang
tanah sangat tidak efektif pada frekuensi di atas 2 MHz.
Namun demikian, gelombang tanah sangat handal bagi hubungan komunikasi.
Penerimaan gelombang tidak terpengaruh oleh perubahan harian maupun musiman, sebagaimana
yang terjadi pada gelombang langit (gelombang ionosfir). Propagasi gelombang tanah
merupakan satu-satunya cara untuk berkomunikasi di dalam lautan.
Untuk memperkecil redaman laut, maka digunakan frekuensi yang sangat  rendah, yaitu
band ELF (Extremely Low Frequency), yaitu antara 30 hingga 300 Hz. Dalam pemakaian
tertentu dengan frekuensi 100 Hz, redamannya hanya sekitar 0,3 dB per meter. Redaman ini akan
meningkat drastis bila frekuensinya makin tinggi, misalnya pada  1 GHz redamannya menjadi
1000 dB per meter. 

SPACE WAVES
 
SKY WAVES  Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 3

Gelombang langit, sering disebut gelombang ionosfer, yang terpancar dalam arah ke atas dan
kembali ke Bumi pada beberapa lokasi jauh karena bias dari ionosfer. This form of propagation
is relatively unaffected by the Earth's surface and can propagate signals over great distances.
Bentuk propagasi relatif tidak terpengaruh oleh permukaan bumi dan dapat menyebarkan sinyal
jarak jauh. Usually the high frequency (HF) band is used for sky wave propagation. Biasanya
frekuensi tinggi (HF) band digunakan untuk propagasi gelombang langit. The following in-depth
study of the ionosphere and its effect on sky waves will help you to better understand the nature
of sky wave propagation. Berikut penelitian secara mendalam dari ionosfer dan pengaruhnya
terhadap gelombang langit akan membantu Anda untuk lebih memahami sifat propagasi
gelombang langit.




PROPAGASI GELOMBANG IONOSFIR
Pada frekuensi tinggi atau daerah HF, yang mempunyai range frekuensi 3 – 30 MHz, gelombang
dapat dipropagasikan menempuh jarak yang jauh akibat dari pembiasan dan pemantulan lintasan
pada lapisan ionospher. Gelombang yang berpropagasi melalui lapisan ionosfir ini disebut
sebagai gelombang ionosfir (ionospheric wave) atau juga disebut gelombang langit (sky wave). 
Gelombang ionosfir terpancar dari antena pemancar dengan suatu arah yang menghasilkan sudut
tertentu dengan acuhan permukaan bumi. Dalam perjalanannya, bisa melalui beberapa kali
pantulan lapisan ionosfir dan permukaan bumi, sehingga jangkauannya bisa mencapai antar
pulau, bahkan antar benua. 
Aksi pembiasan pada lapisan ionosfir dan permukaan bumi tersebut disebut dengan  skipping  .
Ilustrasi dari efek skipping ini, dapat dilihat pada Gambar 6-3. 
Gelombang radio yang dipancarkan dari pemancar melalui antena menuju ionofir, dan
dibiaskan/dipantulkan kembali pada titik B ke permukaan bumi pada titik C. Kemudian oleh
permukaan tanah dipantulkan kembali ke ionosfir dan sekali lagi dibiaskan ke bumi kembali
pada titik D menuju penerima di titik E pada permukaan bumi.  Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 4

Untuk memahami proses pembiasan lebih lanjut pada atmosfir bumi, maka  susunan kita harus
mengetahui proses kimiawi lapisan atmosfir dan faktor-faktor yang mempengaruhinya.










Gambar Ilustrasi efek skipping gelombang ionosfir

Lapisan atmosfir bumi terdiri dari 3 (tiga) lapisan, yaitu :  lapisan troposfir  (troposphere),
stratosfir (stratosphere) dan ionosfir (ionosphere). Troposfir terletak di permukaan bumi hingga
mencapai ketinggian kira-kira 6,5 mil. Lapisan berikutnya (stratosfir) berada mulai dari batas
troposfir sampai ketinggian sekitar 25 mil. Dari batas stratofir hingga ketinggian 250 mil adalah
lapisan ionosfir. Di atas ionofir adalah ruang angkasa.
Lapisan troposfir adalah lapisan terendah dari bumi, dan di dalamnya  berisi zat-zat yang
diperlukan untuk kelangsungan hidup. Lapisan ini dapat dilalui gelombang yang berfrekuensi
tinggi menuju lapisan berikutnya. Karena itu, tidak akan terjadi inversi temperatur atau juga
tidak bisa menyebabkan pembiasan yang berarti. Lapisan stratosfir dengan temperaturnya yang
konstan tersebut disebut juga daerah isothermal.
Ionosfir adalah nama yang benar-benar sesuai, karena lapisan ini  tersusun dari partikel-partikel
yang terionisasi. Lintasan ini tidak terkontrol dan bervariasi terhadap waktu, musim dan aktivitas
matahari. Kerapatan pada bagian yang paling atas adalah sangat rendah dan semakin ke bawah,
makin tinggi kerapatannya. Bagian yang lebih atas mengalami radiasi matahari yang relatif lebih
kuat. Radiasi ultraviolet dari matahari menyebabkan udara yang terionisasi menjadi ion-ion
positif, dan ion-ion negatip. Sekalipun kerapatan molekul udara di bagian atas ionosfir kecil, Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 5

namun partikel-partikel udara di ruang angkasa mempunyai energi yang sedemikian tinggi pada
daerah tersebut. Sehingga menyebabkan ionisasi dari molekul-molekul udara bisa bertahan lama.
Ionisasi ini meluas ke bagian bawah di seluruh lapisan ionosfir dengan intensitas yang lebih
rendah. Karena itu, derajat paling tinggi terjadi proses ionisasi  adalah bagian paling atas dari
ionosfir, sedangkan derajat ionisasi terendah terjadi pada bagian paling bawah. 
Lapisan ionospher terdiri dari beberapa/bermacam-macam lapisan yang terionisasi kira-kira
ketinggian 40 – 400 km (25 mil – 250 mil) diatas permukaan bumi. Ionisasi ini disebabkan oleh
radiasi sinar ultraviolet dari matahari yang mana lebih terasa pada siang hari dibandingkan pada
malam hari.

a.  Lapisan-lapisan Ionosfir

Ionosfir tersusun dari 3 (tiga) lapisan, mulai dari yang terbawah yang disebut dengan lapisan D,
E dan F. Sedangkan lapisan F dibagi menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2 (yang lebih atas),
seperti Gambar 6-4. Ada atau tidaknya lapisan-lapisan ini dalam atmosfir dan ketinggiannya di
atas permukaan bumi, berubah-ubah sesuai dengan posisi matahari. Pada siang hari (tengah hari),
radiasi dari matahari adalah terbesar, sedangkan di malam hari adalah minimum. Saat radiasi
matahari tidak ada, banyak ionion yang bergabung kembali menjadi molekul-molekul. Keadaan
ini menetukan posisi dan banyaknya lapisan dalam ionosfir. Karena posisi matahari berubah-
ubah terhadap titik-titik tertentu di bumi, dimana perubahan itu bisa harian, bulanan, dan
tahunan, maka karakteristik yang pasti dari lapisan-lapisan tersebut sulit untuk ditentukan/
dipastikan.







 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 6




Gambar Lapiran-lapisan ionosfir yang berpengaruh untuk propagasi

Untuk lebih jelasnya tentang fenomena masing-masing lapisan pada ionosfir diberikan
berikut ini.
•  Lapisan D terletak sekitar 40 km – 90 km. Ionisasi di lapisan D sangat rendah, karena
lapisan ini adalah daerah yang paling jauh dari matahari. Lapisan ini mampu membiaskan
gelombang-gelombang yang berfrekuensi rendah. Frekuensi-frekuensi yang tinggi, terus
dilewatkan tetapi mengalami redaman. Setelah matahari terbenam, lapisan ini segera
menghilang karena ionionnyamdengan cepat bergabung kembali menjadi molekul-
molekul.
•  Lapisan E terletak sekitar 90 km – 150 km. Lapisan ini, dikenal juga dengan lapisan
Kenelly – Heaviside, karena orang-orang inilah yang pertama kali menyebutkan
keberadaan lapisan E ini. Setelah matahari terbenam, pada lapisan ini juga terjadi
penggabungan ion-ion menjadi molekul-molekul, tetapi kecepatan pe nggabungannya
lebih rendah dibandingkan dengan lapisan D, dan baru bergabung seluruhnya pada tengah
malam. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang dengan frekuensi lebih tinggi dari
gelombang yang bisa dibiaskan lapisan D. Dalam praktek, lapisan E mampu membiaskan
gelombang hingga frekuensi 20 MHz.
•  Lapisan F terdapat pada ketinggian sekitar 150 km – 400 km. Selama siang hari, lapisan
F terpecah menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2. Level ionisasi pada lapisan ini
sedemikian tinggi dan berubah dengan cepat se iring dengan pergantian siang dan malam.
Pada siang hari, bagian atmosfir yang paling dekat dengan matahari mengalami ionisasi
yang paling hebat. Karena atmosfir di daerah ini sangat renggang, maka penggabungan
kembali ion-ion menjadi molekul terjadi sanga t lambat (setelah terbenam matahari).
Karena itu, lapisan ini terionisasi relatif konstan setiap saat. Lapisan F bermanfaat sekali
untuk transmisi jarak jauh pada frekuensi tinggi dan mampu membiaskan gelombang
pada frekuensi hingga 30 MHz.  Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 7


Sebagai tambaha n, pada lapisan-lapisan ionosfir yang ditunjukkan di atas, ada juga variasi-
variasi lain yang tidak menentu yang terjadi akibat dari partikel-partikel radiasi dari matahari,
sehingga mengakibatkan kacau atau rusaknya propagasi gelombang radio. Jenis badai ini dapat
berlangsugn beberapa hari, tetapi komunikasi masih dapat dipertahankan dengan menurunkan
frekuensi kerjanya. 
Radiasi yang berlebihan dari matahari, juga dapat mengakibatkan ionisasi yang berat sekali
pada daerah/lapisan bawah yang dapat menyebab-kan komunikasi black out  sama sekali untuk
gelombang dengan frekuensi di atas 1 MHz.

b.  Frekuensi Kritis
Jika frekuensi gelombang radio yang dipancarkan secara vertikal  perlahan-lahan dipertinggi,
maka akan dicapai titik dimana gelombang tidak akan bisa dibiaskan untuk kembali ke bumi.
Gelombang ini tentu akan ke atas menuju lapisan berikutnya, dimana proses pembiasan
berlanjut. Bila frekuensi-nya cukup tinggi, gelombang tersebut akan dapat  menembus semua
lapisan ionosfir dan terus menuju ruang angkasa. Frekuensi tertinggi dimana gelombang masih
bisa dipantulkan ke bumi bila ditransmisikan secara vertikal pada kondisi atmosfir yang ada
disebut dengan frekuensi kritis.
Sebagai ilustrasi tentang frekuensi kritis gelombang untuk frekuensi 25 MHz, ditunjukkan pada
Gambar 6-5. Gelombang ditembakkan secara vertikal oleh  transmitter (pemancar dan sekaligus
penerima), dengan frekuensi yang bervariasi, mulai 24 MHz sampai 26 MHz. Untuk frekuensi
kerja 25 MHz ke bawah, gelombang yang dipancarkan ke atas, dapat diterima kembali di bumi.
Tetapi untuk gelombang yang dipancarkan dengan frekeunsi 26 MHz ke atas, gelombang di tidak
dapat diterima oleh transmitter di bumi.





 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 8





Gambar Ilustrasi frekuensi kritis dalam propagasi gelombang

c.  Sudut Kritis
Secara umum, gelombang dengan frekuensi lebih rendah akan mudah dibiaskan, sebaliknya
gelombang dengan frekuensi lebih tinggi lebih sulit dibiaskan oleh ionosfir. Gambar 6-5
menggambarkan hal yang demikian, dimana sudut pancaran memegang peranan penting dalam
menentukan apakah suatu gelombang dengan frekuensi tertentu akan dikembalikan ke bumi oleh
ionosfir atau tidak. Di atas frekuensi tertentu, gelombang yang dipancarkan secara vertikal
merambat terus menuju ruang angkasa. Namun demikian, bila sudut radiasi (angle of radiation)-
nya lebih rendah, maka sebagian dari gelombang berfrekuensi tinggi di  bawah frekuensi kritis
akan dikembalikan ke bumi. Sudut terbesar dimana suatu gelombang dengan  frekuensi yang
masih bisa dikembalikan (dibiaskan ke bumi) disebut dengan sudut kritis bagi frekuensi tersebut. 
Sudut kritis  adalah sudut yang dibentuk oleh lintasan gelombang yang menuju dan masuk
ionosfir dengan garis yang ditarik dari garis vertikal titik pemancar di bumi ke pusat bumi.
Gambar 6-6 menunjukkan sudut kritis untuk 20 MHz. Semua gelombang yang mempunyai
frekuensi di atas 20 MHz (misalnya 21 MHz) tidak dibiaskan kembali  ke bumi, tetapi terus
menembus ionosfir menuju ruang angkasa. 








Gambar Ilustrasi sudut kritis dalam propagasi gelombang Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 9



d.  Maximum Usable Frequency ( M U F )
Ada frekuensi terbaik untuk bisa berkomunikasi secara optimum antara dua titik, pada setiap
kondisi ionosfir yang bagaimanapun. Seperti yang bisa dilihat dalam Gambar 6-7, jarak antara
antena pemancar dan titik dimana gelombang tersebut kembali ke bumi tergantung pada sudut
propagasinya, yang mana sudut tersebut dibatasi oleh frekuensinya.









Gambar Peta Maximum Usable Frequency (MUF)

Frekuensi tertinggi, dimana gelombang masih bisa dikembalikan ke bumi dengan jarak tertentu
disebut dengan “ Maximum Usable Frequency (MUF) “. Parameter ini mempunyai nilai rata-rata
bulanan tertentu. Frekuensi kerja optimumadalah frekuensi yang memberikan kualitas
komunikasi paling konsisten dan oleh karenanya paling baik digunakan. Untuk propagasi yang
menggunakan lapisan F2, frekuensi kerja optimum adalah sekitar 85 % dari MUF, sedangkan
propagasi melalui lapisan E akan tetap konsisten/bekerja dengan baik, bila frekuensi yang
digunakan adalah sekitar MUF. 
Karena redaman ionosfir terhadap gelombang radio adalah berbanding terbalik dengan
frekuensinya, maka menggunakan MUF berarti menghasilkan kuat medan yang maksimum.
Karena adanya variasi frekuensi kritis, maka dibuatlah data-data dan tabel frekuensi yang berisi
perkiraan-perkiraan MUF untuk tiap-tiap jam dan hari dari tiaptiap daerah. Informasi-inform asi Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 10

ini dibuat berdasarkan data yang didapatkan secara eksperimental dari stasiun-stasiun yang
tersebar di penjuru dunia.

e.  Fading dan Distorsi
Fading terjadi karena adanya fenomena lebih dari satu lintasan, dan bahkan banyak/ganda
lintasan (multipath fenomena). Fading bisa terjadi di sembarang tempat, dimana kedua sinyal
gelombang tanah dan gelombang ionosfir/langit diterima. Kedua gelombang tersebut mungkin
tiba dengan fasa yang berbeda, sehingga menyebabkan efek saling menghilangkan. Fading jenis
ini dijumpai dalam komunikasi jarak jauh yang melewati daerah berair dimana propagasi
gelombang bisa mencapai tempat yang jauh.
Di tempat/daerah di luar jangkauan gelombang tanah, yaitu daerah yang hanya bisa dijangkau
oleh gelombang langit, fading bisa terjadi karena adanya dua gelombang langit yang merambat
dengan jarak yang berbeda. Keadaan ini bisa disebabkan oleh karena sebagian gelombang yang
terpancar dibiaskan kembali ke bumi oleh lapisan E, sedangkan sebagian yang lain dibiaskan dan
dikembalikan oleh lapisan F. Efek saling menghilangkan bisa terjadi bila kedua gelombang tiba
di antena penerima dengan beda fasa 180 derajat dan mempunyai amplitudo sama. Biasanya
salah satu sinyal lebih lemah dari yang lain dan karena itu masih ada sinyal yang bisa diterima.
Karena ionosfir menyebabkan efek-efek yang sedikit berbeda pada frekuensi-frekuensi yang
berlainan, maka sinyal yang berlainan akan mengalami distorsi fasa.
SSB (single side band) paling sedikit mengalami distorsi fasa ini, sedangkan FM (frequency
modulation) sangat terganggu oleh distorsi ini, karena itu FM jarang digunakan pada frekuensi di
bawah 30 MHz (dimana propagasinya adalah dengan gelombang ionosfir/langit). Semakin besar
bandwidth-nya, semakin besar masalah yang timbul karena distorsi fasa ini.
Badai ionosfir sering menyababkan komunikasi radio menjadi tidak menentu. Beberapa
frekuensi akan benar-benar hilang, sedangkan yang lain mungkin akan menjadi lebih kuat.
Kadang-kadang badai ini terjadi beberapa menit dan ada kalanya  beberapa jam, dan bahkan
beberapa hari.
Untuk mengurangi masalah fading ini, digunakan beberapa bentuk penganaekaragaman
penerimaan atau  diversity reception.  Diversiti adalah suatu proses memancarkan dan atau
menerima sejumlah gelombang pada saat yang bersamaan dan kemudian Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 11

menambah/menjumlahkan semuanya di penerima atau memilih salah satu yang terbaik.
Beberapa jenis diversiti adalah sebagai berikut :
(1)  Diversiti ruang  (space diversity)  yaitu memasang/menggunakan dua atau lebih antenna
dengan jarak tertentu. Sinyal yang terbaik yang akan diterima, akhirnya dipilih untuk
kemudiandiolah di penerima.
(2)  Diversiti frekuensi  (frequency diversity), yaitu mentransmisikan sinyal informasi yang
sama meng-gunakan dua buah frekuensi yang sedikit berbeda. Frekuensi yang berbeda
mengalami fading yang berbeda pula sekalipun dipancarkan/diterima dengan antenna
yang sama. Kemudian penerima memilih mana yang terbaik.
(3)  Diversiti sudut  (angle diversity), yaitu mentransmisikan sinyal dengan dua atau lebih
sudut yang berbeda sedikit. Hal ini akan menghasilkan dua atau lebih lintasan yang
memiliki volume hamburan yang berbeda.


PROPAGASI TROPOSFIR (TROPOSPHERE SCATTER)

Propagasi troposfir bisa dianggap sebagai kasus dari propagasi gelombang langit. Gelombang
tidak ditujukan ke ionosfir, tetapi ditujukan ke troposfir. Batas troposfir  hanya sekitar 6,5 mil
atau 11 km dari permukaan bumi. Frekuensi yang bisa digunakan adalah sekitar 35 MHz sampai
dengan 10 GHz dengan jarak jangkau mencapai 400 km.
Proses penghaburan (scattering) oleh lapisan troposfir, dilukiskan seperti Gambar 6-8. Seperti
ditunjukkan oleh gambar tersebut, dua antena pengarah diarahkan sedemikian rupa sehingga
tembakan keduanya bertemu di troposfir. Sebagian besar energinya merambat lurus ke ruang
angkasa. Namun demikian, dengan proses yang sulit dimengerti, sebagian energinya juga
dihamburkan ke arah depan. Seperti juga ditunjukkan dalam gambar tersebut, sebagian energi
juga dihamburkan ke arah depan yang tidak dikehendaki. 



 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 12




Gambar Ilustrasi propagasi troposfir (troposcatter)

Frekuensi yang terbaik dan paling banyak digunakan adalah sekitar 0.9,2  dan 5 GHz. Namun
demikian, besarnya gelombang yang diterima hanyalah seper seribu hingga seper satu juta dari
daya yang dipancarkan. Disini jelas diperlukan daya pemancar yang sangat besar, dan penerima
yang sangat peka. Selain itu, proses hamburan mengalami dua macam  fading. Yang pertama,
fading yang disebabkan oleh transmisi dengan banyak lintasan (multipath fading  ) yang bisa
timbul beberapa kali dalam 1 menit. Yang kedua, fading yang disebabkan oleh perubahan
atmosfir, tetapi lebih lambat dari yang pertama, yang mengakibatkan perubahan level/kuat
gelombang yang diterima. 
Meskipun sistem propagasi radio dengan menggunakan hamburan lapisan ini memerlukan daya
yang sangat besar dan perlunya diversiti, penggunaan sistem ini  telah tumbuh pesat sejak
pemakaian pertamanya tahun 1955. Karena sistem ini memberikan jarak jangkau jauh yang
handal di daerah-daerah seperti padang pasir dan daerah-daerah seperti padang pasir dan daerah
pegunungan dan antar pulau. Jaringan ini digunakan untuk komunikasi suara dan data dalam
militer dan komersial. 


PROPAGASI GARIS PANDANG (LINE OF SIGHT)

Sesuai dengan namanya, propagasi secara garis pandang yang lebih dikenal dengan line of sight
propagation , mempunyai keterbatasan pada jarak pandang. Dengan demikian, ketinggian antena
dan kelengkungan permukaan bumi merupakan faktor pembatas yang utama dari propagasi ini.
Jarak jangkauannya sangat terbatas, kira-kira 30 – 50 mil per link, tergantung topologi daripada
permukaan buminya. Dalam praktek, jarak jangkaunya sebenarnya adalah 4/3 dari  line of sight
(untuk K = 4/3), karena adanya faktor pembiasan oleh atmosfir bumi bagian bawah. Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 13

Propagasi line of sight, disebut dengan propagasi dengan  gelombang langsung (direct wave),
karena gelombang yang terpancar dari antena pemancar langsung berpropagasi menuju antena
penerima dan tidak merambat di atas permukaan tanah. 
Oleh karena itu, permukaan bumi/tanah tidak meresamnya. Selain itu, gelombang jenis ini
disebut juga dengan  gelombang ruang (space wave), karena dapat menembus lapisan ionosfir
dan berpropagasi di ruang angkasa. 
Propagasi jenis ini garis pandang merupakan andalan sistem telekomunikasi masa kini dan yang
akan datang, karena dapat menyediakan kanal informasi yang lebih besar dan keandalan yang
lebih tinggi, dan tidak dipengaruhi oleh fenomena perubahan alam, seperti pada  propagasi
gelombang langit pada umumnya. 
Band frekuensi yang digunakan pada jenis propagasi ini sangat lebar, yaitu meliputi band VHF
(30 – 300 MHz), UHF (0,3 – 3 GHz), SHF (3 – 30 GHz) dan EHF (30 – 300 GHz), yang sering
dikenal dengan band gelombang mikro (microwave).
Aplikasi untuk pelayanan komunikasi, antara lain : untuk siaran radio FM, sistem penyiaran
televisi (TV), komunikasi bergerak, radar, komunikasi satelit, dan penelitian ruang angkasa.

a.  Faktor K dan Profil Lintasan

Pengalaman menunjukkan bahwa lintasan propagasi berkas gelombang radio selalu mengalami
pembiasan/pembengkokan (curved  ) karena pengaruh refraksi (pembiasan) oleh atmosfir yang
paling bawah. Keadaan ini, tergantung pada kondisi atmosfir pada suatu daerah, yang pada
akhirnya bisa diketahui indeks refraksi atmosfir di daerah itu. Karena adanya indeks refraksi
yang berbeda-beda ini, maka bisa diperkirakan kelengkungan lintasan propagasi di atas
permukaan bumi. Akibatnya, kalau dipandang bahwa propagasi gelombang langsung merupakan
line of sight, maka radius bumi seakan-akan berbeda dengan radius bumi sesungguhnya (actual
earth radius). Sebagai gantinya, dalam penggambaran radius bumi dibuat radius ekuivalen
(equivalent earth radius), dengan tujuan sekali lagi agar lintasan propagasi gelombang radio
dapat digambarkan secara lurus. Parameter yang menyatakan perbandingan antara radius bumi
ekuivalen (equivalent earth radius) dengan bumi sesungguhnya (actual earth radius), disebut
dengan faktor kelengkungan ; faktor K. Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 14


Dinyatakan :

Dinyatakan :
a
a K = e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6.1)

Dimana :
ae = radius bumi ekuivalen (equivalent earth radius) , dan
a = radius bumi sesungguhnya (actual earth radius).

Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen
biasanya digunakan K = 4/3. Bila kita menggunakan K = 4/3 dan dengan mengalikan
radius bumi yang sesungguhnya dengan harga K tersebut, maka pada waktu memetakan
lintasan propagasi gelombang, kita dapat memodifikasi kurvatur bumi sedemikian rupa ,
sehingga lintasan radio dapat digambarkan secara garis lurus (straight line). Gambar 6-9
menunjukkan hasil modifikasi kurvatur bumi untuk radius bumi ekuivalen untuk harga
K = 4/3, yang disebut dengan Profile Lintasan atau Path Profile K = 4/3.
 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 15



b.  Daerah Fresnel Pertama

Daerah Fresnel pertama merupakan hal yang patut diperhatikan dalam
perencanaan lintasan gelombang radio line of sight. Daerah ini sebisa mungkin harus
bebas dari halangan pandangan (free of sight obstruction), karena bila tidak, akan
menambah redaman lintasan.
Untuk memahami daerah Fresnel pertama, marilah diikuti keterangan berikut
ini. Gambar 6-10 menunjukkan 2 (dua) bekas lintasan propagasi gelombang radio dari
pemancar (T x) ke penerima (Rx), yaitu berkas lintasan langsung (direct ray) dan berkas
lintasan pantulan (reflected ray), yang mempunyai radius F1 dari garis lintasan
langsung. Jika berkas lintasan pantulan mempunyai panjang setengah kali lebih panjang
dari berkas lintasan langsung, dan dianggap bumi merupakan pemantul ya ng sempurna
(koefisien pantul = -1, artinya gelombang datang dan gelombang pantul berbeda fasa
180 derajat), maka pada saat tiba di penerima akan mempunyai fasa yang sama dengan
gelombang langsung. Akibatnya akan terjadi intensitas kedua gelombang pada saa t Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 16

mencapai antena penerima akan saling menguatkan.



Gambar 6-10: Daerah Fresnel pertama di sekitar lintasan langsung
Berdasarkan Gambar 6-10 dan keterangan di atas, F1 disebut sebagai radius
daerah Fresnel pertama , yang dirumuskan dengan:
( 1 2 )
1 2
1 17,3
f d d
d d
F
+
= (meter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6.2)
dimana : F1 = radius daerah Fresnel pertama (m)
f = frekuensi kerja (GHz)
d1 = jarak antara Tx dengan halangan (km)
d2 = jarak antara Rx dengan halangan (km)
d = d1+ d 2 = jarak antara Tx dan Rx (km)
Untuk daerah Fresnel pertama di tengah lintasan d = d1+ d2, dan d1 = d2 =1/2 d,
sehingga:
f
d
F1 = 8,67 (meter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6.3)
Di daerah yang dekat dengan antena, misal d1 dar i antena :
f
d
F 1 Emrizal_anwar – system telekomunikasi  Page 17

1 = 17,3 (meter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6.4)



Gambar 6-11: Pemetaan daerah-daerah Fresnel
Sedangkan untuk radius daerah Fresnel kedua , daerah Fresnel ketiga, dan
seterusnya seperti diilustrasikan pada Gambar 6-11, dinyatakan dengan rumusan
berikut:

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar