Teori Antena - Spektrum & Transmisi
Di atmosfer bumi, perambatan gelombang tidak hanya bergantung pada sifat-sifat gelombang, tetapi juga pada efek lingkungan dan lapisan atmosfer bumi. Semua ini harus dipelajari untuk membentuk gambaran tentang bagaimana gelombang merambat di lingkungan.
Mari kita lihat frequency spectrumdi mana transmisi atau penerimaan sinyal berlangsung. Berbagai jenis antena diproduksi tergantung pada rentang frekuensi pengoperasiannya.
Spektrum elektromagnetik
Komunikasi nirkabel didasarkan pada prinsip penyiaran dan penerimaan gelombang elektromagnetik. Gelombang ini dapat dicirikan oleh frekuensi (f) dan panjang gelombangnya (λ) lambda.
Representasi bergambar spektrum elektromagnetik diberikan pada gambar berikut.
Pita frekuensi rendah
Pita frekuensi rendah terdiri dari radio, gelombang mikro, inframerah dan bagian spektrum yang terlihat. Mereka dapat digunakan untuk transmisi informasi dengan memodulasi amplitudo, frekuensi atau fase gelombang.
Pita frekuensi tinggi
Pita frekuensi tinggi terdiri dari sinar-X dan sinar Gamma. Secara teoritis, gelombang ini lebih baik untuk perambatan informasi. Namun, gelombang ini tidak digunakan secara praktis karena kesulitan modulasi dan gelombang tersebut berbahaya bagi makhluk hidup. Selain itu, gelombang frekuensi tinggi tidak merambat dengan baik melalui gedung.
Pita Frekuensi dan Penggunaannya
Tabel berikut menggambarkan pita frekuensi dan penggunaannya -
Nama band | Frekuensi | Panjang gelombang | Aplikasi |
---|---|---|---|
Frekuensi Sangat Rendah (ELF) | 30 Hz sampai 300 Hz | 10.000 hingga 1.000 KM | Frekuensi saluran listrik |
Frekuensi Suara (VF) | 300 Hz sampai 3 KHz | 1.000 hingga 100 KM | Komunikasi Telepon |
Frekuensi Sangat Rendah (VLF) | 3 KHz sampai 30 KHz | 100 hingga 10 KM | Komunikasi Kelautan |
Frekuensi Rendah (LF) | 30 KHz sampai 300 KHz | 10 sampai 1 KM | Komunikasi Kelautan |
Frekuensi Sedang (MF) | 300 KHz sampai 3 MHz | 1000 sampai 100 m | AM Broadcasting |
Frekuensi Tinggi (HF) | 3 MHz sampai 30 MHz | 100 sampai 10 m | Komunikasi pesawat / kapal jarak jauh |
Frekuensi Sangat Tinggi (VHF) | 30 MHz sampai 300 MHz | 10 sampai 1 m | Penyiaran FM |
Frekuensi Ultra Tinggi (UHF) | 300 MHz sampai 3 GHz | 100 sampai 10 cm | Telepon Seluler |
Frekuensi Super Tinggi (SHF) | 3 GHz hingga 30 GHz | 10 sampai 1 cm | Komunikasi Satelit, Tautan gelombang mikro |
Frekuensi Sangat Tinggi (EHF) | 30 GHz hingga 300 GHz | 10 sampai 1 mm | Loop lokal nirkabel |
Inframerah | 300 GHz hingga 400 THz | 1 mm sampai 770 nm | Elektronik Konsumen |
Cahaya Tampak | 400 THz sampai 900 THz | 770 nm sampai 330 nm | Komunikasi Optik |
Alokasi Spektrum
Karena spektrum elektromagnetik adalah sumber daya bersama, yang terbuka untuk diakses oleh siapa saja, beberapa perjanjian nasional dan internasional telah dibuat mengenai penggunaan pita frekuensi yang berbeda dalam spektrum. Pemerintah nasional masing-masing mengalokasikan spektrum untuk aplikasi seperti siaran radio AM / FM, siaran televisi, telepon seluler, komunikasi militer, dan penggunaan pemerintah.
Di seluruh dunia, badan Komunikasi Radio Persatuan Telekomunikasi Internasional (ITU-R) Biro bernama Konferensi Radio Administrasi Dunia (WARC) mencoba mengoordinasikan alokasi spektrum oleh berbagai pemerintah nasional, sehingga perangkat komunikasi yang dapat bekerja di banyak negara dapat diproduksi.
Batasan Transmisi
Empat jenis batasan yang mempengaruhi transmisi gelombang elektromagnetik adalah -
Atenuasi
Menurut definisi standar, “Penurunan kualitas dan kekuatan sinyal disebut attenuation. ”
Kekuatan sinyal turun dengan jarak di atas media transmisi. Tingkat atenuasi merupakan fungsi jarak, media transmisi, serta frekuensi transmisi yang mendasarinya. Bahkan di ruang bebas, tanpa gangguan lain, sinyal yang ditransmisikan melemahkan jarak, hanya karena sinyal disebarkan ke area yang lebih besar dan lebih besar.
Distorsi
Menurut definisi standar, "Setiap perubahan yang mengubah hubungan dasar antara komponen frekuensi sinyal atau tingkat amplitudo sinyal dikenal sebagai distortion. ”
Distorsi sinyal adalah proses yang menyebabkan gangguan pada properti sinyal, menambahkan beberapa komponen yang tidak diinginkan, yang mempengaruhi kualitas sinyal. Ini biasanya di penerima FM, di mana sinyal yang diterima, kadang-kadang benar-benar terganggu sehingga mengeluarkan suara berdengung sebagai output.
Penyebaran
Menurut definisi standar, "Dispersion adalah fenomena di mana kecepatan rambat gelombang elektromagnetik bergantung pada panjang gelombang. "
Dispersionadalah fenomena penyebaran ledakan energi elektromagnetik selama perambatan. Ini sangat lazim dalam transmisi kabel seperti serat optik. Semburan data yang dikirim secara berurutan cenderung bergabung karena penyebaran. Semakin panjang panjang kabel, semakin parah efek dispersinya. Pengaruh dispersi membatasi produk R dan L. Dimana‘R’ adalah data rate dan ‘L’ adalah distance.
Kebisingan
Menurut definisi standar, "Segala bentuk energi yang tidak diinginkan yang cenderung mengganggu penerimaan dan reproduksi sinyal yang diinginkan dengan benar dan mudah disebut sebagai Noise".
Bentuk kebisingan yang paling luas adalah thermal noise. Ini sering dimodelkan menggunakan model Gaussian aditif. Kebisingan termal disebabkan oleh agitasi termal elektron dan didistribusikan secara seragam di seluruh spektrum frekuensi.
Bentuk kebisingan lainnya termasuk -
Inter modulation noise - Disebabkan oleh sinyal yang dihasilkan pada frekuensi yang merupakan penjumlahan atau perbedaan dari frekuensi pembawa.
Crosstalk - Interferensi antara dua sinyal.
Impulse noise- Denyut tak beraturan energi tinggi yang disebabkan oleh gangguan elektromagnetik eksternal. Derau impuls mungkin tidak berdampak signifikan pada data analog. Namun, ini memiliki efek yang terlihat pada data digital, menyebabkan kesalahan burst.