Jarak komunikasi yang dapat dicapai oleh sistem komunikasi nirkabel ditentukan oleh berbagai faktor, seperti perangkat yang membentuk sistem dan lingkungan komunikasi. Hubungan antara keduanya dapat dinyatakan dalam persamaan jarak komunikasi berikut.
Jika daya pancar perangkat pemancar sistem komunikasi adalah PT, penguatan antena transmisi adalah GT, dan panjang gelombang operasi adalah λ. Sensitivitas penerima perangkat penerima adalah PR, penguatan antena penerima adalah GR, dan jarak antara antena penerima dan pemancar adalah R, dalam jarak visual dan di lingkungan tanpa interferensi elektromagnetik, hubungan berikut berlaku:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) Dalam rumus tersebut, Lc adalah rugi penyisipan pengumpan dari antena pemancar stasiun pangkalan; L0 adalah rugi gelombang radio selama perambatan.
Saat merancang sistem, margin yang cukup harus dibiarkan untuk item terakhir, yakni kerugian perambatan gelombang radio L0.
Secara umum, margin 10 hingga 15 dB diperlukan saat melewati hutan dan bangunan sipil; margin 30 hingga 35 dB diperlukan saat melewati bangunan beton bertulang.
Untuk pita frekuensi CDMA dan GSM 800MH, 900ZMHz, umumnya diyakini bahwa tingkat ambang batas penerimaan telepon seluler adalah sekitar -104dBm, dan sinyal yang diterima sebenarnya harus setidaknya 10dB lebih tinggi untuk memastikan rasio sinyal terhadap derau yang diperlukan. Bahkan, untuk menjaga komunikasi yang baik, daya yang diterima sering dihitung sebesar -70dBm. Asumsikan bahwa stasiun pangkalan memiliki parameter berikut:
Daya pancar adalah PT = 20W = 43dBm; daya terima adalah PR = -70dBm;
Kehilangan pengumpan adalah 2,4dB (sekitar pengumpan 60m)
Penguatan antena penerima telepon seluler GR = 1,5dBi;
Panjang gelombang kerja λ = 33,333cm (setara dengan frekuensi f0 = 900MHz);
Persamaan komunikasi di atas akan menjadi:
43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1,5dBi=32dB+ 20logr(m) dB +2,4dB + kehilangan propagasi L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m) + kehilangan propagasi L0
80,1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+ rugi propagasi L0
Bila nilai pada ruas kiri rumus di atas lebih besar daripada nilai pada ruas kanan, maka:
GT(dBi) > 20logr(m) - 80,1dB + rugi propagasi L0. Jika pertidaksamaan ini berlaku, sistem dapat dianggap dapat mempertahankan komunikasi yang baik.
Jika stasiun pangkalan menggunakan antena pemancar omnidirectional dengan penguatan GT=11dBi dan jarak antara antena pemancar dan penerima adalah R=1000m, persamaan komunikasi selanjutnya menjadi 11dB>60-80.1dB+rugi propagasi L0, yakni, jika rugi propagasi L0<31.1dB, komunikasi yang baik dapat dipertahankan dalam jarak 1 km.
Dalam kondisi rugi propagasi yang sama seperti di atas, jika penguatan antena pemancar GT = 17 dBi, yaitu peningkatan sebesar 6 dBi, jarak komunikasi dapat digandakan, yaitu, r = 2 kilometer. Hal-hal lain dapat disimpulkan dengan cara yang sama. Namun, perlu dicatat bahwa antena stasiun pangkalan dengan penguatan GT 17 dBi hanya dapat memiliki cakupan berkas berbentuk kipas dengan lebar berkas 30°, 65°, atau 90°, dst., dan tidak dapat mempertahankan cakupan omnidirectional.
Selain itu, jika penguatan antena pemancar GT=11dBi tetap sama dalam perhitungan di atas, tetapi lingkungan propagasi berubah, rugi propagasi L0=31,1dB-20dB=11,1dB, maka rugi propagasi sebesar 20dB yang berkurang akan meningkatkan jarak komunikasi sepuluh kali lipat, yaitu, r=10 kilometer. Rugi propagasi berkaitan dengan lingkungan elektromagnetik di sekitarnya. Di daerah perkotaan, terdapat banyak gedung tinggi dan rugi propagasinya besar. Di daerah pedesaan suburban, rumah-rumah pertanian rendah dan jarang, dan rugi propagasinya kecil. Oleh karena itu, meskipun pengaturan sistem komunikasi sama persis, jangkauan efektif akan berbeda karena perbedaan lingkungan penggunaan.
Oleh karena itu, saat memilih antena omnidirectional, antena directional, dan bentuk antena penguatan tinggi atau penguatan rendah, perlu dipertimbangkan penggunaan antena stasiun pangkalan dengan tipe dan spesifikasi berbeda sesuai dengan kondisi spesifik jaringan komunikasi seluler dan lingkungan aplikasi.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 25-Jul-2025
