Mengenal Free Space Loss (FSL) | (Rambatan Dalam Ruang Bebas)

Pada saat sinyal meninggalkan antenna, sinyal akan berpropagasi atau lepas ke udara. Antenna yang kita gunakan akan menentukan bagaimana propagasi akan terjadi.

Pada frekuensi 2.4 GHz sangat penting sekali untuk menentukan agar jalur antara dua antenna ini tidak ada penghalang. Kita kemungkinan besar akan melihat adanya degradasi dari sinyal yang berpropagasi di udara jika ada hambatan di jalur. Pohonan, bangunan, tiang PLN, tower, gunung semua merupakan contoh dari penghalang.

Tetapi sebagian besar redaman dalam system wireless adalah redaman karena sinyal harus merambat diudara. Persamaan dari redaman Free Space (Free Space Loss / FSL) adalah sebagai berikut:

FSL(dB) = 32.45 + 20Log10F(MHz) + 20Log10D(km)

Free Space Loss pada jarak satu (1) km pada frekuensi 2.4 GHz adalah:

FSL(dB) = 32.45 + 20Log10(2400) + 20Log10(1)
   =  32.45 + 67.6 + 0
   =  100.05 dB

100+ dBm Free Space Loss (FSL) lumayan tinggi. Mengingat Effective Radiated Isotropic Power (EIRP) yang di ijinkan untuk terbang dari Antenna hanya 30-36 dBm. Oleh karenanya kita melihat sekitar –70 sampai –80 dBm daya yang di terima. Cukup sempit margin yang ada mengingat sensitifitas penerima hanya sekitar -85dBm.

Dari Pt memancar ke segala arah, maka besarnya kecepatan daya di suatu titik berjarak d dari pusat bola, Luas bola = 4πd2

Merupakan kerapatan daya isotropik.

Pada umumnya digunakan antenna yang mempunyai arah tertentu (directional antenna) yang mempunyai  penguatan sebesar GT, maka besarnya kerapatan daya sekarang:

Besarnya daya yang diterima antena berbanding lurus dengan luas antenna penerima, dalam hal ini merupakan luas efektifnya, Aeff. Maka besarnya daya yang diterima :

Contoh Soal.

Dalam suatu sistem komunikasi satelit berlaku keadaan ruang bebas. Satelit berada di ketinggian 36000 km diatas bumi, menggunakan frekuensi 4000 MHz dengan antenna berpenguatan 15 dB. Penguatan antenna penerima 45 dB,

Hitung : a. Rugi transmisi ruang bebas

              b. Daya yang diterima bila daya pancarnya 200 watt.

Penyelesaian:

                      L = 32,5 + 20 log 36000 + 20 log 4000

                         = 196 dB

                            PR  

                       ----------   =    15 + 45  - 196 = -136 dB

                            PT                        

Atau mempunyai perbandingan daya sebesar 0,25 x 10-13

 PR   = PT x 0,25 x 10-13

         = 200 x 0,25 x 10-13 = 5  10-12 W = 5 pW

Rumus-rumus yang selanjutnya akan digunakan:

Besarnya kuat medan pada antenna penerima :

Bila sebuah antenna mempunyai panjang efektif  ℓeff, maka besarnya tegangan pada rangkaian terbuka di antena  adalah 

Contoh Soal 

Hitunglah tegangan rangkaian terbuka yang diimbas dalam sebuah dipole ½ lamda, bila dipancarkan daya 10 W pada 150 MHz dari antenna dipola lain yang berjarak 50 km.

Penyelesaian :

Karena diketahui bahwa penguatan antenna dipola ½ lamda adalah 1,64 dan panjang efektif antenna lamda /π , maka  besarnya tegangan rangkaian terbuka,

                                 30 x 10 x 1,64    2

                       VB = ---------------  ------                           .             

                                      50 x 103       π

                              = 282 μV