Pengantar Prinsip Komunikasi Radio
Semua bentuk komunikasi mengikuti prinsip-prinsip dasar yang sama. Dalam bab pertama ini, kami mengeksplorasi prinsip-prinsip itu dan berbagai cara di mana orang berkomunikasi. Kami juga melihat gelombang radio dan belajar bagaimana teknologi radio mampu membuat suara Anda didengar bermil-mil jauhnya.
APA ITU KOMUNIKASI?
Komunikasi dimulai ketika seseorang ingin menyampaikan informasi kepada orang lain. Informasi itu harus disajikan sebagai semacam pola. Misalnya, ucapan adalah pola, sinyal asap adalah pola, drum berbicara adalah pola, panggilan telepon adalah pola, kode Morse adalah pola.
Pola-pola ini kemudian melakukan perjalanan melalui saluran komunikasi, biasanya melibatkan media. Misalnya, asap yang melewati udara, sinyal listrik melewati kawat, atau ucapan yang melewati atmosfer sebagai serangkaian gelombang tekanan.
Setelah pola mencapai penerima, perlu diterjemahkan dan perlu dipahami. Seseorang perlu memahami apa arti titik-titik dan garis-garis kode Morse atau apa arti pola sinyal asap, atau hanya untuk memproses suara yang membentuk ucapan manusia.
Terakhir itu diterima dalam bentuk di mana penerima benar-benar dapat memahami informasi dan bertindak atasnya. Itulah model dasar dari semua jenis komunikasi.
Ini adalah cara kerja komunikasi radio. Seseorang berbicara ke radio, itu dikodekan atau diubah menjadi pola oleh pemancar. Kemudian dikirim sebagai gelombang elektromagnetik melalui saluran komunikasi (atmosfer), yang diterima dengan menerima radio. Ini akan diterjemahkan sehingga pola dipahami, dan itu dikonversi lagi menjadi suara yang penerima mengerti dan dapat bertindak.
APA ITU GELOMBANG RADIO?
Seperti disebutkan dalam model komunikasi dasar, untuk menyampaikan informasi kepada seseorang:
- Seorang pengguna harus memaksakan pola,
- yang berinteraksi dengan media dalam suatu saluran,
- yang akan diterjemahkan di ujung penerima,
- dan akhirnya diterima dalam bentuk di mana penerima dapat memahaminya.
Sebagian besar interaksi antara pola dan media saluran paling baik dijelaskan oleh gelombang. Ketika seseorang berbicara, mereka menggunakan gelombang tekanan untuk menyampaikan informasi kepada orang lain. Gelombang tekanan ini mewakili titik-titik di mana molekul udara dikemas lebih dekat bersama-sama, dan titik-titik di mana mereka lebih jauh terpisah.
Energi dipompa ke atmosfer untuk mengompres molekul bersama-sama. Titik tinggi energi yang menekan molekul lebih dekat bersama-sama disebut puncak gelombang. Titik rendah energi, ketika molekul berjauhan, disebut palung gelombang.
Jumlah gelombang yang lewat dalam satu detik yang akan menjadi frekuensi. Frekuensi hanyalah jumlah gelombang yang lewat per detik. Sama seperti riak di kolam setelah batu dilemparkan ke dalamnya, semua riak kecil yang melewati titik tertentu akan menunjukkan frekuensi. Frekuensi radio diidentifikasi sebagai jumlah gelombang per detik atau siklus per detik. Istilah modern untuk ini adalah hertz.
Gelombang juga memiliki panjang gelombang untuk mereka - jarak antara posisi yang sama pada dua gelombang. Dalam radio, panjang gelombang bisa sangat panjang. Satu gelombang bisa menjadi ukuran manusia.
Namun, ada panjang gelombang yang jauh lebih pendek, yang ditampilkan pada spektrum elektromagnetik, di mana komunikasi radio memanfaatkannya.
Spektrum elektromagnetik membentang dari sinar gamma ke bentuk terendah dari gelombang radio. Mereka termasuk yang berikut:
- Sinar Gamma
- X-Ray (seperti dalam pemeriksaan medis)
- Sinar ultraviolet
- Spektrum optik yang bisa kita lihat: Merah, oranye, kuning, hijau, biru, ungu.
- Cahaya inframerah
- Microwave Radar
- TV – FM Radio
- Radio Gelombang Pendek
- AM Radio
- Komunikasi kapal selam
Manusia bukan satu-satunya pengguna dari berbagai bagian spektrum elektromagnetik. Misalnya, lebah menggunakan ultraviolet dan ngengat menggunakan inframerah. Namun, di bagian radio dari spektrum, manusia mungkin satu-satunya pengguna.
Dari penggunaan manusia dari spektrum radio, pengguna terbesar adalah militer. Mereka menggunakan radio panjang gelombang terpanjang untuk memungkinkan kapal selam berkomunikasi satu sama lain, dan mereka juga menggunakan bagian spektrum yang lebih tinggi karena dapat menembus bangunan dan berkomunikasi dengan orang-orang di dalamnya.
APA ITU PROPAGASI?
Ini berguna ketika berpikir tentang gelombang radio untuk berpikir tentang gelombang cahaya.
Cahaya bergerak dalam sinar, dan gelombang radio melakukan hal yang sama. Ini disebut propagasi radio. Ketika cahaya putih masuk ke prisma itu dipisahkan oleh panjang gelombang menjadi merah, oranye, kuning, hijau, biru, dan ungu. Dengan cara yang sama, gelombang radio akan menyebar secara berbeda tergantung pada panjang gelombang mereka. Panjang gelombang radio jauh lebih besar dari panjang gelombang cahaya.
Lihatlah propagasi sinar radio yang bepergian untuk berkomunikasi dengan pengguna yang berada di berbagai belahan dunia, menggunakan (dalam istilah radio) bagian dari spektrum VHF (Very High Frequency). Radio yang ada di band VHF bergerak dalam garis lurus. Dengan kata lain, sinar perjalanan menggunakan garis pandang.
Jika dua pengguna di sisi berlawanan dari dunia ingin berkomunikasi, gelombang radio tidak dapat menggunakan garis propagasi penglihatan, karena bergerak dalam garis lurus dan tidak akan pergi di sekitar kurva bumi. Jadi, solusi untuk menghubungi seseorang yang berada di atas cakrawala melengkung adalah dengan memasang satelit, dan satelit akan menerima sinyal dari penelepon radio, dan kemudian mengirimkannya dalam garis lurus lain, garis pandang, kepada orang yang menerimanya di ujung yang lain.
UHF (Ultra High Frequency) yang, misalnya, akan menjadi 400 MHz, beroperasi dengan cara yang persis sama. Namun, dalam panjang gelombang radio yang lebih panjang, propagasinya berbeda.
Misalnya, pada gelombang pendek yang lebih rendah, yaitu sekitar 300 kHz hingga 3 MHz, propagasi radio atau gelombang radio benar-benar dapat melengkungkan dirinya di sekitar cakrawala atau kelengkungan Bumi.
Dalam gelombang pendek yang lebih tinggi, yang adalah apa yang digunakan orang-orang di tahun 40-an dan 50-an untuk mendengarkan ketika mereka ingin mendengar siaran internasional, propertinya berbeda lagi. Propagasi radio akan melakukan latihan yang menarik. Pertama memantul dari lapisan atas atmosfer yang disebut ionosfer, kemudian memantul kembali ke Bumi (ini adalah refleksi. Kemudian memantul lagi ke ionosfer, dan terus memantul kembali sampai mencapai penerima radio. Ini disebut gelombang langit, yang bekerja sekitar 3 hingga 30 MHz.
Propagasi radio, seperti sifat radio lainnya, dapat bergantung secara kritis pada panjang gelombang radio.
BAGAIMANA REPEATER BEKERJA?
Bekerja dengan genggam mirip dengan bekerja dengan walkie-talkie. Selama seseorang berada dalam garis lurus dari mereka, pengguna dapat berbicara dengan mereka. Ini adalah radio untuk koneksi radio dan disebut komunikasi simpleks.
Walkie-talkie bekerja dengan baik jika tidak ada penghalang antara radio yang memanggil dan radio yang menerima. Tapi apa yang terjadi jika ada bukit atau bangunan besar di jalan? Garis pandang tidak lagi mungkin karena ada sesuatu yang menghalangi radio.
Seringkali dalam situasi ini, radio yang dapat mengulangi pesan ditempatkan di puncak gunung, yang disebut repeater (atau base station). Jika pengguna ingin melakukan panggilan di radio genggam, pesan berjalan dalam garis lurus ke repeater.
Repeater perlu menerima frekuensi yang dikirimkan oleh penelepon, dan kemudian repeater mentransmisikan ulang pesan yang sama ke pengguna di sisi lain gunung. Ia bekerja mirip dengan satelit yang didiskusikan dengan propagasi radio VHF, tetapi alih-alih satelit, itu adalah radio tetap di atas bukit.
Blok Bangunan Modulasi dan Radio
Dalam bab ini kita membahas modulasi dan blok bangunan radio. Bagaimana suara Anda diubah menjadi gelombang yang dapat ditransmisikan dan diterima oleh perangkat radio?
BAGAIMANA MODULASI BEKERJA?
Frekuensi saluran RF paling baik dipahami sebagai frekuensi gelombang pembawa.
Gelombang pembawa adalah gelombang murni frekuensi konstan, sedikit seperti gelombang sinus. Dengan sendirinya tidak membawa banyak informasi yang dapat kita kaitkan (seperti ucapan atau data).
Untuk memasukkan informasi ucapan atau informasi data, gelombang lain perlu diberlakukan, yang disebut sinyal input, di atas gelombang pembawa. Proses memaksakan sinyal input ke gelombang pembawa ini disebut modulasi. Dengan kata lain, modulasi mengubah bentuk gelombang pembawa untuk entah bagaimana menyandikan ucapan atau informasi data yang kami tertarik untuk membawa. Modulasi seperti menyembunyikan kode di dalam gelombang pembawa.
Ingat bahwa setiap gelombang memiliki
tiga sifat dasar: 1) Amplitudo - ketinggian gelombang
2) Frekuensi
- sejumlah gelombang yang lewat dalam Fase 3) kedua tertentu - di mana fase tersebut pada saat tertentu.
Ada berbagai strategi untuk memodulasi gelombang pembawa. Pertama, pengguna dapat men-tweak ketinggian operator. Jika tinggi sinyal input bervariasi dengan kenyaringan suara pengguna dan kemudian menambahkan ini ke operator, maka amplitudo operator akan berubah sesuai dengan sinyal input yang telah dimasukkan ke dalamnya. Ini disebut modulasi amplitudo atau AM.
Frekuensi sinyal input juga dapat diubah. Jika sinyal input ini ditambahkan ke gelombang pembawa murni, dengan demikian akan mengubah frekuensi gelombang pembawa. Dengan begitu, pengguna dapat menggunakan perubahan frekuensi untuk membawa informasi ucapan. Ini disebut modulasi frekuensi atau FM.
Kedua strategi ini dapat dikombinasikan untuk membuat skema ketiga. Bahkan, setiap strategi yang menggabungkan sinyal input dengan gelombang pembawa untuk menyandikan ucapan atau informasi berguna lainnya disebut skema modulasi.
Skema modulasi bisa analog atau digital. Skema modulasi analog memiliki gelombang input yang bervariasi terus menerus seperti gelombang sinus. Dalam skema modulasi digital, ini sedikit lebih rumit. Suara diambil sampelnya pada tingkat tertentu dan kemudian dikompresi dan berubah menjadi aliran bit – aliran nol dan satu – dan ini pada gilirannya dibuat menjadi jenis gelombang tertentu yang kemudian ditumpangkan pada pembawa.
Pertanyaan besarnya adalah, mengapa gelombang pembawa dalam modulasi sama sekali? Mengapa tidak menggunakan sinyal input secara langsung? Lagi pula, itu membawa semua informasi yang kami minati dan hanya menempati beberapa kilohertz dan bandwidth. Jadi mengapa tidak menggunakannya secara langsung? Mengapa operator dan modulasi diperlukan sama sekali?
Menariknya, sinyal input dapat dibawa (tanpa gelombang pembawa) oleh gelombang elektromagnetik frekuensi yang sangat rendah. Masalahnya, bagaimanapun, adalah bahwa ini akan membutuhkan sedikit amplifikasi untuk mengirimkan frekuensi yang sangat rendah. Sinyal input sendiri tidak memiliki banyak daya dan membutuhkan antena yang cukup besar untuk mengirimkan informasi.
Untuk menjaga komunikasi tetap murah dan nyaman dan membutuhkan lebih sedikit daya untuk membawa informasi sebanyak mungkin, sistem operator dengan operator termodulasi digunakan.
PENGENALAN PENSPASIAN SALURAN
Spektrum radio sangat terbatas. Setiap pengguna spektrum radio membutuhkan "pipa" atau blok pipa untuk berkomunikasi.
Pipa ini disebut saluran dan mereka dibedakan oleh frekuensinya. Sama seperti pipa memiliki diameter tertentu, saluran RF memiliki bandwidth frekuensi atau jarak saluran.
Saluran wideband menempati 25 kilohertz spektrum radio.
Saluran narrowband berukuran setengah dari ukuran itu dan menempati 12,5 kilohertz.
Ultra narrowband adalah setengah ukuran lagi pada 6,25 kilohertz, dan itu adalah "pipa" terkecil dari semuanya.
Ada tradeoff teknik dasar di sini (teknik penuh dengan tradeoffs). Semakin kecil jarak saluran, semakin besar jumlah saluran yang dapat masuk ke dalam blok spektrum radio tertentu. Lebih banyak saluran berarti bahwa lebih banyak pengguna dapat menggunakan spektrum yang tersedia untuk berkomunikasi. Namun, semakin luas jarak saluran adalah; Semakin baik penerimaan dan kesetiaan audio. Jadi ada tradeoff di sini antara kesetiaan audio dan penerimaan di satu sisi, dan mendapatkan penggunaan maksimum spektrum radio di sisi lain.
Blok spektrum radio seperti bagian besar dari jalan raya, lebar tetap. Ini harus mendukung dua jalur: Satu untuk menerima radio, satu untuk mentransmisikan radio. Saluran wideband seperti memiliki dua jalur besar, cukup besar untuk mengangkut rumah di setiap jalur. Ini seperti wideband, dan ini bukan penggunaan jalan raya yang sangat efisien ini; Penggunaan yang lebih efisien adalah jika jalur tunggal besar ini dibagi menjadi jalur setengah ukuran.
Dengan jalur berukuran setengah ini, rumah tidak dapat diangkut lagi, tetapi trailer dan SUV mungkin bisa muat tanpa masalah. Jumlah pengguna telah meningkat, tetapi potongan-potongan besar seperti rumah tidak bisa lagi muat. Ini mirip dengan cara kerja Narrowband.
Untuk mendapatkan lebih banyak pengguna, sub-membagi dua jalur setengah ukuran ini menjadi jalan raya empat jalur di setiap sisi: Empat jalur menerima dan empat jalur mentransmisikan. Sekarang hanya mobil yang cukup kecil yang akan cocok. Lebih banyak pengguna bisa melewatinya, tetapi sebagian dari fungsi telah hilang. Ini mirip dengan cara kerja Ultra Narrowband.
BAGAIMANA CARA KERJA FM TRANSCEIVER?
Lihatlah diagram pemancar FM ini:
Prosesnya relatif mudah:
1) Mikrofon mengambil suara
masuk. 2) Sinyal suara ini masuk ke prosesor audio untuk membuat sinyal input.
3) Sinyal input dikombinasikan dengan frekuensi pembawa yang dihasilkan oleh osilator tegangan yang dikendalikan (V.C.O.).
Hasilnya adalah sinyal yang membawa informasi kita tetapi tidak cukup kuat untuk ditransmisikan melalui antena. Sinyal diperkuat melalui dua tahap
yang berbeda: 5) Tahap exciter memperkuat kekuatan sinyal ke satu tingkat output.
6) Power amplifier mendorongnya ke tingkat output daya lain, sekarang cukup untuk antena pemancar.
Proses penerimaan sangat mirip:
1) Transmisi ditangkap oleh antena penerima dan dimasukkan ke dalam pemilih frekuensi RF.
2) Transmisi masuk ke mixer di mana ia dikombinasikan dengan pembawa yang dihasilkan oleh
V lokal V.C.O. 3) Hasilnya kemudian dimasukkan ke dalam penguat sinyal IF (Intermediate Frequency). Ini mengurangi frekuensi melalui proses penyaringan yang diperlukan untuk menghapus pembawa dengan lebih mudah.
4) Sinyal diturunkan.
5) Hasilnya dimasukkan ke bagian audio yang memperkuat hasil sehingga dapat dimasukkan ke dalam speaker dan didengar oleh pengguna.
Transceiver FM hanya menggabungkan pemancar FM dan penerima FM dalam satu unit. Bagian penerima transceiver sama dengan apa yang terlihat di bagian penerima FM dan juga untuk pemancar FM.
PERBEDAAN ANTARA FDMA DAN TDMA
Saluran RF menempati sejumlah spektrum radio. Apa penggunaan paling efisien dari potongan kecil spektrum radio ini yang membentuk saluran kami?
Ada dua teknik yang berbeda.
Teknik pertama disebut frequency division multiple access (FDMA). Metode ini memisahkan saluran berdasarkan frekuensi, jadi jika pengguna ingin memiliki dua saluran, mereka akan memiliki dua frekuensi terpisah. Jika percakapan berjalan di saluran, itu menempati seluruh saluran secara eksklusif. Hanya ada satu percakapan dan satu pengguna pada satu waktu per saluran radio. Lebih banyak saluran radio membutuhkan lebih banyak frekuensi.
Ada teknik alternatif: Time division multiple access (TDMA).
TDMA menempati saluran tetapi memungkinkan dua pengguna untuk menempati saluran yang sama pada apa yang tampak bagi mereka pada saat yang sama. Analogi bisa menjadi frame rate yang masih ditembak di bioskop, di mana sekitar 30 frame per detik itu memberikan ilusi gerakan terus menerus tetapi sebenarnya adalah latihan bolak-balik waktu.
Dengan sistem TDMA slot 2 kali, dua pengguna dapat berbagi frekuensi yang sama dengan cara berikut: Pengguna 1 dapat menggunakan frekuensi untuk jangka waktu yang sangat singkat, mungkin 50 milidetik. Kemudian saluran kembali ke pengguna 2 yang mendapat 50 milidetik. Kemudian siklus kembali ke pengguna orang yang mendapat 50 milidetik lebih lanjut, dan seterusnya dan seterusnya dan seterusnya.
Proses ini sangat cepat sehingga setiap pengguna berpikir mereka memiliki penggunaan eksklusif saluran frekuensi. Dengan slot 2 kali TDMA, untuk memiliki lebih dari dua percakapan yang terjadi pada saat yang sama maka saluran radio lain diperlukan. Jika itu adalah saluran TDMA slot 2 kali lainnya maka dua frekuensi dapat secara bersamaan mendukung empat percakapan; atau tampaknya secara bersamaan, karena latihan bolak-balik ini.
KORELASI ANTARA RANGE DAN POWER
Jangkauan dan kekuatan radio portabel dan seluler memiliki hubungan yang menarik.
Dengan portabel dan ponsel, radio mengubah kekuatan radio menjadi daya frekuensi radio dan dipancarkan keluar dari antena. Jangkauan radio tergantung pada kedua kekuatan yang tersedia untuk itu dan frekuensi di mana ia bekerja.
Radio seluler, yang memiliki antara 25 dan 50 watt daya output, terhubung ke listrik atau baterai mobil dan merupakan radio yang cukup besar. Karena daya output yang tinggi, ia akan memiliki jangkauan tinggi. Selain itu, radio seluler memancarkan banyak kekuatan, dan karena itu juga memancarkan banyak panas. Inilah sebabnya mengapa ponsel memiliki tubuh logam; untuk mengalirkan kelebihan panas.
Sebaliknya, radio portabel hanya memiliki daya output sekitar 5 watt. Karena menggunakan baterai yang lebih kecil dan tidak memancarkan begitu banyak panas, tidak perlu tubuh logam. Tubuh plastik akan cukup, dan demi kenyamanan, portabel memiliki antena yang lebih kecil. Ini bisa memiliki yang lebih besar untuk memancar lebih jauh, tetapi ini akan menempel seperti antena mobil dari saku belakang atau pinggul seseorang. Hal ini dapat dilihat dengan personil Angkatan Darat atau polisi di luar negeri.
Ponsel ini memiliki jangkauan yang lebih besar daripada portabel hanya karena memiliki lebih banyak daya yang tersedia untuk itu.
Frekuensi juga memiliki peran untuk dimainkan dalam hubungan ini. Kisaran yang tersedia dalam beberapa frekuensi lebih baik daripada yang lain. Misalnya, VHF bergerak lebih jauh dari frekuensi yang lebih tinggi seperti UHF, atau 700 dan 800 megahertz. Di sisi lain, frekuensi yang lebih tinggi benar-benar melakukan perjalanan di dalam bangunan dengan lebih baik.
Kesimpulannya, kisaran sangat tergantung pada kedua frekuensi output daya.
Comments
Post a Comment