Gelombang Radio

A.    Pengertian Gelombang Radio

Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik). Gelombang ini melintas dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara). 

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. Ketika gelombang radio dikirim melalui kabel kemudian dipancarkan oleh antena, osilasi dari medan listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam kabel. Dari pancaran gelombang radio ini kemudian dapat diubah oleh radio penerima (pesawat radio) menjadi signal audio atau lainnya yang membawa siaran dan informasi.

Gelombang radio merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo (AM) dan modulasi frekuensi (FM).

B.     Sejarah Gelombang Radio

Gelombang radio pertama kali diperkirakan pada tahun 1865 oleh James Clerk Maxwell, yang datang dengan persamaan untuk elektromagnetisme, kemudian dikenal sebagai persamaan Maxwell. Ketika bekerja pada hubungan antara elektromagnetisme dan cahaya, ia menyadari bahwa bentuk lain dari radiasi elektromagnetik, dengan panjang gelombang di atas dan di bawah kisaran terlihat, itu mungkin. Adanya radiasi panjang gelombang yang lebih rendah ditunjukkan eksperimental 22 tahun kemudian, pada tahun 1887, ketika Heinrich Hertz yang dihasilkan gelombang radio di lab. Dalam beberapa dekade, mereka banyak digunakan untuk transmisi informasi. Guglielmo Marconi dan Nikola Tesla keduanya dihormati sebagai pionir awal di bidang radio, tapi Marconi mematenkan sistem telegrafi pertama nirkabel pada tahun 1896.

C.    Manfaat Gelombang Radio

Penggunaan paling terkenal dari gelombang radio untuk mengirim foto, audio, dan teks dalam bentuk sinyal – gelombang panjang radio memungkinkan untuk menghindari rintangan dan perjalanan jauh, seperti cahaya tampak dan radiasi frekuensi yang lebih tinggi lainnya. Gelombang radio dengan panjang gelombang kurang dari sekitar 10 meter diserap oleh atmosfer. Gelombang yang lebih panjang memantul bolak balik antara ionosfer dan tanah, membuat yang ideal untuk transmisi radio di atas cakrawala. Frekuensi terendah yang digunakan untuk komunikasi dengan kapal selam, karena energi yang rendah – bagi siluman – dan daya tembus yang tinggi. Ini frekuensi yang lebih rendah dapat dianggap memiliki lebih “bass,” yang berarti mereka menembus lebih jauh, terutama melalui media tebal seperti air.

Untuk mengirim informasi melalui gelombang radio, itu harus dikodekan dalam beberapa cara. Ada dua metode utama, yang dikenal sebagai modulasi amplitudo (AM), dan modulasi frekuensi (FM). Pada AM, informasi dikodekan dengan memvariasikan amplitudo, atau tinggi, gelombang, sedangkan metode FM melibatkan menggunakan perubahan frekuensi untuk membawa data. Pola-pola yang berbeda atau amplitudo frekuensi yang diterjemahkan di mana mereka diterima untuk mereproduksi informasi yang asli, yang mungkin gambar, suara atau teks. Dengan cara ini, informasi yang kompleks dapat ditransmisikan jarak jauh murah.

Astronomi radio merupakan alat vital untuk memahami alam semesta. Karena adanya awan gas dan debu di galaksi, ada batas untuk jumlah informasi yang dapat diperoleh dengan menggunakan cahaya tampak atau frekuensi yang lebih tinggi EMR. Gelombang radio, bagaimanapun, dapat melewati rintangan ini, dan banyak dari apa yang telah dipelajari tentang interior galaksi telah datang melalui analisis sumber radio alami. Para astronom juga telah mampu mendeteksi radiasi dari big bang itu sendiri, yang, karena perluasan alam semesta, telah membentang dari awal frekuensi sangat tinggi dalam jangkauan gelombang mikro – ini dikenal sebagai radiasi latar belakang kosmik (CMB ).

D.    Efek Kesehatan Gelombang Radio

Kekhawatiran telah dikemukakan tentang kemungkinan efek pada kesehatan paparan gelombang radio, terutama di kisaran gelombang mikro, yang digunakan oleh ponsel dan radar. Ketika radiasi frekuensi radio yang diserap tubuh, dapat menyebabkan pemanasan. Eksposur yang normal tidak dianggap menimbulkan masalah, tetapi berada di dekat pemancar radar yang kuat dapat berpotensi berbahaya. Lensa mata sangat rentan terhadap kerusakan akibat pemanasan, dan paparan berlebihan terhadap radiasi gelombang mikro berpotensi menyebabkan katarak. Ada juga kekhawatiran tentang efek jangka panjang penggunaan ponsel sering, tetapi karena tahun 2013, studi klinis telah meyakinkan.

E.     Perilaku Gelombang Radio

Ada beberapa aturan yang dapat digunakan dalam merencanakan instalasi jaringan nirkabel, yaitu : (Onno dkk, 2008)

Semakin panjang gelombang, semakin jauh gelombang radio merambat. Untuk daya pancar yang sama, gelombang dengan panjang gelombang yang lebih panjang cendrung untuk dapat menjalar lebih jauh daripada gelombang dengan panjang gelombang pendek. Efek ini kadang kala terlhat di radio FM, jika di bandingkan jarak pancar pemancar FM diwilayah 88 MHz dengan wilayah 108 MHz.

Semakin panjang gelombang, semakin mudah gelombang melalui atau mengitari penghalang. Sebagai contoh, radio FM (88-108 MHz) dapat menembus bangunan atau berbagai halangan dengan lebih mudah. Sementara yang gelombangnya lebih rendah, seperti handphone GSM yang bekerja pada 900 MHz atau 1800 MHz akan lebih sukar untuk menembus bangunan. Memang efek ini sebagian karena perbedaan daya pancar yang digunakan di radio FM dengan GSM, tapi juga sebagian karena pendeknya panjang gelombang di sinyal GSM.

Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat dikirim. Semakin cepat gelombang berayun atau bergetar, semakin banyak informasi yang dapat dibawa setiap getaran atau ayunan digunakan untuk mengirimkan bit digital ‘0’ atau ‘1’, ‘ya’ atau ‘tidak’. Ada sebuah prinsip yang dapat dilihat di semua jenis gelombang dan amat sangat berguna untuk mengerti proses perambatan gelombang radio. Prinsip tersebut dikenal sebagai Prinsip Huygens, yang diambil dari nama Christiaan Huygens, seorang matematikawan, fisikawan dan astronomer Belanda 1629-1695.

“Prinsip Huygens adalah metoda analisis yang digunakan untuk masalah perambatan atau propagasi gelombang dibatasan medan jauh (far field). Prinsip Huygens memahami bahwa setiap titik dalam gelombang berjalan adalah pusat dari perubahan yang baru dan sumber dari gelombang yang lain, dan gelombang berjalan secara umum dapat dilihat sebagai penjumlahan dari gelombang yang muncul pada media yang bergerak. Cara pandang perambatan atau propagasi gelombang yang demikian sangat membantu dalam memahami berbagai fenomena gelombang lainnya, seperti difraksi.”

Prinsip ini membantu untuk mengerti difraksi maupun zone Fresnel yang dibutuhkan untuk line of sight (LOS) maupun kenyataan bahwa kadang-kadang kita dapat mengatasi wilayah tidak line of sight.

F.     Contoh-contoh Aplikasi dari Gelombang Radio


1. 

  Di stasion radio, musik dan suara lain diubah menjadi sinyal listrik.    Sinyal ini kemudian dikirim ke menara pemancar yang mengubahnya    menjadi gelombang radio.

2.     

Radio walkie-talkie mengubah suaramu menjadi gelombang radio. Gelombang itu merambat ke radio walkie talkie lain yang mengubahnya menjadi suara kembali.

3.     

Ini adalah radio teleskop yang menangkap gelombang radio dari luar angkasa. Para ahli astronomi mempelajari gelombang ini untuk mencari tahu tentang alam semesta yang tidak dapat diketahui dengan teleskop biasa.

4.   

Antena radio menangkap gelombang radio dari pemancar kemudian radio mengubah gelombang itu kembali menjadi suara.