94453025 antena array
TRANSCRIPT
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
1/21
Antena Array
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
2/21
Pola radiasi antena tunggal umumnya relatif lebar, atau penguatannya
relatif kecil. Gain atau directivity antena yang besar dapat diperoleh
dengan memperbesar dimensi antena (dalam orde ). Akan tetapi cara
ini mengakibatkan munculnya lebih banyak side lobe.
Cara lain mendapatkan gain yang tinggi adalah dengan menyusun
beberapa antena dengan konfigurasi tertentu yang dinamakan antena
array. Umumnya elemenelemennya identik.
Medan radiasi total antena array adalah superposisi vektor medanradiasi elemen-elemennya.
Pada dasarnya ada beberapa metode untuk mendapatkan pola radiasi
tertentu antena array, yaitu :
a) Mengatur konfigurasi geometri (linear, circular, spherical, rectangular,dll.)
b) Mengatur jarak antar elemen
c) Mengatur amplitudo arus eksitasi
d) Mengatur fase arus eksitasi
e) Mimilih elemen yang memiliki pola tertentu.
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
3/21
Array factor untuk linear array
Selain pengaturan
amplitudo dan fasepada pencatuannya
(In), juga terdapat
perbedaan fase
relatif antaragelombang yang
sampai di elemen-
elemen antena
karena posisinya
dalam ruang dan
arah kedatangan
gelombang.
(Stutzman, Antenna Theory and
Design,1981, John Wiley & Sons)
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
4/21
Array factor untuk linear array
Elemen : isotropis
Radiasi :r
eI
rj
40
Array factor dari N elemen
isotropis :
110110 ...
NjN
jjeIeIeIAF
=fase gelombang dataryang datang di elemen
antena array
(Stutzman, Antenna Theory and
Design,1981, John Wiley & Sons)
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
5/21
Contoh : mendapatkan array factor dengan cara
memeriksa radiasinya
1. Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arussama, terpisah dengan jarak /2
2. Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arus
berlawanan, terpisah dengan jarak /2
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
6/21
Array factor dari N elemen isotropis, jarak antar
elemen sama
1
0
coscos22
cos10 ...
N
n
ndjn
djdj eIeIeIIAF
cosd
jnnn eAI
1
0
N
n
jnneAAF
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
7/21
Contoh :
Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arus
sama, terpisah dengan jarak /2. Dapatkan AFsebagaifungsi dan .
Mendapatkan plot polar array factor f() dari plot f()
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
8/21
1
0
N
n
jnneAAF
Sifat array factor dari array linier
)()2( 2)2( AFeAeeAeAAF jnn
jnjnn
jnn
Array linier pada sumbu z hanya merupakan fungsi ,
mempunyai simetri putar di sumbu z
Visible region : 0 < < atau - d < < + d
Visible region dalam variabel sebesar2d
Satu periode array factor muncul dalam visible region
jika jarak antar elemen d = /2
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
9/21
Array factor ternormalisasi dari array linier, jarak
sama, amplitudo arus sama
)2/sin(
)2/sin()(
N
Nf
Sifatsifat :
N semakin besar main lobe semakin sempit, tinggiside lobe turun
Jumlah lobe total N-1, satu main lobe, N-2 side lobe
Lebar main lobe 2X2/N, lebar side lobe2/N
Simetri pada
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
10/21
Contoh :
Array linier 4 elemen, jarak antar elemen /2, beda fase
/2. Dapatkan array factor dalam variabel dan, buatsketsnya.
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
11/21
Main beam scanning
Array factor maximum dalam variabel terjadi pada =0.
Misalkan 0 adalah nilai saat array factor maksimum,maka beda fase yang diperlukan agar main beam terjadi
pada =0 adalah :
0cos d
Ukuran lebar beam : FNBW
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
12/21
Ordinary endfire array
Banyak aplikasi yang memerlukan antena dengan satu
main beam yang sempit (single pencil beam). Single
pencil beam dapat diperoleh antara lain dengan disain
yang tepat dari endfire array.
Endfire array diperoleh jika : 0=0 atau 0=180,berkaitan dengan=-d atau =d ordinary endfire
array
Untuk mendapatkan single pencil beam, visible region
dikurangi sedemikian hingga :
Nd
22 )
2
11(
2 Nd
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
13/21
Contoh :
Ordinary endfire array, 5 elemen, 0=180, tentukan jarak
dan beda fase antar elemen, gambarkan skets arrayfactornya.
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
14/21
Hansen-Woodyard endfire array
N
d )1
1(2 N
d
Contoh :
Endfire array, 5 elemen,
0=180, tentukan jarak
dan beda fase antar
elemen, gambarkan skets
array factornya.
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
15/21
Kurva perbandingan directivity Ordinary dan Hansen
Woodyard endfire array
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
16/21
Prinsip perkalian pola
Antena array umumnya dibuat dengan elemen-elemen
yang hampir identik berlaku prinsip perkalian pola
Contoh : collinier array
tersusun dari N dipole
pendek, jarak antar
elemen sama, arus tiap
elemenI0, I1, ,IN-1
z
y
0 d 2d 3d
x
1
0
cos
cos)1(1
cos10
4
...4
N
n
ndjn
rj
dNjN
djrj
z
eIzr
e
eIeIIzr
eA
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
17/21
Medan listrik di daerah medan jauh :
1
0
cossin4
sin
N
n
ndjn
rj
z
eIzr
ej
AjE
Pola elemenArray factor
Prinsip perkalian pola :
Pola medan dari antena array dengan elemen-elemen
identik adalah hasil kali pola elemennya dengan array
factor.
),(),(),( fgF a
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
18/21
Contoh :
Array collinier dari 2 dipole pendek, jarak /2, magnitudo
dan fase arus sama. Dapatkan pola radiasi array danbuat sketsnya.
d=/2
I0=1 I1=1z )cos
2
cos(sin)(
F
g()f() F()
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
19/21
Prinsip perkalian pola tetap berlaku pada antena array
dengan berbagai geometri.
Misalkan array linier dari sumber garis yang disusunparalel
x
y
z
/2
1800
cossincos
Dapatkan array factor dan gambarkan sketsnya.
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
20/21
Directivity dari array linier dengan jarak antar
elemen sama dan eksitasi uniform
Jika elemennya isotropis :
1
12
cossin21
14N
m
A mdmdm
mN
NN
D
Ordinary endfire :
LD 4
Hansen-Woodyard endfire :
LD 28,7
L=Nd
Broadside array :
NdLD 22
-
7/29/2019 94453025 Antena Array
21/21
Directivity dari array linier dengan jarak antar
elemen sama dan eksitasi uniform
Dengan elemen non isotropis :
mdmadmadm
mN
N
aD
N
m
cos)cossin(2
2
1
21
1
12
0
Collinear short dipole : a0=2/3, a1=2/(md)2, a2=-2/(md)
Paralel short dipole : a0=2/3, a1=1-1/(md)2, a2=1/(md)