Transmission Line & Antenna

STPI 25 Februari 2015

Heri Rahmadyanto

Antenna Array

Definisi

Antena susun merupakan susunan 2

atau lebih antena yang disusun untuk

mendapatkan pola radiasi yang

diinginkan

Harapan:

D G P

Pendahuluan

Diagram radiasi dari sebuah antena

secara sendiri (single antenna) biasanya

relatif lebar, misalnya dipole setengah

panjang gelombang (1/2 )

Array untuk Aplikasi Radar

Untuk mendapatkan antena yang

seperti ini ukuran dari antena > panjang gelombangnya.

Masalah baru !

munculnya side Lobe tambahan dengan peredaman yang mengganggu.

Prinsip Kerja Teknik Array

Medan listrik/magnet total dari array adalah superposisi secara vektorial medan yang dihasilkan dari masing-masing antena.

Arah pancar yang diprioritaskan untuk mendapatkan direktivitas yang tinggi, diupayakan medan vektornya saling bersuperposisi secara konstruktif (saling menjumlahkan),

Sedangkan ke arah pancar lain yang diinginkan memiliki direktivitas rendah, superposisinya diupayakan berlangsung secara destruktif (saling mengurangi/menghilangkan).

Parameter Kontrol Desain

Array

Ada lima parameter yang bisa digunakan untuk mengontrol diagram radiasi dari array:

1. Konfigurasi geometris array

a. linier: antena disusun pada suatu garis tertentu

b. circular: disusun di atas suatu lingkaran

c. planar: tersusun pada suatu bidang dua dimensi

d. secara tiga dimensi di ruang

2. Jarak dari satu elemen antena ke elemen yang lain.

3. Amplitudo arus atau tegangan yang dipasangkan pada feeding elemen antena.

4. Phase arus atau tegangan pada feeding.

5. Diagram radiasi dari masing-masing elemen.

Array 2 Antena

2 dipole hertz terpisah sejauh d

Akan dilakukan pengamatan pada titik p, yang terletak pada jarak r, dengan sudut dari sumbu z.

Antena 1 dicatu dengan arus 1,

Antena 2 dicatu dengan arus 2,

(I: amplitudo arus, dan : phasa arus)

Dengan medan listrik dari dipol Hertz

untuk kondisi medan jauh yang diberikan

pada persamaan

Maka medan listrik total di titik P

Array 2 Antena (Simplified)

Dengan mengandaikan titik P berada di medan jauh, maka dapat diambil pendekatan seperti pada gambar

yaitu garis-garis dari masing-masing dipol Hertz dan garis dari titik asal menuju ke titik P secara paralel, atau

Sehingga persamaan menjadi

Sebelum

Sesudah

Untuk jarak dari antena ke titik P

kembali digunakan pendekatan medan

jauh, yang menghasilkan, masing-

masing untuk variasi phasa

Persamaan menjadi

Pada hasil perhitungan di atas,

didapatkan medan listrik yang

dihasilkan oleh array yang terdiri dari

dua dipol Hertz

Dengan Edipol Hertz seperti di persamaan

dan AF sebagai faktor yang dihasilkan

oleh pembentukan array ini (AF : Array

Factor)

N-Element Linear Array:

Uniform Amplitude and Spacing

N-Element Linear Array(samb)

Linear array merupakan penyusunan elemen berbentuk

garis yang linear

N-Element Linear Array(samb)

n = 1,2,3,. n N, 2N, 3N,...

Ada dua kasus menarik pada Linear

array yaitu :

Broadside array

End-fire Arrays

N-Element Linear Array(samb)

d=

Broadside array

Maximum radiation of an array directed normal to the axis of the array(=90o)

Maximum Array Factor (=90o) :

Ordinary End-Fire Array

Maximum radiation directed along the axis of the array (= 0o atau 180o)

Dengan merubah fase dari arus

keluaran pada setiap elemen antena

dari antena susun tersebut

Banyak penggunaannya, terutama

untuk radar

Phased Arrays

Phased Arrays

Sejarahnya:

Tahun 1889, keluar proposal tentang

konsep phased array

1906, pembuatannya secara sukses (dua

elemen)

1920, penggunaan untuk shortwave radio

equipment (untuk menghasilkan direct

radiation pattern)

Hansen-Woodyard End-Fire Array

Persyaratan Hansen-Woodyard untuk memperbaiki

directivity End-Fire Array:

Hansen-Woodyard End-Fire Array

Hansen-Woodyard End-Fire Array

Directivity