bab 7 antena3
DESCRIPTION
antenaTRANSCRIPT
BAB 7 ANTENA
7.1 PARAMETER ANTENA
Ada dua jenis kategori umum pada jalur transmisi telekomunikasi antara lain :
– kabel
– Waveguide atau Bumbung gelombang.pada radar Waveguide adalah
penghubung antara Transmiter dan Antena
Antena yang bekerja pada band VLF, LF, HF, VHF dan UHF bawah, , jenis
antena kawat (wire antenna) yang digunakan dimana dimensi fisiknya
disesuaikan dengan panjang gelombangnya. Semakin tinggi frekuensi kerja,
maka semakin pendek panjang gelombangnya, sehingga semakin pendek
panjang fisik suatu antena. Contoh antena dipole 1/2l, antena monopole
dengan ground plane, antena loop, antena Yagi-Uda array, antena log periodik
dan sebagainya
Untuk antena gelombang mikro (microwave), terutama SHF ke atas,
penggunaan antena luasan (aperture antena) seperti antena horn, antena
parabola, akan lebih efektif dibanding dengan antena kawat pada umumnya.
Karena mempunyai sifat pengarahan yang baik untuk memancarkan
gelombang elektromagnetik. Pada frekuensi UHF dan Microwave
menggunakan waveguide untuk mentransmisikan gelombnag elektromagnetik
dengan refleksi secara berurutan dari dinding tabung waveguide. Gambar di
bawah ini merupakan salah satu bentuk waveguide yakni bentuk persegi.
Gambar 7.1 Salah satu bentuk waveguide (persegi)
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘121
Pada antena terdapat transmitter yang membangkitkan daya RF untuk
mendorong antena yang biasanya terletak pada jarak tertentu dari teminal
antena. Sambungan antara keduanya disebut jalur transmisi RF. Tujuannya
adalah membawa daya RF dari satu tempat ke tempat lain, dan melakukan ini
seefisien mungkin
Di sisi penerima, antena bertanggung jawab untuk menangkap sinyal radio di
udara dan meneruskannya ke penerima dengan gangguan sesedikit mungkin,
sehingga radio dapat men-dekode sinyal dengan baik.
7. 2 WAVEGUIDE
Waveguide sama halnya dengan saluran transmisi lain dimana gelombang
elektromagnetik yang bergerak sepanjang waveguide mempunyai phasa
velocity dan attenuasi. Jika gelombang elektromagnetik telah mencapai ujung
dari waveguide maka akan dipantulkan kecuali jika impedansi beban diatur
untuk meyerap gelembang elektromagnetik tersebut dan juga Refleksi dapat
dieleminasi dengan menempatkan impedansi matching seperti halnya dengan
saluran transmisi lain
Yang membedakannya adalah terdapat nilai cut off pada frekuensi transmisi
tergantung dari bentuk dan ukuran waveguide. Panjang gelombang pada
waveguide tidak sampai pada ujung guide tetapi direfleksikan kembali dan
sama pada titik yang sama. Ini memungkinkan waveguide hanya cocok pada
frekuensi tinggi (UHF ke atas)
7. 3 PARAMETER ANTENA
Beberapa istilah/variabel yang erat kaitannya dalam pemilihan dan
penggunaan sebuah antena :
1. Panjang antena
2. Distribusi arus dan tegangan,
3. Impedansi antena
4. Polarisasi
5. Penguatan (gain).
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘122
7.3.1 Panjang Antena
Panjang fisik antena dihitung berdasarkan panjang gelombang atau (Lamda)
frekuensi kerja pesawat yang menggunakan antena tersebut. Panjang
gelombang dihitung dalam satuan meter atau feet.
Rumusan sebelumnya diperoleh dari kecepatan rambat gelombang radio
diruang bebas yaitu 299,793,097 meter dan dibulatkan menjadi 300 meter per
detik, atau 983,573, 087 feet per detik, yang dihitung jarak antar cycle atau
periode.
Perhitungan panjang antena setengah panjang gelombang dapat juga
langsung menggunakan rumus
Sehubungan adanya perbedaan kecepatan rambat gelombang radio diudara
dengan disuatu penghantar (conductor) maka dalam menghitung panjang fisik
antena pada umumnya masih harus dikurangi faktor kependekan , sebesar ±
5%
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘123
Contoh : Carima HF bekerja pada frekwensi : 10 MHZ. Bila ingin dibuat antena
dengan panjang setengah panjang gelombang :
Panjang fisik antena menjadi 15 – (5%.15) = 14,25 meter.
7.3.2 Distribusi tegangan dan arus
sebuah antena dicatukan energi RF, maka pada panjang antena tersebut
terjadi arus dan tegangan.
Gambar 7.2 Distribusi tegangan dan arus pada tegangan
Arus dan tegangan mengalami nilai maksimum dan minimum. Pada antena
dengan setengah panjang gelombang (half wave lenght) sebagaimana gambar
diatas, nilai maksimum dan minimum arus dan tegangan akan terjadi pada
setiap panjang kelipatan setengah panjang gelombang.
Arus dan tegangan mengalami nilai maksimum dan minimum. Pada antena
dengan setengah panjang gelombang (half wave lenght) sebagaimana gambar
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘124
diatas, nilai maksimum dan minimum arus dan tegangan akan terjadi pada
setiap panjang kelipatan setengah panjang gelombang.
Gambar 7.3 Distribusi tegangan dan arus mencapai nilai maksimum dan
minimum
7.3.3 Impedansi Antena
Impedansi antena diperoleh dari adanya harga dan tegangan sepanjang
antena
harga arus dan tegangan yang tidak sama disepanjang konduktor, maka nilai
impedansi antena yang diperoleh tidak sama disepanjang antena. Pada ujung
antena dengan panjang setengah lamda terdapat impedansi maksimum,
sedangkan di titik tengah (center) antena tersebut terdapat impedansi
minimum. Harga impedansi antena perlu dikenali dalam rangka penyesuaian
impedansi (impedansi matching) terhadap saluran transmisi yang digunakan.
bila energi RF dari radio pemancar disalurkan melalui saluran transmisi dengan
impedansi karakteristik 75 ohm maka titik catu pada antena dicari pada
impedansi yang mendekati 75 ohm.
Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi
input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat
dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena
terisolasi.
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘125
Impedansi antena terdiri dari bagain riil dan imajiner, yang dapat dinyatakan
dengan
Zin = Rin + j Xin
Resistansi input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat terdisipasi
melalui dua cara, yaitu karena panas pada srtuktur antena yang berkaitan
dengan perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak
kembali (teradiasi). Reaktansi input (Xin) menyatakan daya yang tersimpan
pada medan dekat dari antena. Disipasi daya rata-rata pada antena dapat
dinyatakan sebagai berikut :
Pin = ½ R | Iin |2
Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, maka
impedansi antena haruslah conjugate match (besarnya resistansi dan reaktansi
sama tetap berlawanan tanda). Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi
pemanulan energi yang dipancarkan atau diterima, sesaui dengan persamaan
sebagai berikut :
Dengan :
e-L = tegangan pantul
ZL = impedansi beban
e+L = tegangan datang
Zin = impedansi input
Sedangkan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), dinyatakan sebagai
berikut :
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘126
m
m
ZZ
ZZ
e
e
1
1
1
1
K
KS
1
1
Dalam prakteknya VSWR harus bernilai lebih kecil dari 2 (dua).
7.3.4 Polarisasi
Polarisasi adalah arah getaran komponen listrik (E) gelombang elektomagnetik
yang bersangkutan terhadap bumi. Penerimaan antena akan lebih efektif bila
dipasang sesuai polarisasi sinyal yang diterimanya
Gambar 7.4 Polarisasi vertikal dan horisontal antena
7.3.5 Gain Antena
Perbedaan pengarahan antena timbul perbedaan intensitas penerimaan pada
suatu titik. Gain antena menggambarkan seberapa baik suatu antena
memancarkan energi RF nya dan seberapa kuat intenitas penerimaan pada
suatu titik dari antena tersebut. antena yang radiasinya terarah akan
mempunyai faktor penguatan yang lebih baik dibanding yang omnidirectional.
G = Gain.
K = efisiensi (power yang diradiasikan dibandingkan power input) antena
P = rapat daya pada titik maksimum.
P av = rata-rata rapat daya.
7. 4 Antena monopole
Sebelumnya telah dibahas mengenai parameter antenna, maka untuk antenna
monopole mempunyai karakteristik sebagai berikut :
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘127
• Pola Radiasi Antena Monopole : Omni-directional yaitu menyebar ke
segala arah hingga jarak tertentu, Antena ini mempunyai panjang
gelombang antara 200m hingga 600m.
• Directivity : karena pola antenna ini omnidirectional dibandingkan dengan
antenna yagi dan lainnya, antenna ini termasuk non-derectivity sehingga
mencakup jangkauan yang cukup luas.
• Gain : Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai
kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, pancaran semacam ini
dinamakan omni-directional. Pada antena dipole, pancaran ke arah tegak
lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping kecil, pancaran
semacam ini disebut bi-directional. Gain dinyatakan dengan decibel (dB).
• Polarisasi : Antena dipole memiliki arah linear vertikal sedangkan monopole
hanya pada satu arah. Namun untuk mengakalinya dapat menggunakan
teknik ground plane sebagai konduktornya dan membuat bayangan
monopole pada ground palne seperti dipole. Pada frekwensi ini polarisasi
vertikal lebih sedikit kerugiannya pada LOS dibanding polarisasi horisontal.
Adapun aplikasi untuk antena Monopole
• AM Band (500- 1500 Khz)
• Mobile communication
TUGAS
Terdapat beberapa bentuk dari waveguide yakni Rectangular, bulat, elips, ridged,
dan double ridged… Tugasnya :
• Sebutkan aplikasi dari tiap bentuk waveguide tersebut
• Model dan bentuk dari waveguide
Saluran TransmisiFahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
‘128