PENDAHULUAN Antena (antenna atau areal) adalah perangkat yang berfungsi untuk memindahkan energi gelombang elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya dari udara ke media kabel. Karena merupakan perangkat perantara antara media kabel dan udara, maka antena harus mempunyai sifat yang sesuai (match) dengan media kabel pencatunya. Prinsip ini telah diterangkan dalam saluran transmisi.

Direktivitas suatu antena didefinisikan sebagai : Dalam perancangan suatu antena, baberapa hal yang harus diperhatikan adalah : - bentuk dan arah radiasi yang diinginkan - polarisasi yang dimiliki - frekuensi kerja, - lebar band (bandwidth), dan - impedansi input yang dimiliki. Untuk antena yang bekerja pada band VLF, LF, HF, VHF dan UHF bawah, jenis antena kawat (wire antenna) dalam prakteknya sering digunakan, seperti halnya antena dipole 1/2l, antena monopole dengan ground plane, antena loop, antena Yagi-Uda array, antena log periodik dan sebagainya. Antena-antena jenis ini, dimensi fisiknya disesuaikan dengan panjang gelombang dimana sistem bekerja. Semakin tinggi frekuensi kerja, maka semakin pendek panjang gelombangnya, sehingga semakin pendek panjang fisik suatuantena. 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 antena yang demikian mempunyai sifat pengarahan yang baik untuk memancarkan gelombang elektromagnetik.. Karakteristik Antena Pola radiasi antena adalah plot 3-D dari radiasi jauh dari sumber. Antena pola radiasi biasanya mengambil dua bentuk, pola elevasi dan pola azimuth. Itu pola elevasi adalah grafik dari energi yang dipancarkan dari antena melihat dari sisi sebagai dapat dilihat pada Gambar 1a. Pola yang azimut adalah grafik dari energi yang dipancarkan anda memiliki 3-D resentasi dari bagaimana energi dipancarkan dari antena. Seperti pada gambar dibawah : 1

Gambar 1. a) Generic Dipole Elevation Pola b) Azimuth Dipole Generic Pola c) 3-D Radiasi Pola.N. J. Kolias et. al., "Antennas" Copyright 2000 CRC Press L.L.C. http://www.engnetbase.com. Gain (Penguatan) Macam - macam referensi atau pembanding yang biasa digunakan yaitu isotropis, dimana efisiensi antena isotropis adalah 100 %, dipol /2, horn, dll. antena bergantung pada direktivitas antena dan efisiensi antena. Hubungan ketiganya dapat dirumuskan sebagai berikut : Dimana adalah factor efisiensi antena (0 1 atau 0 100% ) Satuan gain yang menggunakan isotropik sebagai antena referensi adalah dBi. Antena dengan beam ke satu arah tertentu dimana memiliki gain/penguatan yang tinggi. Kebanyakan antena susunan tipe ini memiliki beam tunggal yang tegak lurus terhadap antena tersebut, dimana jarak antara patch adalah Jarak antar elemen yang kurang dari o/2 dihindari karena adanya saluran penyepadan. Sedangkan untuk jarak yang lebih dari o tidak dipakai karena untuk mencegah timbulnya gratting lobe.dari antenna seolah-olah Anda sedang melihat dari tepat di atas antena seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 1b. BilaAnda menggabungkan kedua grafik

2

Sedangkan rumus yang berguna untuk memperkirakan gain dari antena susunan

mikrostrip adalah : dimana : A = D1.D2 D1 = Lebar efektif antena dengan jarak yang sama (didefinisikan sebagai jumlah jarak antara tepi ke tepi elemen ditambah dengan spasi antar elemen; (n + 1) x spasi horisontal. D2 = Tinggi antenas susunan dengan definisi yang serupa dengan D1; (m + 1) x spasi vertikal. = Redaman (dB/satuan panjang).

Bandwidth Bandwidth atau lebar pita frekuensi dari suatu antena adalah daerah frekuensi kerja suatu antena yang dibatasi oleh VSWR tertentu. Biasanya bandwidth dibatasi pada VSWR 1,5. Pada antena pita lebar atau broadband, bandwidth merupakan perbandingan antara frekuensi atas dengan frekuensi bawah, contoh : bandwidth 10:1 mengindikasikan bahwa frekuensi atas 10 kali lebih tinggi dari frekuensi bawah. Sedangkan pada antena pita sempit atau narrowband, bandwidth dinyatakan dalam persentase dari perbedaan frekuensi (atas dikurangi bawah) yang melewati frekuensi tengah bandwidth, contoh: bandwidth 5% mengindikasikan bahwa perbedaan frekuensi adalah 5% dari frekuensi tengah bandwidth. Adapun persamaan untuk mendapatkan bandwith yang diinginkan dinyatakan dengan : dimana :BW = bandwidth lebar pita, MHz untuk VSWR < 2:1 f = frekuensi operasi, GHz t = tebal bahan, dalam inchi (kebanyakan ketebalan board tersedia dalam satuan 1/32 inchi = 0,794 mm)

3

Polarisasi Polarisasi antena pada arah tertentu didefinisikan sebagai polarisasi dari gelombang yang dipancarkan oleh antena tersebut. Jika antena sebagai penerima maka polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang datang pada arah tertentu yang menghasilkan daya terima maksimum.

Jenis polarisasi dapat diketahui dengan persamaan rasio kuat medan elektrik.

Diagram Arah Diagram arah yaitu suatu grafik yang menunjukkan pola pancaran atau penerimaan suatu antena sebagai fungsi dari arahnya. Penggambaran penampang melintangnya dengan arah vertikal dan horizontal dengan polarisasi elektrik dan magnetik. Berkas antena ditunjukkan dengan sudut pancaran antena yang tajam, sehingga pancarannya lebih kuat untuk penerimaan. Berkas antena ini memiliki luas yang disebut luas berkas (beam area) yaitu luas sudut ruang yang mewakili arah pancaran daya dari antena.

4

Dalam diagram arah diatas terdapat tiga daerah pancaran yaitu: 1lobe utama (main lobe), 2lobe sisi samping(side lobe),3lobe sisi belakang (back lobe). FNBW (First Null Beamwidth) _ sudut saat penerimaan daya pertama kali. HPBW (Half Power Beamwidth) _ sudut yang dibentuk oleh dua arah yang mempunyai intensitas radiasi kali (- 3 dB) dari intensitas radiasi maksimumnya; sudut ini terletak dalam sebuah bidang yang merupakan arah maksimum beam.

Impedansi Antena Impedansi antena didefinisikan sebagai perbandingan antara medan elektrik terhadap medan magnetik pada suatu titik, dengan kata lain pada sepasang terminal maka impendansi antena bisa didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan terhadap arus pada terminal tersebut.

Impedansi antena merupakan hal yang penting dalam perancangan antenna karena sebenarnya antena itu sendiri berfungsi sebagai penyepadan impedansi antenna tersebut dengan impedansi saluran. Penyepadan ini perlu dilakukan supaya terjadi transfer daya maksimum dari sumber ke antena atau sebaliknya. Impedansi suatu saluran (antena) ditentukan oleh ukuran, konstruksi fisik dan bahan serta frekuensi kerja antena tersebut.

Efisiensi Antena Efisiensi total antena digunakan untuk menghitung rugi-rugi pada terminal input dan pada struktur antena. Beberapa rugi-rugi terjadi karena: Pemantulan (refleksi) karena ketidaksepadanan impendansi antara saluran dengan antena. Rugi rugi konduksi dan dielektrika yang terjadi pada antena.

5

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR adalah perbandingan antara tegangan maksimum dan minimum pada suatu gelombang berdiri akibat adanya pantulan gelombang yang disebabkan tidak matchingnya impedansi input antena dengan saluran feeder.

Jenis-jenis Antena Ada berbagai jenis antena. Antena paling 2.4GHz yang lebih rinci adalah sebagai berikut: Antena Dipole Multiple Elemen Antena Dipole Antena Yagi Flat Panel antena Parabolic Dish antena Antena Slotted Antena Microstrip Antena Dipole topi sebuah antena dipol paling baik digunakan untuk mengirim dan menerima dari selebaran ari antena.Hal ini sensitif terhadap setiap gerakan menjauh dari posisi vertikal sempurna. Anda dapat memindahkan sekitar 45 derajat dari arah vertika sebelum kinerja antena degradasi oleh ebih dari setengah. Antena dipol lain mungkin memiliki jumlah yang berbeda variasi vertikal sebelum kinerja terlihat pada degradasi antenna. Contoh pola elevasi di atas dapat dilihat pada Gambar 1a. Dari pola azimuth, Anda menemukan bahwa antena bekerja sama baiknya dalam 360 derajat lengkap sekitar antena.Ini digambarkan di atas dalam Gambar 1b.Grafik ini menunjukkan bahwa antena dipol bukan direktif antenna.Kekuatannya sama dibagi dengan 360 derajat sekitar antena. Secara fisik, dipole antenna yang berbentuk silinder didalam dan dapat meruncing atau dibentuk di luar untuk memenuhi beberapa ukuran spesipikasi.Antena biasanya diumpan melalui sebuah input datang ke bawah. Dari antenna tapi dapat dimasukan ke pusat antenna juga. relevan untuk desain di

6

Multiple Elemen Antena Dipole Beberapa elemen antena dipol memiliki beberapa karakteristik umum yang sama seperti dipol. Kami melihat pola radiasi ketinggian yang sama, serta pola azimut yang sama. Itu perbedaan terbesar akan menjadi directionality dari antena di ketinggian pola, dan peningkatan keuntungan yang merupakan hasil dari menggunakan beberapa elemen. Dengan menggunakan beberapa elemen untuk membangun antena, antena dapat dikonfigurasi dengan memperoleh jumlah yang berbeda.Hal ini memungkinkan untuk beberapa desain antena dengan fisik yang sama karakteristikny. Seperti dapat dilihat dari pola elevasi pada Gambar 2. beberapa elemen dipole sangat direktif dalam bidang vrtikal karena memancarkan antena dipole sama baiknya engan segala arah pada horizontal. Ini dapat bekerja sama dengan baik dalam setiap horizontal konfigurasi. Gambar:

Gambar 2. Multiple Elemen Dipole Pola Elevation Sumber: Maxrad, Inc

7

Antena Yagi Antena yagi terdiri dari sebuah array dari elemen antena independen, dengan hanya salah satu unsure didorong untuk mengirimkan gelombang elektromagnetik. Jumlah elemen menentukan gain dan directivity.Antena yagi tidak sebagai direcional antena parabola, tetapi lebih terarah daripada antena panel datar. Gambar 3. Antena Yagi Konstruksi, Antena Yagi-Uda (Sumber: Sasaki Percetakan dan Publishing Company, 1954)

Gambar 4. Ketinggian Antena Yagi Pola radiasi (Sumber: Maxrad, Inc)

8

Flat Panel Antena Antena panel datar hanya itu, dikonfigurasi dalam tipe patch format dan fisik dalam berbentuk persegi atau persegi panjang. Antena panel datar cukup terarah karena mereka punya sebagian besar mancarkan kekuatan mereka dalam satu arah baik dalam bidang vertikal dan horisontal. Dalam ketinggianpola di bawah ini, Gambar 4, dan dalam polaazimut, Gambar 5, directivity dari panel platantena dapat dilihat. Antena panel datar dapat dibuat untuk memiliki berbagai keuntungan berdasarkan jumlah pada pembangunan. Hal ini dapat memberikan yang sangat baik dan cukup mendapatkan directivity. Gambar 4. High Gain Elevation Pola Flat Panel (Sumber: Maxrad, Inc)

9

Gambar 5. High Gain Pola Azimut Flat Panel (Sumber: Maxrad, Inc)

10

Antena Parabola Parabola antena parabola menggunakan ciri-ciri fisik serta beberapa elemen antena untuk mencapai gain sangat tinggi dan tajam directivity. Antena ini menggunakan piring reflektif dalam bentuk parabola untuk fokus semua menerima gelombang elektromagnetik pada antena ke satu titik. perumpamaan juga bekerja untuk menangkap semua energi radiasi dari antena dan fokus dalam sebuah sempit ketika transmisi. Seperti dapat dilihat pada Gambar 5, antena parabola sangat terarah. Dengan memanfaatkan semua kekuatan antena dan mengirimkannya ke arah yang sama, ini jenis antenna mampu memberikan keuntungan yang tinggi.

Gambar 6. Pola elevasi dari Parabolic Dish Antenna (Sumber: Maxrad, Inc)

11

Kesimpulan Dengan ini pengenalan dasar antena, kita bias akan dengan lebih baik memahami tentang bagaimana memilih antena yang tepat untuk suatu aplikasi. Sebagai contoh, dipole antena, sementara tidak menyediakan sejumlah besar keuntungan menawarkan fleksibilitas terbaik sejauh orientasi dari antena. Antena panel flat menawarkan directionality lebih besar dan akan cocok untuk tetap instalasi. Parabola antenna dengan gain tinggi dan tajam akan directionality terbaik. Cocok untuk menyediakan link titik ke titik jarak yang panjang, dengan dipasang secara permanen. Akhirnya, ditempatkan antena dan antena microstrip cocok untuk moderat kinerja aplikasi yang perlu untuk mengintegrasikan antena dan radio ke aplikasi OEM. Selain itu, dimungkinkan untuk menggunakan berbagai jenis antena dalam sistem yang sama. Untuk misalnya, Anda dapat me-mount antena panel datar di dinding di dekat jalur akses. Setiap kali peralatan dengan sebuah antena dipol lewat di dekat jalur akses, sistem dapat segera memperbarui statistik pada peralatan.

12