te3423 2 konsep dasar antena · homogen, isotropis, linear, dan i homogen, isotropis, linear ......

55
Modul #02 TE 3423 TE 3423 ANTENA DAN PROPAGASI ANTENA DAN PROPAGASI ANTENA DAN PROPAGASI ANTENA DAN PROPAGASI Konsep Dasar Antena Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung – 2008

Upload: hoangtuong

Post on 27-Jul-2018

326 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Modul #02

TE 3423TE 3423ANTENA DAN PROPAGASIANTENA DAN PROPAGASIANTENA DAN PROPAGASI ANTENA DAN PROPAGASI

Konsep Dasar Antenap

Program Studi S1 Teknik TelekomunikasiJurusan Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkomgg g

Bandung – 2008

Page 2: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Modul 2 Konsep Dasar Antena• A. Dasar pemahaman page 3• B. Teorema daya dan intensitas radio page 7• C. Karakteristik antena pemancar page 12• D. Konsep Apertur Antena page 25• E. Rumus transmisi Friis page 37• F. Polarisasi page 40• G. Temperatur antena page 41• H. Kesimpulan modul 2 page 42

2TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 3: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

A. Dasar PemahamanK S b TitikKonsep Sumber Titik

Konsep sumber titik berguna dalam lebih memudahkan perhitunganmengenai daya terima, pada medan jauh / tempat yang jauh. Antenamengenai daya terima, pada medan jauh / tempat yang jauh. Antenadianggap sebagai sumber titik karena dimensinya adalah jauh lebih kecildari jarak antara antena pengirim dengan titik observasi.

S t t b i b titikSyarat antena sebagai sumber titikmempunyai medan jauh transversalMedan magnet tegak lurus medan Elektrik z

Rapat daya P (arus daya) yang menembusbidang bola observasi mengarah radialkeluar semuanya y

r.dθrPr

Dengan ekstrapolasi, semua rapat dayanyaberasal dari volume yang sangat kecil atautitik O, tidak bergantung pada dimensi

y

x

O

r sin θ.dφ

dS = r 2 sin θ.dθ.dφ

fisiknyaφ

3TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 4: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Definisi sumber titik, Antena m em enuhi volum edengan jari jari b

A. Dasar Pemahaman

Definisi sumber titik, Sumber titik adalah titik potong semua rapat daya ditempat jauhUntuk mengetahui distribusi medan/daya di tempat jauh,

dengan jari-jari b

g y p j ,maka dilakukan pengukuran pada pada jarak R konstan.Sumber titik berlaku untuk medan jauh, denganpersyaratan : R>>λ, R>>d, dan R>>b

MO b

R

(a) sumber titik berimpit dengan pusat bola MPengukuran,

Pengukuran medan dan rapat daya, pengukuran pada

MO b

d

Pengukuran medan dan rapat daya, pengukuran padabola dengan R konstan, dengan titik pusat bolaobservasi berimpit pada “sumber titik “, dapatdilakukan pada satu titik ukur, tetapi antenanya yang

R

p p y y gdiputar satu lingkaran penuhUntuk polarisasi eliptik, perlu diukur komponennya(amplitudo dan fasa).

(b) sumber titik berjarak terhadap pusat bola M

Pengukuran fasa perlu M berimpit O, untukmenghindari beda fasa relatif.

4TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 5: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

A. Dasar Pemahaman

Teorema Resiprositas CarsonUntuk membuktikan bahwa karakteristik antena sebagai pemancarjuga berlaku pada antena sebagai penerimajuga berlaku pada antena sebagai penerima.

Asumsi dasar(a) (b)

∼ ∼

BIAVAI

BVJika, transmisi energi antara antena A dan B yang melalui medium homogen, isotropis, linear, dan

I

homogen, isotropis, linear, dan pasif, dapat dimodelkan sebagai Rangkaian-T

Antena A dan B sama

∼ ∼AV

1I

1Z 2Z BI

3Z

AI 1Z 2Z

3Z

2I

BV

Antena A dan B sama, fungsinya dipertukarkan sebagai pengirim dan penerima

VZIZ

IZpenerima.

5TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 6: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Bukti teorema Carson

A. Dasar Pemahaman

Bukti teorema Carson AV ZZ = sebagai syarat, misalkan 0ZZ AV == Dari gambar (a) : Teorema Carson

)]Z//Z(Z[V

I321

A1 +=

. 331 ZVZII A==

Teorema Carson menyatakan bahwa,

Untuk medium transmisi)( 13322123 ZZZZZZZZ

IB ++=

+=

Dari gambar (b) : VI B=

yang homogen dan isotropis,

Jika suatu tegangan dipasangkan pada terminal

)]//([ 3122 ZZZ

I+

=

)(.

133221

3

31

32

ZZZZZZZV

ZZZII B

A ++=

+=

p g psuatu antena A, maka arus yang sama ( amplitudo dan fasa ) akan diperoleh pada )( 13322131

Jadi jika BA VV = , maka BA II =

terminal A seandainya tegangan yang sama

dipasangkan pada terminal B !!

6TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 7: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B. Teorema Daya dan Intensitas Radiasiz

Pr

Konsep Daya Antena Isotropis• Antena isotropis hanya ada

y

r.dθrP • Antena isotropis hanya ada

secara hipothetical (teoritis)y

x

O

dS = r 2 sin θ.dθ.dφ

• Pada dasarnya semua antena tidak ada yang memiliki pancaran samax

r sin θ.dφ

memiliki pancaran sama kesegala arah (unisotropic)Asumsi dasar

• Antena, sumber dianggap titik dan ditempatkan di O• rP

r radial keluar pada setiap titik bola

• dSPr⊥ atau Sd//Pr

7TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 8: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B. Teorema Daya dan Intensitas Radiasi

Penurunan rumus, Jika medium antara antena (bola) tidak meredam, juga tidakmenyerap daya, berdasarkan hukum kekekalan energi, maka :y p y , g ,

Daya yang dipancarkan sumber = Daya total yang menembus bola

DinyatakanDinyatakan,

∫ ∫∫π π

==2

rr dS.PSd.PWrr

z

Pr!!∫ ∫∫

0 0r

Sr

dimana, y

r.dθrP!!

Pr = rapat daya pada boladS = elemen luas = r2.sinθ.dθ.dφW = daya yang dipancarkan antena

y

x

O

dS = r 2 sin θ.dθ.dφxr sin θ.dφ

8TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 9: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

P l j t

B. Teorema Daya dan Intensitas Radiasi

Penurunan rumus selanjutnya...Penurunan Rapat Daya

k k ( d ) k k

Sehingga

Jika O adalah sumber isotropis, maka Pr (rapat daya) akan konstan untuk r konstan

rrri PrddrPSdPW .4..sin...2

22∫ ∫∫ ===π π

πφθθrr

Sehingga,

S 0 0∫ ∫∫

Maka,

WP !!24 rWPr π=

Disimpulkan bahwa rapat daya berbanding terbalik dengan r2

!!Disimpulkan bahwa rapat daya berbanding terbalik dengan r

9TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 10: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

I t it R di i (U)

B. Teorema Daya dan Intensitas Radiasi

Intensitas Radiasi (U)Intensitas Radiasi = daya per satuan sudut ruang

π== 4Wr.PU 2

r

Didefinisikan,

π4Dengan berbagai definisi di atas, maka dapat dituliskan ekspresi daya sebagai p p y gfungsi dari intensitas radiasi sbb :

∫ ∫∫ ∫π ππ π

Ω=φθθ=22

dUddsinUW

1 rad2 = 57,3o x 57,3o = 3283,3 deg2

∫ ∫∫ ∫ Ω=φθθ=0 00 0

d.Ud.d.sin.UW

dimana, dΩ = sinθ.dθ.dφ4πrad2 = 4π x 57,3o x 57,3o = 41253 deg2

10TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 11: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B. Teorema Daya dan Intensitas Radiasi

∫ ∫∫ ∫π ππ π

Ω=φθθ=0

2

00

2

0

d.Ud.d.sin.UW !!0 00 0

D di k i t i i t it di i t kDari ekspresi diatas, dapat disimpulkan bahwa,

Daya yang dipancarkan = integrasi intensitas radiasi untuk seluruh sudut ruang 4π Sr

Untuk ISOTROPIS : W = 4π.Uo [ Uo dalam Watt / radian2 ]: W = 41253.Uo [ Uo dalam Watt / deg2 ]

Antena Sembarang : Uo = U rata2 ( time average )Antena Sembarang : Uo = U rata2 ( time average )

11TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 12: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C. Karakteristik Antena PemancarKarakteristik antena yang diturunkan sebagai sumber / pemancar dapatdibuktikan berlaku pula sebagai penerima, hal ini dijelaskan menurutTeorema Resiprositas CARSON

Diagram arah

Karakteristik antena :

Diagram arah

Diagram fasa

GainKarakteristik antena : Gain

Direktivitas

Lebar berkasLebar berkas

12TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 13: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Diagram Arah

C. Karakteristik Antena Pemancar

Diagram Arah Diagram arah menunjukkan karakteristik pancaran antena ke berbagai arah (pattern) pada r konstan jauh sebagai fungsi θberbagai arah (pattern), pada r konstan, jauh, sebagai fungsi θdan φ

Macam-macam

Menurut besaran

Diagram arah Medan (listrik, magnet)Diagram arah Daya ( P U )diagram arah

Menurut skala

Diagram arah Daya ( P, U )Diagram arah Fasa

Menurut skala

Diagram arah absolut (dalam besarannya)Diagram arah relatif ( terhadap refrensi )Diagram arah normal (referensi max = 1 = 0 dB)

13TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 14: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Diagram arah sebenarnya 3 dimensi tetapi biasa digambarkan sebagai

C. Karakteristik Antena Pemancar

Em φ = 0 Um θ= 0 θ = 0 θ = 0

Diagram arah sebenarnya 3 dimensi, tetapi biasa digambarkan sebagai 2 dimensi, yaitu 2 penampangnya saja yang saling tegaklurus berpotongan pada poros mainlobe

Em φ 0 UmEθ U

θ 0 θ 01

θ = 00 dB -3 dB

B

Diagram arah absolut Diagram arah relatif Diagram arah normal

Main lobe = major lobe, lobe utama ; daerah pancaran terbesarBerbagai istilah dalam diagram arah

j pSide lobe = minor lobe, lobe sisi ; daerah pancaran sampinganBack lobe = lobe belakang ; daerah pancaran belakangBEAMWIDTH = Lebar berkas ; Sudut yang dibatasi ½ daya atau -3

dB atau 0,707 medan maksimum pada MainlobeFBR = Front to Back Ratio = Main lobe / Back lobe

14TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 15: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 15

Page 16: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C. Karakteristik Antena Pemancar

(a) Lobe-lobe radiasi antena (pola pancar 3D)(b) Pl li l d di i(b) Plot linear pola daya radiasi

Sumber : Balanis, A Constantin,” Antenna Theory, Analysis and Design”, Harper & Row Publisher, 1982 (halaman 21)

Page 17: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Beamwidth

3dB Beamwidth

Peak - 3dB

60° (eg) Peak

Peak - 3dB

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 17

Page 18: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Di F

C. Karakteristik Antena Pemancar

Diagram FasaSeperti juga pada diagram arah, dapat diambil penampang diagramfasa 3-dimensi ataupun plot linearnyafasa 3-dimensi , ataupun plot linearnya

Untuk bentuk periodik dengan frekuensi tertentu medan jauh diketahuiUntuk bentuk periodik dengan frekuensi tertentu, medan jauh diketahui selengkapnya jika diketahui :• Amplitudo Eθ sebagai fungsi dari r, θ, φ

A li d b i f i d i θ φ• Amplitudo Hφ sebagai fungsi dari r, θ, φ• Beda fasa δ antara Eθ dan Hφ sebagai fungsi dari θ, φ, dengan r

konstan• Beda fasa η antara Eθ dan Hφ terhadap harganya pada titik

referensi, sebagai fungsi dari θ, φ, dengan r konstan

18TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 19: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C. Karakteristik Antena Pemancar

DirektivitasMerepresentasikan ‘pengarahan’ antena, semakin besar direktivitas dapat diartikan bahwa lebar berkasnya semakin sempit

Didefinisikan :

rataRataRadiasiIntensitasMaksimumRadiasiIntensitas

UoUmD

−=≡ !!

Atau,

2

2

2

44

EoEm

WoWmx

UoUmD ==≡

ππ

19TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 20: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Jika fungsi diagram arah antena diketahui maka direktivitas dapat

C. Karakteristik Antena Pemancar

Jika fungsi diagram arah antena diketahui, maka direktivitas dapat dihitung secara eksakContoh 1 : Penghitungan direktivitas dengan cara eksak:Pers. diagram arah

U = Um.cos θ ; 0 ≤ θ ≤ π/2 & 0 ≤ φ ≤ 2π !! 0 ; θ, φ lainnya

∫ ∫π

π22Solusi,

(pers 1) (pers 2) Definisi

!!

∫ ∫ φθθθ=0 0

d.d.sincos.UmWπ

π

φθθ∫ ∫2 2

d)(dUW

W = π.Um W= 4π.Uo

[ ] [ ] ππφθ=

φθθ−= ∫ ∫222

0 0

cosUm

d)(cosdcos.UmW

Umπ= (pers 1)

D = Um/Uo= 4π/π = 4 = 6 dB

[ ] [ ]φθ−= 00cos2

Um.π= (pers 1)

20TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 21: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Latihan !Jika diketahui

Pers. diagram arah U = Um.cos6 θ ; 0 ≤ θ ≤ π/2 & 0 ≤ φ ≤ 2π 0 ; θ, φ lainnya

1. Ilustrasikan pola radiasinya !

; , φ y

2. Hitung Directivitas nya secara eksak !3. Hitung HPBW-nya !g y4. Hitung Directivitas nya secara pendekatan !5 Berapkah prosentase kesalahan (%) !5. Berapkah prosentase kesalahan (%) !

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 21

Page 22: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Latihan !Jika diketahui

Pers. diagram arah U = Um.sin2 θ ; 0 ≤ θ ≤ π & 0 ≤ φ ≤ 2π 0 ; θ, φ lainnya

1. Ilustrasikan pola radiasinya !

; , φ y

2. Hitung Directivitas nya secara eksak !3. Hitung HPBW-nya !g y4. Hitung Directivitas nya secara pendekatan !5 Berapkah prosentase kesalahan (%)5. Berapkah prosentase kesalahan (%)

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 22

Page 23: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Latihan !Jika diketahui

Pers. diagram arah U = φθ 43 cos.sin.mU ; 0 ≤ θ ≤ π & -π/2 ≤ φ ≤ π/2 0 ; θ, φ lainnya

1. Ilustrasikan pola radiasinya !

0 ; θ, φ lainnya

2. Hitung HPBW-nya !3. Hitung Directivitas nya secara eksak !g y4. Hitung Directivitas nya secara pendekatan !5 Berapkah prosentase kesalahan (%)5. Berapkah prosentase kesalahan (%)

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 23

Page 24: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Gain (penguatan)C. Karakteristik Antena Pemancar

Gain (penguatan)K-4Wi Wo G = Wo/Wi

Didefinisikan,

antenasuatumaksradiasiintensitasUmsamainputdayadenganreferensiantenamaksradiasiintensitas

antenasuatumaksradiasiintensitasUmrUmG =≡

Macam-macam referensi :Isotropis, ηeff = 100%dipole ½ λhorn, dll

rugiisotropisantenamaksradiasiintensitasantenasuatumaksradiasiintensitas

tanpa=≡

UmrUmG

Untuk referensi antena isotropis,

samainputdayadengangp p

24TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 25: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Ilustrasi Gain Antena (Pemancar/Penerima)

Satuan: dBd and dBi

Ideal radiating dot source(lossless radiator)

0dBd = 2 14 dBi

2.14dBi

Di l

0dBd = 2.14 dBi

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 25

Dipole

Page 26: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C. Karakteristik Antena Pemancar

Hubungan antara gain dengan direktivitas

D.G effη= !!effη

Jika ηeff = 100% ( contoh Isotropis ) Gain = Direktivitas

!!

Kadang-kadang Gain dan Direktivitas dinyatakan untuk arah tertentu / fungsi dari diagram arah.

U UDUmU),(D =φθ dan G

UmU),(G =φθ

G dan D biasanya dinyatakan dalam dB

DdB = 10 log D [dB] dan GdB = 10 log G [dB] tergantung antena referensi (dBi, dBd)

26TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 27: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Luas Berkas / Lebar Berkas/ Beam Area

C. Karakteristik Antena Pemancar

Luas Berkas / Lebar Berkas/ Beam AreaAdalah sudut ruang yang mewakili seluruh daya yang dipancarkan, jika intensitas radiasi = intensitas radiasi maksimum

atau, Seolah-olah antena memancar hanya dalam sudutSeolah olah antena memancar hanya dalam sudut ruang B dengan intensitas radiasi uniform sebesar Um W = B.Um

Kaitan Antara Direktivitas Dengan Lebar Berkas

Jik f i di h i t it di i di t k l h( Perhitungan pendekatan !! )Jika fungsi diagram arah intensitas radiasi dinyatakan oleh :

U = Ua.f(θ,φ) dimana Ua adalah konstantaUntuk intensitas maksimum dinyatakan oleh :

Um = Ua. f(θ,φ)maks

y

27TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 28: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Intensitas rata rata di t k l h

C. Karakteristik Antena Pemancar

Intensitas rata-rata dinyatakan oleh :

π

Ωφθ=

π= ∫∫

4

d).,(f.Ua

4WUo

dengan, W = daya yang dipancarkandΩ = sinθ.dθ.dφππ 44 φ

Dari definisi, kemudian direktivitas dapat dinyatakan oleh :

maksfUaUmD 4),(. πφθ Lihat definisi

maks

maks

fdfdfUa

fUoUD

),().,(

4).,(.),(

φθφθ

π

πφθφ

∫∫∫∫ Ω=

Ω== sebelumnya !!

B4D π

=Jika

Maka, Uo4W π= dan B.UmW =

,

Ωφθ

φθ=

φθ

Ωφθ= ∫∫∫∫ d

),(f

),(f

),(f

d).,(fB

maksmaks!! B

4UoUmD π

=≡ !!φθφθ ),(f),(f maksmaks

28TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 29: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

∫∫∫∫

C. Karakteristik Antena Pemancar

Ωφθ

φθ=

φθ

Ωφθ= ∫∫∫∫ d

),(f

),(f

),(f

d).,(fB

maksmaks Dapat juga dinyatakan

Ωφθ= ∫∫ d.),(fB normal

f(θ φ) = fungsi normaldinyatakan... f(θ,φ)normal = fungsi normal diagram arah

Perhitungan Direktivitas Dengan Cara Pendekatan Lebar Berkas

2 (dua)

A. Fungsi sederhana• Unidirectional• Direktivitas ≥ 10 2/12/1 .

4B4D

φθπ

≈π

= !!2 (dua) kasus

B Fungsi tidak sederhana

θ1/2 dan φ1/2 adalah beamwidth menurut 2 bidang ⊥ melalui sumbu mainlobeB. Fungsi tidak sederhana

Selesaikan dengan cara grafis !!

φθΩφθ ∫∫∫∫ d),(fd).,(f 4UmD π

=≡ !!!! Ωφθ

φ=

φθ

φ= ∫∫∫∫ d

),(f

)(

),(f

)(B

maksmaks

dan BUoD =≡ !!!!

29TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 30: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C t h 2 M hit D d d k t l b b k

C. Karakteristik Antena Pemancar

Contoh 2 : Menghitung D dengan pendekatan lebar berkas

U = Um.cos6θ ; 0 ≤ θ ≤ π/2 dan 0 ≤ φ ≤ 2π

½ U U 6 θ

41θ1

½ Um = Um.cos6 θ1/4o61

4/1 01,2721cos ==θ −

21θ

21

21

θ1/2 = 2 x θ1/4 = 54,02o Φ1/2 = θ1/2 = 54,02o

3,14)3,57(442

2

≈×

==o

D ππ

φ

3,14)02,54(. 2

2/12/1oD

φθ

Dengan cara eksak, didapatkan D = 14,00

Dari contoh di atas, dapat dilihat bahwa untuk antena unidirectional dan direktivitas > 10, hasil pendekatan lebar berkas mendekati hasil perhitungan secara eksak !p g

30TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 31: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

C. Karakteristik Antena Pemancar

Cara Grafis Untuk Menghitung DirektivitasKetelitian hasil perhitungan ditentukan oleh ketelitian mendapatkan lebar berkas ( B )berkas ( B )

Jika batas-batas : θ0 ≥ θ ≥ 0 dan φo ≥ φ ≥ 0, maka :

φ θ φθo o )(f∫ ∫φ

φθθφθφθ

=o o

0 0 maks

d.d.sin),(f

),(fBdapat diuraikan sebagai berikut :

maks),(f),(f

φθφθ = F1(φ).f1(θ) + F2(φ).f2(θ) + ………..dst

φ θ φ θ

∫ ∫ ∫ ∫φ θ φ θ

+θθθφφ+θθθφφ=0 0 0 0

0 0 0 02211 dst......d.sin).(f.d)(Fd.sin).(f.d)(FB

( konvergen )

31TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 32: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

π4

C. Karakteristik Antena Pemancar

B = a1b1 + a2b2 + …. dst = ∑ π=⇒

iii B

4Dba

φ0 θ0

dimana

∫φ

φφ=0

0ii d).(Fa ∫ θθ=

0ii d).(fbdan

Selanjutnya integrasi gambar,Selanjutnya integrasi gambar,

ai

bi)(Fi φ θθ sin)(fi Ketelitian hasil

ditentukan oleh ketelitiani ditentukan oleh ketelitian penggambaran Fi(φ) dan fi(θ)sinθ, serta perhitungan luasnya

0 φ0 0 θ0

p g y(dalam kertas milimeter)

32TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 33: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

D. Konsep Aperture AntenaKonsep aperture antena berasal dari anggapan bahwa antena sebagai luas bidangonsep ape tu e antena be asal da i anggapan bahwa a te a sebagai luas bida gyang menerima daya dari gelombang radio yang melaluinya

• Misalkan pada antena corong.Rapat daya pada permukaan corong P( tt/ 2) Jik l t d t

Er

Er

Er

Er

Er

Er

Pr

(watt/m2). Jika mulut corong dapatmenerima daya melalui mulut A semuanya,maka daya yang berhasil diserap olehantena dari gelombang EM adalah :

A

rWHr

Hr

Hr

Hr

Hr

Hr

Pr

Pr

Wr = APrr

• = P.A cos αdengan α adalah arah orientasi antenaterhadap arah vektor rapat daya. Umumnya

i t i t dib t i l i iH H H P orientasi antena dibuat sesuai polarisasigelombang, sehingga terjadi penerimaanmaksimum (α’ = 0)

• Jadi “ Daya yang ditangkap antena berbanding lurus dengan luas aperture-nya”• Jadi Daya yang ditangkap antena berbanding lurus dengan luas aperture nya .Dalam praktek, luas tersebut 0,5 – 0,7 luas sebenarnya. Hal ini berhubungan denganterbaginya daya dari GEM menjadi bagian –bagian yang hilang sebagai panas,dipancarkan kembali, dll.Sehingga ada beberapa macam aperture : Aperture efektif, aperture rugi-rugi,Se gga ada bebe apa aca ape tu e : Aperture efektif, aperture rugi rugi,aperture pengumpul, aperture hambur, dll

33TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 34: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

• Jika suatu antena menerima daya, maka dapat dibayangkan antena seolah-olah

D. Konsep Aperture Antena

mempunyai aperture yang luasnya adalah daya tersebut dibagi dengan rapat dayagelombang yang datang pada antena. Dinyatakan :

WA PWA= (meter persegi)

a Aperture Efektifa. Aperture Efektif

b. Aperture Rugi-Rugi

Aperture antena

c. Aperture Hambur

d. Aperture Pengumpul

e. Aperture Fisis

34TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 35: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

IJika antena ditempatkan pada medan

D. Konsep Aperture Antena

Pr

TZAZ

TZV

EM dan dibebani oleh bebanterminasi TZ . Untuk harga-harga rmsdari arus, tegangan, maka :

Antena dgn Rangkaian

V

TA ZZVI+

=AAA jXRZ +=TTT jXRZ +=

Antena dgn beban

Rangkaian ekivalenLrA RRR +=

Rr = tahanan pancarRL = tahanan rugi ohmic antena

2TA

2TLr )XX()RRR(VI

++++=

L ta a a ug o c a te a

2TA

2TLr

2

)XX()RRR(RVW

++++=

RIW 2=

TATLr )()( TATLr )()(

{ }22

2

)XX()RRR(PRV

PWAperture

++++== { }TATLr )XX()RRR(PP ++++

35TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 36: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Kasus-Kasus

D. Konsep Aperture Antena

A. Aperture Efektif• RT mewakili daya yang berguna bagi penerimaan, sehingga :

2

{ }2TA

2TLr

T2

T

)XX()RRR(.PRV

PWAe

++++==

• Ae mencapai harga maksimum pada orientasi penerimaan maksimum (α = 0 ),Ae mencapai harga maksimum pada orientasi penerimaan maksimum (α 0 ), matched ( ), dan tidak ada rugi-rugi ohmic antena ( RL= 0 )*

AT ZZ =

T

RPV

RPV

PWAem

44' 22

===Tr RPRPP .4.4

• Effectiveness Ratio ( η ) , sering juga disebut sebagai efisiensi antena :

d 0≤ ≤ 1Aeη dengan 0≤ η ≤ 1

Daya yang termanfaatkan / sampai pada pesawat penerima akan kurang dari WT, jika saluran transmisi memberikan redaman, contoh antena batang pendek biasa memiliki

j f k if 70 % d i j b

AemAe=η

panjang efektif 70 % dari panjang sebenarnya.

36TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 37: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B Aperture Hambur (Scattereing Apperture)

D. Konsep Aperture Antena

B. Aperture Hambur (Scattereing Apperture)

r2

S RVWA

• Rr mewakili daya yang diradiasikan kembali ke ruang bebas

{ }2TA

2TLr

rSS )XX()RRR(.PP

A++++

==

• Jika RL = 0 ( antena lossless ), dan Rr = RT, dan XT = - XA (MATCHED), maka

T

2

r

2

R.P4V

R.P4V'As == As’ = apperture hambur matched

Sehingga Asm = 4 x As’ atau Asm = 4 x AemSehingga Asm = 4 x As atau Asm = 4 x Aem.Dalam hal ini, misalnya antena dipakai sebagai elemen parasit,seperti pada yagi atau juga sebagai elemen pemantul, seperti padaparaboloidal antena.

• SCATTERING RATIO, perbandingan hambur

AeAs=β 0 ≤ β ≤ ∞Ae β

37TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 38: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

D. Konsep Aperture Antena

C. Aperture Rugi-Rugi ( Loss Apperture )• RL mewakili daya yang hilang sebagai panas, sehingga :

{ }2TA

2TLr

L2

LL )XX()RRR(.P

RVP

WA++++

==

D. Aperture Pengumpul (Collector Apperture )

• Apertur pengumpul adalah jumlah Ae, As, dan AL

{ }22TLr

2

C)RRR(VA ++

= { }2TA

2TLr

C )XX()RRR(.PA

++++

38TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 39: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

E. Aperture Fisis ( Phisics Apperture )

D. Konsep Aperture Antena

• Apertur Fisis (Ap) merupakan luas maksimum tampak depan antena dari arah rapat daya

• Untuk antena dengan pemantul atau berupa celah luas aperture fisis ini• Untuk antena dengan pemantul atau berupa celah, luas aperture fisis ini sangat menentukan, tapi untuk beberapa antena lainnya tidak berarti samasekali

Pr

Ap L

PPr

4dAp

2π=

2

d Ap = Ld

Pr

4

4DAp

2π=

• ABSORBTION RATIO : perbandingan antara apertur efektif maksimum dengan apertur fisis

Aem=γ ∞≤γ≤0

Ap=γ ∞≤γ≤0

39TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 40: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B M Nil i A t U t k K d Kh

D. Konsep Aperture Antena

Bermacam-Macam Nilai Aperture Untuk Keadaan Khusus0R L = dan TA XX −=

4Ae/Aem

RTRr 1 Ac

1 2 3 4RT/Rr

40TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 41: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Beberapa Contoh Apertur

D. Konsep Aperture Antena

Beberapa Contoh AperturA. Antena Dipole Pendek

L.EV =22L80π

T

2

r

2

R.P4V

R.P4VAem ==

2rL80R

λπ

=

EEP22

== Tr R.P4R.P4)120(

P0 πη

20,119λ===πλ

πλπ

83

...320...120 2

222

222

LELEAem

Jadi Aem untuk antena dipole pendek ( L < 0,1 λ ), besarnya adalah tetap 0,119λ2, tidak tergantung kepada panjangnya

41TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 42: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

B. Antena Dipole 1/2 λ

D. Konsep Aperture Antena

p /y

dy-λ/4 +λ/4λπ

=y2cos.II 0

πy2dEdEdV dyRT

-λ/4 +λ/4λ

==ycos.dy.Edy.EdV 0

∫ ∫λ

πλ

=λπ

==4/

00

Edyy2cosE2dVV 20 13λ===22 VVAemπλ0

Rr = 73 ohm0,13λ===

Tr R.P4R.P4Aem

λ/4 atau

Dalam hal ini Aem >> Ap, atau γ besar. Jika antena dibuat sangat λ/2

p, γ gtipis, maka Ap sangat kecil, tetapi Aem tetap (γ ∞ )

42TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 43: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Hubungan Apertur Dengan Direktivitas

D. Konsep Aperture Antena

Hubungan Apertur Dengan Direktivitas• Hubungan apertur dengan direktivitas adalah berbanding lurus, dinyatakan :

11 AemD=

22 AemD=

• Jika tidak MATCHED sempurna, AADG

G = ηeff. D2

1

22eff

11eff

2eff2

1eff1

2

1

AeAe

AemAem

DD

GG

=×η×η

=ηη

=

η = α = EFECTIVENESS RATIOηeff = α = EFECTIVENESS RATIO

• Untuk antena isotropis, D = 1 , maka :

X2 AemAemAemAem isotropis diketahui, dengan

X

X

2

2ISO DD

Aem ==

4π !!Sehingga,

mengambil antena 2 adalah dipole pendek,

22 8

3Aem λπ

= dan D2 = 3/2 = 1,5

X2X Aem4Dλπ

= !! 8π

43TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 44: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

4

D. Konsep Aperture Antena

X2X Aem4Dλπ

=

Rumus di atas cukup penting untuk menghitung direktivitas antena jika aperturnya diketahui !!

Antena Aem D D (dB) Isotropis λ2/(4π) = 0,79λ2 1 0 Dipole 3λ2/(8π) = 0,119λ2 1,5 1,76 ppendek

/( ) , , ,

Dipole λ/2 30λ2/(73π) = 0,13λ2 1,64 2,14

44TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 45: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

E. Rumus Transmisi FriisTujuanTujuan

Menghitung transfer daya dari Tx ke Rx

RxTxIsotropis

Rx

• Asumsi / syarat :a. Jarak Tx-Rx cukup jauh (pada medan jauh) ; b. Medium tidak meredamc Tak ada multipath dari refleksi

λ≥2L2r

c. Tak ada multipath dari refleksi

• Rapat daya pada penerima Rx, ( Pr ) :

W TWAAPW2

Tr r4

WPπ

= 2T

RRrR r4AeAe.PWπ

==

dimana,W = daya pancar pengirim

AeR = aperture efektif antena penerimaW = daya yang diterima RxWT daya pancar pengirim WR daya yang diterima Rx

45TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 46: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

Jik T iliki di k i i D k

E. Rumus Transmisi Friis

• Jika Tx memiliki direktivitas DT, maka :

2R

TTR r4AeW.DW

π=2

TRRrR r4

WAeAe.PWπ

==Sehingga,

2TRR

4D.Ae

WW

=T2T Ae4D

λπ

=

22TRR Ae.Ae

WW

λ=2

T r4W π 22T rW λ

• Perbandingan transfer daya dari Tx ke Rx untuk medan jauh, =RW

W

TW

medium tak meredam dan tak ada refleksiTW

• Redaman lintasan (path loss) jika pada Tx dan Rx digunakan=R

TW• Redaman lintasan (path loss) jika pada Tx dan Rx digunakan

antena referensi ( umumnya isotropis ) dan biasa dinyatakan dalam dB,

46TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 47: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

⎞⎛ W

E. Rumus Transmisi Friis

Redaman Lintasan: ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

R

T

WWlog10Lp dB

⎟⎟⎞

⎜⎜⎛ λ

=22 r.log10 dengan λAeAe

2( isotropis )⎟⎟

⎠⎜⎜⎝

=RT Ae.Ae

log10 denganπ

==4

AeAe RT( isotropis )

⎥⎥⎤

⎢⎢⎡

++⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ π

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛λπ

= 2222

rf4log10r4log10⎥⎦⎢⎣ ⎠⎝⎠⎝ λ c

Lp = 32,5 + 20 log fMHz + 20 log rkm

Lp = 92 45 + 20 log f + 20 log rLp = 92,45 + 20 log fGHz + 20 log rkm

• Redaman lintasan atau pathloss disebut juga dengan redaman ruang bebas / FSL (free space loss), terjadi bukan karena penyerapan daya tetapi karena penyebaran daya

(Lp – 6 dB) ≤ Lpeff ≤ ∞• Jika terjadi multipath, Lp berubah menjadi harga efektif,

• Penurunan –6 dB ini dapat terjadi jika ada dual path yang merupakan interferensi saling k (k d di d k li i l h)menguatkan secara sempurna (kuat medan di Rx dua kali single path)

47TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 48: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

F. PolarisasiA h i t i d l kt ik (E) di b t l i iArah orientasi medan elektrik (E) disebut polarisasi

Vertical Horizontal

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 48

+ 45degree slant - 45degree slant

Page 49: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

F. Polarisasi

V/H (Vertical/Horizontal) Slant (+/- 45°)

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 49

Page 50: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

F. PolarisasiBeberapa hal tentang polarisasi,• Polarisasi gelombang berkaitan dengan orientasi vektor medan listrik yang

dibangkitkan saat pemancaran.• Jika pemasangan antena Rx tidak sesuai dengan polarisasi gelombang, maka ada

yang diterima akan lebih kecil ; terjadi “ polarization mismatch “

Beberapa hal tentang polarisasi,

yang diterima akan lebih kecil ; terjadi “ polarization mismatch “.• Untuk orientasi yang sesuai, maka penerimaan daya akan maksimu

( polarisasi medan = polarisasi antena ).• Jika polarisasi medan membuat sudut ϕ dengan polarisasi antena, maka daya

t i k l i di t k d PLF ( l i titerima akan mengalami penurunan yang dinyatakan dengan PLF ( polarizationloss factor )

REr

Aar dimana,=RE

rvektor medan listrik

Contoh :untuk,

ϕ = 60o PLF = ¼ WR turun 6 dBffReE

rϕ R

=Aar

orientasi antena

( ) ϕ=•= 22 cosaaPLFrr

ϕ R

ϕ = 90o PLF = 0 WR = 0

PLF sangat penting untuk komunikasi bergerak khususnya di ruangangkasa. Manfaat lain yang justru positif adalah untuk penggandaan

( ) ϕ=•= AER cosaaPLF

g y g j p p ggkanal frekuensi

50TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 51: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

F. Polarisasi

Apakah antena penerima bisa menagkap sinyal ? Jelaskan !

TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena 51

Page 52: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

G. Temperatur Antena• Semua benda jika temperaturnya ≠ 0° K, akan merupakan pemancar noise yang

spektrumnya sangat lebar, termasuk di kanal frekuensi operasi antena• Temperatur antena ( TA ) adalah temperatur yang mewakili antena karena

menerima daya noise. Jika daya noise yang diketahui antena adalah NR, maka :N

N

RA B.k

NT =

dengan ,k = konstanta Boltzman = 1 38 10-23 J/oKk konstanta Boltzman 1,38.10 J/ K

BN = Bandwidth noise system• Temperatur antena dapat dihitung dari beberapa kontribusi :

∫ ∫ππ21

∫ ∫ππ2

∫ ∫ φθθφθΩ

=0 0

SA

A d.d.sin).,(T1T dgn, ∫ ∫ φθθφθ=Ω0 0

NA d.d.sin).,(G

ΩA = sudut ruang beam antenaSumber noise adalah :matahari, galaxy,

GN(θ,ϕ) = pola penguatan normalTS(θ,ϕ) = brigtness temperatur of sourcesharga TS dari clear sky (zenith) sekitar 3oK ≈ 5oK

dari arah horisontal sekitar 100oK - 150oK

atmosfer, man made (busi, dsb )

dari arah horisontal sekitar 100 K 150 Kdari bumi sekitar 290oK - 300oK

52TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 53: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

H. Kesimpulan Modul 21. Konsep sumber titik berguna dalam lebih memudahkan perhitungan mengenai

daya terima, pada medan jauh / tempat yang jauh. Antena dianggap sebagai sumber titik karena dimensinya adalah jauh lebih kecil dari jarak antara antena

i i d i ik b ipengirim dengan titik observasi2. Teorema Resiprositas Carson digunakan untuk membuktikan bahwa karakteristik

antena sebagai pemancar berlaku juga pada antena sebagai penerima

3. Hubungan antara daya W dengan rapat daya Pr ,

W∫ ∫∫π π2rr

2r r4WP

π=∫ ∫∫ ==

0 0r

Sr dS.PSd.PW untuk antena isotropis

4. Intensitas radiasi adalah daya persatuan sudut ruang, didefinisikan sebagai : y p g, g

π== 4Wr.PU 2

r

5. Diagram arah menunjukkan karakteristik pancaran antena ke berbagai arah g j p g(pattern), pada r konstan, jauh, sebagai fungsi θ dan φ

53TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 54: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

6 Rumus rumus untuk gain dan direktivitas

H. Kesimpulan Modul 2

6. Rumus-rumus untuk gain dan direktivitas,

rataRataRadiasiIntensitasMaksimumRadiasiIntensitas

UoUmD

−=≡

2

2

EoEm

PoPm

44x

UoUmD ==

ππ

7. Adalah sudut ruang yang mewakili seluruh daya yang dipancarkan, jika intensitas di i i t it di i k i t S l h l h t h

D.G effη=

radiasi = intensitas radiasi maksimum atau Seolah-olah antena memancar hanya dalam sudut ruang B dengan intensitas radiasi uniform sebesar Um W = B.Um

8 Konsep aperture antena berasal dari anggapan bahwa antena sebagai luas bidang8. Konsep aperture antena berasal dari anggapan bahwa antena sebagai luas bidangyang menerima daya dari gelombang radio yang melaluinya

{ }22

2

)XX()RRR(PRV

PWAperture == X2X Aem4D π

=

9. Redaman lintasan transmisi Friis, { }2

TA2

TLr )XX()RRR(PPp

++++ X2X λ

Lp = 32,5 + 20 log fMHz + 20 log rkmp g MHz g km

54TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena

Page 55: TE3423 2 Konsep Dasar Antena · homogen, isotropis, linear, dan I homogen, isotropis, linear ... berdasarkan hukum kekekalan energg ... TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar

H. Kesimpulan Modul 2

10.Polarisasi antena menunjukkan karakteristik antena dan merupakan arah orientasi vektor medan listrik yang dibangkitkan saat pemancaran. Rugi karena polarisasi dinyatakan oleh Polarization Loss Factor (PLF),

( ) ϕ=•= 22 cosaaPLFrr RE

rAar

ϕ( ) ϕ=•= AER cosaaPLF

ffReEr

ϕ

11. Temperatur antena menunjukkan kinerja antena terhadap noise termal. Antenayang baik tentunya memiliki temperatur yang rendah.

55TE3423 - Antena dan Propagasi - Konsep Dasar Antena