Antena

Saluran Transmisi Fahraini Bachruddin ST., MT Pusat Pengembangan Bahan Ajar

Universitas Mercu Buana

12 1

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 1/2, 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.



12 2

Gambar 7.1 Salah satu bentuk waveguide (persegi)

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



12 3

5. Penguatan (gain).

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



12 4

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%

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.



12 5

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

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



12 6

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.

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 = R | Iin |2



12 7

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 :

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

m

m

ZZ

ZZ

e

e

1

1

1

1

K

KS

1

1



12 8

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 :

Pola Radiasi Antena Monopole : Omni-directional yaitu menyebar ke

segala arah hingga jarak tertentu, Antena ini mempunyai panjang

gelombang antara 200m hingga 600m.



12 9

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

Documents

Antena