Antena

ANTENA

1. 1. PENDAHULUAN

Antena merupakan sebuah perangkat yang digunakan memancar dan/atau menerima gelombang elektromagnetik secara efisien. Sebagai contoh penggunaan antena yaitu; a. Komunikasi Tanpa Kabel (Wireless Communication) berupa sistem komunikasi personal (PCS), sistem Global Positioning Satellite (GPS), Wireless Local Area Netrworks (WLAN), Direct Broadcast Satellite (DBS) Television, Mobile Communications, Telephone Microwave/Satellite Links, Broadcast Television dan Radio, dan lain–lainnya. b. Penginderaan jauh (Remote Sensing) berupa: Radar [Penginderaan Jauh aktif yang bekerja meradiasi dan menerima gelombang], Pemakaian untuk militer sebagai pencari target dan tracking, radar cuaca, pengaturan lalu lintas udara, deteksi kecepatan mobil, pengatur lalu lintas (magnetometer), ground penetrating radar (GPR), pemakaian untuk pertanian. Radiometry [Penginderaan jauh pasif yang bekerja dengan cara menerima emisi gelombang. Penggunaan militer dalam bentuk perlakuan gelombang dan penggabungan sinyal.

Jenis – jenis antena :

1. Antena Kabel (Wire Antenna); seperti monopole, dipole, loop dan lain – lainnya.

2. Antena Celah (Aperture Antenna); seperti Sectoral Horn, Piramidal Horn, Slot dan lainnya.

3. Antena Pantul (Reflector Antenna); Parabolic dish, corner reflector dan lain – lainnya.

4. Antena Lensa.

5. Antena Mikrostrip.

6. Antenna Susun (array).

Parameter – parameter kinerja antena :

1. Pola radiasi (Radiation Pattern) yaitu Penggambaran sudut radiasi (polar plot). Bentuk yang lain seperti pola omnidirectional pattern yaitu pola radiasi yang serba sama dalam satu bidang radiasi saja. Pola Directive yang membentuk pola berkas yang sempit dengan radiasi yang sangat tinggi.

2. Keterarahan (directivity) yaitu perbandingan antara densitas daya antena pada jarak sebuah titik tertentu relatif terhadap sebuah radiator isotropis [radiator isotropis merupakan sebuah antenna dimana radiasi antena akan serba sama keseluruh arah (titik sumber radiasi).

3. Gain merupakan keterarahan yang berkurang akibat rugi – rugi yang ditimbulkan.

4. Polarisasi yang merupakan pelacakan vektor radiasi medan listrik (polarisasi linierm circular,

eliptical).

5. Impedansi merupakan impedansi masukan antena pada terminalnya.

6. Bandwidth merupakan rentang frekuensi dengan kinerja yang dapat diterima (antena resonansi, antena pita lebar / broadband antena.

7. Beam Scanning (Pelacakan Berkas) merupakan pergerakan pada arah radiasi maksimum dengan cara mekanik dan listrik.

8. Sistem lain yang terdiri dari ukuran, berat, biaya, pemakaian daya, radar bagian depan dan lain–lainnya.

1. 2. DASAR – DASAR RADIASI ANTENA

Sebuah antena dapat dibayangkan sebagai sebuah jaringan setara (matching network) antara sebuah perangkat pandu gelombang (saluran transmisi, pandu gelombang) dan media di sekitarnya.

Antena Pemancar

Masukan Pandu gelombang 􀃆 Antena 􀃆 Keluaran Gelombang Tidak Terpandu

Antena Penerima

Masukan gelombang tidak terpandu 􀃆 Antena 􀃆Keluaran Pandu Gelombang. Antena sebagai sebuah terminal sebuah saluran transmisi, gambaran ini dapat dilihat pada gambar 1.1 dibawah ini.

Rangkaian terbuka saluran transmisi tidak dapat meradiasikan gelombang secara efektif karena arus pada saluran transmisi sama dan berlawanan (dan saling menutupi satu sama lain). Medan radiasi arus arus ini cenderung untuk menghilangkan satu dengan lainnya. Arus pada lengan antena dipol diatur pada arah yang sama sehingga medan – medan radiasi ini akan terjadi kecenderungan untuk saling menambahkan dan membuat dipole sebagai radiator yang efisien. Antena sebagai terminasi pandu gelombang.

Pada bagian akhir pandu gelombang akan meradiasikan gelombang, tetapi tidak efisien seperti bagian akhir pandu gelombang dengan menggunakan antena horn. Impedansi gelombang didalam pandu gelombang tidak akan sama dengan media disekitarnya yang membentuk sebuah ketidak-sesuaian pada bagian akhir terbuka pandu gelombang tersebut. Maka, bagian gelombang yang berjalan dipantulkan kembali kedalam pandu gelombang. Antena horn bekerja sebagai sebuah rangkaian setara, dengan sebuah perpindahan secara gradual dalam impedansi gelombang dari pandu gelombang menuju media disekitar pandu gelombang tersebut. Dengan terminal yang sesuai pada pandu gelombang, gelombang yang dipantulkan dapat diminimalisasikan dan medan radiasi dapat dimaksimalkan.

1. 3. POLA – POLA RADIASI ANTENA

Pola radiasi antena merupakan sebuah gambar grafik yang melambangkan perangkat radiasi antena sebagai sebuah fungsi posisi pada koordinat spheris (koordinat bola). Jenis – jenis umum pola radiasi antena berupa Pola Daya yang menggambarkan normalisasi daya terhadap posisi koordinat spheris, dan Pola Medan yang menggambarkan normalisasi medan |􀜧| dan |􀜪| terhadap posisi koordinat spheris.

Jenis – jenis Medan Antena :

a. Medan Reaktif yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat gelombang berdiri yang melambangkan energi yang tersimpan.

b. Medan Radiasi yang merupakan bagian karakteristik medan antena akibat radiasi gelombang (propagasi) yang melambangkan energi dipancarkan oleh antena.

Daerah – daerah medan antena :

a. Daerah medan dekat reaktif yang merupakan daerah yang berada disekitar antena dimana medan raktif sangat dominan (energi tersimpan – gelombang berdiri).

b. Daerah medan dekat Fresnel yang merupakan daerah antara medan dekat reaktif dan medan jauh dimana radiasi medan sangat dominan dan distribusi medan tergantung jarak dari antena.

c. Daerah medan jauh Fraunhofer merupakan daerah paling terjauh dari antena dimana distribusi medan secara esensial berdiri sendiri dari jarak antena sumber (propagasi gelombang).

Definisi – definisi pola radiasi antenna :

a. Pola isotropis adalah pola sebuah antena didefinisikan sebagai radiasi serba sama ke segala arah, pola ini dibentuk oleh sebuah radiator isotropis (sumber titik, sebuah antena non-fisik yang tidak

mempunyai arah).

b. Pola keterarahan merupakan sebuah pola dikarakterisasi oleh beberapa radiasi yang efisien dalam satu arah dibandingkan arah lainnya (secara fisik antena yang dapat direalisasikan adalah antena pengarah saja).

c. Pola omnidirectional merupakan sebuah pola yang serba sama dalam pemberian ruang radiasinya.

d. Pola bidang utama yaitu pola bidang E dan bidang H dari sebuah polarisasi linier antena. Bidang E adalah bidang yang terdiri vektor medan elektrik dan arah radiasinya maksimum. Bidang H adalah bidang yang terdiri vektor medan magnetik dan arah radiasinya maksimum.

Parameter – parameter Pola Antena;

1. Cuping radiasi (radiation lobe) merupakan puncak intensitas radiasi tertinggi disekitar daerah intensitas radiasi terendah.

2. Cuping Utama (Main Lobe) merupakan cuping radiasi pada arah radiasi maksimum.

3. Cuping Minor (Minor Lobe) merupakan cuping radiasi lainnya dari pada cuping utama.

4. Cuping Sisi (Side Lobe) merupakan sebuah cuping radiasi dalam arah lainnya daripada arah radiasi yang dipusatkan.

5. Cuping Belakang (Back Lobe) merupakan kebalikan daripada cuping radiasi terhadap cuping utama.

6. Half Power Beamwidth (HPBW) merupakan lebar sudut berkas utama pada titik setengah daya antena.

7. First Null Beamwidth (FNBW) merupakan lebar sudut antara bagian null (kosong) pertama pada sisi lain berkas utama.