Modul – 8Antena dan

Propagasi Gelombang Radio (1)TE-09-1313

2 sksTim Bidang Studi

Telekomunikasi Multimedia(Achmad Ansori, Devy Kuswidiastuti, Gatot Kusrahardjo, M Aries Purnomo)

1Anetenna & Radio-Wave Propogation

Anetenna & Radio-Wave Propogation 2

Antena

Antena (aerial) adalah transducer yang mengubah energi listrik yang merambat dalam kabel menjadi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ke udara dan/atau sebaliknya.

Antena pemancar digunakan sebagai mekanisme untuk mengubah energi listrik yang merambat dalam kabel menjadi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ke udara.

Antena penerima digunakan sebagai mekanisme untuk mengubah gelombang elektromagnetik di udara menjadi gelombang elektromagnetik yang merambat dalam kabel/saluran transmisi

Anetenna & Radio-Wave Propogation 3

Secara fisik, sebuah antena disusun oleh 1 atau lebih konduktoryang disebut “elemen” atau “radiator”

Radiator isotropik ideal akan meradiasikan gelombang ke

segala arah, secara praktis tidak bisa direalisasikan.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 4

Antena praktis dasar adalah antena ½ panjang gelombang.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 5

Anetenna & Radio-Wave Propogation 6

Efek bumi pada polaradiasi antena

Anetenna & Radio-Wave Propogation 7

Anetenna & Radio-Wave Propogation 8

Anetenna & Radio-Wave Propogation 9

Anetenna & Radio-Wave Propogation 10

Distance from the source

Reactivenear field

Reactive-radiating near field

Radiating (Fresnel)near field Radiating far field

EMsource

l 2D2/l3l

Anetenna & Radio-Wave Propogation 11

Impedansi

Tahanan Radiasi dari antena dipole ½ gelombang (½ λ) di ruang bebas adalah mendekati 70 ohm.

Impedansi bersifat resistif pada frekuensi resonansi.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 12

VSWR and Reflected Power

Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) merupakan indikator dariseberapa baik impedansi adalah sesuai ( match ).

VSWR sering disebut SWR.

VSWR yang tinggi menunjukkan sinyal yang dipantulkan besar dibandingkan dengan radiasi oleh antena.

VSWR ≤ 2,0:1 dianggap baik. Biasanya, antena memiliki spesifikasi ≤1,5:1

Contoh : 100 watt radio, VSWR 1.5:1 forward power 96 watt dan reflected power 4 watt,

13

AntenaPemancar

Impedansi saluran Impedansi Antena( mismatch )

Pf

Pr

Faktor Refleksi = r = (Pr/Pf)= (VSWR - 1)/(VSWR + 1)

VSWR = (1 + 1/R) / (1 - 1/R)R : perbandingan antara daya forward dan reflected = Pf/Pr

Return Loss = 10 Log(Pf/Pr)Anetenna & Radio-Wave Propogation

Anetenna & Radio-Wave Propogation 14

Reflection Factor : r : 0 -1VSWR : s = (1+r)/(1-r)Return Loss : ar = -20Log r ( dB )Mismatch Loss : am = -10Log (1-r^2) ( dB )Pr/P = 100.r^2 ( % )

r s ar am Pr/PdB dB %

1 #DIV/0! 0.00 #NUM! 1000.5 3.00 6.02 1.25 25

0.25 1.67 12.04 0.28 6.250.2 1.50 13.98 0.18 4

0.15 1.35 16.48 0.10 2.250.1 1.22 20.00 0.04 1

0.05 1.11 26.02 0.01 0.250 1.00 #NUM! 0.00 0

15

Effisiensi Transmisi

Effisiensi (%) = (Po/Pi)x100% = 100%/ Redaman

TransmisiPi Po

Anetenna & Radio-Wave Propogation

Anetenna & Radio-Wave Propogation 16

Redaman Total Redaman Total EffisiensidB x %

1.5 1.41 70.82 1.58 63.13 2.00 50.14 2.51 39.85 3.16 31.66 3.98 25.1

Anetenna & Radio-Wave Propogation 17

Efisiensi antena

antenakediberikanyangtotaldayaP

radiasidayaP

R

R

P

P

T

r

T

r

t

r

:dimana

Anetenna & Radio-Wave Propogation 18

Gain dan Direktivitas

Direktivitas adalah merupakan arah pancaran antena dan mempengaruhi gainantena.

Gain adalah perkalian direktivitas dan efisiensi antena.

antenaefisiensi

antenakediumpankandiberikanyangdayaP

totalradiasiDayaP

PP

T

X

TX

/

:dimana

DG

Anetenna & Radio-Wave Propogation 19

EIRP dan ERP

EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) adalah perkalian dari daya yang diberikan ke antena dan gainnya dibandingkan terhadap radiator isotropik.

ERP (Effective Radiated Power) adalah perkalian dari daya yang diberikan ke antena dan gainnya dibandingkan terhadap dipole

TTGPEIRP

Anetenna & Radio-Wave Propogation 20

Gain (dBi/dBd)

Gain dari dipole dalam arah radiasi maksimum adalah 2.14 dBi dibandingkan dengan radiator isotropik.

Gain antena lainnya dalam dBd adalah dibandingkan dengan gain antena dipole, kalau akan dinyatakan dalam dBi harus ditambah dengan 2.14 dB.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 21

Beamwidth

Definisi yang umum adalah “half power beamwidth”. Sudut antara 2 titik dari “half power”.Half the power adalah -3dB, sehingga “half power beamwidth”sering disebut 3dB beamwidth.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 22

BandwidthDefinisi: Bandwidth adalah range antara frekuensi terendah dan

frekuensi tertinggi yang diukur dari titik -3 dB ke titik -3 dB

berikutnya.

Sering dinyatakan dalam “percent bandwidth” BW=100x(fH-fL)/fC

dimana:

fL: frekuensi terendah (-3 dB)

fH: frekuensi tertinggi (-3 dB)

fC : frekuensi tengah

BW = fH – fL

23Anetenna & Radio-Wave Propogation

Anetenna & Radio-Wave Propogation 24

Antenna Polarization

Polarisasi dari sebuah antena adalah polarisasi dari gelombangradio/elektromagnetik yang dihasilkan oleh antena tersebut danmerupakan arah dari vektor medan listrik ( E )

Linear polarizationCircular polarizationElliptical polarization

Anetenna & Radio-Wave Propogation 25

Anetenna & Radio-Wave Propogation 26

Anetenna & Radio-Wave Propogation 27

Anetenna & Radio-Wave Propogation 28

Anetenna & Radio-Wave Propogation 29

Beberapa contoh antena

Folded DipoleParabolaAntena BTS