B A B 1

TEORI DASAR ANTENA

 

 

1.1 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.

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 1/2(, 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 suatu antena.

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

1ED

gelombang elektromagnetik..

 

1.2 RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Struktur pemancaran gelombang elektromagnetik yang paling sederhana

adalah radiasi gelombang yang ditimbulkan oleh sebuah elemen aus kecil yang

berubah-ubah secara harmonik. Elemen arus terkecil yang dapat menimbulkan

pancaran gelombang elektromagnetik itu disebut sebagai sumber elementer.

Jika medan yang ditimbulkan oleh setiap sumber elementer di dalam suatu

konduktor antena dapat dijumlahkan secara keseluruhan, maka sifat-sifat radiasi

dari sebuah antena tentu akan dapat diketahui.

Timbulnya radiasi karena adanya sumber yang berupa arus bolak-balik ini

diketahui secara matematis dari penyelesaian gelombang Helmhotz. Persamaan

Helmholtz tidak lain merupakan persamaan baru hasil penurunan lebih lanjut dari

persamaan-persamaan Maxwell dengan memasukkan kondisi lorentz sebagai

syarat batasnya. Dari hasil penyelesaian persamaan differrensial Helmholtz

dengan menggunakan dyrac Green’s function, ditemukanlah bahwa potensial

vektor pada suatu titik yang ditimbulkan oleh2 2a2d2a2n2y2a2 2a2r2u2s2

2y2a2n2g2 2m2e2m2p2u2n2y2a2i2 2d22a22a2h2 2:2

2 2

2 2 22 2E2M2B2E2D2 2E2q2u2a2t2i2o2n2.232 22

222 2E2M2B2E2D2 2E2q2u2a2t2i2o2n2.232 22

1

1

1

1

1

44v

rrje

Rje dv

rr

jdv

R

jAz

2

2 2 2 2(212.212)2

2d2i2m2a2n2a2 2:2

2 2A2z2 2 2 2=2 2v2e2k2t2o2r2 2p2o2t2e2n2s2i2a2l2 2p2a2d2a2

2ED

3a3r3a3h3 3z3

3 3J3 3 3=3 3k3e3r3a3p3a3t3a3n3 3a3r3u3s3

3bð 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3=3 3b3i3l3a3n3g3a3n3 3g3e3l3o3m3b3a3n3g3

3(323(3/3(3)3

3R3 3 3=3 3j3a3r3a3k3 3t3i3t3i3k3 3p3e3n3g3a3m3a3t3a3n3 3P dengan

suber elementer

v’ = sumber elementer.

 

 

z

 

J

r’

r

0 y

 

 

x

GAMBAR 1.1

VEKTOR-VEKTOR DI DALAM SISTEM RADIASI

 

Persamaan di atas berlaku umum untuk segala bentuk sumber dan di dalam

semua sistem koordinat, sehingga untuk mencari medan yang ditimbulkan oleh

bermacam-macam bentuk dapat dipilih sistem koordinat yang paling sesaui

dengan bentuk antena. Dengan diketahui potensial vektor A dari suatu sistem,

maka medan magnet H dan medan listrik E yang dipancarkan oleh sumber itu

akan dapat diketahui pula. Untuk medan magnet H dapat diperoleh

H = ( x A (1.2)

 

Sedangkan medan listrik E dapat diperoleh dari salah satu bentuk persamaan

Maxwell :

 

3ED

( x H = J

444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444

444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444

444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444

444444wð ðeð ðE4 4 4 4 4 4(414.434)4

4 4

4S4e4h4i4n4g4g4a4 4m4e4d4a4n4 4l4i4s4t4r4i4k4 4E4 4u4n44 4d4i4

4d4a4l44o4r4 4s4u4m4b4e4r4 4a4d4a4l44 4 4=4 4 44 4E4M4B4E4D4

4E4q4u4a4t4i4o4n4.434 44

4

4 4(4(4 4x4 4H4 4 4J4)4 4 4 4

4 4(414.444)4

4 4

4D4a4n4 4u4n4t4u4k4 4d4a4e4r4a4h4 4d4i4 4l4u4a4r4 4k4o4n4d4u4k4t4o4r4

4d4i4 4m4a4n4a4 4J4 4=4 404,4 4m4a4k4a4 4m4e4d4a4n4 4l4i4s4t4r4i4k4 4E4

4d4a4r4i4 4p4e4r4s4a4m4a4a4n4 4.4.4 4m4e4n4j4a4d4i4 4:4

4 4 4E4 4=44 4E4M4B4E4D4 4E4q4u4a4t4i4o4n4.434 44 j

1

4

4 4

4 4(4 4x4 4 4H4 4 4 4 4 4(414.454)4

4 4 4A4p4a4b4i4l4a4 4e4l4e4m4e4n4 4s4u4m4b4e4r4 4d4a4n4

4m4e4d4a4n4a4 4r4a4d4i4a4s4i4n4y4a4 4b4e4r4a4d4a4 4d4i4 4d4a4l4a4m4

4k4o4o4r4d4i4n4a4t4 4b4o4l4a4,4 4m4a4k4a4 4a4r4a4h4 4p4r4o4p4a4g4a4s4i4

4g4e4l4o4m4b4a4n4g4n4y4a4 4a4k4a4n4 4s4e4a4r4a4h4 4d4e4n4g4a4n4

4v4e4k4t4o4r4 4j4a4r4i4-4j4a4r4i4n4y4a4.4 4S4e4d4a4n4g4k4a4n4

4m4e4d4a4n4 4l4i4s4t4r4i4k4 4d4a4n4 4m4e4d4a4n4 4m4a4g4n4e4t4

4h4a4n4y4a4 4m4e4m4p4u4n4y4a4i4 4k4o4m4p4o4n4e4n4 4qð 4a4t4a4u4 4fð,4

4y4a4n4g4 4d4a4l4a4m4 4r4u4a4n4g4 4b4e4b4a4s4 4a4k4a4n4

4b4e4r4l4a4k4u4 4:4

4ED

5 5 5H5fð 5=ð5 5E5M5B55n5.535 5555 5

5d5a5n5 5 5 5H55 5E5q5u5a5t5i5o5n5.535 5555 5

5 5(515.565)5

5D5e5n5g5a5n5 5 5:5 5 5(5 5 5=5 5 55 5E5M5B5E5D5

5E5q5u5a5t5i5o5n5.535 55

55 5 5 5 5 5(5 5i5m5p5e5d5a5n5s5i5

5i5n5t5r5i5n5s5i5k5 5m5e5d5i5u5m5)5

5 5 5

55 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5z5

5555555

5 5

5 ð

5 5

55 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

5 5 5 5 5 5 5 5O5 5 5 5 5 5

5y5

55

5 5

5 5

x

GAMBAR 1.2

VEKTOR MEDAN DAN POYNTING VEKTOR PADA KOORDINAT BOLA

 

1.3 POLA RADIASI

Pola radiasi (radiation pattern) suatu antena adalah pernyataan grafis yang

menggami sdan jauh sebagai fungsi arah. Pola radiasi dapat disebut sebagai pola

5ED

medan (field pattern) apabila yang digambarkan adalah kuat medan dan disebut

pola daya (power pattern) apabila yang digambarkan poynting vektor. Untuk

dapat menggambarkan6 6p6o6l6a6 6r6a6d6i6a6s6i6 6i6n6i6,6 6t6e6r6l6e6b6i6h6

6d6a6h6u6l6u6 6h6a6r6u6s6 6d6i6t6e6m6u6k6a6n6 6p6o6t6e6n6s6i6a6l6 6

6 6D6a6l6a6m6 6k6o6o6r6d6i6n6a6t6 6b6o6l6a6,6 6m6e6d6a6n6

6l6i6s6t6r6i6k6 6E6 6d6a6n6 6m6e6d6a6n6 6m6a6g6n6e6t6 6H6 6t6e6l6a6h6

6d6i6k6e6t6a6h6u6i6,6 6k6e6d6u6a6n6y6a6 6m6e6m6i6l6i6k6i6

6k6o6m6p6o6n6e6n6 6v6e6t6o6r6 6qð 6d6a6n6 6fð.ð 6S6e6d6a6n6g6k6a6n6

6p6o6y6n6t6i6n6g6 6v6e6k6t6o6r6n6y6a6 6d6a6l6a6m6 6k6o6o6r6d6i6a6n6t6

6i6n6i6 6h6a6n6y6a6 6m6e6m6p6u6n6y6a6i6 6k6o6m6p6o6n6e6n6

6r6a6d6i6a6l6 6s6a6j6a6.6 6B6e6s6a6r6n6y6a6 6k6o6m6p6o6n6e6n6

6r6a6d6i6a6l6 6d6a6r6i6 6p6o6y6n6t6i6n6g6 6v6e6k6t6o6r6 6i6n6i6

6a6d6a6l6a6h6 6:6

6 6 6P6r6 6=6 6½6 66 6E6M6B6E6D6 6E6q6u6a6t6i6o6n6.636 66 66 6 6 6

6 6 6(616.676)6

6D6e6n6g6a6n6 6:6

6 6 6|6 6E6 6|6 6=66 6E6M6B6E6D6 6E6q6u6a6t6i6o6n6.636 66

220 EE

666 6(6r6e6s6u6l6t6a6n6 6d6a6r6i6 6m6a6g6n6i6t6u6d6e6

6m6e6d6a6n6 6l6i6s6t6r6i6k6)6

6 6 6E6(6 6:6 6k6o6m6p6o6n6e6n6 6m6e6d6a6n6 6l6i6s6t6r6i6k6

6qð

6E6fð 6:6 6k6o6m6p6o6n6e6n6 6m6e6d6a6n6 6l6i6s6t6r6i6k6 6fð

6hð 6:6 6i6m6p6e6d6a6n6s6i6 6i6n6t6r6i6n6s6i6k6 6r6u6a6n6g6

6b6e6b6a6s6 6(6367676 6(6)6.6

6

6U6n6t6u6k6 6m6e6n6y6a6t6a6k6a6n6 6p66i6 6s6e6c6a6r6a6 6g6r6a6f6i6s6,6

6p6o6l6a6 6t6e6r6s6e6b6u6t6 6d6a6p6a6t6 6d6i6g6a6m6b6a6r6k6a6n6

6d6a6l6a6m6 6b6e6n6t6u6k6 6a6b6s6o6l6u6t6 6a6t6a6u6 6d6a6l6a6m6

6ED

7b7e7n7t7u7k7 7r7e7l7a7t7i7f7.7 7M7a7k7s7u7d7 7b7e7n7t7u7k7

7r7e7a7l7t7i7f7 7a7d7a7l7a7h7 7b7e7n7t7u7k7 7p7o7l7a7 7y7a7n7g7

7s7u7d7a7h7 7d7i7n7o7r7m7a7l7i7s7a7s7i7k7a7n7,7 7y7a7i7t7u7 7s7e7t7i7a7p7

7h7a7r7g7a7 7d7a7r7i7 7p7o7l7a7 7r7a7d7i7a7s7i7 7t7e7r7s7e7b7u7t7

7t7e7l7a7h7 7d7i7b7a7n7d7i7n7g7k7a7n7 7d7e7n7g7a7n7 7h7a7r7g7a7

7m7a7k7s7i7m7u7m7n7y7a7.7 7S7e7h7i7n7g7g7a7 7p7o7l7a7 7r7a7d7i7a7s7i7

7m7e7d7a7n7,7 7a7p7a7b7i7l7a7 7d7i7n7y7a7t7a7k7a7n7 7d7i7d7a7l7a7m7

7p7o7l7a7 7y7a7n7g7 7t7e7r7n7o7r7m7a7l7i7s7a7s7i7 7a7k7a7n7

7m7e7m7p7u7n7y7a7i7 7b7e7n7t7u7k7 7:7

7 7

7 7 7F7(7qð,ðfð 7)7 7=77 7E7M7B7E7D7 7E7q7u7a7t7i7o7n7.737 77

777 7E7M7B7E7D7 7E7q7u7a7t7i7o7n7.737 77

max,

,

E

P

7 7 7 7 7 7 7(717.787)7

7 7K7a7r7e7na poynting vektor hanya mempunyai komponen radiasi yang

sebenarnya berbanding lurus dengan kuadrat magnitudo kuat medannya, maka

untuk pola daya apabila dinyatakan dalam pola ternormalisasi, tidak lain sama

dengan kuadrat dasudah dinormalisasikan itu.

 

P(

7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

7777777777777777777777777777777777777777qð,ðfð 7)7 7=7 7|7 7F7(7qð,ðfð 7)7 7|727 7 7

7 7 7 7(717.797)7

7 7

7S7e7r7i7n7g7k7a7l7i7 7j7u7g7a7 7p7o7l7a7 7r7a7d7i7a7s7i7 7s7u7a7t7u7

7a7n7t7e7n7a7 7d7i7g7a7m7b7a7r7k7a7n7 7d7e7n7g7a7n7 7s7a7t7u7a7n7

7ED

8d8e8c8i8b8e8l8 8(8d8B8)8.8 8I8n8t8e8n8s8i8t8a8s8 8m8e8d8a8n8

8d8a8l8a8m8 8d8e8c8i8b8e8l8 8d8i8d8e8f8i8n8i8s8i8k8a8n8 8s8e8b8a8g8a8i8

8:8

8 8

8 8 8F8(8qð,ðfð 8)8 8d8B8 8=8 82808 8l8o8g8 8|8 8F8(8qð,ðfð 8)8 8|8

8(8d8B8)8 8 8 8(818.81808)8

8 8

8S8e8d8a8n8g8k8a8n8 8u8n8t8u8k8 8p8o8l8a8 8d8a8y8a8n8y8a8

8d8i8d8a8l8a8m8 8d8e8c8i8b8e8l8 8 8a8d8a8l8a8h8 8:8

8 8

8 8 8P8(8qð,ðfð 8)8 8d8B8 8=8 81808 8l8o8g8 8P8(8qð,ðfð 8)8 8

8=8 82808 8l8o8g8 8|8 8F8(8qð,ðfð 8)8 8|8 8 8

8 8(818.81818)8

8 8

8J8a8d8i8 8d8i8d8a8l8a8m8 8d8e8c8i8b8e8l8,8 8p8o8l8a8 8d8a8y8a8

8s8a8m8a8 8d8e8n8g8a8n8 8p8o8l8a8 8m8e8d8a8n8n8y8a8.8 8S8e8m8u8a8

8p8o8l8a8 8r8a8d8i8a8s8i8 8y8a8n8g8 8d8i8b8i8c8a8r8a8k8a8n8 8d8i8

8a8t8a8s8 8a8d8a8l8a8h8 8p8o8l8a8 8r8a8d8i8a8s8i8 8u8n8t8u8k8

8k8o8n8d8i8s8i8 8m8e8d8a8n8 8j8a8u8h8.8 8S8e8d8a8n8g8k8a8n8

8p8e8n8g8u8k8u8r8a8n pola radiasi, faktor jarak adalah faktor yang amat penting

guna memperoleh hasil pengukuran yang baik dan teliti. Semakin jauh jarak

pengukuran pola radiasi yang digunakan tentu semakin baik hasil yang akan

diperoleh. Namun untuk melakukan pengukuran pola radiasi pada jarak yang

benar-benar tak terhingga adalah suatu hal yang tak mungkin. Untuk keperluan

pengukuran ini, ada suatu daerah di mana medan yang diradiasikan oleh antena

sudah dapat dianggap sebagai tempat medan jauh apabila jarak antara sumber

ra8d8i8a8s8i8 8d8e8n8g8a8n8 8a8n8t8e8n8a8 8y8a8n8g8 8d8i8u8k8u8r8

8m8e8m8e8n8u8h8i8 8k8e8t8e8n8t8u8a8n8 8b8e8r8i8k8u8t8 8:8

8 8

8 8 8 8r8 8 8>88 8E8M8B8E8D8 8E8q8u8a8t8i8o8n8.838 88

8ED

99 9 9 9 9 9 9(919.91929)9

9 9 9 9r9 9>9>9 9D9 9 9 9 9d9a9n9 9r9 9.9>9>9 9 9lð

9 9D9i9m9a9n9a9 9 9:9

9 9 9r9 9:9 9 9j9a9r9a9k9 9p9e9n9g9u9k9u9r9a9n9

9 9 9D9 9:9 9d9i9m9e9n9s9i9 9a9n9t9e9n9a9 9y9a9n9g9

9t9e9r9p9a9n9j9a9n9g9

9lð 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9:9 9p9a9n9j9a9n9g9

9g9e9l9o9m9b9a9n9g9 9y9a9n9g9 9d9i9p9a9n9c9arkan

sumber.

1.3.1 Side Lobe Levea dkan dengan koordinat polar. Lobe utama

(main lobe) adalah lobe yang mempunyai arah dengan pola radiasi maksimum.

Biasanya juga ada lobe-lobe yang lebih kecil dibandingkan dengan main lobe

yang disebut dengan minor lobe. Lobe sisi (side lobe) adalah lobe-lobe selain

yang dimas disebut juga minor lobe. Side lobe dapat berharga positif ataupun

negatif. Pada kenyataannya suatu pola mempunyai harga kompleks. Sehingga

d9i9g9u9n9a9k9a9n9 9m9a9g9n9i9t9u9d9o9 9d9a9r9i9 9p9o9l9a9 9m9e9d9a9n9

9|9 9F9(9qð)9 9|9 9a9t9a9u9 9p9o9l9a9 9d9a9y9a9 9|9 9P9(9qð)9 9|9

9U9k9u9r9a9n9 9y9a9n9g9 9m9e9n9y9a9t9a9k9a9n9 9s9e9b99r9

9d9a9y9a9 9y9a9n9g9 9t99a9s9i9 9p9a9d9a9 9s9i9d9e9 9l9o9b9e9

9d9i9b9a9n9d9i9n9g9 9d9e9n9g9a9n9 9m9a9i9n9 9l9o9b9e9 9 9d9i9s9e9b9u9t9

9 9S9i9d9e9 99 9(9S9L9L9)9,9 9y9a9n9g9 9m9e9r9u9p9a9k9a9n9 9r9a9s9i9o9

9d9a9r9i9 9b9e9s9a9r9 9p9u9n9c9a9k9 9d9a9r9i9 9s9i9d9e9 9lobe terbesar

dengan harga maksiumum dari main lobe. Side Lobe Level (SLL) dinyatakan

dalam decibel (dB), dan ditulis dengan rumus sebagai berikut :

 

SLL = 20 log EMBED Equation.3 dB

(1.13)

9ED

Dengan :

F(SLL) : nilai puncak dari side lobe terbesar

F(maks) : nilai maksimum dari maialisasi, F(maks) mempunyai harga =

1 (satu).

 

1.3.2 Half Power Beam Width (HPBW)

HPBW adalah sudut dari selisih titik-titik pada setengah pola daya dalam

main lobe, yang dapat dinyatakan dalam rumus 10s10e10b10a10g10a10i10

10b10e10r10i10k10u10t10 10:10

10 10

10 10 10 10H10P10B10W10 10=10 10|10 10qð 10H10P10B10W10

10l10e10f10t10 10 10-10 g10h10t10 10|10 10 10 10(10110.10110410)10

10 10

10D10e10n10g10a10n10 10 10 10 10qð 10H10P10B10W10 10l10e10f10t10 10 10d10a10n10

10qð 10H10P10B10W10 10r10i10g10h10t10 10:10 10t10i10t10i10k10-10t10i10t10i10k10

10p10a10d10a10 10k10i10r10i10 10d10a10n10 10k10a10n10a10n10

10d10a10r10i10 10m10a10i10n10 10l10o10b10e10 10 10

10d10i10m10a10n10a10 10p10o10l10a10 10d10a10y10a10

10m10e10m10p10u10n10y10a10i10 10h10a10r10g10a10 10½10 10.10

10U10n10t10u10k10 10l10e10b10i10h10 10j10e10l10a10s10n10y10a10

10d10a1010t10 10p10a10d10a10 10g10a10m10b10a10r10 10110.10310.10

10 10S10eringkali dibutuhkan antena yang mempunyai pola radiasi broad

side atau end fire. Suatu antena broad side adalah antena dimana pancaran utama

maksimum dalam arah normal terhadap bidang dimana antena berada. Sedangkan

antena end fire adalah antena yang pancaran utama maksimum dalam arah paralel

terhadap bidang utama dimana antena berada. Namun demikian ada juga antena

yang mempunyai pola radiasi di mana arah maksimum main lobe berada diantara

bentuk broad side dan end fire yang disebut dengan intermediate. Antena yang

mempnyai pola radiasi intermedi pada phased array antenna. Untuk lebih

10ED

jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.4.

 GAMBAR 1.4

MODEL POLA RADIASI

1.4 DIREKTIVITAS DAN GAIN

Satu gambaran penting dari suatu antena adalah seberapa besar antena

mampu mengkonsentrasikan energi pada suatu arah yang diinginkan,

dibandingkan dengan radiasi pada arah yang lain. Karakteristik dari antena

tersebut dinamakan direktivitas (directivity) dan power gain. Biasanya power

ga11i11n11 11d11i11n11y11a11t11a11k11a11n11 11r11e11l11a11t11i11f11

11t11e11r11h11a11d11a11p11 11s11u11a11t11u11

11r11e11f11e11r11e11n11s11i11 11t11e11r11t11e11n11t11u11,11

11s11e11p11e11r11t11i11 11s11u11m11b11e11r11

11i11s11o11t11r11o11p11i11s11 11a11t11a11u11 11d11i11p11o11l11e11

11½11 11lð.11

11I11n11t11e11n11s11i11t11a11s11 11r11a11d11i11a11s11i11

11a11d11a11l11a11h11 11d11a11y11a11 11y11a11n11g11

11d11i11r11a11d11i11a11s11i11k11a11n11 11p11a11d11a11

11s11u11a11t11u11 11a11r11a11h11 11p11e11r11

11u11n11i11t11s11u11d11u11t11 11d11a11n11

11m11e11m11p11u11n11y11a11i11 11s11a11t11u11a11n11 11w11a11t11t11

11ED

12p12e12r12 12s12t12e12r12a12d12i12a12n12.12

12I12n12t12e12n12s12i12t12a12s12 12r12a12d12i12a12s12i12,12

12d12a12p12a12t12 12d12i12n12y12a12t12a12k12a12n12

12s12e12b12a12g12a12i12 12b12e12r12i12k12u12t12 12:12

12 12

12U12(12qð,ðfð)12 12=12 12½12 12R12e12 12(12E12 12x12

12H12*12)12 12r12212 12 12=12 12P12r12 12r12212 12 12

12 12(12112.12112512)12

12 12

12U12(12qð,ðfð)12 12=12 12U12m12 12|12 12F12(12qð,ðfð)12

12|12212 12 12 12 12 12(12112.12112612)12

12 12D12i12m12a12n12a12 12:12

12 12 12P12r12 12=12 12 12k12e12r12a12p12a12t12a12n12

12d12a12y12a12

12U12m12 12:12=12 12i12n12t12e12n12s12i12t12a12s12

12m12a12k12s12i12m12u12m12

12 12 12|12 12F12(12qð,ðfð)12 12|12212 12=12

12m12a12g12n12i12t12u12d12o12 12p12o12l12a12

12m12e12d12a12n12 12n12o12r12m12a12l12i12s12a12s12i12

12 12

12I12n12t12e12n12s12i12t12a12s12 12r12a12d12i12a12s12i12 12d12a12r12i12

12s12u12m12b12e12r12 12i12s12o12t12r12o12p12i12s12

12a12d12a12l12a12h12 12t12e12t12a12p12 12u12n12t12u12k12

12s12e12l12u12r12u12h12 12r12u12a12n12g12a12n12 12p12a12d12a12

12s12u12a12t12u12 12h12a12r12g12a12 12U12(12qð,ðfð)12.12 12D12a12n12

12u12n12t12u12k12 12s12u12m12b12e12r12 12n12o12n12

12i12s12o12t12r12o12p12i12s12,12 12i12n12t12e12n12s12i12t12a12s12

12r12a12d12i12a12s12i12n12y12a12 12t12i12d12a12k12 12t12e12t12a12p12

1212u12h12 12r12u12a12n12g12a12n12 12t12e12t12a12p12i12

12s12u12a12t12u12 12d12a12y12a12 12r12a12t12a12-12r12a12t12a12

12p12e12r12 12s12t12e12r12a12d12i12a12n12,12 12d12a12p12a12t12

12ED

13d13i13n13y13a13t13a13k13a13n13 13s13e13b13a13g13a13i13

13b13e13r13i13k13u13t13 13:13

13 13

13 13 13U13a13v13e13 13=1313 13E13M13B13E13D13

13E13q13u13a13t13i13o13n13.13313 1313 131313

13E13M13B13E13D13 13E13q13u13a13t13i13o13n13.13313 1313

4

.4

1 TPdU

1313 13 13 13 13(13113.13113713)13

13D13e13n13g13a13n13 13:13

13 13 13d13 13(13 13=13 13s13i13n13 13qð 13d13qð 13d13fð

13 13 13P13T131313 13 13:13 13 13k13e13r13a13p13a13t13a13n13

13d13a13y13a13 13t13o13t13a13l13

13 13

13113.13413.13113 13D13i13r13e13k13t13i13v13i13t13a13s13

13A13n13t13e13n13a13

13 13D13i13r13e13c13t13i13v13e13 13g13a13i13n13

13m13e13r13u13p13a13k13a13n13

13p13e13r13b13a13n13d13i13n13g13a13n13 13d13a13r13i13

13i13n13t13e13n13s13i13t13a13s13 13r13a13d13i13a13s13i13 13p13a13d13a13

13s13u13a13t13u13 13a13r13a13h13 13t13e13r13t13e13n13t13u13

13d13e13n13g13a13n13 13i13n13t13e13n13s13i13t13a13s13

13r13a13d13i13a13s13i13 13r13a13t13a13-13r13a13t13a13,13 13y13a13n13g13

13d13i13n13y13a13t13a13k13a13n13 13s13e13b13a13g13a13i13

13b13e13r13i13k13u13t13 13:13

13 13 13 13 13D13(13qð,ðfð)13 13 13=1313

13E13M13B13E13D13 13E13q13u13a13t13i13o13n13.13313 1313

Uave

U .

1313

13 13 13 13 13(13113.13113813)13

13ED

14D14i14m14a14n14a14 14 14:14

14 14 14U14(14qð,ðfð)14 14 14=14

14i14n14t14e14n14s14i14t14a14s14 14r14a14d14i14a14s14i14

14 14 14U14a14v14e14 14=14 14i14n14t14e14n14s14i14t14a14s14

14r14a14d14i14a14s14i14 14r14a14t14a14-14r14a14t14a14

14 14

14J14i14k14a14 14p14e14m14b14i14l14a14n14g14 14d14a14n14

14p14e14n14y14e14b14u14t14 14d14i14b14a14g14i14 14d14e14n14g14a14n14

14r14214 14m14a14k14a14 14a14k14a14n14 14d14i14p14e14r14o14l14e14h14

14r14a14s14i14o14 14k14e14r14a14p14a14t14a14n14 14d14a14y14a14

14d14e14n14g14a14n14 14k14e14r14a14p14a14t14a14n14 14d14aya rata-rata.

Dengan memasukkan persamaan 1.16 dan 1.17 kedalam persamaan 1.18 maka

akan diperoleh persamaan sebagai berikut :

 

EMBED Equation.3

22

4,

4,

,4,

FF

d

UD

A

m

(1.19)

Dengan :

(A = EMBED Equation.3 dF2

.

(1.20)

 

Sedangkan direktivitas merupakan harga maksimum dari directive gain,

yang dapat dinyatakan dengan :

D = EMBED Equation.3 1

4

are

m

U

U

(1.21)

1.4.2 Gain Antena

Ketika antena digunakan pada suatu sistem, bias pada bagaimana efisiek

14ED

memindahkan daya yang terdapat15 15p15a15d15a15

15t15e15r15m15i15n15a15l15 15i15n15p15u15t15 15m15e15n15j15a15d15i15

15d15a15y15a15 15r15a15d15i15a15s15i15.15 15U15n15t15u15k15

15m15e15n15y15a15t15a15k15a15n15 15i15n15i15,15 15p15o15w15e15r15

15g15a15i15n15 15(15a15t15a15u15 15g15a15i15n15 15s15a15j15a15)15

15d15i15d15e15f15i15n15i15s15i15k15a15n15 15s15e15b15a15g15a15i15

15415pð 15k15a15l15i15 15r15a15s15i15o15 15d15a15r15i15

15i15n15t15e15n15s15i15t15a15s15 15p15a15d15a15 15s15u15a15t15u15

15a15r15a15h15 15d15e15n15g15a15n15 15d15a15y15a15 15y15a15n15g15

15d15i15t15e15r15i15m15a15 15a15n15t15e15n15a15,15

15d15i15n15y15a15t15a15k15a15n15 15d15e15n15g15a15n15 15:15

15 15 15 15G15(15qð,ðfð)15 15=15 15415pð ð15 15E15M15B15E15D15

15E15q15u15a15t15i15o15n15.15315 1515

15

15 15 15 15

(1.22)

Definisi ini tidak termasuk losses yang disebabkan oleh ketidaksesuaian

impedansi (impedance missmatch ) atau polarisasi. Harga maksimum dari gain

adalah harga maksimum dari intensitas radiasi atau harga maksimum dari perngga

dapat dinyatakan kembali :

G =

41

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151

515151515pð ð15 15E15M15B15E15D15 15E15q15u15a15t15i15o15n15.15315

15ED

1616

16

16 16 16 16 16 16 16 16(16116.16216316)16

16J16a16d16i16 16g16a16i16n16 16d16a16p16a16t16

16d16i16n16y16a16t16a16k16a16n16 16s16e16b16a16g16a16i16

16s16u16a16t16u16 16f16u16n16g16s16i16 16d16a16r16i16 16qð 16d16a16n16

16fð,16 16d16a16n16 16j16u16g16a16 16d16a16p16a16t16

16d16n16y16a16t16a16k16a16n16 16s16e16b16a16g16a16i16

16s16u16a16t16u16 16h16a16r16g16a16 16p16a16d16a16 16s16u16a16t16u16

16a16r16a16h16 16t16e16r16t16e16n16t16u16.16 16J16i16k16a16

16t16i16d16a16k16 16a16d16a16 16a16r16a16h16 16y16a16n16g16

16d16i16t16e16n16t16u16k16a16n16 16d16a16n16 16h16a16r16g16a16

16p16o16w16e16r16 16g16a16i16n16 16t16i16d16a16k16

16d16i16n16y16a16t16a16k16a16n16 16s16e16b16a16g16a16i16

16s16u16a16t16u16 16f16u16n16g16s16i16 16d16a16r16i16 16qð 16d16a16n16

16fð,16 16d16i16a16s16u16m16s16i16k16a16n16 16s16e16b16a16g16a16i16

16g16a16i16n16 16m16a16k16s16i16m16u16m16.16

16D16i16r16e16k16t16i16v16a16t16a16s16 16d16a16p16a16t16

16d16i16t16u16l16i16s16 16s16e16b16a16g16a16i16 16D16 16=16 16416pð

ð16 16E16M16B16E16D16 16E16q16u16a16t16i16o16n16.16316 1616 r

m

P

U

16

16

16 16,16 16j16i16k16a16 16d16i16b16a16n16d16i16n16g16a16k16n16

16d16e16n16g16a16n16 16p16e16r16s16a16m16a16a16n16

16(16116.16216316)16 16m16a16k16a16 16a16k16a16n16

16t16e16r16l16i16h16a16t16 16b16a16h16w16a16

16p16e16r16b16e16d16a16a16n16 16g16a16i16n16

16m16a16k16s16i16m16u16m16 16d16e16n16g16a16n16

16d16i16r16e16k16t16i16v16i16t16a16s16 16h16a16n16y16a16

16t16e16r16l16e16t16a16k16 16p16a16d16a jumlah daya yang digunakan.

Direktivitas dapat menyatakan gain suatu antena jika seluruh daya input menjadi

16ED

daya radiasi. Dan hal ini tidak mungkin terjadi karena adanya losses pada daya

input. Bagian daya input (Pin) yang tidak muncul sebagai daya radiasi diserap oleh

antena dan struktur yang dekat dengannya. Hal tersebut menimbulkan suatu d

yang disebut dengan efisiensi radiasi, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai

berikut :

 

e =

171717171717171717171717171717171717171717171717171717

171717171717171717171717171717171717171717 ð17

17E17M17B17E17D17 17E17q17u17a17t17i17o17n17.17317

1717

17

17 17 17 17 17 17

17(17117.17217417)17

17 17

17d17e17n17g17a17n17 17c17a17t17a17t17a17n17 17b17a17h17w17a17

17h17a17r17g17a17 17e17 17d17i17a17n17t17a17r17a17 17n17o17l17

17d17a17n17 17s17a17t17u17 17 17(17 17017 17<17 17e17 17<17 17117)17

17a17t17a17u17 17(17 17017 17<17 17e17 17<17 17117017017%17)17.17

17S17e17h17i17n17g17g17a17 17g17a17i17n17

17m17a17k17s17i17m17u17m17 17s17u17a17t17u17 17a17n17t17e17n17a17

17s17a17m17a17 17d17e17n17g17a17n17

17d17i17r17e17k17t17i17v17i17t17a17s17 17d17i17k17a17l17i17k17a17n17

17d17e17n17g17a17n17 17e17f17i17s17i17e17n17s17i17 17d17a17r17i17

17a17n17t17e17n17a17,17 17y17a17n17g17 17d17a17p17a17t17

17d17i17n17y17a17t17a17k17a17n17 17s17e17b17a17g17a17i17 17berikut :

  G = e D (1.25)

Peersamaan di atas adalah persamaan yang secara teoritis bisa digunakan untuk

menghitung gain suatu antena. Namun dalam prakteknya jarang gain antena

dihitung berdasarkan direktivitas (directivity) dan efisiensi yang dimilikinya,

karena untuk mendapatkan directivity antena memang diperlukan perhitungan

17ED

yang tidak mudah. Sehingga pada umumnya orang lebih suka menyatakan gain

maksimum suatu antena dengan cara membandingkannya dengan antena lain yang

dianggap sebagai antena standard (dengan metode pengukuran). Salah satu

metode pengukuran power gain maksimum terlihat seperti pada gambar 1.5.

Sebuah antena sebagai sumber radiasi, dicatu dengan daya tetap oleh transmitter

sebesar Pin. Mula-mula antena standard dengan power gain maksimum yang sudah

diketahui (Gs) digunakan sebagai antena penerima seperti terlihat pada gambar

1.5a. Kedua antena ini kemudian saling diarahkan sedemikian sehingga diperoleh

daya output Ps yang maksimum pada antena penerima. Selanjutnya dalam posisi

yang sama antena standard diganti dengan antena yang hendak dicari power gain-

nya, sebagaimana terlihat pada gambar 1.5b. Dalam posisi ini antena penerima

harus mempunyai polarisasi yang samadengan antena standard dan selanjutnya

diarahkan sedemikian rupa agar diperoleh daya out put Pt yang maksimum.

Apabila pada antena standard sudah diketahui gain maksimumnya, maka dari

pengukuran di atas gain maksimum antena yang dicari dapat dihitung dengan :

 

Gt = EMBED Equation.3 sP

P1Gs

(1.26)

Atau jika dinyatakan dalam decibel adalah :

 

Gt (dB) = Pt (dB) - Ps (dB) + Gs (dB) (1.27)

 

Pin Ps

Gs

 

18ED

(a)

Pin Pt

Gt

 

(b)

GAMBAR 1.5

METODE PENGUKURAN GAIN ANTENA DENGAN A PENGUKURAN

DAYA OUTPUT YANG DITERIMA OLEH ANTENA STANDARD (PS)

(b) PENGUKURAN DAYA OUTPUT YANG DITERIMA OLEH ANTENA YANG DI

TEST (Pt)

 

1.5 IMPEDANSI ANTENA

Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya.

Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang

dekat dengmudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi.

Impedansi antena terdiri dari bagain riil dan imajiner, yang dapat

dinyatakan dengan :

 

Zin = Rin + j Xin (1.29)

 

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 = ½ R | Iin |2 (1.30)

Dimana :

19ED

Iin : arus pada terminal input

Faktor ½ muncul karena arus didefinisikan sebagai harga puncak. Daya dissipasi

dapat diuraikan menjadi daya rugi ohmic dan daya rugi radiasi, yang dapat ditulis

dengan :

 

Pin = Pohmic + Pr (1.31)

Dimana :

Pr : ½ Rin | Iin |2

Pohmic = ½ Rohmic | Iin |2

Sehingga definisi resistansi radiasi dan resistansi ohmic suatu antena pada

terminal input adalah :

EMBED Equation.3

20ED