Direktivitas Antena Gain Antena Pola Radiasi Antena

2.4.1 Direktivitas Antena

Direktivitas antena atau arah pancaran antena adalah kemampuan arah pancar dari sebuah antena untuk memfokus energi gelombang elektromagnetik untuk dipancarkan ke semua arah atau arah tertentu, atau kemampuan menerima energi gelombang elektromagnetik lebih baik dari segala arah atau arah tertentu pada saat menerima. Ada jenis antena yang dibuat secara khusus untuk memfokus energi gelombang elektromagnetik dari antena ke arah yang dikehendaki yaitu antena unidirectional. Ada pula jenis antena yang memiliki pancaran menyebar ke semua arah yaitu antena omnidirectional [4]. Direktivitas antena merupakan perbandingan kerapatan daya maksimum dengan kerapatan daya rata - rata. Maka dapat dituliskan pada Persamaan 2.5 [1] : rata rata P maks P D as Direktivit − = = φ θ φ θ , , 2.5

2.4.2 Gain Antena

Gain antena adalah perolehan kelebihan yang didapat dari pemakaian sebuah antena dengan membandingkannya dengan antena lain yang digunakan sebagai referensi [5]. Gain dari sebuah antena adalah kualitas nyala yang besarnya lebih kecil daripada penguatan antena tersebut yang dapat dinyatakan dengan Persamaan 2.6 [1] : D k G Gain . = = 2.6 Dimana : k = efisiensi antena, 0 ≤ k ≤ 1 Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Pola Radiasi Antena

Pola radiasi antena merupakan representasi grafis yang menggambarkan komponen radiasi pada antena sebagai fungsi ruang [6]. Pola radiasi antena menjelaskan bagaimana antena meradiasikan energi ke ruang bebas atau bagaimana antena menerima energi. Gambar 2.2 menunjukkan pola radiasi antena dalam dua dimensi dan tiga dimensi. Gambar 2.2 Dimensi Pola Radiasi Antena Dua gambaran pola radiasi yang paling penting adalah pola bidang medan listrik E dan pola bidang medan magnet H. Pada bidang medan listrik E merupakan gambaran pola radiasi yang diperoleh dari nilai maksimum pengarahan radiasi di mana medan listrik E terbentang pada bidang gambar. Sama halnya dengan pola bidang medan listrik E, pola bidang medan magnet H merupakan gambaran pola radiasi yang diperoleh dari nilai maksimum pengarahan radiasi di mana medan magnet H terbentang pada bidang gambar. Bidang medan listrik E dan bidang medan magnet H saling tegak lurus. Gambar 2.2 menunjukkan koordinat bidang pada pola radiasi, di mana warna ungu menyatakan bidang medan listrik E dan warna biru menyatakan bidang medan magnet H. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Ilustrasi Bidang Pola Radiasi Antena  Pola Radiasi Antena Unidirectional Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relatif jauh. Gambar 2.4 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional. Gambar 2.4 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional Apabila dalam koordinat polar atau grafik, pola radiasi bidang medan magnet H dan E ditunjukkan pada Gambar 2.5. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional Dalam Koordinat Polar  Pola Radiasi Antena Omnidirectional Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang digambarkan seperti bentuk kue donat doughnut dengan pusat berimpit. Antena omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 360 derajat jika dilihat pada bidang medan magnetnya. Gambar 2.6 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional. Gambar 2.6 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional Apabila dalam koordinat polar atau grafik, pola radiasi bidang medan magnet H dan E ditunjukkan pada Gambar 2.7. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.7 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional Dalam Koordinat Polar 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 reaktif 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. Universitas Sumatera Utara c. Daerah medan jauh Fraunhofer merupakan daerah paling terjauh dari antena dimana distribusi medan secara esensial berdiri sendiri dari jarak antena sumber propagasi gelombang. Gambar 2.8 Daerah – Daerah Medan Antena Notasi D merupakan dimensi maksimun dari antena, R1 merupakan jari-jari dari medan dekat reaktif dan R2 merupakan jarijari dari medan radiasi medan dekat. Adapun untuk mendapatkan nilai R1 dan R2 mengunakan Persamaan 2.7 [1] dan 2.8 [1] : 2.7 2.8 Universitas Sumatera Utara Definisi – definisi pola radiasi antena adalah sebagai berikut : 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 secarafisik 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 radiasi antena adalah sebagai berikut : a. Cuping radiasi Radiation Lobe merupakan puncak intensitas radiasi tertinggi disekitar daerah intensitas radiasi terendah. b. Cuping utama Main Lobe merupakan cuping radiasi pada arah radiasi maksimum. c. Cuping minor Minor Lobe merupakan cuping radiasi lainnya dari pada cuping utama. d. Cuping sisi Side Lobe merupakan sebuah cuping radiasi dalam arah lainnya daripada arah radiasi yang dipusatkan. Universitas Sumatera Utara e. Cuping belakang Back Lobe merupakan kebalikan daripada cuping radiasi terhadap cuping utama. f. Half Power Beamwidth HPBW merupakan lebar sudut berkas utama pada titik setengah daya antenna -3dB. g. First Null Beamwidth FNBW merupakan lebar sudut antara bagian null kosong pertama pada sisi lain berkas utama. Parameter-parameter pola radiasi antena tersebut diatas terlihat pada Gambar 2.9 bawah ini. Gambar 2.9 Parameter - Parameter Pola Antena Pola Daya Ternormalisasi Definisi daripada keterarahan antena dan penguatan antena secara esensialnya mempunyai kesamaan kecuali pada bagian daya yang digunakan. Keterarahan [D θ ,φ ] merupakan perbandingan antara densitas daya radiasi antena pada jarak titik tertentu terhadap daya radiasi total antena Prad secara isotropis. Penguatan [G θ ,φ ] merupakan perbandingan densitas radiasi antena pada jarak titik tertentu terhadap daya input total antena Pin yang diradiasikan Universitas Sumatera Utara secara isotropis maka, penguatan antena akan tergantung pada daya total yang melayani terminal masukan antena, serta perhitungan untuk rugi-rugi ohmic pada antena dilakukan ketika keterarahan tergantung pada daya total radiasi dan tidak termasuk efek rugi-rugi ohmic. Persamaan untuk keterarahan dan penguatan seperti pada Persamaan 2.9 [1] dan 2.10 [1] : 2.9 2.10 Hubungan antara keterarahan dan penguatan sebuah antena dapat ditentukan dengan menggunakan definsi efisiensi radiasi antena seperti pada Persamaan 2.11 [1] dan 2.12 [1] : P rad =e cd P in 2.11 2.12 Maka, G θ ,φ = e cd D θ ,φ Umumnya, gain dari antena ini dinyatakan dalam decibel dB, bukan berdimensi kuantitas. Persamaan untuk mengkonversi unit-unit berdimensi dB seperti pada Persamaan 2.13 [1] : GdB =10log10Gdimensionless 2.13 Universitas Sumatera Utara

2.4.4 Beamwidth Antena