Pengantar Antena Dan Propagasi - Repository UNIKOM

  

KONSEP DASAR

KONSEP DASAR

SISTEM ANTENA

SISTEM ANTENA Modul 1 Antena dan Propagasi Model Sistem Komunikasi Model Sistem Komunikasi

  TI Tx TO Rx

  Media transmisi Messa ge input Sinyal input Sinyal kirim

  Messa ge output Sinyal output Sinyal terima Loss, distorsi, noise, interferensi

  Model Komunikasi Model Komunikasi

  

Fungsi dasar komunikasi : transmisi atau

pengiriman informasi, dimana tiap macam sistem memiliki kekhususan sendiri

  

Definisi komunikasi : proses pemindahan

informasi dari 1 titik ke titik lainnya dalam ruang dan waktu tertentu

   Message/pesan : manifestasi informasi dari sumber informasi (orang, alat musik, mesin, dll) berupa suara, data, gambar atau kode tertentu

   Tujuan komunikasi : menyediakan replika message di tujuan

   Transducer : mengubah message menjadi sinyal listrik (TI) dan sebaliknya (TO)

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik

  1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium

  2. Merupakan gelombang transversal

  3. Tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik

  4. Dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi)

  5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi

secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan

magnet sefase dan berbanding lurus

REFLEKSI (PEMANTULAN)

  

Refleksi terjadi ketika pemancar gelombang

elektromagnetik mengenai object yang memiliki

dimensi yang sangat besar ketika dibandingkan

dengan lamanya gelombang dari pemancar

gelombang. Refleksi terjadi pada permukaan

bumi, bangunan ,tembok, dan panghalang

yang lain.

REFRAKSI (PEMBIASAN)

  

Refraksi adalah pembelokan gelombang radio

yang melewati medium yang memiliki

kepadatan yang berbeda. Seperti gelombang

RF yang melewati medium yang lebih padat

gelombang akan akan cenderung melewati

arah yang lain, seperti diilustrasikan pada

Gambar 2.5.

DIFRAKSI (PEMBELOKAN)

  Difraksi terjadi ketika garis edar radio antara pengirim dan penerima dihambat oleh permukaan yang tajam atau dengan kata lain kasar.

SCATERING (PENYEBARAN)

  Penyebaran terjadi ketika medium dimana gelombang merambat mengandung object yang kecil dibandingkan dengan panjang sinyal gelombang, dan jumlah object perunit volume sangat besar.

ABSORPSI (PENYERAPAN)

  

Penyerapan terjadi ketika sinyal RF

merambat objek dan terserap dalam

material objek dengan cara tidak

menembusnya, memantul, atau

mengitari objek

  

Definisi Antena

Antena disebut juga Areal adalah:

• Transformator/struktur transmisi antara gelombang

  terbimbing (saluran transmisi) dengan gelombang ruang bebas dan sebaliknya

• Perangkat yang berfungsi untuk memancarkan atau

  menerima gelombang elektromagnetik (EM) dari media

kabel ke udara atau sebaliknya udara ke media kabel.

  Salah satu syarat antena yang baik:

 dapat meradiasikan dan menerima energi gelombang radio

dengan arah yang sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan.

  Pemancar/ Penerima Antena Info masuk/ keluar Udara Kabel Gelombang EM Ilustrasi komunikasi dengan antena

  

Sifat antena yang ideal antara

Sifat antena yang ideal antara

lain: lain: 1.

  Menerima secara efisien sinyal-sinyal yang diinginkan tanpa memindah band.

  2. Secara normal mempunyai sifat omnidirectional, baik untuk gelombang panjang maupun pendek.

  Antena directional dibutuhkan untuk gelombang VHF/UHF maupun gelombang mikro.

  3. Mempunyai perubahan resistensi dan reaktansi

yang kecil terhadap perubahan frekuensi sinyal.

  4. Efek pemudaran (fading) seminimal mungkin, baik untuk gelombang panjang, medium maupun gelombang pendek.

  5. Efek interferensi dari instalasi listrik dalam rumah sekecil mungkin.

  6. Harus tahan karat atau kerusakan terhadap cuaca dan juga mudah pemasangannya

  _ Fungsi Antena Antena berfungsi sebagai 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/

  Illustration of

Transmission mode

  Illustration of

Reception mode

SIMBOL ANTENA SIMBOL ANTENA

  

Berdasarkan fungsinya antena dibedakan dalam

2 macam yaitu : antena pemancar dan antena penerima .

  Semua antena secara umum baik bentuk dan ukurannya mempunyai empat karakteristik dasar yaitu reciprocity, directivity, gain, dan

Reciprocity Reciprocity

   Reciprocity merupakan sebuah

  kemampuan untuk menggunakan antena yang sama pada kedua antena, baik antena pemancar maupun penerimaan.

  

  Karakteristik listrik pada sebuah antena yang terpasang akan sama secara umum apakah menggunakan antena sebagai pemancar maupun sebagai

  

Antena reciprocity antena

Antena reciprocity antena

pemancar pemancar

  

Antena reciprocity pada

Antena reciprocity pada

penerima penerima

Directivity Directivity

   Directivity dari sebuah antena atau deretan antena diukur pada kemampuan yang dimiliki antena untuk memusatkan energi dalam satu atau lebih ke arah khusus.

   Antena dapat juga ditentukan pengarahanya tergantung dari pola radiasinya.

   Dalam sebuah array propagasi akan diberikan jumlah energi, gelombang radiasi akan dibawa ketempat dalam suatu arah.

   Elemen dalam array dapat diatur sehingga akan mengakibatkan perubahan pola atau distribusi

energi lebih yang memungkinkan ke semua arah.

   Suatu hal yang tidak sesuai juga memungkinkan. 

  Elemen dapat diatur sehingga radiasi energi dapat

Gain (Penguatan Antena)

  

Gain (Penguatan Antena)



  Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, sifat pancaran semacam inilah yang dinamakan omnidirectional .

  

  Pada antena dipole, pancaran ke arah tegak lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping sinyalnya kecil, pancaran semacam

  Pola Omni Directional

  Pola Directional

Polarisasi Polarisasi

  

  Gelombang elektromagnetik yang melaju di udara atau di angkasa luar terdiri atas komponen gaya listrik dan komponen gaya magnet yang tegak lurus satu sama lain.

  

  Gelombang radio yang memancar dapat dikatakan terpolarisasi sesuai arah komponen gaya listriknya.

Polarisasi Horisontal dan

  vertikal vertikal

_{pengaturan posisi dari antena penerima supaya lebih baik untuk pengiriman sinyal.}

Pada transmisi RADAR sinyal diterima yang secara kenyataan adalah gelombang yang _{dipantulkan dari obyek, Sinyal polarisasi berbeda tergantung dengan tipe obyek, tanpa}

Radiasi Energi Gelombang

Radiasi Energi Gelombang

  

  Berbagai macam faktor yang mempengaruhi antena dalam memancarkan energi gelombang elektromagnetik.

  

  Jika sebuah gelombang bolak-balik dipasang pada ujung A dari kawat antena AB, selanjutnya pada ujung B akan bebas, keberadaan rangkaian dan gelombang

Pola Radiasi

  

Pola radiasi adalah pernyataan secara grafis yang

menggambarkan sifat radiasi dari antena (pada medan jauh) sebagai fungsi dari arah arah arah

  Tiga dimensi

  Ilustrasi Pola Radiasi Antena Pola radiasi Koordinat polar (polar plot)

Keterangan Pola Radiasi (1)

  

0.8

  (side lobe)

  

0.6

  (minor lobes)

  Half Power Beam Width

  Lobe belakang

  (HPBW)

  (back lobe) Lobe sisi

  Titik setengah daya

  (side lobe)

  (Half power point)

  Pancaran utama (Main lobe/ main

Keterangan Pola Radiasi (2)

   Beam utama (main beam) atau lobe utama (main lobe) adalah pancaran utama dari pola radiasi suatu antena

  

Lobe kecil (minor lobes) adalah pancaran-pancaran

kecil selain pancaran utama dari pola radiasi antena

   Lobe sisi (side lobes) adalah pancaran-pancaran kecil yang dekat dengan pancaran utama dari pola radiasi antena

   Lobe belakang (back lobe) adalah pancaran yang letaknya berlawanan dengan pancaran utama dari pola radiasi antena

Keterangan Pola Radiasi (3)

   Titik setengah daya (Half power point) adalah suatu titik pada

  pancaran utama yang mempunyia nilai daya separoh dari harga maksimumnya.

   Haf power beam width (HPBW) adalah lebar sudut yang

  memisahkan dua titik setengah daya pada pancaran utama dari pola radiasi.

   Front to back ratio adalah perbandingan antara daya maksimum

  yang dipancakan pada lobe utama (main lobe) dan daya pada arah belakangnya

   Cross polarisation ratio adalah perbandingan antara daya pada

  saat antena menerima gelombang dengan polarisasi vertikal dan pada saat menerima dengan polarisasi horisontal

  

Penamaan Antena

Penamaan antena berdasarkan pola radiasi:

   Antena Broadside = antena yang mempunyai pancaran

utama (main beam) tegak lurus dengan bidang yang

memuat antena

   Antena Endfire = antena yang mempunyai pancaran utama (main beam) sejajar dengan bidang yang memuat antena

   Antena Intermediate = antena yang mempunyai pancaran

utama (main beam) membentuk sudut dengan bidang

yang memuat antena

Ilustrasi Penamaan Antena

  Pancaran Pancaran utama _o utama

  90 Bidang antena Bidang antena

  Antena endfire Antena broadside

  Pancaran utama _{o o} 90 < sudut < 0

  Antena Intermediate

  

Efek bumi pada polaradiasi

antena

  Tipe-tipe antena

  Dipole

Antenna

  

Whip /

Monopole

antenna

  Loop antenna

  Helix antenna

  Yagi antenna

  

GSM/CDMA antenna

GSM/CDMA antenna

  

Grid antenna

Grid antenna

  Log Periodic antenna

  

Antenna Wifi

Antenna Wifi

  

Antenna Kaleng

Antenna Kaleng

  Cavity Back

Spiral antenna

  Pyramidal Horn antenna

  

Wajan Bolic Antenna

Wajan Bolic Antenna

  Parabolic antenna

  

Array Parabolic Antenna

Array Parabolic Antenna

  Phase Array antenna

  

Military Phase

Array Usage Phase Array