X. ANTENA X.1 PENDAHULUAN Dalam hubungan radio, baik pada pemancar maupun pada penerima elalu dijumpai antena. Antena adalah uatu item / truktur tranii antara gelombang yang dibimbing ( guided wave ) dan gelombang beba (freepace wave ). Gelombang yang dibimbing adalah gelombang yang merambat dalam aluran fii eperti : koakial, wave guide, erat optik. Fungi antena pada pemancar adalah untuk meradiaikan gelombangnya ke udara beba. Agar eluruh daya dapat diradiaikan ke udara beba, maka peryaratan yang haru dipenuhi: Saluran tranmii haru melihat antena ebagai uatu beban yang match, artinya impedani input antena haru ama dengan impedani output aluran Antena merupakan tranformator untuk matching antara aluran tranmii dan udara beba. Berdaar peryaratan terebut, maka rangkaian ekivalen uatu antena pancar dapat dilihat pada Gbr.X-1. Z 0 : Impedani karakteritik aluran Z : Impedani input antena G : Sumber dari daya yang akan dipancarkan Z 0 Tranformator Z Gbr.X-1 : Rangkaian ekivalen dari uatu antena pancar. Pada aat menerima, peryaratan yg haru dipenuhi adalah kebalikannya, demikianpun rangkaian ekivalennya adalah kebalikan dari Gbr.X-1, dimana antena adalah ebagai beban yag akan menerima daya, edang daya yang akan ditranfer ke antena beraal dari ruang beba. X-1
X.2 ANTENA SEBAGAI SUATU SUMBER TITIK Bagaimanapun kompleknya kontruki uatu antena, uatu antena dapat dianggap ebagai uatu titik. Hal ini diebabkan antena meradiaikan dayanya keegala arah. Dalam jarak jauh perambatan gelombang elektromaknit terebut enantiaa punya konfigurai medan edemikian rupa ehingga kuat medan litrik E kuat medan maknit H. Seuai theorema daya, ecara matemati arah Poynting Vector P adalah : E x P = E x H dimana : E = Kuat medan litrik ( Volt/m ) H = Kuat medan maknit ( Amp/m) H 3 P z P = Poynting Vector = arah aliran daya = (Volt/m).(Amp/m)= (Watt /m 2 ) Gbr.X-2 : Arah Poynting Vector yang (E dan H) y X.3 GAIN DAN DIRECTIVITY Daya yang diradiaikan oleh uatu antena dapat dinyatakan ebagai : W 0 = P.d = P r 2 in d d = U in d d.. X-1 dimana : W 0 = daya yang diradiaikan (Watt) P = Poynting Vector (Watt /m 2 ) d = elemen lua dari bidang tertutup U = P r 2 = daya yang dipancarkan / atuan udut ruang. r = radu bola U 0 = W 0 / 4 = daya pancaran rata-rata dari antena U m = daya pancaran makimum Pada umumnya antena tidak mempunyai pancaran yang ama keegala arah, dalam pemakaian khuu malah diuahakan agar pancaran daya antena hanya ke uatu arah tertentu aja. Sebagai ukuran kebaikan pengarahan pancaran antena dipakai itilah Directivity D dan Gain G. X-2
DIRECTIVITY / PENGARAHAN ANTENA : Directivity D adalah daya pancaran makimum dibagi dengan daya pancaran rata-rata, ehingga ecara matemati : D = U m / U 0 = 4 U m / 4 U 0 = 4 U m / W 0.X-2 = 4 U m / { U in d d } dimana : D = directivity antena yang berangkutan U m = Daya pancaran makimum dari antena U 0 = Daya pancaran rata-rata dari antena yg lole ( =100% ). W 0 = Daya pancar antena = 4 U 0 Contoh :Bila uatu antena punya pola radiai P = P m co, maka hitung berapa nilai directivity antena terebut. Penyeleaian : W 0 = P.d = P m r 2 in d d = co ( - d co ) d = - 2 P m r 2 /2. ½. co ] = r 2 P m = U m..x-3 Dari peramaan X-2 dan X-3 dapat diperoleh : D = 4 U m / U m = 4 o 2 /2 0 0 GAIN / PENGUATAN ANTENA : Gain uatu antena adalah perbandingan antara intenita radiai makimum antena terebut dengan intenita radiai makmimum antena refereni, untuk daya input yang ama. Pada umumnya refereni yang dipakai adalah : Antena dipole ½. Antena iotropi yakni antena yang radiainya ama baiknya keegala arah Secara matemati kondii diata dapat dinyatakan ebagai berikut: X-3
Gain terhadap antena dipole ½ : G = U m / U mdipole untuk daya input yang ama. X-4 Gain dipole terhadap antena iotropi : G d = U mdipole / U o = d D d U m dipole = U o. d D d X-5 HUBUNGAN ANTARA GAIN G DAN DIRECTIVITY D : Gain antena jika refereninya adalah dipole, berdaar per.x-4 dan X-5 : G = U m / U o. d D d = D / d D d G = D refereni antena dipole ½ X-6 dimana : d = efiieni antena dipole D d = directivity antena dipole = efiieni antena yang berangkutan = pada umumnya < 100%. D = directivity antena yang berangkutan Berdaarkan Gbr.X-3a, maka G = 3/1 = 3 x Berdaarkan Gbr.X-3b, maka G = 6/1 = 6 x Definii lain dari Gain G : Berdaarkan Gbr.X-3a, maka G = 10 log 3 = 4,7 db Berdaarkan Gbr.X-3b, maka G = 10 log 6 = 7,7 db X-4
U m U 0 W 0 3 2 1 a U m U 0 W 6 5 4 3 2 1 b Gbr.X-3: Antena dengan arahan berbeda a. Arahan 3 kali lebih bear dari antena iotropi b. Arahan 6 kali lebih bear dari antena iotropi X-5