Modul – 8 Antena dan Propagasi Gelombang Radio (1)

TE-09-1313 2 sks Tim Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia

(Achmad Ansori, Devy Kuswidiastuti, Gatot Kusrahardjo, M Aries Purnomo) Anetenna & Radio-Wave Propogation 1

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 2

Secara fisik, sebuah antena disusun oleh yang disebut “elemen” atau “radiator” 1 atau lebih konduktor  Radiator isotropik ideal akan meradiasikan gelombang ke segala arah, secara praktis tidak bisa direalisasikan.

Anetenna & Radio-Wave Propogation 3

 Antena praktis dasar adalah antena ½ panjang gelombang. Anetenna & Radio-Wave Propogation 4

Anetenna & Radio-Wave Propogation 5

Efek bumi pada polaradiasi antena

Anetenna & Radio-Wave Propogation 6

Anetenna & Radio-Wave Propogation 7

Anetenna & Radio-Wave Propogation 8

Anetenna & Radio-Wave Propogation 9

Reactive near field Reactive radiating near field Radiating (Fresnel) near fie ld Radiating far field EM source l 3l 2D 2 / l Distance fro m the source Anetenna & Radio-Wave Propogation 10

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 11

VSWR and Reflected Power

Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) merupakan indikator dari seberapa 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, Anetenna & Radio-Wave Propogation 12

P f

Pemancar Antena

P r Impedansi saluran



Impedansi Antena ( mismatch ) Faktor Refleksi = r =



(Pr/Pf) = (VSWR - 1)/(VSWR + 1) VSWR = (1 +



1/R) / (1 -



1/R)

R : perbandingan antara daya forward dan reflected = P f /P r Return Loss = 10 Log(P f /P r ) Anetenna & Radio-Wave Propogation 13

Reflection Factor : r : 0 -1 VSWR : 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 dB am dB Pr/P % 1 0.5

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

0 #DIV/0!

3.00

1.67

1.50

1.35

1.22

1.11

1.00

0.00

6.02

12.04

13.98

16.48

20.00

26.02

#NUM!

#NUM!

1.25

0.28

0.18

0.10

0.04

0.01

0.00

100 25 6.25

4 2.25

1 0.25

0

Anetenna & Radio-Wave Propogation 14

Effisiensi Transmisi P

i P o Transmisi Effisiensi (%) = (P o /P i )x100% = 100%/ Redaman

Anetenna & Radio-Wave Propogation 15

Redaman Total dB Redaman Total x Effisiensi % 1.5

2 3 4 5 6 1.41

1.58

2.00

2.51

3.16

3.98

70.8

63.1

50.1

39.8

31.6

25.1

Anetenna & Radio-Wave Propogation 16

Efisiensi antena

 

P P r t

dimana : 

R r P R T r



P T



daya radiasi daya total yang diberikan ke antena

Anetenna & Radio-Wave Propogation 17

Gain dan Direktivitas

 Direktivitas adalah merupakan arah pancaran antena dan mempengaruhi gainantena.

 Gain adalah perkalian direktivitas dan efisiensi antena.

G



D



P X

 

P T

dimana :

P X



Daya radiasi total P T

  

daya yang diberikan

/

efisiensi antena ke antena

Anetenna & Radio-Wave Propogation 18

EIRP dan ERP

 EIRP (

Effective Isotropic Radiated Power

) adalah perkalian dari daya yang diberikan ke antena dan gainnya dibandingkan terhadap radiator isotropik.

EIRP



P T G T

 ERP (

Effective Radiated Power

) adalah perkalian dari daya yang diberikan ke antena dan gainnya dibandingkan terhadap dipole Anetenna & Radio-Wave Propogation 19

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 20

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 21

Anetenna & Radio-Wave Propogation 22

Bandwidth

Definisi

: 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(f H -f L )/f C

dimana: f L : frekuensi terendah (-3 dB) f H : frekuensi tertinggi (-3 dB) f C : frekuensi tengah BW = f H – f L

Anetenna & Radio-Wave Propogation 23

Antenna Polarization

Polarisasi dari sebuah antena adalah polarisasi dari gelombang radio/elektromagnetik yang dihasilkan oleh antena tersebut dan merupakan arah dari vektor medan listrik ( E ) 

Linear polarization



Circular polarization



Elliptical polarization

Anetenna & Radio-Wave Propogation 24

Anetenna & Radio-Wave Propogation 25

Anetenna & Radio-Wave Propogation 26

Anetenna & Radio-Wave Propogation 27

Anetenna & Radio-Wave Propogation 28

Beberapa contoh antena

Antena BTS Parabola Anetenna & Radio-Wave Propogation Folded Dipole 29