TE3423 5 Macam-macam Antena - Telkom Universitycdndata.telkomuniversity.ac.id/pjj/15162/TTG3D3/BMB/COURSE... · Macam-macam Antena Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik
Post on 24-Feb-2018
272 Views
Preview:
Transcript
Modul #05
TE 3423TE 3423TE 3423TE 3423ANTENA DAN PROPAGASI ANTENA DAN PROPAGASI
Macam-macamAntena
Program Studi S1 Teknik TelekomunikasiJurusan Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkomgg g
Bandung – 2008
Organisasi
Modul 5 Macam-Macam Antena• A. Pendahuluan page 3p g• B. Antena Linear dan Turunannya page 7• C. Antena Loop dan Helix page 13• D. Antena V dan Rhombic (Double V) page 23• E. Modifikasi Dipole & Antena Ground Plane page 27• F. Antena-Antena Reflektor page 31F. Antena Antena Reflektor page 31• G. Antena2 Aplikatif page 59• H. Exotic Antenna page 68• Motto page 71
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 2
A. Pendahuluan Sekapur SirihSekapur Sirih ...
Seperti yang sudah dibicarakan pada bagian sebelumnya, dimensi antena paling kecil harusmendekati panjang gelombang supaya menjadi radiator yang efisien. Bahkan untuk mendapatkan gainyang tinggi, dimensi antena harus jauh lebih besar dari panjang gelombang.y g gg , j p j g g gMenaikkan gain suatu antena selalu disertai dengan penurunan lebar dan luas berkas, sehinggaantena dengan gain yang tinggi memerlukan pemasangan dan penempatan yang sangat teliti agarbenar-benar menunjuk pada sasaran yang diinginkan. Sebagai contoh : Antena dengan gain sebesar 60dB lebar berkasnya sekitar 0,2o sehingga kesalahan penempatan sebesar 0,1o dari sumbu utama akandB lebar berkasnya sekitar 0,2 sehingga kesalahan penempatan sebesar 0,1 dari sumbu utama akanmenurunkan penerimaan sebesar 30 dB.Dari besarnya gain, antena digolongkan menjadi antena dengan gain rendah (sampai 10dB) , gainsedang (10 sampai 20 dB) , dan gain tinggi ( lebih dari 20 dB). Namun demikian, harus dicatat pulabahwa angka-angka tersebut di atas adalah relatif bukan mutlakbahwa angka angka tersebut di atas adalah relatif, bukan mutlak.Frekuensi kerja sangat mempengaruhi bentuk dan dimensi antena. Pada daerah HF, 3-30 MHz,banyak dipakai antena kawat dan batang atau susunannya sepperti dipol, yagi, log periodik, helixnomal mode, whip, dan antena linier lainnya.Sedangkan pada VHF banyak dipakai yagi, antena kawat, corner, dll. Pada UHF dan SHF (300 - 30000MHz) banyak dipakai antena paraboloid, corong, slot, antena lensa, dan kadang-kadang helix, yagi,dan lain-lain.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 3
A. Pendahuluan
Selain itu, ada antena yang tidak jelas nampak sebagai antena pemancar atau harustersembunyi atau disebut sebagai antena samar ( disquised antenna ). Antena tersebutharus menyesuaikan dengan keadaan sekitarnya seperti pada kapal terbang, kereta api,atau pada keadaan lingkungan yang beratatau pada keadaan lingkungan yang berat.
Untuk antena semacam ini, biasanya yang menjadi persoalan adalah penyesuaianimpedansi karena umumnya impedansi antena akan jauh berbeda dengan impedansikarakteristik saluran transmisi jika dipakai transformator konvensionalkarakteristik saluran transmisi jika dipakai transformator konvensional.
Kerugian lain yang diderita adalah diagram arah yang seringkali jauh dari yangdiharapkan sehingga harus dicarikan kompromi-kompromi lain yang lebih ketatkendalanyakendalanya.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 4
Pemilihan Antena
A. Pendahuluan
Pemilihan Antena ...Dalam suatu hubungan komunikasi, dihadapkan pada suatu tugas yaitu memilih antena yang cocok untuk komunikasi tersebut, terlebih jika kita sendiri yang harus mendesain sistem komunikasi dan antena yang bersangkutan.harus mendesain sistem komunikasi dan antena yang bersangkutan.
Pilihan antena yang digunakan didasarkan kepada :• Jenis komunikasi yang dilakukan
Broadcast / siaran pilih antena dengan tipikal pancaranBroadcast / siaran , pilih antena dengan tipikal pancaran Broadside/omnidirectionalPoint to point communication, pilih antena dengan tipikal pancaran Endfire / directional / pencil beam
• Keterbatasan kelas penguatBerkaitan dengan Gain antena yang direncanakan
• Lebar informasi yang dikirimkan ( Narrowband / broadband )B k i d B d idth di k di tid kBerkaitan dengan Bandwidth antena yang direncanakan, dirancang tidak terpisah dengan saluran transmisi yang digunakan
• Daerah cakupan (coverage) antena yang diinginkan Berkaitan dengan Beamwidth antena yang direncanakan Misal : struktur
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 5
Berkaitan dengan Beamwidth antena yang direncanakan. Misal : struktur sel trisektoral membutuhkan antena dengan beamwidth 120o.
Mari kita ulangi sekali lagi
A. Pendahuluan
Dalam memilih dan mendesain antena, kita selalu dihadapkan oleh batasan-batasanyang didapat dari sistem komunikasi yang direncanakan .
Mari kita ulangi sekali lagi...
Sebagai contoh :
Jika misalkan kita diharuskan mendesain antena untuk komunikasi selular GSM, terlebih dahulu kita harus mengetahui : (1) Berapa range frekuensi kerja GSM yangterlebih dahulu kita harus mengetahui : (1) Berapa range frekuensi kerja GSM yang nantinya berkaitan dengan bandwidth antena yang kita rencanakan, (2) SWR maksimum yang diijinkan disisi pemancar dan penerima, berkaitan dengan matching impedance dengan saluran transmisi, (3) Kelas penguat, untuk merencanakan p g ( ) p gseberapa besar gain yang dibutuhkan untuk komunikasi tersebut (4) Cakupan daerah antena yang diinginkan yang berkaitan dengan beamwidth antena
Hanya saja ada beberapa hal yang harus kita pahami bahwa keempat persoalan diatasHanya saja, ada beberapa hal yang harus kita pahami bahwa keempat persoalan diatas adalah saling terkait dan proses desain antena terdiri dari kompromi-kompromi agar antena yang sudah didesain dapat memenuhi kriteria sebelumnya yang sudah ditetapkan. Dari sinilah yang menyebabkan kemudian bahwa persoalan desain antena
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 6
p y g y pmenjadi tidak sederhana
B. Antena Linear dan Turunannya A li b b d k b k d kAntena linear biasanya terbuat dari kawat atau batang konduktortipis dan terbagi menjadi 2 macam : (a) Antena Resonan atau disebutjuga sebagai Antena Gelombang Berdiri , (b) Antena Non Resonanatau Antena Gelombang Berjalan
B.1. Antena Gelombang Berdiri / Antena Resonang
λ 3 λ λ5
λ3 λ2
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 72λ
λ43 λ λ
4λ
2λ2
s
B. Antena Linear dan Turunannya
dzZ θ
r Sehingga, distribusi medan di tempat jauh,
⎫⎧ ⎞⎛⎞⎛ZL
θ
[ ]⎪
⎪⎪⎬
⎫
⎪
⎪⎪⎨
⎧
θ
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ β−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ θβ
=θ sin2Lcoscos
2Lcos
rI60jE 0
Pencatuan ditengah dengan :⎞⎛
⎪⎪⎭⎪
⎪⎩
θsinr
[ ] ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −ω
= crtj
00 eIIDistribusi arus sinusoidal, dengan : [ ] ⎪⎪
⎬
⎫⎪⎪⎨
⎧⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ β−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ θβ
= 2Lcoscos
2Lcos
IjH 0, g
[ ] [ ] ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ±
λπ
= z2L2sinII 0 ⎪
⎪⎭
⎬
⎪⎪⎩
⎨ θπ=φ sinr2
jH
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 8
0zjika"" <+ 0zjika"" >−dan
λ=1L
B. Antena Linear dan Turunannya
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ θπ cos2
cosE
λ=21L
λ2
L
o78
θ⎠⎝=θ sin
E2
λL( )θ
+θπ=θ sin
1coscosEλ=Lλ=L
o47
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ θπ cos2
3cosλ
3Lλ=
23L
-+
θ
⎟⎠
⎜⎝=θ sin
2Eλ=
2L 2
+-
P l j i k T h P k b li !!
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 9
+ -Pelajari konsep Tahanan Pancar kembali !!
B 2 Antena Gelombang Berjalan
B. Antena Linear dan Turunannya
B.2. Antena Gelombang BerjalanAntena gelombang berjalan (travelling wave antenna) terdiri dari kawat tunggal yang diterminasi dengan impedansi karakteristiknya
Contoh antena gelombang berjalan :
(a) kawat tunggal diterminasi
glbglb Keempat antena
disamping merupakan pendekatan untukditerminasi
(b) Rhombic diterminasipendekatan untuk memberikan gelombang berjalan Uniform Tunggal
(c) Helical panjang (d) Linear panjang tebal
Uniform Tunggal
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 10
( )zP ζρ Pada suatu konduktor antena gelombang
B. Antena Linear dan Turunannya
( )z,,P ζρ Pada suatu konduktor antena gelombang berjalan di samping, gelombang berarah menuju sumbu z
Pola pancar antena1r
2rr ρ
φ
Pola pancar antena, Pola pancar antena dipengaruhi pdan b
dimana, 0 b z
Konduktor
Arah gelombangdz p = kecepatan fasa pada
konduktor, umum disebut sebagai faktor kecepatan
cvp =
pb = Dimensi panjang konduktor
( ) ψ⎬⎫
⎨⎧
⎥⎤
⎢⎡
φ−ωφ
= ∠ζ cos1bsinsinpIH 0 ζφ η= HE idan( ) ψ⎭⎬
⎩⎨ ⎥
⎦⎢⎣
φφ−π
∠ζ cos1pc2
sincosp1r2
H1
( )⎥⎤
⎢⎡
φω
⎟⎞
⎜⎛ωψ cos1brt
ζφ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 11
( )⎥⎦
⎢⎣
φ−−⎟⎠
⎜⎝−ω=ψ cos1
pc2ct
Pola pancar antena gelombang berjalan untuk beberapa nilai panjang b, dan
B. Antena Linear dan Turunannya
Pola pancar antena gelombang berjalan untuk beberapa nilai panjang b, dan faktor kecepatan fasa p
o60 o58 Arah gelombang
o25=τ
o31=τo68=τ
p = 1.0 p = 0.8 p = 1.0
λ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 122
b λ= λ= 5b
C. Antena Loop dan Helix C 1 Antena LoopC.1. Antena Loop
zPada loop kecil sirkular : Jari-jari a << λ
(1) Dipandang sebagai L i
r
y
P
a
Analisis dengan 2 macam cara
Loop persegi
(2) Diekivalensikan sebagai Dipole
x Radius loop : amacam cara sebaga ipole
Magnetik PendekLihat masing-masing penurunan pada Diktat P Heroe hal V-5 !! didapatkan hasil yang sama :
The Loop pattern has
exactly the same shape as
V-5 !!, didapatkan hasil yang sama :
[ ]2 AsinI120E θπ=φ
[ ] ( )crtj
0eII −ω=
that of a Hertzian Dipole,
where the electric and
magnetic fields are
2rE
λφ
2aA π=[ ] AsinIH θπ=
“ Uniform Loop”
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 13
interchanged. a = jari-jari loop2rH
λ=θ
Rumus Loop Sirkular Arus Uniform
Umum Loop kecil Loop besar
C. Antena Loop dan Helix :
2λBesaran Umum Loop besarUkuran sembarang
[ ] ( )sinCJCI60 1 θπ λλ [ ]2 AsinI120 θπ sama dengan umumθE3
1,1002
<< λλ CA 5>λC
r
πθ
120E
2r λ
πθ
120E
g
sama dengan umum
θE
φHπ120
( )∫λ
λπC2
02
2 dyyJC60
π120
42
2 C197A31200 λ=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛λ
λ=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛λ
C592a3720rR
0
( )[ ]∫
λ
θλλC2
2
max2
1
dy)y(J
sinCJC2⎠⎝
23
λ=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛λ
C68,0a25,4D∫0 2 dy)y(J ⎠⎝
λπ
=λa2C
d4
1xuntuk2x)x(J1 <<≈ Fungsi Bessel Orde 1
⎞⎛ 86423x2
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 14λ
=λd4C ( utk loop persegi ) ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+−+−=∫ ...
31680x
1080x
56x
5x1
3xdy)y(J
86423
02
• Aplikasi Antena Loop
C. Antena Loop dan Helix
Aplikasi Antena Loop1. Tidak cocok untuk transmitter (karena tahanan radiasi
sangat kecil), tetapi mudah untuk dibuat dan sering digunakant kuntuk :
Low Frequency AM receiver (HiFi)Ferrite sebagai inti akan memberikan performansi yang lebih baik.Multiple loop digunakan untuk meningkatkan Tahanan Radiasi
2. Aplikasi untuk Directional Finder (dikombinasikan dengandipole):dipole):z y Dipole
Resultant Pattern
xy
x- +
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 15
x
Loop
C.2. Helical Antenna Antena Helix ditemukan
C. Antena Loop dan Helix
Antena Helix ditemukan oleh John Krauss tahun
1946Normal Mode Radiation• Mode radiasi
pada helix ada 2 macam : 1
<C
Operational ModesAxial Mode Radiation
macam :3
<λC
4334
43
<< λC
• Macam-Macam antena helix :
Balance
i Variable
Unbalance
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 16TaperedUniform
Variable Pitch Envelope
Variable Thickness
• Dimensi-Dimensi pada helix :
C. Antena Loop dan Helix
Diameter D
• Dimensi-Dimensi pada helix :C = π.D = kelililing lingkaran
S = Spasi / pitchz
Turn spacing S
Number of turns NN = Jumlah lilitan
L = NS = Panjang helix (sumbu helix)
Pitch Angle α
LD =
= Panjang satu lilitan
22 CS +
x
C = Circumference
gLN = NLD = panjang kawat
α = Pitch angle = ( )CStan 1−
πDGround Plane > λ/2
Cλ = λπD
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 17
• Normal Mode Radiation
C. Antena Loop dan Helix
Normal Mode Radiation
Antena helix dapat dipandang sebagai
l j l h
Diameter D
susunan loop sejumlah N loopz
y
Entire Helix Length Lx
Normal Mode Radiation (broadside) terjadi jika : D << λ atau , LN << λ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 18
N
• Distribusi Medan Mode Normal
C. Antena Loop dan Helix
Distribusi Medan Mode Normal
[ ] θπ=θ
SsinI60jEPolarisasi Eliptis
λθ rj
[ ]2 AsinI120E θπS2
A2S
EE
AR λ
φ
θ
π=== RatioAxial
[ ]2r
Eλ
=φ
dengan,
2CS2
λ
λ=
4DA
2π= Polarisasi Sirkular
1AR =λπ
== λλDS2Cλ
λπ
==α λ
2D
2Ctan
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 19
• Axial Mode Radiation preferred mode
C. Antena Loop dan Helix p
Axial Mode Radiation (endfire) terjadi jika :
3/4 < Cλ < 4/3
Sifat sifat mode axial
z 1. Narrow Mainbeam dengan minor sidelobes2. Polarisasi sirkular (orientation ∼ helix orientation)
Sifat-sifat mode axial
3. Bandwidth lebar dibandingkan mode normal4. Tanpa kopling antar elemen5. Dapat disusun dengan helix lainnya untuk meningkatkan
x
y5. Dapat disusun dengan helix lainnya untuk meningkatkan
gain 6. Perancangan tidak kritis
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 20
Circumference C
• Parameter of Axial Mode Radiation
C. Antena Loop dan Helix
Parameter of Axial Mode Radiation
φ⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ ψ
⎟⎟⎞
⎜⎜⎛ π
= cos2Nsin
2sinE dengan⎥⎤
⎢⎡ +φ−π=ψ
1)cos1(S2φ⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ψ⎟
⎠⎜⎝
= cos
2sinNsinE g
⎥⎦⎢⎣+φ−π=ψ λ N2
)cos1(S2
o o
( )λλ
=NSC
52HPBWo
( )λλ
=NSC
115FNBWo
NSC12 2λλ=D
λ= C140TR =C
150TRdan
λC
1N2AR +
( Axial Feed )( Periferal Feed )
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 21N2
AR =
• Aplikasi
C. Antena Loop dan Helix
• Aplikasi
1. High gain, large bandwidth, simplicity, circular polarisation in AXIAL
MODEMODE:
Space Communication (200-300MHz)
2. Arrays of Helixes with higher gain (they hardly couple!)
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 22
Latihan: Problems 8-3-2
A right-handed monofilar axial-mode helical antenna has 30 turns, λ/3 diameter and λ/5 turn spacing.
(a) What is the HPBW? ( )(b) What is the gain (η = 100 %) ? (c) What is the polarization state?(c) What is the polarization state? (d) What is the AR
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 23
Solution o o52 52(a) From (8-3-4),o o
o1 2
1 2
52 52HPBW 20.3( ) (30 0.2)
3C nSλ λ
π≅ = =×
(b) For zero losses,G=DFrom (8 3 7)
3
From (8-3-7),2 212 12( / 3) 30 0.2 79 or 19 dBiD C nSλ λ π≅ = × =
(c) RCP (right circularly polarized)( ) ( g y p )(d) AR=61/60=1.017
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 24
D. Antena V dan Rhombic (Double V) D 1 Antena V
• Antena V digunakan terutama untuk panjang gelombang 1 – 50 m• Tipikal pola pancar antena
o36
D.1. Antena V
gelombang berdiri (resonan) untuk panjang elemen 2λ , diberikan disamping :
o36
λ2
Contoh 1V gelombang berdiri (resonan)
Contoh 2V gelombang berjalan (non resonan)
βγ 2=
o90=γβγ 2=
Pencil Beam (single lobe)
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 25
D. Antena V dan Rhombic (Double V)
Contoh 3V silinder (resonan)
o90=γBeamwidth melebar akibat
202 λ=aλ25,1
penambahan diameter
202a
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 26
D.2. Antena Rhombic ( Double V )
D. Antena V dan Rhombic (Double V) D.2. Antena Rhombic ( Double V )Rhombic merupakan antena gelombang berjalan, yang umumnya dipakai untuk frekuensi kurang dari 400 MHz ( populer pada f = 30 MHz, λ = 10 m )
φφ
LL
• Parameter rhombic : L, φ, dan h Dicari nilai optimumnya :
maximum gain dan minimum sidelobe
LZAxis of rhombic
Terminatingimpedance
• Tahanan terminasi : 600 – 800 ohm
• Terdapat pula multiple rhombic
• E = jumlah E dari dari tiap kawat• Etot = jumlah E dari dari tiap kawat pembentuknya
Azimuth pada α = 10o
o10=α
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 27Elevasi
• Untuk satu rhombic persamaan medan totalnya diberikan
D. Antena V dan Rhombic (Double V)
( ) ( )ψαφ sinsinsincos 2 Lh
• Untuk satu rhombic, persamaan medan totalnya diberikan sebagai berikut :
( ) ( )( )αφ
ψαφ
cossin121
sin.sinsin.cos
−= rr
totLhE
2Dimana, α = elevasi terhadap tanah
( )cossin1 αφψ −=α = elevasi terhadap tanah
φ = 0,5 sudut antara kaki rhombichλ = tinggi rhombic dari tanah dalam λ
2ψ =
Lλ = panjang kaki rhombic dalam λhr = 2π hλL 2π L
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 28
Lr = 2π Lλ
E. Modifikasi Dipole & Antena Ground Plane
E.1. Antena Dipole Lipat (Folded Dipole)
Dipole dilipat digunakan untuk menaikkan tahanan radiasi antena
s
• Dipole Lipat 2
ZIZIV ZIZIV
2λ
s1221112
ZIZI += 2222122ZIZI +=
Karena s <<, maka Z12 ≈ Z11 dan Z21 ≈ Z222( ) 11112111 2.22 ZIZZIV =+=
4ZVZ ==
s
1I
1I
2V
2V
111
4ZI
ZT ==
Untuk Z11 = 70 ohm, maka ZT = 280 ohm !!
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 29
• Dipole Lipat 3
E. Modifikasi Dipole & Antena Ground Plane
Dipole Lipat 3Ω630=×== 7093 11
2 ZZT
• Lipatan Yang Lain
2λ 4
3λ
IΩ450=TZ2
Ω900=TZI
λ
Modul Va Macam-Macam Antena 30
2Ω1400=TZ
E.2. Modifikasi Dipole
E. Modifikasi Dipole & Antena Ground Plane
E.2. Modifikasi DipoleD
1d
2d
• T-Match
2λ
2λ
2d
T match : Z = f(D)T match : ZT = f(D)Contoh : L = 0,48λ ; D = 0,12λ
d1 = ( 0,0001 - 0,001 )λd 0 01λ
ΩZT 600=d2 = 0,01λ
• Dipole Lipat Ditarik
λLoop(dari lipat 2)
Quad(dari lipat 4) 4
λ
4λ(dari lipat 2) (dari lipat 4) 4
λ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 314
λ 4λ
E 3 A t G d Pl
E. Modifikasi Dipole & Antena Ground Plane
E.3. Antena Ground PlaneGround plane akan meningkatkan tahanan pancar antena karena adanya prinsip bayangan. Bentuk groundplane akan mempengaruhi karakteristik antena (pola pancar, bandwidth dsb)
λ λ
bandwidth, dsb)
4λ 4
λ
4λ
4λ
4λ
dsbTE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 32
dsb...
F. Antena-Antena Reflektor Antena reflektor t l d l k k kt i tikAntena reflektor sangat populer dalam penggunaan karena karakteristik reflektor yang dapat digunakan untuk bermacam-macam keperluan. Reflektor berguna untuk :g
• Mengubah diagram arah• Menaikkan gain
M b F t t B k R ti• Memperbesar Front to Back RatioDalam bagian ini akan dijelaskan 3 macam reflektor saja, sekalipun di lapangan mungkin akan ditemui ditemui jenis reflektor yang lain. Ketiga macam antena reflektor tersebut adalah :
• Reflektor bidang datarR fl kt S d t• Reflektor Sudut
• Reflektor Paraboloid
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 33
F. Antena-Antena Reflektor
F.1. Antena Reflektor Bidang Datar
φ Dari prinsip bayangan, antena 1/2 λ dipole h i t l d fl kt bid d t k
ssantenabayangan
φ horisontal dengan reflektor bidang datar akan memberikan penguatan / diagram arah kuat medan :
RRantenabayangan
( )φ−+
+=φ cosSsin
RRRRR2)(G r
12L11
L11f
Dengan : RL = tahanan rugi-rugi ohmic /panas antenaR11 = tahanan sendiriR12 = resistansi antena dengan bayanganyaR12 resistansi antena dengan bayanganyaSr = 2πS / λ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 34
Dari persamaan sebelumnya diketahui bahwa pola pancar
F. Antena-Antena Reflektor
Dari persamaan sebelumnya, diketahui bahwa pola pancar antena dengan reflektor bidang datar adalah fungsi dari jarak antena tersebut dengan bidang reflektornya (S)
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 35
Di bawah ini adalah grafik gain yang dicapai oleh antena dipole ½λ yang F. Antena-Antena Reflektor
b w g g y g p p ½ y gditempatkan sejarak S/λ didepan reflektor bidang datar.Selanjutnya, gain dan bandwidth adalah 2 hal yang harus dikompromikan
S G S GS ⇒ G dan B S ⇒ G dan B
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 36
F.2. Antena Reflektor Sudut 2
F. Antena-Antena Reflektor F.2. Antena Reflektor Sudut
corner reflector
S
Dengan memakai Prinsip bayangan, maka 1 buah antena dengan reflektor b d t 90o ki l
14
α
S
Parameter parameter dalam antena reflektor sudut
bersudut 90o ekivalen dengan susunan 4 buah antena
3
apexDE
Parameter-parameter dalam antena reflektor sudut adalah :
• α = sudut cornerBi di k i
S
S
SDE φ
Biasanya dipakai :
dimana n adalah bilangan bulatn
180o
=αS
S
S
• S = jarak antara antena (DE=driven elemen)
Umumnya sudut adalah 90o , tetapi kadang-kadang didapati juga sudut reflektor 60o.
n
37
j ( )dengan reflektornya
• Untuk antena dengan sudut reflektor α = 90o
F. Antena-Antena Reflektor Untuk antena dengan sudut reflektor α 90
S
Analisis menganggap terdapat 1 DE dan 3 bayangan, sehingga muncul susunan elemen ½λ, semuanya mempunyai magnitudo arus yang sama
S
S
SDE φ
o90=α
semuanya mempunyai magnitudo arus yang sama
TETAPI,
( fasa antena 1 = fasa antena 4 ), dan keduanya S
2
90=α berbeda fasa sebesar 180o terhadap ( fasa antena 2 = fasa antena 3 )
Pada titik jauh P yang berjarak r dari antena
1
2
4
Pada titik jauh P, yang berjarak r dari antena , diperoleh distribusi kuat medan :
( ) ( ) ( )φφφ sincoscoscos2 1 rr SSkIE −=
Dengan : I1 = arus tiap elemenSr = 2πSλk = konstanta fungsi r
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 38
3 k = konstanta fungsi r
D i li i 4 t D b i i d
F. Antena-Antena Reflektor
• Dari analisis susunan 4 antena tersebut, didapatkan bahwa emf V1 pada terminal DE :
2 ZIZIRIZIV
• Dengan substitusi pada persamaan distribusi medan, didapat :
2 PkI121141111111 2 ZIZIRIZIV L −++=dengan,Z11 = impedansi sendiri DE ( ) ( )φφ sincoscoscos
22
12141111
rr
L
SS
RRRRkI
−×
−++=
Z11 impedansi sendiri DER1L = tahanan rugi ekivalen DEZ13 = Z12 = impedansi mutual dgn elemen
3 dan 2
( ) ( )φφ rr
• Sedangkan kuat medan di titik jauh P dari DE tanpa reflektor adalah :
Z14 = impedansi mutual dgn elemen 4
• Jika daya input ke DE adalah P, k
( )LRR
PkE111
'+
=φ
maka :
1 2RRRRPI =
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 39
12141111 2RRRR L −++ Sehingga….
Ingat kembali definisi gain maka diperoleh Gain kuat medan
F. Antena-Antena Reflektor
Ingat kembali definisi gain…maka diperoleh Gain kuat medan antena dengan reflektor terhadap antena tanpa reflektor ( untuk α = 90o )
( ) ( ) ( )φφφ sincoscoscos2
21214111
111rr
L
Lf SS
RRRRRRG −
−+++
=
Untuk α = 60o , akan dapat dipandang sebagai array 6 elemen ½λ, yang terdiri dari 1 DE dan 5 bayangan, menghasilkan :
( )φ−−++
+=
L
Lf RRRRR
RRG22
2161214111
111
( ) [ ]( ) [ ]( )φφφ +−−−× or
orr
L
SSS 60cossin60cossincossin161214111
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 40
F. Antena-Antena Reflektor
Di samping ini adalah variasi jarak antara DE dengan apex reflektor (S) untuk α = 90o
Dapat dilihat bahwa pola pancar antena berubah dengan berubahnya jarak Sjarak S
41
F. Antena-Antena Reflektor
Disamping iniadalah grafik perubahan gain dalamperubahan gain dalam dBd (sumbu vertikal sebelah kiri ) dan dBi (sumbu vertikal(sumbu vertikal kanan) terhadap perubahan Sλ .
Gai
n, d
Bi
Gai
n, d
Bd
GG
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 42
Antenna to corner spacing, Sλ
S d k h
F. Antena-Antena Reflektor
Sedangkan tahanan terminasi antena sebagai fungsi dari Sλg g λdiberikan pada grafik di samping untuk beberapa sudutbeberapa sudut reflektor.Untuk α = 90o,
RT = R11 + R1L + R14 - 2 R12
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 43
L = 2SDimensi Reflektor
F. Antena-Antena Reflektor Dimensi Reflektor
H
S
G
Dimensi reflektor untuk α = 90o
G ≤ 0,1λ ; H ≥ 0,6λS = 0,35λ L = 0,7λS = 0,5λ L = 1,0λ
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 44
F. Antena-Antena Reflektor
Jika antena dipole diletakkan miring di depan reflektor sudut maka akandepan reflektor sudut, maka akan dihasilkan polarisasi eliptis.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 45
Problem 10-3-1. Square-corner reflector
A square-corner reflector has a driven λ/2 dipole antenna space λ/2 from the corner. Assume perfectly conducting sheet reflectors of infinite extent (ideal reflector). Calculate and plot the radiation pattern in a plane at right angles to the driven element.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 46
Solution:/ 2λ
1 2
11
11 14 12
( ) 2 [cos( cos ) cos( sin )]2f r r
RG S SR R R
φ φ φ⎛ ⎞
= −⎜ ⎟+ −⎝ ⎠
From (10-3-6) the gain of a lossless corner reflector over a reference dipole is given by
11 14 12⎝ ⎠
/ 2S λ= o( 0 )φ =For and maximum radiation direction
1 273.1( ) 4 3.06 or 9.7 dB (=11.9 dBi)73.1 3.8 2 24fG φ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟+ + ×⎝ ⎠
this becomes
14R 1λSee Table 13-1 and Fig. 13-13 for the mutual resistance values for at
12 at 0.707R λseparation and
separation. The above calculated gain agrees with the value shown by the curve in Fig. 10-11.Th h ld b id i l h i Fi 10 12
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 47
The pattern should be identical to the one in Fig. 10-12a.
F 3 Antena Reflektor Paraboloid
F. Antena-Antena Reflektor
F.3. Antena Reflektor ParaboloidAntena dengan reflektor paraboloid sangat populer untuk komunikasi gelombang mikro ( frekuensi di atas 1 GHz ) terestrial dan juga untuk komunikasi satelitsatelit.
Gain yang dicapai sangat tinggi, bisa mencapai puluhan dB (≈ 60 dB)
Parabolic Dish Pemantul umumnya terbuat dari baja
Feed
terbuat dari baja, aluminium, atau bisa juga lapisan logam (foil) yang dilekatkan pada fib l
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 48
fiberglass
• Bentuk utama parabolaF. Antena-Antena Reflektor
• Bentuk utama parabola• Parabola Silindris
Mengubah muka gelombang ili d i di k
Terdapat 2 macam bentuk utama
silindris yang dipancarkan sumber garis sefasa menjadi gelombang datar pada aperturnya
Line sourceparabola, yaitu :
• Parabola Spheris M b h k l b h i
Line source
Aperture
• Parabola Spheris Mengubah muka gelombang spheris yang dipancarkan sumber isotropis pada fokus, menjadi gelombang datar pada apertur nyadatar pada apertur-nya.
Atau jika jika dilihat berkas gelombang datang dari titik fokus, Point source
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 49
akan dipantulkan sejajar sumbu paraboloidAperture
(a) Analisis GeometriF. Antena-Antena Reflektor
(a)
Fokus = F
Rθ
Persamaan lengkung parabola, pada gambar di samping parabola memiliki fokus F d b j k L d i k di k bb
Analisis Geometri...
Fokus = F
Verteks
Muka
dan berjarak L dari verteks dinyatakan sbb :
θ=
1L2R
(b)L
Mukagelombangdatar
y
θ+ cos1
Definisi :( )
F
PQ
Definisi :
Lengkung paraboloid adalah tempat kedudukan titik-titik yang jaraknya ke titik fokus
F
Verteks
Axisx
y g j y fsama dengan jaraknya ke bidang datar
Directrix
PQPF
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 50Directrix
PQPF =
( ) B' A'
F. Antena-Antena Reflektor
(c)
PQ
B A
S
QSPQQSPFPSPF =−+=+
Jadi gelombang dari sumber isotropis pada fokus F
Axis
Jadi gelombang dari sumber isotropis pada fokus F akan dipantulkan oleh parabola menjadi sefasa pada garis/bidang AA’.
Bayangan fokus F adalah direktriks MedanAperturbidangdatar
Bayangan fokus F adalah direktriks. Medan pantul pada AA’ seolah-olah berasal dari direktriks sebagai gelombang datar.
Bidang/garis BB’ disebut Apertur Datar atauB A Bidang/garis BB disebut Apertur Datar atau apertur fisik
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 51
Distribusi Medan...F. Antena-Antena Reflektor
Distribusi Medan...• Aperture Parabola Silindris
yEkspresi untuk daya, W
dy
θd R
y W = Daya pada strip pita selebar dy sepanjang 1 meter ke arah sumbu z
y.dyW Ρ= 'U.dW θ=y θ
L
F x
yyPy = rapat daya pada y U’ = intensitas radiasi
sepanjang 1 m ke arah zL
sumber garisisotropis θ=Ρ d'Udy.y
k
dy θ=
Ρ)sinR(d
1'U
y
maka,
L2
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 52
dy1 meter
θθ
d)sinR(dU
θ+=
cos1L2R
Sehingga….
Didapatkan
F. Antena-Antena Reflektor
'UL2
cos1PPyθ+
== θ
Didapatkan...
L2Untuk θ = 0,
'U1PP 'UL
PP 00 ===θ
Dengan normalisasi Pθ terhadap P0 , did tkdidapatkan :
2cos1
PP θ+
=θDistribusi medan ternormalisasisebagai fungsi θ untuk apertur parabola silindris2P0
cos1E θ+=θ
silindris
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 532E0
Distribusi Medan...F. Antena-Antena Reflektor
• Aperture Paraboloid / Dish Antennay
ρd
Ekspresi untuk daya, W W = Daya dalam cincin dengan radius ρ dan lebar dρ
θd
θ
R
F
ρd
ρ
W Daya dalam cincin dengan radius ρ dan lebar dρ= Daya yang dipancarkan antena isotropik untuk
sudut ruang 2π sinθ dθ
Pd2W Udi2W θθθ
L
F
sumber titik
xρρπρ= Pd2W Udsin2W θθπ=
Pρ = rapat daya pada ρ U = intensitas radiasi isotropis
UdsinPd θθ=ρρ ρ
ρ
ρ
⎞⎛θ
=Ρρ
dsin
U
maka,
θiL2
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 54
dρ ⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
θρρ d
dUθ+θ
=θ=ρcos1sinL2sinR
Didapatkan...F. Antena-Antena Reflektor
( ) UL4
cos1PP 2
2θ+== θρ
p
L4Untuk θ = 0,
U1PP == UL
PP 200 ===θ
Dengan normalisasi Pθ terhadap P0 , didapatkan :didapatkan :
( )cos1P 2θ+=θ Distribusi medan ternormalisasi
sebagai fungsi θ untuk apertur paraboloid4P0
cos1E θ+=θ
sebagai fungsi θ untuk apertur paraboloid
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 552E0
Iluminasi Pada Apertur ParabolaF. Antena-Antena Reflektor
u s d pe u boGambar (a)
Jika antena primer isotropis spheris, bagianAxis
Secondary pattern
V A FD
p p p , gA akan sefasa dengan muka gelombangdatar pada apertur, sehingga diagram sekunder akan berbentuk ENDFIRE.
n λ
Isotropic source pattern(primary pattern)
Gambar (a)4 Gambar (a)
nL λ×=
Gelombang yg dipantulkan sefasa dengangelombang yg tdk dipantulkan Interaksi
4nL ganjil ×= gelombang yg tdk dipantulkan Interaksi
Positif
λ Gelombang yg dipantulkan berlawanan fasa dgnJika
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 564
nL genapλ
×= gelombang yg tdk dipantulkan InteraksiNegatif
F. Antena-Antena Reflektor
TaperredIllumination
Gambar (b)
Jika jarak fokus primer spheris kearah reflektor semakin dekat ( L << ) ,
V FD
( ) ,maka iluminasi pada apertur akan tappered ( menurun ke tepi ) karena jarak fokus ke reflektor akan berbeda
Relative field intensity
sebesar :
LRlog20 max
primary patternGambar (b)
L
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 57
Gambar (c)
F. Antena-Antena Reflektor
Taperred illumination withdashed primary pattern
Gambar (c)
Pada saat L dibesarkan supaya penurunan ke tepi ( tappered ) semakin kecil maka :
VD LF
1φ+kecil, maka :
• Jika iluminasi primer dapat dijaga tetap uniform spheris, maka
k i ( d) dprimarypattern
R l ti fi ld
1φ− penurunan ke tepi (tappered) pada iluminasi apertur akan sedikit Lihat garis penuh !!
Relative fieldintensity
Nearly uniform illuminationwith solid primary pattern
Gambar (c)
• Jika iluminasi primer tappered, maka iluminasi apertur juga akan tappered. Lihat garis putus-putus !!
Dalam desain, makin besar tappered (penurunan ke tepi) maka side lobe makin kecil sedangkan direktifitas akan berkurang !!
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 58Jarak fokus yang besar biasa dipakai untuk antena astronomi ( L/D >> )
Pola Pancar A B A Si k l D Il i i U if
F. Antena-Antena Reflektor
Pola Pancar Antena Besar Apertur Sirkular Dengan Iluminasi Uniform
Radiasi dari suatu antena parabola uniform
illumination uniformuniform plane wave
pbesar dengan aperture iluminasi uniform secara tipikal adalah ekivalen dengan
φD φ
illumination uniform illumination
ekivalen dengan apertur sirkular dengan diameter yang sama, D.infinite sheet
Relative field intensityRelative field intensity
Paraboloid
• Pola medan radiasi dari aperture iluminasi uniform dapat dihitung dari Prinsip Huygens. Pola medan ternormalisasi E(φ ) sebagai fungsi D dan φ adalah sebagai berikut :
Paraboloid
( )( )[ ]
φ
φλπ
πλφ
sin
sin2 1DJ
DE =
D Diameter apertureλ Panjang gelombang ruang bebasφ Sudut terhadap garis normal aperture
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 59
φπ sinD J1 Fungsi Bessel orde pertama
• Sedangkan First Null dari pola radiasi
F. Antena-Antena Reflektor Sedangkan First Null dari pola radiasi dinyatakan dinyatakan dari rumusan berikut :
833iDφ
π
• Sehingga, untuk apertur sirkular iluminasi uniform (parabola besar)
o14083,3sin 0 =φλ
Sehingga, λ
φD
FNBW 1402 0 =×=
• Half Power Beamwidth, untuk apertur
D22,1arcsin
D83,3arcsin0
λ=
πλ
=φ
=58HPBW
o
Half Power Beamwidth, untuk apertur sirkular iluminasi uniform (parabola besar)
untuk sudut kecil, berlaku untuk parabola besar ( D > 10λ )
00sin φ≈φ
λ
=D
HPBW
• Sedangkan direktivitas, dinyatakan :00sin φφ
( )=φλ
radD22,1
024λ
π ApertureLuasDdir =Sehingga,
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 60( )derajatD70
λ
o
=
λ
22
2
87,94
4 λλππ DDDdir ==
• Di bawah ini dinyatakan perbandingan parameter parameter antara parabola
F. Antena-Antena Reflektor
• Di bawah ini dinyatakan perbandingan parameter-parameter antara parabola aperture sirkular dengan rectangular untuk distribusi aperture uniform
ApertureSirkular Rektangular
Half Power Beam Width =58HPBW
o
=51HPBW
o
Half Power Beam Widthλ
=D
HPBWλL
HPBW
Beam Width Between First Nulls =D
140FNBWo
=L
115FNBWo
λD λLDirektifitas (Gain terhadap isotropik)
287,9 λDDdir = '6,12 λλLLDdir =
Gain terhadap dipole λ/22D6G λ= 'LL7,7G λλ=
Dimana Dλ diameter ( dalam λ )L j i i k l ( d l λ )
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 61
Lλ panjang sisi rektangular ( dalam λ )Lλ’ panjang sisi rektangular yang lain ( dalam λ )
F. Antena-Antena Reflektor
Perbandingan pola radiasi relatif antara apertur sirkular D = 10λ dengan
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 62
Perbandingan pola radiasi relatif antara apertur sirkular D 10λ dengan aperture bujursangkar L = 10λ
Problem 10-7-1 & Persiapan UASCalculate and plot the radiation pattern of paraboloidal reflector with uniformly iluminated aperture when the diameter is 8λ and when the diameter is 16λ !Di dekat antena dipole λ/2 dipasang suatu reflektor sempurna sudut 600
dengan jarak λ/2.Ilustrasikan antena tersebut dengan bayangan-bayangannya!Tentukan harga-harga resistansi sendiri dan resistansi gandeng antarag g g gantena dipole λ/2 dengan bayangan-bayangannya!Jika tahanan rugi-rugi driven elemen dianggap = 0, Tentukan persamaangain kuat medan antena dengan reflektor terhadap antena tanpa reflektorGf(φ)!Hitung Gain Masimum [dBi] ! Plotkan Gf(φ) untuk -π/6 ≤ Φ ≤ +π/6 !Plotkan Gf(φ) untuk π/6 ≤ Φ ≤ π/6 !
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 63
Problem 10-7-2A circular parabolic dish antenna has an effective aperture of 100 m2. If one 45° sector of the parabola is removed, find the new effective aperture. The rest of the antenna, including the feed, is unchanged.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 64
Sectorremoved
φ45o
φφφ
Th f ll di h h ff ti t A i th t th di hThe full dish has an effective aperture Assuming that the dish characteristics are independent of angle removing one 450
sector reduces the effective aperture to 7/8 of its original value provided the feed is modified and so as not to illuminate the areaprovided the feed is modified and so as not to illuminate the area of the missing sector. However, the feed is not modified and, therefore, its efficiency is down to 7/8. Therefore, the net aperture efficiency is (7/8)2 and the net effective aperture is
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 65
p y ( ) p2 2(7 / 8) 100 76.6 m× =
G. Antena 2 Aplikatif G 1 Antena YagiG.1. Antena Yagi
2 .809660
90
120
• 3-element Uda Yagi (endfire)
z
d2 1 .1238
1 .6858
2 .2477
30150
yd1
0 .56192
180 0
y
210 330Reflector
xDriver
Director240
270
300
DirectorReflector
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 66Driver
• Aplikasi Uda - Yagi
G. Antena 2 Aplikatif
Aplikasi Uda Yagi
Antena Uda- Yagi adalah antena yang paling populer sebagaipenerima untuk frekuensi VHF-UHF karena sifat-sifatnya : desain
t d h h h b t i l tif d tpencatuan yang sederhana, harga murah, berat ringan, relatif dapatmencapai gain yang cukup tinggiBerhubung frekuensi yang lebih tinggi mendapatkan perlakuang y g gg p predaman yang lebih besar dari kanal udara, maka implementasi Uda-Yagi untuk frekuensi yang lebih tinggi memerlukan gain yang lebihtinggi.
FM-Radio (88MHz-108MHz) 3 element UY
TV (low) (54MHz-88MHz) 3 element UYVHF
TV (high) (174MHz-216MHz) 5-6 element UY
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 67
TV (470MHz-890MHz) 10-12 element UYUHF
• Kriteria Desain Praktis Antena Yagi
G. Antena 2 Aplikatif Kriteria Desain Praktis Antena Yagi
1. Spasi antena yang semakin dekat akan meningkatkan Front to Back Ratio yang makin besar pada main beamnya.
2 S i ki l b / k h ilk b lik2. Spasi yang semakin lebar/renggang akan menghasilkan sebaliknya3. Tetapi, spasi yang makin lebar akan menghasilkan bandwidth yang
lebih lebar.4 Memperbanyak jumlah director akan memperbesar gain tetapi terdapat4. Memperbanyak jumlah director akan memperbesar gain, tetapi terdapat
nilai optimal dimana penambahan jumlah director tidak memperbesar gain secara signifikan lagi
5. Uda-Yagi juga akan memiliki bandwidth lebih lebar jika reflektor5. Uda Yagi juga akan memiliki bandwidth lebih lebar jika reflektor dibuat lebih panjang dari optimum sedangkan director lebih pendek dari optimum.
6. Folded dipole digunakan sebagai elemen driver untuk meningkatkan gain dan bandwidth yang lebih lebar.
7. Bandwidth bisa diperlebar dengan mengganti reflektor dengan lembaran konduktor atau jaring kawat
8 R fl kt d t bi di k i t k b i d b d idth
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 68
8. Reflektor sudut bisa dipakai untuk memperbesar gain dan bandwidth
G 2 Turnstile Antenna
G. Antena 2 Aplikatif
G.2. Turnstile Antenna
Small Cross-Dipolez
)(E)(E)(E with quadrature current feeding:
rP
B
)r(E)r(E)r(E BA +=
x
ydLA B
xz0 jIII ==
( )β−
θβη ˆidlIejE
rj
( ) θθπ
βη= a.sin.dl.I
r4jrE zA
( ) ( )β−
φ+φθβη ˆiˆdlIejE
rj
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 69
( ) ( )φθ φ+φθ−π
βη= a.sina.coscos.dl.I
r4jrE xB
• Radiation Pattern
G. Antena 2 Aplikatif
3-D Pattern of infinitesimal Turnstile Antenna
y
z Radiation in alldirections!
x
y
2-D x-z plane Field Pattern of Turnstile Antennas
z zI fi it i l
x x
Infinitesimal Turnstile
Finite Length Turnstile
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 70
x x
• Aplikasi Antena Turnstile
G. Antena 2 Aplikatif Aplikasi Antena Turnstile
1. Polarisasi sirkular pada arah broadside umumya digunakan untuk :
Kom nikasi satelitKomunikasi satelit
Aplikasi radar
2 Pada kendaraan angkasa2. Pada kendaraan angkasa
3. TV broadcast transmit antenna :
Pada bidang x-z akan memiliki pola pancar hampir sirkularPada bidang x z akan memiliki pola pancar hampir sirkular
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 71
G 3 Antena Mikrostrip
G. Antena 2 Aplikatif
G.3. Antena Mikrostrip• Struktur Patch
PatchFeed
S b t tSubstrate
L
εr
t
d
- - - - + + + +
+ + + +
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 72
r d- - - -+ + + +
A lik i A t Mik t i
G. Antena 2 Aplikatif
RectangularDipole
• Bentuk Patch • Aplikasi Antena Mikrostrip
1. Umumnya diaplikasikan untuk k ik i l kkomunikasi yang memerlukan ukuran antena yang kecil, spt :
aircrafts, mobile, dll
Elliptical Circular Ring 2. Bentuk patch dan pencatuan berkaitan dengan polarisasi, pola pancar impedansi dll
Triangular
pancar, impedansi, dll.
3. Efisiensi umumnya rendah, bandwidth sempit
dan sebagainya….4. Selalu dioperasikan untuk
pancaran broadside
5 λ/3 L λ/2 d 2 12
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 73
5. λ/3 < L < λ/2 and 2 < εr < 12
G 3 Antena Horn
G. Antena 2 Aplikatif
G.3. Antena Horn
TE10
• Bentuk-Bentuk Antena Horn10
E-Plane sectoral horn
H-Plane sectoral horn
Pyramidal horn
• Aplikasi Antena HornCukup luas digunakan sebagai antena primer ( feed element ) pada parabola, yang digunakan untuk :
A lik i k ik i l b ik
Aplikasi Antena Horn
Aplikasi komunikasi gelombang mikro fixed point to pointRadio AstronomySatellite tracking
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 74
Keuntungan : bandwidth lebar, ringan, mudah dibuat, gain cukup besar
H 1 Q d ifil H li A t
H. Exotic AntennaH.1. Quadrifilar Helix Antenna
The Helical Antenna was invented by
Kilgus in 1968. (see his papers)
Used for communication between mobile user and non-geostationary satellite systems
Gives Circular Polarisation in all directions, thus becomes independent of elevation angle of satellite.
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 75
H 2 F t l A t
H. Exotic Antenna
H.2. Fractal Antenna
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 76
H 3 Slotted Waveguide Antenna
H. Exotic Antenna
H.3. Slotted Waveguide Antenna
R di l li l tt d idRadial line slotted waveguide antennas
Single-layer millwave slotted waveguide antennas
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 77
Motto Kuliah Antena dan Propagasi
“E
Everything what can be transmitted can bereceived ”
EM
6
TE3423 - Antena dan Propagasi - Macam-macam Antena 78
top related