https://yd1chs.wordpress.com/2008/12/10/ penguatan-antenna-antenna-gain/ Antenna Gain December 10, 2008 in Antenne, Homebrew, Radio, Radio Amateur | Tags: Amateur Antenna, Antenna,Beam, Gain, Isotropic, Quad, Yagi Ham Antenna Hampir semua amatir radio pasti pernah mendengar istilah penguatan antenna atau antenna gain, namun sebenarnya apakah yang dimaksud dengan hal tersebut, serta efeknya terhadap aktivitas amatirisme. Tulisan ini akan mencoba membahas dengan bahasa yang sederhana dan sebatas pengetahuan saya tentang hal ini, dengan harapan bisa menambah awareness terhadap para pembaca, bagaimana posisi strategis antenna ini terhadap keberhasilan dalam aktivitas amatir radio, khususnya QSO. Sesuai dengan buku “The Radio Amateur Antenna Handbook” karangan William I. ORR dan Stuart D. Cowan, disbuatkan tentang definisi dari antenna gain atau power gain adalah: Power Gain = Surface Area of Sphere / Illuminated Area On Sphere Mari kita ambil contoh, sebuah antenna isotropic, antenna isotropic adalah sebuah antenna khayal yang hanya bersifat teori saja, yaitu berbentuk titik yang memiliki radiasi rata kesemua arah (berbentuk bola pejal), maka Surface Area of Sphere dan Illuminated Area On Sphere memiliki ukuran yang sama, dengan demikian memiliki Power Gain 1, atau bila dijadikan dalam satuan dB, memiliki gain 0 dB. Dari persamaan tersebut, dapat kita tarik kesimpulan, bahwa makin besar gain sebuah antenna, berarti Illuminated Area On Sphere (beam width)-nya makin kecil, atau dengan kata lain, antenna tersebut radiasinya mengarah kesuatu titik tertentu. Nah, ini yang disebut dengan antenna pengarah atau beam antenna atau directional antenna. Kembali ke masalah antenna isotropic yang hanya ditemui didunia khayal/ teori saja, maka dalam dunia riil, dipilihlah sebuah antenna yang biasa digunakan sebagai referensi untuk membandingkan gain atau performa dari jenis antenna lain, yaitu dipole yang masing-masing sisinya 1/4 lambda atau biasa disebut dengan dipole 1/2 lambda (half-wave dipole). Antenna ini memiliki gain relatif terhadap isotropic sebesar 2.1dBi (huruf i setelah dB mengisyaratkan gain antenna yang dibandingkan terhadap isotropic antenna). Selanjutnya, karena pengukuran gain antenna di dunia riil tidak mungkin dibandingkan dengan isotropic, maka kita akan sering menjumpai sebuah antenna yang dibandingkan dengan half-wave dipole, misalnya sebuah antenna Full-Wave Quad Loop memiliki gain sebesar 2dBd atau 4.1dBi, maksudnya gain antenna tersebut terhadap gain half-wave dipole adalah 2dB, dan terhadap isotropic adalah sebesar 4.1 dB.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Antenna GainDecember 10, 2008 in Antenne, Homebrew, Radio, Radio Amateur | Tags: Amateur
Antenna, Antenna,Beam, Gain, Isotropic, Quad, Yagi
Ham Antenna
Hampir semua amatir radio pasti pernah mendengar istilah penguatan antenna atau antenna gain, namun sebenarnya apakah yang dimaksud dengan hal tersebut, serta efeknya terhadap aktivitas amatirisme. Tulisan ini akan mencoba membahas dengan bahasa yang sederhana dan sebatas pengetahuan saya tentang hal ini, dengan harapan bisa menambah awareness terhadap para pembaca, bagaimana posisi strategis antenna ini terhadap keberhasilan dalam aktivitas amatir radio, khususnya QSO.
Sesuai dengan buku “The Radio Amateur Antenna Handbook” karangan William I. ORR dan Stuart D. Cowan, disbuatkan tentang definisi dari antenna gain atau power gain adalah:
Power Gain = Surface Area of Sphere / Illuminated Area On Sphere
Mari kita ambil contoh, sebuah antenna isotropic, antenna isotropic adalah sebuah antenna khayal yang hanya bersifat teori saja, yaitu berbentuk titik yang memiliki radiasi rata kesemua arah (berbentuk bola pejal), maka Surface Area of Sphere dan Illuminated Area On Sphere memiliki ukuran yang sama, dengan demikian memiliki Power Gain 1, atau bila dijadikan dalam satuan dB, memiliki gain 0 dB.
Dari persamaan tersebut, dapat kita tarik kesimpulan, bahwa makin besar gain sebuah antenna, berarti Illuminated Area On Sphere (beam width)-nya makin kecil, atau dengan kata lain, antenna tersebut radiasinya mengarah kesuatu titik tertentu. Nah, ini yang disebut dengan antenna pengarah atau beam antenna atau directional antenna.Kembali ke masalah antenna isotropic yang hanya ditemui didunia khayal/ teori saja, maka dalam dunia riil, dipilihlah sebuah antenna yang biasa digunakan sebagai referensi untuk membandingkan gain atau performa dari jenis antenna lain, yaitu dipole yang masing-masing sisinya 1/4 lambda atau biasa disebut dengan dipole 1/2 lambda (half-wave dipole). Antenna ini memiliki gain relatif terhadap isotropic sebesar 2.1dBi (huruf i setelah dB mengisyaratkan gain antenna yang dibandingkan terhadap isotropic antenna). Selanjutnya, karena pengukuran gain antenna di dunia riil tidak mungkin dibandingkan dengan isotropic, maka kita akan sering menjumpai sebuah antenna yang dibandingkan dengan half-wave dipole, misalnya sebuah antenna Full-Wave Quad Loop memiliki gain sebesar 2dBd atau 4.1dBi, maksudnya gain antenna tersebut terhadap gain half-wave dipole adalah 2dB, dan terhadap isotropic adalah sebesar 4.1 dB.
Tabel diatas memperlihatkan perbandingan gain dari berbagai macam antenna, yang dibandingkan dengan referensi isotropic dan half-wave dipole.
Baik mari kita tinggalkan definisi dan perbandingan antenna, saya akan coba jelaskan apa pengaruh power gain sebuah antenna terhadap penerimaan dan pancaran.
Mari kita kenali sifat dari antenna, yaitu RECIPROCAL, diterjemahkan bebas menjadi TIMBAL-BALIK, maksudnya adalah antenna memiliki sifat yang sama baik pada saat RECEIVE maupun TRASMIT. Ambil contoh, bila pada saat transmit mimiliki gain 10dBi maka pada saat receive juga memiliki gain sebesar 10dBi. Demikian juga tentang pola radiasi, sama baik saat transmit maupun receive. Baik kita akan simpan dan endapkan dulu pengetahuan tentang sifat antenna ini dalam kepala kita.
Dalam perencanaan sebuah sistem transmisi radio, kita pasti pernah mengenal atau sedikitnya mendengar mengenai LINK BUDGET. Link budget adalah perencanaan komunikasi radio, biasanya pada Gelombang Radio Microwave atau terestrial radio (radio yang merambat diatas permukaan bumi), dengan menghitung redaman akibat propagasi, penguat pemancar kita, sensitivitas radio penerima dan GAIN ANTENNA. Nah, khusus gain antenna saya tulis dengan huruf besar, maksudnya antenna itu memiliki 2 fungsi utama, pertama sebagai pengarah kemana gelombang radio akan dipancarkan/ diterima, dan kedua adalah sebagai penguat (amplifier). Fungsi kedua yang cukup menarik dan akan saya ulas disini.
Kembali ke power gain sebuah antenna, konversi dari nominal absolut ke decibel (dB) biasanya di menggunakan persamaan 10 log (gain), misal sebuah antenna dengan penguatan 10dBi, dia memiliki penguatan power sebesar 10 kali. Maksudnya, bila pemancar kita memiliki output 10 Watt, tanpa memperhatikan rugi-rugi di saluran transmisi (kabel coax), maka diantenna kita power akan diperkuat 10 kali lipat atau sebesar 100 Watt, bila pemancar kita 100 Watt, maka akan diboost menjadi 1kW … wow great ! Dengan memperhatikan sifat antenna (Reciprocal) diatas, pada saat receive, sebuah sinyal dengan power 100mW akan dikuatkan oleh antenna kita 10 kali lipat, menjadi 1 Watt. Luar biasa kan ?
Dari contoh diatas, kita bisa menarik kesimpulan bagaimana pentingnya keberadaan sebuah antenna.
Sebenarnya masih ada beberapa kriteria antenna yang mempengaruhi komunikasi di HF (High Frekuensi), karena sifat dari gelombang HF ini sangat berbeda dengan VHF, UHF, SHF, dll. HF biasa juga disebut sebagai
gelombang langit, artinya gelombang ini rambatannya sangat dipengaruhi dan dipantulkan oleh lapisan ionosfir. Terkait dengan hal ini, kriteria pengarahan dan radiation angle juga sangat penting diperhatikan, terutama untuk komunikasi jarak jauh (DX).
OK, mudah-mudahan ulasan saya diatas tidak terlalu berbau teoritis, dan masih sangat dangkal, namun saya berharap bisa merefresh kembali ingatan kita tentang salah satu karakteristik penting antenna, yaitu power gain. Semoga bermanfaat.
Elemen antena Yagi di atas masih dapat ditambah lagi menjadi 4 elemen dengan menambahkan satu director
akan tetapi panjang elemennya perlu diubah.
Seperti telah diutarakan di atas, power gain antena tergantung pada spacing antar elemen atau dapat
dikatakan panjang boomnya. Dengan panjang boom 0.45 λ antena 4 elemen Yagi diharapkan akan
memeberikan gain sebesar sekitar 9.5 dB sampaiu 10 dB dengan front to back ratio antara 15 sampai 25 dB.
Apabila kita perhatikan antara penambahan jumlah elemen dan tambahan power gainnya, maka terlihat bahwa
antena dengan 3 elemen dapat dipandang merupakan jumlah elemen yang paling optimal. Tambahan jumlah
elemen berikutnya makin tidak memberikan angka yang berarti.
Untuk antena Yagi empat elemen, perhitungan panjang elemen serta spacingnya dapat menggunakan tabel
sebagai berikut:
Reflektor elemen 153 / f (dalam MHz) meter. Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter. Director 1 137 / f (dalam MHz) meter. Director 2 135 / f (dalam MHz) meter. Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Perlu diperhatikan sekali lagi bahwa diameter tubing, panjang masing bagian elemen, serta ketinggian antena
akan sangat berpengaruh terhadap kepanjangan elemen Yagi. Rumus tersebut di atas akan memberikan
panjang theoritis yang masih perlu koreksi lingkungan.
Dalam praktek di lapangan, rekan-rekan amatir radio diharapkan mengadakan banyak percobaan, sehingga
akan didapatkan hasil yang paling baik disesuaikan dengan bahan yang dipergunakan serta kondisi lingkungan
ditempat masing-masing. Suatu antena yang sudah diset baik di suatu lokasi, bila dipasang di lain lokasi bisa
menjadi kurang baik.
[edit]Gamma Match
Untuk driven elemen, disamping menggunakan dipole seperti yang diuraikan di atas, dapat pula menggunakan
driven elemen dengan Gamma Match. Pada elemen dengan gamma match ini elemen tidak dibagi dua akan
The Half-Wave Dipole AntennaPrevious: Dipole Antennas Antennas List Antenna Tutorial (Home)
The half-wave dipole antenna is just a special case of the dipole antenna, but its important enough that it will have its own section. Note that the "half-wave" term means that the length of this dipole antenna is equal to a half-wavelength at the frequency of operation.
To make it crystal clear, if the antenna is to radiate at 600 MHz, what size should the half-wavelength dipole be?
One wavelength at 600 MHz is = c / f = 0.5 meters. Hence, the half-wavelength dipole antenna's length is 0.25 meters.
The half-wave dipole antenna is as you may expect, a simple half-wavelength wire fed at the center as shown in Figure 1:
Figure 1. Electric Current on a half-wave dipole antenna.
The input impedance of the half-wavelength dipole antenna is given by Zin = 73 + j42.5 Ohms. The fields from the half-wave dipole antenna are given by:
The directivity of a half-wave dipole antenna is 1.64 (2.15 dB). The HPBW is 78 degrees.
In viewing the impedance as a function of the dipole length in the section on dipole antennas, it can be noted that by reducing the length slightly the antenna can becomeresonant. If the dipole's length
is reduced to 0.48 , the input impedance of the antenna becomes Zin = 70 Ohms, with no reactive component. This is a desirable property, and hence is often done in practice. The radiation pattern remains virtually the same.
The above length is valid if the dipole is very thin. In practice, dipoles are often made with fatter or thicker material, which tends to increase the bandwidth of the antenna. When this is the case, the resonant length reduces slightly depending on the thickness of the dipole, but will often be close to
0.47 .
Video Analysis of Half-Wave Dipole Antennas
In this video, we go over the short-dipole antenna, the half-wave dipole antenna and the general dipole antenna. The idea is to give an intuitive overview of the first 3 antennas we've discussed. This material is mostly a review; it is here to present the information in a different medium, which
I hope most people will find helpful. Feel free to skip over this if it is not your cup of tea.
Next: Broadband Dipole Antennas
Top: Half-Wave Dipoles
Antennas List
Home: The Antenna Tutorial
This page on half-wave dipole antennas (half-wavelength dipole antenna) is copyrighted. No portion can be reproduced without permission from the author. Copyright antenna-theory.com, 2009-2011, half-wave dipole antenna, half-wavelength dipole antenna.