Contents. Pendahuluan. Impedansi Antena Linear Tipis. Impedansi Gandeng Antar 2 Antena. Pengaruh Tanah. Impedansi Susunan n-elemen Identik

LOGO

Contents 1

Pendahuluan

2

Impedansi Antena Linear Tipis

3

Impedansi Gandeng Antar 2 Antena

4

Pengaruh Tanah

5

Impedansi Susunan n-Elemen Identik

6 7 2

Where are We ?

1

2 3 4 5 6 7 3

Pendahuluan  Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal antena/Driving Point Impedance didefinisikan sebagai “Impedansi yang muncul diakibatkan oleh antena dan diukur pada terminal antena tersebut”  Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal antena/Driving Point Impedance juga didefinisikan sebagai Rasio/perbandingan antara Voltage dengan Arus pada suatu terminal/ titik di suatu antena. Atau rasio/perbandingan antara medan listrik dan medan magnet pada suatu titik di antena.

Z A  RA  JX A RA  Rr  RL

ZA = antenna impedance at terminals a –b (ohms) RA = antenna resistance at terminals a –b (ohms) XA = antenna reactance at terminals a –b (ohms) Rr = radiation resistance of the antenna RL = loss resistance (Ohmic Resistance) of the antenna 4

Pendahuluan  Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal antena/Driving Point Impedance dipengaruhi oleh : • Frekuensi Operasi • Geometri Antena • Metoda Pencatuan • Kondisi Objek-objek Sekitar  Metode analisis/perhitungan Impedansi Antena : • Boundary-Value Method • Transmission Line Method • Poynting Vector Method • Integral Equation Method of Moment • Induced Emf Method (1932)  Karena banyaknya variasi dan Kompleksnya geometri antena, maka hanya beberapa antena saja yang sudah dianalisa. Sedangkan untuk antena yang lain, impedansi antena hanya bisa ditentukan melalui experimental

5

Pendahuluan

Zo

A

Zo

•

Dari sisi saluran transmisi, antena dipandang sebagai jaringan 2 terminal yang disebut sebagai impedansi terminal / titik catu

•

Impedansi Sendiri

ZA

Jika antena terisolasi dari keadaan sekelilingnya Impedansi antena

= Impedansi sendiri + Impedansi gandeng

•

Impedansi Gandeng Jika terdapat ‘benda-benda’ lain di sekitar antena dan mempengaruhi antena

6

Where are We ?

1

Pendahuluan

2


3 4 5 6 7 7

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis

Metoda EMF Induksi Kasus :

Antena linear tipis dipole ½ Distribusi arus sinusoidal

Z11  R 11  j X11  30 Ein (2n )

 30Cin (2n )  j Si (2n )  300,577  ln( 2n )  Ci(2n )  j Si (2n )

!!

Impedansi Sendiri = (Resistansi Sendiri) + j (Reaktansi Sendiri) dimana, Resistansi Sendiri = R11 = 30 Cin (2n) dan,

Reaktansi Sendiri = X11 = 30 Si (2n)

asumsi…. • Arus sinusoidal • L kelipatan ½

Catatan : Nilai-nilai Cin(x), Si(x) dapat dilihat pada tabel ataupun dilihat pada grafik ! 8

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis Exponential Integral

Ein  jy   

jy

0

1  ew dw w

Ein  jy   Cin  y   jSi  y  Cin  jy   0,577  ln y  Ci y 

9

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis Contoh : • Untuk dipole ½



n=1

R11 = 30 Cin (2) = 73 ohm X11 = 30 Si (2) = 45,5 ohm

Z11 = ( 73 + j 42,5 ) ohm

Terlihat bahwa dipole 1/2 memiliki sifat tidak resonan ( reaktansi  0 ), sehingga untuk membuatnya resonan harus dipotong (1-5)%. Tindakan ini akan membuatnya resonan, tetapi resistansi sendiri dengan sendirinya juga akan berkurang dari 73 ohm • Untuk dipole 3/2 

 n=3

R11 = 30 Cin (6) = 105,5 ohm X11 = 30 Si (6) = 45,5 ohm

10

Z11 = ( 105,5 + j 45,5 ) ohm

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis Impedansi Sendiri Dipole Dengan Panjang Sembarang

( dari Proc. IRE no. 32 April 1934 )

  2 L  2 L 1  cot 2 Cin 2L  4 cot 2 Cin L   R 11  30   L  2 cot 2 Si 2L  2 Si L   Untuk panjang L << (kecil sekali) , dari persamaan diatas

direduksi menjadi :

R11  5L

2

11

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis Jika antena ditempatkan di atas groundplane , dengan konduktivitas   , maka :

1 ZA  ZA (dgn panjang2 antenna tsb ) 2 Struktur di atas disebut sebagai MONOPOLE ! Contoh :

1 Z    Z   36,5  j 22,8 ohm 4 2 2 monopole /4 di atas groundplane

12


13


14

Where are We ?

1

Pendahuluan

2


3


4 5 6 7 15

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Impedansi gandeng / mutual terjadi jika terdapat „bendabenda‟ (terutama konduktor) lain disekitar antena catu. Tergantung kepada, • Posisi relatif antara benda tersebut dengan antena tercatu

• Side by side

3 macam posisi relatif,

• Kolinier

• Staggered 16

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Konsep Dasar...

Bedakan... dengan konsep impedansi transfer di bawah ini...

I1 V21 I 21

V1 Impedansi gandeng suatu pasangan rangkaian di atas didefinisikan sebagai, Negatif perbandingan emf induksi pada rangkaian sekunder terhadap arus primer, jika rangkaian sekunder open circuit,

V21 Z21   I1

Pada impedansi transfer,

V1 ZT 21   I 21

dimana,

ZT 21  Z21 17


Side by Side... Asumsi : •

Panjang antena-1 sama dengan panjang antena-2 , dan merupakan kelipatan ganjil ½ ( L = n ½ ; n ganjil )

  d  L  L Ci  d  L  L  302Si d   Si   d  L  L  Si   d  L  L  

R21  30 2Ci d   Ci  X 21

2

2

2

2

2

2

2

2

Lihat di Krauss untuk penurunan lengkapnya... 18

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Impedansi Gandeng Dipole Dengan Panjang Sembarang yang disusun secara Side by Side Oleh G.H.Brown and R.Kings "High Frequency Models in Antenna Investigation" Proc.IRE,22,457-480,April 1934

19

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Grafik resistansi dan reaktansi gandeng elemen dipole /2 yang disusun side by side

20


21


Pengaruh panjang elemen thd side by side mutual resistansi

22

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Pengaruh panjang elemen thd side by side mutual reaktansi

23


Colinear... Dengan cara yang sama, dapat diturunkan impedansi gandeng antara 2 antena yang disusun kolinier dan hasilnya adalah sbb :

  h 2  L2   R21  15 cos h 2Ci 2h  Ci 2 h  L   Ci 2 h  L   ln  2  h    15 sin h2Si 2h  Si 2 h  L   Si 2 h  L 

X 21  15 cos h2Si 2h  Si 2 h  L   Si 2 h  L    h 2  L2    15 sin h 2Ci 2h  Ci 2 h  L   Ci 2 h  L   ln  2  h   Asumsi : • kelipatan ganjil ½ ( L = n ½ ; n ganjil ) • h>L • Panjang antena-1 sama dengan panjang antena-2

24


25


Staggered / Echelon...

Asumsi : • kelipatan ganjil ½ ( L = n ½ ; n ganjil ) •Panjang antena-1 sama dengan panjang antena-2 26


Staggered / Echelon...

27

Where are We ?

1

Pendahuluan

2


3


4

Pengaruh Tanah

5 6 7 28

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Umumnya tanah akan dianggap sebagai konduktor sempurna () dengan luas juga , sehingga antena diatas tanah dapat dianggap sebagai susunan 2 antena, yaitu yang sesungguhnya dengan bayangannya

29

Where are We ?

1

Pendahuluan

2


3


4

Pengaruh Tanah

5

Impedansi Susunan n-Elemen Identik

6 7 30

Impedansi Gandeng Antar dua Antena •

Hubungan-hubungan yang mendasari :

V1  I1Z11  I 2 Z12  I3 Z13  ......  I n Z1n V2  I1Z21  I 2 Z22  I3 Z23  ......  I n Z2 n V3  I1Z31  I 2 Z32  I3 Z33  ......  I n Z3n ……

Vn  I1Zn1  I 2 Zn 2  I3Zn 3  ......  I n Znn dengan : Vn In Znn Zij

•

= tegangan terminasi elemen ke-n = arus terminasi elemen ke-n = self-impedance elemen ke-n = impedansi gandeng antara elemen ke-i dan ke-j

Dapat dinyatakan dalam bentuk matriks :

Vn   Znn In  31

Impedansi Gandeng Antar dua Antena •

Impedansi terminasi/titik catu/driving point masingmasing elemen :

I3 V1 I2 In Z1   Z11  Z12  Z13  ......  Z1n I1 I1 I1 I1 I3 V2 I1 In Z2   Z 22  Z 21  Z 23  ......  Z 2 n I2 I2 I2 I2 dst Jika arus-arus pada semua elemen, self impedances, dan mutual impedances diketahui, maka impedansi pada terminasi akan dapat dihitung !

32

Impedansi Gandeng Antar dua Antena Contoh Soal

33

Lampiran

Questions???

35

LOGO

Contents. Pendahuluan. Impedansi Antena Linear Tipis. Impedansi Gandeng Antar 2 Antena. Pengaruh Tanah. Impedansi Susunan n-elemen Identik

Recommend Documents