PENDAHULUAN SISTEM ANTENA

Modul #01 TE 3423 ANTENA DAN PROPAGASI

PENDAHULUAN SISTEM ANTENA Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro - Sekolah Tinggi gg Teknologi g Telkom Bandung – 2008

Modul 1 Pendahuluan • A. Latar belakang, definisi & review elektromagnetika

page 3

• B. Bagaimana antena bekerja ?

page 7

• C. Dipole pendek

page 9

• D. Konsep medan dekat dan medan jauh

page 17

• E. Diagram arah

page 19

• F. Tahanan pancar

page 21

• G. Berbagai terminologi

page 26

• H. Pengenalan macam-macam antena

page 29

• I. Kesimpulan modul I

page 32

TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

2

A. Latar Belakang Sejarah Sejarah telekomunikasi listrik dimulai secara ‘resmi’ pertamakali saat tahun 1938 SFB Morse berhasil melakukan hubungan telegrap sejauh 16 km. gg telekomunikasi mencapai p bentuk canggihnya gg y sekarang, g, telekomunikasi telah Hingga melalui sejarah panjang eksperimen dan riset bidang fisika dan matematika James Clerk Maxwell menemukan fenomena arus pergeseran yang menjadi dasar ilmu radiasi pada tahun 1864 melalui suatu manipulasi matematis diferensial. Tahun 1873, dia menunjukkan bahwa cahaya termasuk dalam kelompok gelombang EM dalam papernya , “A Treatise on Electricity and Magnetism”. Heinrich Rudolph Hertz mendemonstrasikan sistem gelombang EM tanpa kabel pertamakali tahun 1886 dengan menggunakan dipole λ/2. Pada 1890, dia mempublikasikan catatannya tentang elektrodinamika, dan melakukan penyederhanaan persamaanpersamaan elektromagnetika TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

3

A. Latar Belakang Sejarah Bulan B l Mei M i 1895, 1895 pesan telegrap t l yang pertama t berhasil b h il ditransmisikan, diterima, dan diterjemahkan melalui eksperimen ilmuwan Rusia yang brillian bernama p Alexander Popov. Pesan dikirimkan dari kapal perang Rusia sejauh 30 mil menuju laboratoriumnya di St. Petersburg, Rusia. Sayang sekali bahwa eksperimen tersebut sangat dirahasiakan sehingga sebutan “Bapak Bapak Radio Radio” jatuh pada G Marconi Marconi. Lebih jauh, dunia barat baru mengenal pengiriman pesan melalui eksperimen S.F.B Morse tahun 1938 !

Guglielmo Marconi (The Father of Radio) terkenal dengan eksperimennya yang mengirimkan sinyal pada jarak jauh. Pada tahun 1901, dia melakukan eksperimennya yang terkenal dengan mengirimkan sinyal trans atlantic dari Poldhu di Cornwall, England, menuju Newfoundland, Canada.


4

B. Model Sistem Komunikasi Messagei nput

Sinyal input

TI

Tx

Transducer Input

Pemancar

TO Message output

Sinyal yang ditransmisikan

Transducer Output

Kanal komunikasi

Rx Penerima

Redaman, distorsi, derau, interferensi ( tergantung karakteristik kanal ybs )


5

B. Model Komunikasi ¾ Fungsi dasar komunikasi ¾ Transmisi atau pengiriman informasi, dimana tiap macam sistem memiliki kekhususan tersendiri ¾ Definisi komunikasi ¾ Proses pemindahan informasi dari satu titik ke titik lainnya dalam ruang dan waktu tertentu ¾ Message / pesan ¾ Manifestasi informasi dari sumber informasi (orang, alat musik, mesin dll) berupa suara, mesin, suara data, data bahkan kode-kode tertentu ¾ Tujuan komunikasi ¾ Menyediakan replika message di tempat tujuan ¾ Transducer ¾ Mengubah message menjadi sinyal listrik dan sebaliknya ¾ Ada 2 macam : Transducer Input (TI) dan Transducer Output (TO) TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

6

B. Model Komunikasi Lebih jauh jauh, dalam matakuliah Sistem Komunikasi, Komunikasi kita mengenal blok umum sistem komunikasi digital sebagai berikut : SOURCE

SINK

SOURCE CODING

SOURCE DE COD DE-COD

CHANNEL CODING

CHANNEL DE-COD

TRANSMITTER Tx

CHANNEL

RECEIVER Rx

NOISE & INTERF. TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

7

B. Model Komunikasi SOURCE

SOURCE CODING

CHANNEL CODING

Tx

Human Speech - HiFi / TV - Data -

CHANNEL

Rx

CHANNEL SOURCE DE-COD DE-COD

SINK

Quality Delay


8


SOURCE CODING

CHANNEL CODING

2. 3.

Electromagnetic ep ese tat o (cu (current) e t) representation Quantization/ Digitalization Compression ((minimize redundancy) y)

CHANNEL

“ The introduction of controlled redundancy into a signal to compensate for any sources of noise and interference is called: “ CHANNEL CODING

“ The process of efficiently converting the output of either analogue or digital source into a sequence of binary digits is called: “ SOURCE CODING 1.

Tx

-

repetition p ((no intelligence) g ) other coding (intelligence) Input k bits Æ Output n bits: k/n code rate

Rx

CHANNEL DE-COD

SOURCE DE-COD

SINK

The medium between Tx and Rx is called: CHANNEL -

Wireless Telephone Fiber cable

Each of the channels has unique features with respect to signal distortion and noise. Thus each is treated separately and d the h modulation d l i schemes h differ!

The interface which modulates the digital bit stream onto an appropriate waveform, a eform capable of propagating through the communication channel, is called: MODULATOR or TRANSMITTER


9


SOURCE CODING

CHANNEL CODING

Tx

CHANNEL

Rx

CHANNEL DE-COD

SOURCE DE-COD

SINK

NOISE

All processes which degrade the signal in an additive manner (and which aautocorrelation tocorrelation function f nction is a Dirac delta) are called:

NOISE -

Thermal noise (Tx, cable, Rx) Natural and man-made noise Interferences (usually from other man operated systems) t )


10

B. Model Komunikasi Dosen ...

SOURCE

“ Antena dan Propagasi p g “ • Heroe Wijanto, Ir., MT • Bambang Setia Nugroho, ST., MT • Nachwan Mufti Adriansyah, ST., MT • Kris Sujatmoko, ST., MT • Koredianto Usman Usman, ST ST., MSc MSc. • Suprayogi, Ir., MT • Budi Prasetya, ST., MT

SOURCE CODING

CHANNEL CODING

Tx

CHANNEL

Rx

CHANNEL DE-COD

SOURCE DE-COD

SINK

“ Sistem Komunikasi 2“ “Information Theory” Iwan Iwut TA Jangkung Raharjo

Bambang Sumajudin Ahmad Aly Muayyadi Dharu Arseno Budi Prasetya Miftadi Sudja’I Henry Wijaya TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

11

Review Elektromagnetika Persamaan Maxwell (th 1864) •

Konsep yang mendasari semua fenomena dalam elektromagnetika

•

Persamaan bentuk integral di bawah menjelaskan arti fisis dari perilaku listrik dan magnit

Hukum Faraday Hukum H k Ampere A d dan A Arus Pergeseran Maxwell Hukum Gauss Hukum Gauss Untuk Medan Magnet

r r r d r ∫ E • dL = − dt ∫ B • dS r r r r r d r ∫ H • dL = ∫ J • dS + dt ∫ D • dS r r ∫ Dr • dSr = ∫ ρ V dV = Q ∫ B • dS = 0 Masih ingat persamaan tsb ?


12

C. Bagaimana antena bekerja ? Definisi : antena

Tx

saltran

Æ Antena adalah transformator / struktur transisi antara gelombang terbimbing (saluran transmisi) dengan gelombang ruang bebas atau sebaliknya

Antena berfungsi sebagai • •

Pelepas energi elektromagnetik ke udara / ruang bebas Penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas

Bagaimana g antena dapat p berfungsi sebagai penerima/pelepas energi EM ?


13

Contoh pola pancar antena:

Ideal radiating dot source (lossless radiator)

Dipole


14

C. Bagaimana antena bekerja ?... Hukum Gauss.. r r ε ∫ E • dS = ∫ ρ V dV = Q Dari hukum diatas dapat diturunkan untuk suatu muatan titik q ttertentu, t t

r q r E = k 2 aR r Untuk suatu muatan yang berubah terhadap waktu (q(t)), maka kita akan dapat menuliskan sebagai berikut :

r q( t ) r E(t ) = k 2 a R r TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

15

C. Bagaimana antena bekerja ?... Definisi arus, Arus adalah jumlah muatan yang menembus suatu penampang tiap satuan waktu tertentu

dQ i= dt

Atau dalam hal ini, muatan yang berubah terhadap waktu sebanding dan bisa dihasilkan dari arus yang berubah terhadap waktu

Q ( t ) = ∫ i ( t ) dt Arus yang mengalir pada antena, antena adalah arus yang berubah terhadap waktu karena sudah dimodulasi dan merupakan representasi dari informasi Sehingga, Sehingga Perubahan medan listrik ditempat jauh akan ‘bersesuaian’ dengan perubahan arus pada antena pengirim, lebih jauh akan ‘bersesuaian’ juga dengan perubahan informasi yang dikirimkan TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

16

D. Dipole Pendek • C Contohh kasus k penurunan rumus radiasi di i gelombang l b Â Konsep K Retarded Potentials • Analisis untuk suatu dipole pendek, pendek panjang filamen jauh lebih pendek dari panjang gelombang Â distribusi arus uniform +q I

L

I

-q d

Asumsi dasar : • • • •

L << λ Æ d ≤ 0,1λ d << λ Æ d ≤ 0,1λ Radiasi saluran transmisi diabaikan Distribusi arus sepanjang L uniform (dengan Top Loading)

Selanjutnya akan dicari konfigurasi persamaan medan elektromagnetik, Tahanan Pancar, dan juga Diagram Arah


17

D. Dipole Pendek... Pada dipole mengalir arus I, dimana :

z

I = I o e jwt

r Er

r Eθ

r Eφ

Pada titik Q yang jauh, arus tersebut akan ‘dirasakan’ terlambat sebesar S/c (jarak dibagi kecepatan = dimensi waktu), sebagai berikut :

θ L

[I ] =

y φ

x Q

z L/2 dz

(

c

jw t − S

S

)

demikian juga perubahan muatan yang ‘dirasakan’ :

[q ] = q o e (

S1

c

)

r

0 S2 -L/2

Io e

jw t − S

y

dan rapat muatan yang ‘dirasakan’ :

[ρ ] = ρ o e (

jw t − S

c

)


18

D. Dipole Pendek... Catatan Kunci : Untuk titik Q di tempat jauh, terlebih dahulu dicari vektor

r potensial magnetik A , dan potensial listrik skalar V, untuk k kemudian di dihit dihitung

r E

d dan r r r E = − jω A − ∇ V

dan

(

r r 1 r H = ∇×A μ

r H

d i persamaan : dari

)

Sedangkan, g r μ A = 4π

L

2

∫

−L

[I ] d zr = S

μ I 0 L jw (t − r c )r dan V = 1 e az 4 πε 4 πr

∫

V

[ρ ] dV r

2

1 = 4 πε

⎛ [q ]S1 [q ]S 2 ⎜⎜ − S2 ⎝ S1

dimana, jω ⎜⎛ t − S1 ⎞⎟ 1 c ⎠ [ q ]S1 = ∫ [I ] dt = I0e ⎝ S1 jω

dan

jω ⎜⎛ t − S 2 ⎞⎟ 1 c ⎠ [ q ]S 2 = ∫ [I ] dt = I0e ⎝ S2 jω


19

⎞ ⎟⎟ ⎠

D. Dipole Pendek... Untuk titik observasi Q yang jauh dan L << r Dapat kita tuliskan : S1

S1 = r −

Q +L/2 θ

r

L cos θ 2

d dan

L S2 = r + cos θ 2

Sehingga potensial listrik skalar,

S jω⎛⎜ t − 2 ⎞⎟ ⎤ ⎡ jω⎛⎜⎝ t −S1 c ⎞⎟⎠ c ⎠ I0 ⎢ e e ⎝ ⎥ V= − -L/2 4πεjω ⎢ S1 S2 ⎥ L cos θ ⎢⎣ ⎥⎦ 2 Dari penyelesaian matematis dan berbagai pendekatan menyebabkan potensial listrik skalar dapat dituliskan :

0

S2

(

jω t − r

I 0 L cos θ.e V= 2πεc

c

)

⎡1 c ⎤ ⎢ r − j ωr 2 ⎥ ⎣ ⎦


20

D. Dipole Pendek... Vektor potensial magnetik, magnetik hanya berarah sumbu z r r A = A Z a z dengan A x = 0 dan A y = 0 Jika di Jik diubah b h ddalam l koordinat bola

r r r A = A Z cos θ.a r − A Z sin i θ.a θ

(

jω t − r

dan dan,

I 0 L cos θ.e V= 2πεc

c

)

⎡1 c ⎤ ⎢ r − j ωr 2 ⎥ ⎣ ⎦

Kembali lagi ke rumus

r r r E = − jω A − ∇ V

Dan dengan mengambil definisi gradien untuk koordinat bola

Maka…...

r ∂V r 1 ∂V r 1 ∂V v ∇V = aφ ar + aθ + ∂r r ∂θ r sin i θ ∂φ TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

21

D. Dipole Pendek... Didapat persamaan umum medan listrik, E :

I 0 L cos θ ⎡ 1 1 ⎤ jω (t − r c ) Er = + e ⎢ 2 3 ⎥ 2 πε ⎣ cr jω r ⎦ I 0 L sin θ ⎡ jω 1 1 ⎤ jω (t − r c ) Eθ = + 2 + e ⎢ 2 3⎥ 4 πε ⎣ c r cr c jω r ⎦

Eφ = 0


22

D. Dipole Pendek... B Bagaimana i dengan d medan d magnet, t H?

(

r 1 r r H = ∇×A μ

)

Dengan memakai definisi kurl untuk koordinat bola, r ∇×A =

1 ⎡ ∂ (r sin θ)A φ ∂ (rA θ ) ⎤ r − ar ⎢ ⎥ 2 ∂θ ∂φ ⎦ r sin θ ⎣

i θ)A φ ⎤ r 1 ⎡ ∂A r ∂ (r sin + aθ − ⎢ ⎥ r sin θ ⎣ ∂φ ∂r ⎦

1 ⎡ ∂ (rA θ ) ∂A r ⎤ r + ⎢ − aφ ⎥ ∂θ ⎦ r ⎣ ∂r

Sedangkan,

r r r A = A Z cos θ.a r − A Z sin i θ.a θ


23

D. Dipole Pendek... Didapat persamaan medan magnet, H :

I 0 L sin θ ⎡ jω 1 ⎤ jω(t − r c ) Hφ = + 2 ⎥e ⎢ 4π ⎣ cr r ⎦

Hr = Hθ = 0 Kesimpulan sementara ... •

Distribusi arus mempengaruhi secara langsung persamaan medan yang dihasilkan

•

Distribusi arus uniform pada filamen pendek disebabkan karena panjang antena jauh lebih pendek dari panjang gelombang TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

24

E. Konsep Medan Dekat dan Medan Jauh Perhatikan P h tik lagi l i persamaan yang sudah d h didapatkan did tk dari d i perhitungan hit untuk t k dipole pendek Distribusi Medan Dekat I 0 L cos θ ⎡ 1 1 ⎤ jω(t − r c ) e + Er = ⎢ 2 3⎥ j ωr ⎦ 2πε ⎣ cr Syarat medan jauh

I 0 L sin θ ⎡ jω 1 1 ⎤ jω(t − r c ) + 2+ Eθ = e ⎢ 2 3⎥ 4πε ⎣ c r cr j ωr ⎦

I 0 L sin θ ⎡ jω 1 ⎤ jω(t − r c ) Hφ = + 2 ⎥e ⎢ 4π ⎣ cr r ⎦ Untuk medan jauh, medan listrik dan medan magnet akan SEFASA dan keduanya berbanding lurus dengan sin θ, dan bukan merupakan fungsi dari φ.

r >>

j ω I 0 L sin θ j ω (t − r c ) Eθ = .e 2 4 πε c r j ω I 0 L sin θ j ω (t − r c ) Hφ = .e 4 π cr


25

E. Konsep Medan Dekat dan Medan Jauh… Medan Dekat Pada medan dekat, ada komponen Er dan juga Eθ yang berbeda fasa dan arah. Juga g Er berbeda fasa 90o terhadap p Hφ , dan ini adalah sifat dari resonator atau rangkaian resonansi

Untuk r >> tetapi p ω Æ 0 : Frekuensi Rendah Æ Disebut juga sebagai kondisi QUASI STASIONER

(

[I] = I o e [q ] = ∫ [I]dt

jw t − S

c

)

Er

[ q ]L cos θ =

2πεr 3 [ q ]L sin θ Eθ = 4 r3 4πε I o L sin θ Hφ = 4πr 2 4π


26

F. Diagram Arah Diagram arah digunakan untuk melukiskan pola pancar dari antena. antena Diagram arah medan dapat dilihat dari persamaan medan yang dimaksud Lihat lagi persamaan medan untuk dipole pendek !! I 0 L cos θ ⎡ 1 1 ⎤ jω(t − r c ) e Er = + ⎢ 2 3⎥ 2πε ⎣ cr j ωr ⎦

I 0 L sin θ ⎡ jω 1 1 ⎤ jω(t − r c ) Eθ = + 2+ e ⎢ 2 3⎥ 4πε ⎣ c r cr j ωr ⎦

I 0 L sin θ ⎡ jω 1 ⎤ jω(t − r c ) Hφ = + 2 ⎥e ⎢ 4π ⎣ cr r ⎦

Untuk jarak r tertentu, persamaan disamping dapat dituliskan sbb ;

E r = K1 cos θ.e E θ = K 2 ssin θ.e H φ = K 3 sin θ.e

r Ρ

(

jω t − r

(

jω t − r

(

jω t − r

c

c

c

)

)

)

atau U = K 4 sin θ.e


2

(

j2 ω t − r

c

)

27

F. Diagram Arah... θ

2 bola bertumpuk

E r = K1 cos θ.e E θ = K 2 sin θ.e

Donat θ

Diagram arah Di h medan

H φ = K 3 sin θ.e

r Ρ

(

jω t − r

(

jω t − r

(

jω t − r

c

c

c

)

)

)

atau U = K 4 sin θ.e 2

(

j2 ω t − r

c

)

Donat gepeng θ

Diagram arah d daya TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

28

F. Diagram Arah... Pola 3 dimensi


29

G. Konsep Tahanan Pancar Definisi ¾Tahanan pancar adalah tahanan yang mewakili daya pancar antena • Definisi tersebut dapat dipahami dengan memandang bahwa antena seolah olah adalah beban dengan impedansi tertentu, sedangkan daya pancar dalam hal ini adalah daya yang didisipasikan efektif pada beban tersebut • Konsep tahanan pancar selalu ditinjau pada medan jauh, jauh hal ini disebabkan karena medan jauh mewakili daya yang diradiasikan sedangkan medan dekat tidak diperhitungkan karena sifatnya yang kapasitif. atau mewakili daya yang tersimpan

Penurunan rumus tahanan pancar, Dari 2 buah persamaan medan listrik dan magnet dipole pendek untuk medan jauh

jωI 0 L sin θ jω(t − r c ) Eθ = .e 2 4πεc r jωI 0 L sin θ jω(t − r c ) Hφ =

4πcr

.e

Pr aˆ r = E θ aˆ θ × H φ aˆ φ Konsep vektor poynting


30

G. Konsep Tahanan Pancar... jωI 0 L sin θ jω(t − r c ) Hφ = .e 4πcr

Tool M Mengubah b h ddarii bbentuk t k fasor f ke k bentuk waktu, E(t) = Re [ (Efasor) ejwt ] dimana, ejwt = cos wt + j sin wt

I 0 L sin θ Hφ = sin(ωt − β r ) 2λ r

2

Pr aˆ r = E θ aˆ θ × H φ aˆ φ = η H φ aˆ r Maka, 2

⎡ Io L ⎤ 2 2 ˆ (ωt − βr )aˆ r . sin . sin Pr a r = η H φ = ⎢ η θ ⎥ ⎣ 2λr ⎦ 2


31

G. Konsep Tahanan Pancar... Daya total sesaat yang menembus permukaan bola dengan jari-jari jari jari ro ,

dinyatakan sbb :

r WT = ∫ P S

r = ro

r • dS

⎧⎪ 2 π π ⎡ I L ⎤ 2 ⎫⎪ = ⎨ ∫ ∫ ⎢ o ⎥ η sin 2 θ sin 2 ( ω t − β r0 ) ⎬ aˆ r • r02 sin θ d θ d φ aˆ r ⎪⎭ ⎪⎩ 0 0 ⎣ 2 λ r0 ⎦ 2 ⎡ I 0 L ⎤ 2π 2 =⎢ η sin (ωt − β r0 ) ⎥ 3 ⎣ λ ⎦ Daya y rata-rata ddinyatakan y :

{

}

2

1 ⎡ I 0 L ⎤ 2π 2 Wav = ∫ ⎢ η sin (ωt − βr0 )dt ⎥ T0 ⎣ λ ⎦ 3 T


32

G. Konsep Tahanan Pancar... Daya rata-rata rata rata : 2

1 ⎡ I 0 L ⎤ 2π 2 η sin (ωt − β r0 )dt Wav = ∫ ⎢ ⎥ T0 ⎣ λ ⎦ 3 T

⎡ I0 L ⎤ π Wav = ⎢ η ⎥ ⎣ λ ⎦ 3 2

η = 120π ( udara )

⎡ I0L ⎤ Wav = 40π ⎢ ⎥ λ ⎣ ⎦ 2

2

Daya rata-rata di samping mewakili daya yang diradiasikan atau daya yang seolah seolah-olah olah diserap oleh tahanan pada terminal antena,


Wav = Prad ,rms 33

G. Konsep Tahanan Pancar... Jadi Jadi…. 2

1 2 ⎡ I0 L ⎤ Wav = 40π ⎢ = I 0 .R rad ⎥ 2 ⎣ λ ⎦ 2

Sehingga ,

R rad

2Pav 2 ⎡L⎤ = 2 = 80π ⎢ ⎥ I0 ⎣λ⎦

2

Ingat asumsi-asumsi semula, persamaan ini berlaku untuk Distribusi arus uniform


34

H. Berbagai Terminologi S l Saluran t transmisi ii ¾ Adalah media fisik untuk membimbing energi gelombang elektromagnetik dari suatu titik ke titik lain. ¾ Syarat yang harus dipenuhi saluran transmisi adalah : ¾ tidak menyebar, gelombang mengikuti saluran transmisi (satu dimensi ¾ redaman minimum (rugi (rugi-rugi rugi panas kecil, kecil rugi rugi-rugi rugi pancaran kecil) ¾ Bandwidth saluran transmisi adalah daerah frekuensi kerja saluran transmisi untuk range SWR tertentu. ¾

Konsep bandwidth saluran transmisi tergantung kepada : ¾ Jenis / macam saluran transmisi ¾ Transformasi T f i impedansi i d i Dalam kaitannya dengan transformasi impedansi, kita masih ingat bahwa matching dengan stub ganda akan memberikan bandwidth yang lebih besar daripada matching dengan stub tunggal tunggal. TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

35

H. Berbagai Terminologi... VSWR BW

1,1

Bandwidth Antena

f

fH

fL

¾ Seperti pada saltraan, bandwidth antena dipengaruhi oleh bentuk fisik dan juga oleh transformasi impedansi. ¾ Bandwidth antena didefinisikan sebagai daerah frekuensi kerja antena untuk range SWR tertentu (1,1 ; 1,2 ; 1,35 ; atau 1,5 ) ¾ Keterpengaruhan antena pada bentuk fisiknya dapat dilihat pada gambar berikut : d

Antena seimbang pada balans

D

D

D/d Konstan

B1

>

B2

>

B3


>

B4

>

B5

36

H. Berbagai Terminologi... d

Antena tak seimbang pada unbalans D

B1

Daerah antena

>

B2

¾ Daerah 1 : Daerah antena,, benda-benda didaerah ini saling mempengaruhi dengan antena ( impedansi dan pola pancar ) ¾ Daerah 2 : Daerah medan dekat / daerah Fraunhofer, di daerah ini medan listrik dan magnet belum transversal penuh

B4

>

B3

>

2 3 L

¾ D Daerah h 3 : Daerah D h medan d jjauh, h di daerah d h ini, i i medan listrik dan magnet transversal penuh daan keduanya tegaklurus terhadap arah perambatan gelombang TE3423 - Antena dan Propagasi - Pendahuluan

1

R1 R2

L2 R2 = 2 λ 37

I. Pengenalan Jenis-Jenis Antena • Antena kawat Dipole Loop

whip Beverage Helix

• Antena aperture (permukaan)

Corong Kerucut Corong Piramid

Celah pada dinding tabung Bumbung Gelombang Terbuka


38

I. Pengenalan Jenis-Jenis Antena... • Antena Susunan

Susunan Celah

Susunan Wave Guide

• Antena aperture (permukaan)

Front Feed

Cassegrain Feed

Gregorian Feed

Corner Reflektor

Paraboloidal Reflektor


39

I. Pengenalan Jenis-Jenis Antena... • Antena Lensa Antena lensa bukanlah terbuat dari kaca, melainkan terbuat dari bahan dengan permitivitas relatif dan bentuk tertentu, sedemikian memiliki sifat pembiasan gelombang EM yang mirip dengan apa yang dilakukan lensa kaca terhadap gelombang cahaya n>1

Cembung Datar

Cembung Cembung

Cembung Cekung

n<1

Cekung Cekung

Cekung Datar

Cembung Cekung


40

I. Pengenalan Jenis-Jenis Antena... • Printed Antenna / Mikrostrip

• Leaky Wave Antenna


41

J. Kesimpulan Modul 1 1. Antena adalah transformator / struktur transisi dari gelombang terbimbing menuju ke gelombang ruang bebas atau sebaliknya 2.

Persamaan gelombang elektromagnetika yang dihasilkan suatu konduktor antena tergantung kepada distribusi arus sepanjang antena. Untuk distribusi arus yang lain ( mis. segitiga, sinusoidal ) akan menghasilkan persamaan medan listrik dan magnet yang berbeda

3.

Untuk mendapatkan persamaan medan elektromagnetik didapatkan dengan menggunakan konsep besaran Retarded Potential. Lihat bagan berikut : y Distribusi Di t ib i A Arus Pada Antena

Distribusi Arus Terlambat Pada Titik Observasi

y

Potensial Listrik Skalar (V) di titik Observasi Vektor Potensial Magnetik (A) di Titik Observasi


r r r E = − jω A − ∇ V r 1 r r H = ∇×A μ

(

)

42

J. Kesimpulan Modul 1 4. Konsep bandwidth antena mirip dengan yang sudah dipelajari pada kuliah Saluran Transmisi (medan II), adalah daerah frekuensi kerja antena untuk range SWR tertentu. Bandwidth tergantung pada : • Bentuk fisik antena • Transformasi impedansi 5. Konsep medan jauh dan medan dekat didapatkan dari penyederhanaan persamaan medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh suatu konduktor berarus • Medan jauh : r >> • Medan dekat : r << • Daerah Q Quasi Stasioner : r >> , frekuensi rendah 6. Tahanan pancar adalah tahanan yang mewakili daya efektif yang dipancarkan antena


43

PENDAHULUAN SISTEM ANTENA

Recommend Documents