Antenna


  • Semua pemancar atau penerima memerlukan antena.
  • Antena pemancar melepaskan daya dari pemancar ke udara berupa gelombang elektromagnetik (gelombang radio).
  • Antena penerima mengumpulkan enerji gelombang elektromagnetik serta mengubahnya menjadi arus listrik bolak-balik dan diteruskan ke penerima untuk dideteksi.

Terbentuknya Gelombang Radio

  • Pada saat arus bolak balik mengalir melalui kawat antena, medan listrik dan medan magnit akan terbentuk disekitar kawat.
  • Jika panjang kawat sangat pendek dibanding dengan panjang gelombang arus bolak balik, medan listrik dan medan magnit akan hilang dalam jarak pendek. Jika kawat dipanjangkan, intensitas medan listrik dan medan magnit akan menguat, dengan demikian akan bertambah enerji terlepas dari kawat menuju udara (space).
  • Pada saat panjang kawat mendekati setengan panjang gelombang, hampir semua enerji akan lepas dalam bentuk gelombang radiasi elektro magnetik.

Ilustrasi
Pada sebuah kabel yang lurus, didalam kabel tersebut kita dorong elektron untuk bergerak dari satu ujung ke ujung yang lain bolak-balik secara periodik.

Pada satu saat, ujung atas kabel akan bermuatan negatif-semua elektron negatif berkumpul disitu.

Hal ini menyebabkan terjadinya medan listrik dari plus ke minus sepanjang kabel.
Di saat yang lain, semua elektron didorong ke ujung bawah kabel dan listrik akan berbalik arah.

antenna

Apa yang baru saja kita bahas biasanya dikenal sebagai dipole, karena ada dua pole/kutub, plus dan minus, atau lebih sering dikenal sebagai antena dipole. Hal ini merupakan bentuk paling sederhana dari antenna omnidirectional (segala arah)

Macam-macam Antena Wireless
1. Antena Omnidirectional

  • Antena daya sistem yang memancar secara seragam dalam satu pesawat dengan bentuk pola arahan dalam bidang tegak lurus (horizontal), tetapi jarak daya pancarnya terbatas.
  • Antena Omnidirectional dapat digunakan untuk menghubungkan beberapa antena directional dioutdoor point-to-multipoint komunikasi systems termasuk sambungan telepon selular dan siaran TV.
  • Mempunyai range gain hingga 6dB, penggunaan gain yang tinggi akan menambahkan range coverage area

Antena directional (Antena Yagi)

  • Antena yang mempunyai pola pemancaran sinyal dengan satu arah tertentu. Antena ini idealnya digunakan sebagai penghubung antar gedung atau untuk daerah yang mempunyai konfigurasi cakupan area yang kecil seperti pada lorong-lorong yang panjang.
  • Radiasi antena ini hampir sama dengan bentuk sinar pada lampu senter.
  • Antena ini untuk layanan jaringan 802.11 mempunyai gain antara 12 hingga 18 dB

antenna2

antenna3

antenna4

Antena sectoral

  • Digunakan untuk Access Point to serve a Point-to-Multi-Point (P2MP) links.
  • Beberapa antena sectoral dibuat tegak lurus , dan ada juga yang horizontal.
  • Antena sectoral mempunyai gain jauh lebih tinggi dibanding omnidirectional antena di sekitar 10-19 dBi. Yang bekerja pada jarak atau area 6-8 km.
  • Sudut pancaran antenna ini adalah 45-180 derajat (yaitu 600, 900, 120 0 dan 1800) dan tingkat ketinggian

Antenna Grid

  • Sudut pola pancaran antena ini lebih fokus pada titik tertentu sesuai pemasangannya.
  • Antena Parabolic Grid untuk digunakan dalam WLAN 802.11b/g/n.
  • Antena ini mempunyai gain lebih tinggi dibandingkan antena omni, yaitu 12 dB atau lebih

Frekwensi resonansi antena
• Antena Resonansi
– Hampir semua daya terpancar ke udara
– Biasanya masih bisa digunakan +/- 1% dari frek resonansinya
• Antena Non Resonansi
– Sebagian besar daya hilang
– Praktis karena dioperasikan dibanyak frekwensi

Resonansi adalah sebuah fenomena alam dimana gelombang pantul memperkuat gelombang utama sehingga menghasilkan daya yang lebih besar. Resonansi juga terjadi pada antena, yaitu pada saat panjang antena tepat sama dengan ½ lamda. Perhatikan gambar (1) dimana gelombang pertama kali muncul dari pemancar di titik A. Gelombang ini kemudian merambat melalui antena menuju titik B. Di titik B gelombang akan bertemu dengan udara atau sebuah rangkaian terbuka sehingga gelombang tidak bisa menjalar lebih jauh lagi. Berhubung udara memiliki impedansi yang berbeda maka di titik B gelombang ini akan dipantulkan kembali menuju titik A. Di titk A gelombang pantul itu bertemu dengan impedansi pemancar dan kemudian dipantulkan lagi ke arah titik B. Demikian seterusnya sehinga gelombang ini terus terpantul secara bolak-balik (berosilasi)

antenna5

Impedansi Antena

antenna6

Impedansi adalah hubungan antara tegangan dan arus pada sembarang titik pada antena.
Impedansi antena adalah perbandingan antara tegangan dan arus pada titik dimana antena diasup melalui saluran transmisi (feederline).
Jika titik asupan terletak pada titik dimana terjadi arus maksimum, impedansi antena adalah terendah yaitu berkisar antara 20 – 100 ohms.
Jika titip asupan digeser pada titik dimana terjadi tegangan tertinggi, besarnya impedansi antena berkisar antara 500 – 10.000 ohm.

Secara teori,  impedansi dan resistansi adalah dua hal yang sama. Impedansi menunjukan hambatan yang ada pada rangkaian AC, sedangkan resistansi menunjukan hambatan yang ada pada rangkaian DC.  Impedansi menggambarkan resultan dari hambatan dalam yang ada pada resistor, kapasitor, dan induktor. Meskipun satuan impedansi sama dengan satuan resistor (ohm), pada dasarnya impedansi tidak menunjukan nilai hambatan sebenarnya dari sebuah alat listrik. Jadi, jika kita mengukur impedansi katakanlah sebuah speaker, maka nilai impedansi yang didapat bukan menunjukan nilai hambatan yang sebenarnya.

Jika dibandingkan dengan rangkaian seri yang ada pada rangkaian DC, perhitungan untuk menghitung impedansi total dalam suatu rangkaian AC lebih rumit dibandingkan dengan rangkaian DC. Pada rangkaian DC, nilai hambatan total untuk rangkaian seri cukup dijumalahkan secara sederhana. Namun, untuk menghitung impedansi total haruslah menggunakan rumusan tertentu.

Untuk menghubungkan pemancar ke antenna pada umumnya digunakan saluran transmisi dengan impedansi 50 ohm. Tapi di sisi penerima, untuk menangkap siaran TV umumnya digunakan kabel coaxial dengan impedansi 75 ohm. Mengapa demikian?

Hal itu disebabkan karena di sisi pemancar, sinyal yang disalurkan ke antenna umumnya cukup besar. Sebagai contoh, pemancar TV dengan kekuatan 100 watt adalah pemancar yang tergolong berdaya pancar kecil, tetapi arus dan tegangan RF yang dilewatkan ke saluran transmisi menuju antenna sudah cukup besar. Sebaliknya sinyal yang diterima di antena pesawat penerima sangatlah lemah. Ordenya hanya seper-sepersekian mili watt saja (0.2 s/d 0.5 mW).

50 ohm ternyata merupakan impedansi yang paling optimal untuk konstruksi kabel coaxial (ukuran diameter inner, shield dan bahan dielectric) sedemikian rupa sehingga menghasilkan power handling yang tinggi namun faktor redamannya cukup rendah, sedangkan 75 ohm merupakan nilai impedansi yang paling optimal untuk menghasilkan redaman yang paling rendah. Itulah sebabnya impedansi 75 ohm lebih banyak digunakan untuk menghantarkan sinyal-sinyal yang lemah, sedangkan 50 ohm lebih banyak digunakan sinyal-sinyal yang besar (di pemancar).

Saluran Transmisi
Saluran Transmisi adalah penghantar daya dari pemancar ke titik asupan antena atau sebaliknya menuju penerima Jenis Saluran transmisi adalah balans dan unbalans
Saluran transmisi memiliki sifat redaman,diperlukan kualitas yang baik untuk mendapatkan redaman minimum

Berdasarkan jenis kondisinya, saluran transmisi dapat dibedakan menjadi menjadi dua, yaitu kondisi balance (baik) dan kondisi unbalance (buruk). Meskipun kondisi saluran transmisi tersebut balance tetap saja terdapat tegangan common mode (VC) yang dapat menyebabkan terjadinya losses.

Polarisasi
Polarisasi didefinisikan sebagai arah rambat dari medan listrik. Antena dipol memiliki polarisasi linear vertikal . Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal. Pada astronomi radio, tujuan mengenali polarisasi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi adalah
untuk mempelajari medan magnetik dari objek tersebut.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang biasa dikenal sebagai beanwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah resolusi  spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimun dari dua buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori, beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.

Gelombang elektromagnet yang melaju di udara atau di angkasa luar terdiri atas komponen gaya listrik dan komponen gaya magnet yang tegak lurus satu sama lain. Gelombang radio yang memancar dikatakan terpolarisasi sesuai arah komponen gaya listriknya. Untuk antena dipole maka polarisasinya searah dengan panjang bentangannya, bila antena tersebut dipasang horizontal, maka polarisasinya horizontal pula. Agar dapat menerima gelombang radio secara baik, maka antena harus mempunyai polarisasi yang sama dengan polarisasi gelombang radio yang datang.

Arah polarisasi ini akan tetap sepanjang lintasan gelombang radio kecuali bila gelombang tersebut sudah dipantulkan oleh ionosphere, maka polarisasinya bisa berubah. Untuk itu, maka antena untuk keperluan komunikasi jarak jauh padaHF atau MF dapat dibuat vertikal atau horizontal. Pada band MF dan HF, biasanya kita gunakan polarisasi horizontal sedangkan untuk VHF (pada radio 2 meteran) biasa digunakan polarisasi vertikal. Kita tahu bahwa pancaran VHF tidak menggunakan pantulan ionosphere sehingga polarisasinya sampai ke antena pesawat lawan bicara masih tetap vertikal. Sedangkan pesawat 2 meteran banyak dipasang pada mobil dan antenna mobil hanya bisa vertikal saja.

 (Losses) pada Saluran Transmisi

Tegangan maupun arus dari sinyal yang merambat disepanjang saluran
transmisi akan mengalami penurunan seiring dengan jarak yang makin panjang,
ini berarti saluran transmisi memiliki rugi-rugi[1,4].
Pada umumnya ada tiga macam rugi-rugi yang terdapat pada saluran
transmisi yang sedang dilalui sinyal, yaitu :
a. Rugi-Rugi Tembaga
Rugi-Rugi ini antara lain berupa disipasi daya (I2
R) yang berupa
panas yang bersifat resistif dan rugi-rugi akibat efek kulit (skin effect).
Makin tinggi frekuensi, makin besar resistansi yang timbul akibat skin
effect ini, sehingga ini mengakibatkan rugi-rugi saluran makin besar.
Jadi selain disebabkan oleh resistansi penghantarnya sendiri, rugi-rugi
tembaga ini juga disebabkan oleh skin effect, yang menyebabkan
resistansi penghantar pada frekuensi tinggi juga meningkat.
b. Rugi-Rugi Dielektrik
Rugi-rugi ini timbul diakibatkan oleh pemanasan yang terjadi pada
kawat penghantar sewaktu dilalui arus bolak-balik. Daya yang
dikirimkan sumber sinyal sebagian berubah menjadi panas yang terjadi.

Rugi-Rugi Radiasi dan induksi

Rugi-rugi ini terjadi akibat adanya medan-medan elektromagnetik
yang ada disekitar kawat penghantar. Rugi-rugi induksi terjadi ketika
medan elektromagnetik disekeliling penghantar terkena langsung dengan
suatu penghantar tersebut, akibatnya daya hilang pada penghantar
tersebut. Rugi-rugi radiasi merupakan rugi-rugi yang disebabkan
hilangnya sebagian garis-garis gaya magnet karena memancar keluar
dari saluran transmisi.
Redaman muncul akibat adanya rugi-rugi pada saluran transmisi
yang dinyatakan dalam satuan decibel per satuan ataupun neper per
satuan panjang.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s