Definisi dan Fungsi Antena

Antena adalah penyepadan impedansi instrinsik ruang propagasi dengan impedansi karakteristik saluran transmisi radio. Saluran transmisi tersebut digunakan untuk mengubah gelombang elektromagnetik di ruang bebas menjadi gelombang listrik dan sebaliknya. Berdasarkan pengertian di atas, dapat disimpulkan fungsi antena adalah sebagai berikut:

1. Perangkat penyesuai (Matching Device)

Alat untuk mengubah sifat-sifat karakteristik gelombang elektromagnetik di saluran transmisi dan di ruang propagasi.
2. Perangkat pengarah (Directional Device)
Alat untuk mengarahkan energi sumber elektromagnetik ke arah tertentu atau sebaliknya sehingga arah pancar atau arah penerimaannya bisa disesuaikan dengan tepat. 

 

Tipe – tipe Antena

Tipe – tipe antena terbagi menjadi enam, yaitu:

1. Antena Kawat (Wire Antenna)
Contoh wire antenna yang terkenal adalah antena dipole, helix dan monopole.
2. Antena Apertur (Aperture Antenna)
Tipe antena apertur sangat berguna untuk aplikasi pada pesawat terbang dan kendaraan angkasa. Contoh antena apertur antara lain antena parabola, pyramidal horn, conical horn dan rectangular waveguide.
3. Antena Mikrostrip (Microstrip Antenna)
Pada saat ini, antena mikrostrip terdiri dari potongan logam pada substrat terbumi digunakan untuk aplikasi di pemerintahan dan aplikasi komersil.
4. Antena Susun (Array Antenna)
Antena susun adalah susunan dua buah atau lebih elemen antena untuk menaikkan gain dan memperoleh pola radiasi tertentu. Contoh : Yagi-Uda array.
5. Antena Reflektor (Reflector Antenna)
Memanfaatkan elemen lain agar energi yang dipancarkan dapat dipantulkan kembali ke elemen pencatunya. Contoh : antena yagi, antena corner reflector.
6. Lens Antenna
Antena lensa mempunyai dua tipe yaitu delay lenses dan fast lenses. Beberapa contoh tipe antena lensa berdasarkan index refraction yaitu : convex-plane, convex – convex, convex-concave, dsb. 

 

Parameter Antena

1. Pola Radiasi

Pola radiasi sebuah antena didefinisikan sebagai gambaran grafis dari sifat-sifat pancaran antena sebagai fungsi dari koordinat ruang. Pada koordinat bola, sebuah titik radiasi merupakan fungsi dari r,T,dan F , seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Gambar 1. Sebuah titik radiasi pada koordinat bola

Adapun pola radiasi antena dibedakan menjadi 3 yaitu :
1. Isotropis
Isotropis adalah arah pancaran antena ke berbagai arah dengan energi sama besar pada seluruh bidang. Pola radiasi antena isotropis dalam tiga dimensi bentuk pola radiasinya seperti bola. Antena isotropis ini merupakan jenis antena ideal dan secara teoritis dijadikan sebagai referensi dalam pengukuran antena lain namun tidak mungkin direalisasikan karena dalam hal ini antena sebagai titik. Pola radiasi isotropis terdapat pada gambar 2.


Gambar 3. Pola radiasi isotropis


2. Unidireksional

Unidireksional adalah arah pancaran antena ke satu arah. Antena dengan pola radiasi unidireksional sering digunakan pada komunikasi point to point.


Gambar 2. Pola radiasi unidireksional


3. Omnidireksional

Omnidireksional adalah arah pancaran antena ke berbagai arah dengan energi pada satu bidang sama besar. Pola radiasi antena omnidireksional terdapat pada gambar 4.


Gambar 4. Pola radiasi omnidireksional




arameter pola radiasi terdiri dari main lobe, side lobe, HPBW (Half Power Beamwidth), FNBW (First Null Beamwidth), SLL (Side Lobe Level) dan FBR (Front to Back Ratio). Definisi dari istilah – istilah pada parameter pola radiasi, sebagai berikut :
1. Major lobe
Major lobe disebut juga main lobe didefinisikan sebagai radiation lobe yang berisi arah radiasi maksimum. Major lobe merupakan daerah pancaran terbesar sehingga dapat menentukan arah radiasi dan mempunyai daya yang besar.
2. Side lobe
Side lobes terdiri dari :
1. first side lobe yaitu minor lobe yang posisinya paling dekat dengan main lobe.
2. second side lobe yaitu minor lobe yang posisinya setelah first side lobe.
3. Back lobe yaitu minor lobe yang posisinya berlawanan dengan main lobe.
3. Half Power Beamwidth ( HPBW)
Half Power Beamwidth adalah daerah sudut yang dibatasi oleh titiktitik ½ daya atau -3 dB atau 0.707 dari medan maksimum pada lobe utama.
4. First Null Beamwidth (FNBW)
First Null Beamwidth adalah besar sudut bidang diantara dua arah pada main lobe yang intensitas radiasinya nol.
5. Side Lobe Level (SLL)
Side Lobe Level adalah perbandingan antara first lobe dan main lobe. Side Lobe Level menyatakan besar dari side lobe.
6. Front to Back Ratio (FBR)
Front to Back Ratio adalah perbandingan antara main lobe terhadap back lobe.

Gambar 5.Parameter pola radiasi

Dalam memancarkan daya, antena memiliki sifat radiasi sebagai berikut :

1. Broadside : suatu pancaran daya yang arah main beam berada pada posisi tegak lurus terhadap bidang yang berisi element antena.
2. Endfire : suatu pancaran daya yang arah main beam berada pada posisi sejajar terhadap bidang yang berisi elemen antena.
3. Intermediate : pancaran daya yang arah main beam pada posisi tegak lurus ataupun sejajar tapi mengarah pada sudut tertentu.

Sifat-sifat radiasi antena terlihat pada gambar 6.

Gambar 6. Pola radiasi Antena (a). broadside, (b). endfire, (c). Intermediate

1. Polarisasi
Polarisasi adalah gambaran orientasi medan listrik dalam arah propagasinya[7]. Polarisasi dapat juga diartikan sebagai bentuk pergerakan medan listrik terhadap waktu. Bentuk dari polarisasi dapat dapat dibagi menjadi tiga yaitu :
1. Polarisasi linier yaitu jika medan listrik pada arah y dan AR(axial ratio) = ~. AR adalah rasio antara sumbu mayor dan sumbu minor. Polarisasi linier bisa horizontal dan vertikal. Polarisasi ini bersesuaian dengan pemasangan antena, jika antena dipasang vertikal maka polarisasi antena linier vertikal dan jika antena dipasang horizontal maka polarisasi antena linier horizontal. Polarisasi linier dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7.Polarisasi linier (a). arah vertikal (b). arah horizontal(a). broadside, (b). endfire, (c). Intermediate


2. Polarisasi lingkaran yaitu jika sumbu mayor sama dengan sumbu minor dan AR (axial ratio) = 1. Pada polarisasi lingkaran besarnya medan listrik sama dan berputar dalam lintasan berbentuk lingkaran.
3. Polarisasi elips sama dengan polarisasi lingkaran, tetapi polarisasi elips memiliki AR = E2/E1 dan berputar dalam lintasan berbentuk elips seperti yang terlihat pada gambar 8.

Gambar 8.Polarisasi elips
2. Gain
Salah satu parameter penting untuk mengukur kualitas antena adalah gain[2].Gain sebuah antena didefinisikan sebagai perbandingan rapat daya maksimum suatu antena terhadap rapat daya maksimum dari antena referensi dengan daya masuk sama besar[7]. Contoh pengukuran gain terdapat pada gambar 2.9.

Gambar 9.Pengukuran gain dengan perbandingan