Di era modern ini komunikasi nirkabel , banyak insinyur menunjukkan minat untuk melakukan spesialisasi dalam bidang komunikasi, tetapi ini membutuhkan pengetahuan dasar tentang konsep komunikasi dasar seperti jenis antena, radiasi elektromagnetik dan berbagai fenomena yang berkaitan dengan propagasi, dll. Dalam hal sistem komunikasi nirkabel, antena memainkan peran penting berperan karena mereka mengubah sinyal elektronik menjadi gelombang elektromagnetik secara efisien.

Jenis Antena

Antena adalah komponen dasar dari apa saja sirkuit listrik karena menyediakan tautan interkoneksi antara pemancar dan ruang bebas atau antara ruang bebas dan penerima. Sebelum kita membahas tentang jenis antena, ada beberapa properti yang perlu dipahami. Selain properti ini, kami juga membahas tentang berbagai jenis antena yang digunakan dalam sistem komunikasi secara detail.

Properti Antena

Penguatan Antena
Bukaan
Directivity dan bandwidth
Polarisasi
Panjang efektif
Diagram kutub

Penguatan Antena: Parameter yang mengukur derajat arah pola radial antena disebut penguatan. Antena dengan penguatan lebih tinggi lebih efektif dalam pola radiasi. Antena dirancang sedemikian rupa sehingga daya meningkat ke arah yang diinginkan dan berkurang ke arah yang tidak diinginkan.

G = (daya yang diradiasikan oleh antena) / (daya yang dipancarkan oleh antena refernce)

Bukaan: Bukaan ini juga dikenal sebagai bukaan efektif antena yang secara aktif berpartisipasi dalam transmisi dan penerimaan gelombang elektromagnetik. Daya yang diterima oleh antena dikaitkan dengan area kolektif. Area antena yang terkumpul ini dikenal sebagai aperture efektif.

Pr = Pd * A watt
A = pr / pd m2

Directivity dan Bandwidth: Arahan antena didefinisikan sebagai ukuran radiasi daya terkonsentrasi dalam arah tertentu. Ini dapat dianggap sebagai kemampuan antena untuk mengarahkan daya yang dipancarkan ke arah tertentu. Ini juga dapat dicatat sebagai rasio intensitas radiasi dalam arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata. Bandwidth merupakan salah satu parameter yang diinginkan untuk memilih antena. Ini dapat didefinisikan sebagai rentang frekuensi di mana antena dapat memancarkan energi dengan baik dan menerima energi.

Polarisasi: Gelombang elektromagnetik yang diluncurkan dari antena dapat terpolarisasi secara vertikal dan horizontal. Jika gelombang terpolarisasi dalam arah vertikal, maka vektor E vertikal dan membutuhkan antena vertikal. Jika vektor E berbentuk horizontal maka diperlukan antena horizontal untuk meluncurkannya. Terkadang, polarisasi melingkar digunakan, ini adalah kombinasi dari cara horizontal dan vertikal.

Panjang Efektif: Panjang efektif adalah parameter antena yang mencirikan efisiensi antena dalam memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetik. Panjang efektif dapat ditentukan untuk antena pemancar dan penerima. Perbandingan EMF pada masukan penerima dengan intensitas medan listrik yang terjadi pada antena dikenal sebagai panjang efektif penerima. Panjang efektif pemancar dapat didefinisikan sebagai panjang ruang bebas pada konduktor, dan distribusi arus sepanjang pemancar menghasilkan intensitas medan yang sama dalam segala arah radiasi.

Panjang Efektif = (Area di bawah gangguan arus tidak seragam) / (Area di bawah distribusi arus seragam)

Diagram kutub: Properti paling penting dari antena adalah pola radiasi atau diagram kutubnya. Untuk antena pemancar, ini adalah plot yang membahas tentang kekuatan medan daya yang diradiasikan oleh antena dalam berbagai arah sudut seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Sebuah plot juga dapat diperoleh untuk bidang vertikal dan horizontal - dan, juga dinamai sebagai pola vertikal dan horizontal.

Sampai sekarang kita telah membahas sifat-sifat antena, dan sekarang kita akan membahas berbagai jenis antena yang digunakan untuk berbagai aplikasi.

Jenis Antena

Catat Antena Berkala

Antena Dasi Kupu-kupu
Larik Dipol Log-Periodik

Antena Kawat

Antena Dipol Pendek
Antena Dipol
Antena Monopole
Loop Antena

Antena Gelombang Bepergian

Antena Heliks
Antena Yagi-Uda

Antena Gelombang Mikro

Antena Strip Mikro Persegi Panjang
Antena Planar Inverted-F

Antena Reflektor

Reflektor Sudut
Reflektor Parabola

1. Antena Log-Periodik

Catat Antena Berkala

Antena log-periodik juga disebut sebagai larik periodik log. Ini adalah antena sinar sempit berarah multi-elemen yang bekerja pada berbagai frekuensi. Antena ini terbuat dari serangkaian dipol yang ditempatkan di sepanjang sumbu antena pada interval ruang waktu yang berbeda diikuti oleh fungsi frekuensi logaritmik. Antena log-periodik digunakan dalam berbagai aplikasi di mana bandwidth variabel diperlukan bersama dengan penguatan dan pengarahan antena.

Antena Bow-Tie

Antena Dasi Kupu-kupu

Antena dasi kupu-kupu juga dikenal sebagai antena Biconical atau antena Kupu-kupu. Antena bikonis adalah antena pita lebar omnidirectional. Berdasarkan ukuran antena ini, antena ini memiliki respons frekuensi rendah, dan bertindak sebagai filter high-pass. Ketika frekuensi bergerak ke batas yang lebih tinggi, jauh dari frekuensi desain, pola radiasi antena terdistorsi dan menyebar.

Sebagian besar antena bow-tie adalah turunan dari antena bikonis. Diskon adalah jenis antena setengah-biconical. Antena bow-tie berbentuk planar, dan oleh karena itu, antena directional.

Larik Dipol Log-Periodik

Catat Antena Dipol Berkala

Jenis antena yang paling umum digunakan di teknologi komunikasi nirkabel adalah larik dipol log-periodik yang pada dasarnya terdiri dari sejumlah elemen dipol. Antena susunan dipol ini mengecil ukurannya dari ujung belakang ke ujung depan. Berkas utama antena RF ini berasal dari ujung depan yang lebih kecil.

Elemen di ujung belakang array berukuran besar dengan setengah panjang gelombang beroperasi dalam rentang frekuensi rendah. Spasi elemen dikurangi menuju ujung depan array dimana array terkecil ditempatkan. Selama operasi ini, karena frekuensinya bervariasi, transisi mulus terjadi di sepanjang larik elemen, yang mengarah pada pembentukan wilayah aktif.

2. Antena Kawat

Antena Kawat

Antena kawat juga dikenal sebagai antena linier atau lengkung. Antena ini sangat sederhana, murah dan digunakan dalam berbagai aplikasi. Antena ini dibagi lagi menjadi empat seperti yang dijelaskan di bawah ini.

Antena Dipol

Antena dipol adalah salah satu penyejajaran antena yang paling langsung. Antena dipol ini terdiri dari dua batang logam tipis dengan perbedaan tegangan sinusoidal di antara keduanya. Panjang batang dipilih sedemikian rupa sehingga memiliki seperempat panjang gelombang pada frekuensi operasional. Antena ini digunakan dalam mendesain antena sendiri atau antena lain. Mereka sangat mudah dibuat dan digunakan.

Antena Dipol

Antena dipol terdiri dari dua batang logam yang melaluinya arus dan frekuensi mengalir. Aliran arus dan tegangan ini membuat gelombang elektromagnetik dan sinyal radio terpancar. Antena terdiri dari elemen radiasi yang membelah batang dan membuat arus mengalir melalui pusat dengan menggunakan pengumpan pada pemancar keluar yang mengambil dari penerima. Berbagai jenis antena dipol digunakan sebagai Antena RF termasuk gelombang setengah, ganda, terlipat, tidak beresonansi, dan seterusnya.

Antena Dipol Pendek:

“apa itu nik? ”

Antena Dipol Pendek

Ini adalah yang paling sederhana dari semua jenis antena. Antena ini adalah kabel hubung terbuka yang pendek artinya “relatif terhadap panjang gelombang” sehingga antena ini mengutamakan ukuran kabel relatif terhadap panjang gelombang frekuensi operasinya. Itu memang mempertimbangkan tentang ukuran absolut antena dipol. Antena dipol pendek terdiri dari dua konduktor ko-linier yang ditempatkan ujung ke ujung, dengan celah kecil antar konduktor oleh pengumpan. Dipol dianggap pendek jika panjang elemen radiasi kurang dari sepersepuluh panjang gelombang.

L<λ/10

Antena dipol pendek terbuat dari dua konduktor ko-linier yang ditempatkan ujung ke ujung, dengan celah kecil antar konduktor oleh pengumpan.

Antena dipol pendek jarang memuaskan dari sudut pandang efisiensi karena sebagian besar daya yang masuk ke antena ini hilang karena kehilangan panas dan resistif juga menjadi tinggi secara bertahap.

Antena Monopole

Antena monopole adalah setengah dari antena dipol sederhana yang terletak di atas bidang ground seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pola radiasi di atas bidang yang diarde akan sama dengan antena dipol setengah gelombang, namun daya total yang diradiasikan adalah setengah dari bidang dipol yang hanya terpancar di wilayah belahan atas. Pengarahan antena ini menjadi dua kali lipat dibandingkan dengan antena dipol.

Antena monopole juga digunakan sebagai antena yang dipasang di kendaraan karena antena ini menyediakan bidang arde yang diperlukan untuk antena yang dipasang di atas bumi.

Loop Antena

Loop Antena

Antena loop memiliki karakteristik yang sama dengan antena dipol dan monopole karena sederhana dan mudah dibuat. Antena loop tersedia dalam berbagai bentuk seperti lingkaran, elips, persegi panjang, dll. Karakteristik dasar antena loop tidak bergantung pada bentuknya. Mereka banyak digunakan dalam hubungan komunikasi dengan frekuensi sekitar 3 GHz. Antena ini juga dapat digunakan sebagai probe medan elektromagnetik di pita gelombang mikro.

Lingkar antena loop menentukan efisiensi antena yang serupa dengan antena dipol dan monopole. Antena ini selanjutnya diklasifikasikan menjadi dua jenis: kecil secara elektrik dan besar secara elektrik berdasarkan lingkar loop.

Antena loop kecil secara elektrik ———> Circumference≤λ⁄10

Antena loop besar secara elektrik ———> Circumference≈λ

Loop elektrik kecil dari satu putaran memiliki resistansi radiasi kecil dibandingkan dengan resistansi kehilangannya. Resistensi radiasi antena loop kecil dapat ditingkatkan dengan menambahkan lebih banyak putaran. Loop multi-putaran memiliki ketahanan radiasi yang lebih baik meskipun efisiensinya lebih rendah.

Antena Loop Kecil

Karena itu, antena loop kecil sebagian besar digunakan sebagai antena penerima di mana kerugian tidak diwajibkan. Loop kecil tidak digunakan sebagai antena pemancar karena efisiensinya yang rendah.

Antena loop resonan relatif besar, dan diarahkan oleh operasi panjang gelombang. Antena ini juga dikenal sebagai antena loop besar karena digunakan pada frekuensi yang lebih tinggi, seperti VHF dan UHF, yang ukurannya sesuai. Mereka dapat dilihat sebagai antena dipol lipat dan dideformasi menjadi berbagai bentuk seperti bola, persegi, dll., Dan memiliki karakteristik serupa seperti efisiensi radiasi tinggi.

3. Antena Gelombang Bepergian

Antena Heliks

Antena heliks juga dikenal sebagai antena heliks. Mereka memiliki struktur yang relatif sederhana dengan satu, dua atau lebih kabel yang masing-masing dililitkan untuk membentuk heliks, biasanya didukung oleh bidang tanah atau reflektor berbentuk dan digerakkan oleh umpan yang sesuai. Desain yang paling umum adalah kabel tunggal yang didukung oleh tanah dan diumpankan dengan saluran koaksial.

Secara umum, sifat radiasi antena heliks dikaitkan dengan spesifikasi ini: ukuran listrik struktur, di mana impedansi masukan lebih sensitif terhadap tinggi nada dan kabel.

Antena Heliks

Antena heliks memiliki dua mode radiasi utama: mode normal dan mode aksial. Mode aksial digunakan dalam berbagai aplikasi. Dalam mode normal, dimensi heliks lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombangnya. Antena ini bertindak sebagai antena dipol pendek atau monopole. Dalam mode aksial, ukuran heliks sama dengan panjang gelombangnya. Antena ini berfungsi sebagai antena pengarah.

Antena Yagi-Uda

Antena Yagi-Uda

Antena lain yang menggunakan elemen pasif adalah Antena Yagi-Uda . Antena jenis ini tidak mahal dan efektif. Ini dapat dibangun dengan satu atau lebih elemen reflektor dan satu atau lebih elemen pengarah. Antena Yagi dapat dibuat dengan menggunakan antena dengan satu reflektor, elemen aktif dipol lipat yang digerakkan, dan pengarah, dipasang untuk polarisasi horizontal ke arah depan.

“beralih otomatis dari surya ke listrik ”

4. Antena Gelombang Mikro

Antena yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro dikenal sebagai antena microwave . Antena ini digunakan dalam berbagai aplikasi.

Antena Strip Mikro Persegi Panjang

Antena Strip Mikro Persegi Panjang

Untuk aplikasi pesawat ruang angkasa atau pesawat - berdasarkan spesifikasi seperti ukuran, berat, biaya, kinerja, kemudahan pemasangan, dll. - antena profil rendah lebih disukai. Antena ini dikenal sebagai antena mikrostrip persegi panjang atau antena patch, antena ini hanya membutuhkan ruang untuk jalur umpan yang biasanya ditempatkan di belakang bidang tanah. Kerugian utama penggunaan antena ini adalah bandwidth yang tidak efisien dan sangat sempit, yang biasanya hanya sepersekian persen atau, paling banter, beberapa persen.

Antena Planar Inverted-F

Antena Planar Inverted-F dapat dianggap sebagai jenis antena Inverted F linear (IFA) di mana elemen pemancar kabel diganti dengan pelat untuk meningkatkan bandwidth. Keuntungan dari antena ini adalah bahwa mereka dapat disembunyikan ke dalam rumah ponsel jika dibandingkan dengan jenis antena yang berbeda seperti antena cambuk, batang atau heliks, dll. Keuntungan lainnya adalah dapat mengurangi radiasi mundur ke arah atas antena dengan menyerap daya, yang meningkatkan efisiensi. Mereka memberikan keuntungan tinggi dalam keadaan horizontal dan vertikal. Fitur ini paling penting untuk semua jenis antena yang digunakan dalam komunikasi nirkabel.

5. Antena Reflektor

Antena Reflektor Sudut

Antena Reflektor Sudut

Antena yang terdiri dari satu atau lebih elemen dipol yang ditempatkan di depan reflektor sudut, dikenal sebagai antena reflektor sudut. Pengarahan antena apa pun dapat ditingkatkan dengan menggunakan reflektor. Dalam kasus antena kawat, lembaran konduktor digunakan di belakang antena untuk mengarahkan radiasi ke arah depan.

Antena Reflektor Parabola

Permukaan antena parabola yang memancar memiliki dimensi yang sangat besar dibandingkan dengan panjang gelombangnya. Optik geometris, yang bergantung pada sinar dan muka gelombang, digunakan untuk mengetahui fitur tertentu dari antena ini. Sifat penting tertentu dari antena ini dapat dipelajari dengan menggunakan optik sinar, dan antena lain dengan menggunakan teori medan elektromagnetik.

Antena Parabola

Salah satu sifat yang berguna dari antena ini adalah konversi muka gelombang bola divergen menjadi muka gelombang paralel yang menghasilkan berkas antena yang sempit. Berbagai jenis umpan yang menggunakan reflektor parabola ini antara lain umpan tanduk, umpan Cartesian, dan umpan dipol.

Pada artikel ini, Anda telah mempelajari tentang berbagai jenis antena dan aplikasinya dalam komunikasi nirkabel dan penggunaan Antena dalam mengirim dan menerima data. Untuk bantuan apa pun terkait artikel ini, hubungi kami dengan memberi komentar di bagian komentar di bawah.

Foto Kredit: