1. Pengenalan Antena
Antena adalah struktur transisi antara ruang bebas dan saluran transmisi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Saluran transmisi dapat berupa saluran koaksial atau tabung berongga (pandu gelombang), yang digunakan untuk mentransmisikan energi elektromagnetik dari sumber ke antena, atau dari antena ke penerima. Sumber adalah antena pemancar, dan penerima adalah antena penerima.antena.
Gambar 1 Jalur transmisi energi elektromagnetik
Transmisi sistem antena dalam mode transmisi Gambar 1 direpresentasikan oleh ekuivalen Thevenin seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, di mana sumber direpresentasikan oleh generator sinyal ideal, saluran transmisi direpresentasikan oleh saluran dengan impedansi karakteristik Zc, dan antena direpresentasikan oleh beban ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]. Resistansi beban RL merepresentasikan rugi-rugi konduksi dan dielektrik yang terkait dengan struktur antena, sementara Rr merepresentasikan resistansi radiasi antena, dan reaktansi XA digunakan untuk merepresentasikan bagian imajiner dari impedansi yang terkait dengan radiasi antena. Dalam kondisi ideal, semua energi yang dihasilkan oleh sumber sinyal harus ditransfer ke resistansi radiasi Rr, yang digunakan untuk merepresentasikan kapabilitas radiasi antena. Namun, dalam aplikasi praktis, terdapat rugi-rugi konduktor-dielektrik akibat karakteristik saluran transmisi dan antena, serta rugi-rugi yang disebabkan oleh refleksi (ketidaksesuaian) antara saluran transmisi dan antena. Dengan mempertimbangkan impedansi internal sumber dan mengabaikan saluran transmisi serta kerugian refleksi (ketidaksesuaian), daya maksimum diberikan ke antena di bawah pencocokan konjugat.
Gambar 2
Akibat ketidaksesuaian antara saluran transmisi dan antena, gelombang pantul dari antarmuka tumpang tindih dengan gelombang datang dari sumber ke antena, membentuk gelombang stasioner. Gelombang stasioner ini merepresentasikan konsentrasi dan penyimpanan energi, dan merupakan perangkat resonansi yang umum. Pola gelombang stasioner yang umum ditunjukkan oleh garis putus-putus pada Gambar 2. Jika sistem antena tidak dirancang dengan baik, saluran transmisi dapat bertindak lebih sebagai elemen penyimpan energi, alih-alih sebagai pemandu gelombang dan perangkat transmisi energi.
Rugi-rugi yang disebabkan oleh saluran transmisi, antena, dan gelombang stasioner tidak diinginkan. Rugi-rugi saluran dapat diminimalkan dengan memilih saluran transmisi dengan rugi-rugi rendah, sementara rugi-rugi antena dapat dikurangi dengan mengurangi resistansi rugi-rugi yang direpresentasikan oleh RL pada Gambar 2. Gelombang stasioner dapat dikurangi dan penyimpanan energi dalam saluran dapat diminimalkan dengan mencocokkan impedansi antena (beban) dengan impedansi karakteristik saluran.
Dalam sistem nirkabel, selain menerima atau mentransmisikan energi, antena biasanya diperlukan untuk memperkuat energi radiasi ke arah tertentu dan meredam energi radiasi ke arah lain. Oleh karena itu, selain sebagai perangkat deteksi, antena juga harus digunakan sebagai perangkat pengarah. Antena dapat hadir dalam berbagai bentuk untuk memenuhi kebutuhan spesifik. Bentuknya bisa berupa kabel, apertur, patch, rakitan elemen (array), reflektor, lensa, dan sebagainya.
Dalam sistem komunikasi nirkabel, antena merupakan salah satu komponen terpenting. Desain antena yang baik dapat mengurangi kebutuhan sistem dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan. Contoh klasiknya adalah televisi, di mana penerimaan siaran dapat ditingkatkan dengan menggunakan antena berkinerja tinggi. Antena bagi sistem komunikasi ibarat mata bagi manusia.
2. Klasifikasi Antena
Antena horn adalah antena planar, antena gelombang mikro dengan penampang melingkar atau persegi panjang yang secara bertahap membuka di ujung pandu gelombang. Ini adalah jenis antena gelombang mikro yang paling banyak digunakan. Medan radiasinya ditentukan oleh ukuran bukaan horn dan jenis propagasinya. Di antara keduanya, pengaruh dinding horn terhadap radiasi dapat dihitung menggunakan prinsip difraksi geometrik. Jika panjang horn tetap sama, ukuran bukaan dan beda fase kuadrat akan meningkat seiring dengan peningkatan sudut bukaan horn, tetapi penguatannya tidak akan berubah seiring dengan peningkatan ukuran bukaan. Jika pita frekuensi horn perlu diperluas, pantulan pada leher dan bukaan horn perlu dikurangi; pantulan akan berkurang seiring dengan peningkatan ukuran bukaan. Struktur antena horn relatif sederhana, dan pola radiasinya juga relatif sederhana dan mudah dikontrol. Umumnya digunakan sebagai antena medium directional. Antena horn reflektor parabola dengan bandwidth lebar, side lobe rendah, dan efisiensi tinggi sering digunakan dalam komunikasi relai gelombang mikro.
RM-DCPHA105145-20 (10,5-14,5 GHz)
RM-BDHA1850-20 (18-50GHz)
RM-SGHA430-10 (1,70-2,60 GHz)
2. Antena mikrostrip
Struktur antena mikrostrip umumnya terdiri dari substrat dielektrik, radiator, dan bidang tanah. Ketebalan substrat dielektrik jauh lebih kecil daripada panjang gelombang. Lapisan tipis logam di bagian bawah substrat dihubungkan ke bidang tanah, dan lapisan tipis logam dengan bentuk tertentu dibuat di bagian depan melalui proses fotolitografi sebagai radiator. Bentuk radiator dapat diubah dengan berbagai cara sesuai kebutuhan.
Perkembangan teknologi integrasi gelombang mikro dan proses manufaktur baru telah mendorong perkembangan antena mikrostrip. Dibandingkan dengan antena tradisional, antena mikrostrip tidak hanya berukuran kecil, ringan, profilnya rendah, mudah dikonfigurasi, tetapi juga mudah diintegrasikan, berbiaya rendah, cocok untuk produksi massal, dan juga memiliki keunggulan sifat listrik yang beragam.
RM-MA424435-22 (4,25-4,35GHz)
RM-MA25527-22(25,5-27GHz)
3. Antena slot pemandu gelombang
Antena slot pandu gelombang adalah antena yang memanfaatkan slot pada struktur pandu gelombang untuk menghasilkan radiasi. Antena ini biasanya terdiri dari dua pelat logam paralel yang membentuk pandu gelombang dengan celah sempit di antara kedua pelat tersebut. Ketika gelombang elektromagnetik melewati celah pandu gelombang, akan terjadi fenomena resonansi, sehingga menghasilkan medan elektromagnetik yang kuat di dekat celah tersebut untuk menghasilkan radiasi. Karena strukturnya yang sederhana, antena slot pandu gelombang dapat menghasilkan radiasi pita lebar dan efisiensi tinggi, sehingga banyak digunakan dalam radar, komunikasi, sensor nirkabel, dan bidang lain dalam pita gelombang mikro dan gelombang milimeter. Keunggulannya antara lain efisiensi radiasi yang tinggi, karakteristik pita lebar, dan kemampuan anti-interferensi yang baik, sehingga banyak diminati oleh para insinyur dan peneliti.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5GHz)
RM-SWA910-22 (9-10GHz)
Antena Bikonikal adalah antena pita lebar dengan struktur bikonikal, yang dicirikan oleh respons frekuensi yang lebar dan efisiensi radiasi yang tinggi. Kedua bagian kerucut antena bikonikal tersebut simetris satu sama lain. Melalui struktur ini, radiasi efektif dalam pita frekuensi yang lebar dapat dicapai. Antena ini biasanya digunakan dalam bidang-bidang seperti analisis spektrum, pengukuran radiasi, dan pengujian EMC (kompatibilitas elektromagnetik). Antena ini memiliki karakteristik pencocokan impedansi dan radiasi yang baik, serta cocok untuk skenario aplikasi yang membutuhkan cakupan beberapa frekuensi.
RM-BCA2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4 (2-18GHz)
Antena spiral adalah antena pita lebar berstruktur spiral yang dicirikan oleh respons frekuensi yang lebar dan efisiensi radiasi yang tinggi. Antena spiral mencapai keragaman polarisasi dan karakteristik radiasi pita lebar melalui struktur kumparan spiral, dan cocok untuk radar, komunikasi satelit, dan sistem komunikasi nirkabel.
RM-PSA0756-3 (0,75-6GHz)
RM-PSA218-2R (2-18GHz)
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 14-Jun-2024
