Dalam pola radiasi sebuah antena, lobus utama mewakili berkas utama antena, di mana energi maksimum dan paling terkonsentrasi dipancarkan.
Lebar berkas (beamwidth) adalah lebar sudut bukaan tempat sebagian besar daya dipancarkan. Dua parameter utama yang digunakan untuk mengkarakterisasi lebar berkas adalah Lebar Berkas Setengah Daya (Half-Power Beamwidth/HPBW) dan Lebar Berkas Nol Pertama (First Null Beamwidth/FNBW).
Lebar Berkas Setengah Daya (HPBW)
Menurut definisi standar, pemisahan sudut di mana amplitudo pola radiasi turun sebesar 50% (yaitu, -3 dB) dari puncak lobus utama disebut lebar berkas setengah daya.
Dengan kata lain, beamwidth adalah wilayah di mana antena memancarkan sebagian besar dayanya, yang sesuai dengan wilayah di dekat daya puncak. Beamwidth setengah daya adalah rentang sudut di mana daya relatif dalam medan radiasi efektif antena melebihi 50% dari daya puncak.
Interpretasi Geometris HPBW
Pada pola radiasi, gambarlah garis dari titik asal ke setiap sisi lobus utama pada titik setengah daya. Sudut antara kedua vektor ini adalah lebar berkas setengah daya (HPBW). Gambar berikut membantu mengilustrasikan konsep ini.
Gambar tersebut menunjukkan lobus utama antena dan titik setengah daya pada lobus utama.
Ekspresi Matematika
Rumus perkiraan untuk lebar berkas setengah daya adalah:
Di mana:
•λ adalah panjang gelombang operasi,
•D adalah dimensi bukaan antena (biasanya diameter atau panjang sisi).
Satuan lebar berkas setengah daya (HPBW) adalah radian atau derajat.
Lebar Berkas Nol Pertama (FNBW)
Menurut definisi standar, pemisahan sudut antara titik nol pertama yang berdekatan dengan lobus utama disebut lebar berkas titik nol pertama.
Secara sederhana, FNBW adalah rentang sudut antara titik nol pola pertama di kedua sisi berkas utama.
Interpretasi Geometris FNBW
Dari titik asal pola radiasi, gambarlah garis singgung pada berkas utama di setiap sisinya. Sudut antara kedua garis singgung ini adalah lebar berkas nol pertama (FNBW). Gambar berikut membantu mengilustrasikan konsep ini dengan lebih jelas.
Gambar di atas menunjukkan lebar berkas setengah daya (HPBW) dan lebar berkas nol pertama (FNBW) pada pola radiasi, dengan lobus utama dan lobus samping ditunjukkan.
Ekspresi Matematika
Hubungan antara lebar berkas nol pertama (FNBW) dan lebar berkas setengah daya (HPBW) dapat didekati sebagai:
Dengan mensubstitusikan HPBW ≈ 70λ/D, kita peroleh:
di mana λ adalah panjang gelombang dan D adalah dimensi bukaan antena.
Satuan
Satuan dari First Null Beamwidth (FNBW) adalah radian (rad) atau derajat (°).
Panjang Efektif dan Luas Efektif
Di antara parameter antena, panjang efektif dan luas efektif juga merupakan metrik penting yang membantu mengevaluasi kinerja antena.
Panjang Efektif
Panjang efektif antena digunakan untuk mengkarakterisasi efisiensi polarisasinya.
DefinisiPanjang efektif adalah perbandingan antara amplitudo tegangan rangkaian terbuka pada terminal antena penerima dengan amplitudo kekuatan medan listrik insiden pada arah polarisasi yang sama dengan antena. Ketika gelombang insiden mencapai input antena, gelombang tersebut memiliki kekuatan medan listrik tertentu yang amplitudonya bergantung pada polarisasi antena. Polarisasi ini harus sesuai dengan amplitudo tegangan pada terminal penerima untuk penerimaan sinyal yang optimal.
Ekspresi Matematika
Rumus matematis untuk panjang efektif adalah:
Di mana:
•le adalah panjang efektif antena,
•Voc adalah amplitudo tegangan rangkaian terbuka pada terminal antena penerima,
•Ei adalah amplitudo kekuatan medan listrik insiden pada arah polarisasi yang sama dengan antena.
Area Efektif
Definisi: Luas efektif adalah bagian dari luas antena penerima yang menyerap energi dari gelombang datang dan mengubahnya menjadi sinyal listrik; luasnya umumnya lebih kecil daripada luas bukaan fisik antena.
Selama penerimaan, seluruh area fisik antena terpapar gelombang elektromagnetik yang datang, tetapi hanya sebagian yang secara efektif menangkap sinyal. Bagian ini disebut area efektif.
Alasan mengapa hanya sebagian kecil energi muka gelombang yang dimanfaatkan adalah karena sebagian gelombang datang dihamburkan oleh antena, sementara bagian lainnya mungkin hilang sebagai panas. Oleh karena itu, dalam kondisi ideal tanpa kerugian, area yang, jika dikalikan dengan kerapatan daya datang, memberikan daya maksimum yang dapat diperoleh dari antena disebut area efektif.
Luas efektif umumnya dilambangkan denganAeff.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 30 April 2026
