Direktivitas merupakan parameter antena yang mendasar. Ini adalah ukuran pola radiasi antena terarah. Antena yang memancarkan radiasi secara merata ke segala arah akan memiliki direktivitas yang sama dengan 1. (Ini setara dengan nol desibel -0 dB).
Fungsi koordinat bola dapat ditulis sebagai pola radiasi yang dinormalisasi:
[Persamaan 1]
Pola radiasi yang dinormalkan memiliki bentuk yang sama dengan pola radiasi aslinya. Pola radiasi yang dinormalkan dikurangi besarnya sehingga nilai maksimum pola radiasi sama dengan 1. (Yang terbesar adalah persamaan [1] "F"). Secara matematis, rumus untuk direksionalitas (tipe "D") ditulis sebagai:
Ini mungkin tampak seperti persamaan arah yang rumit. Namun, pola radiasi molekul memiliki nilai yang paling besar. Penyebut mewakili daya rata-rata yang diradiasikan ke segala arah. Persamaan tersebut kemudian merupakan ukuran daya puncak yang diradiasikan dibagi dengan rata-rata. Ini memberikan direktivitas antena.
Paradigma arah
Sebagai contoh, perhatikan dua persamaan berikut untuk pola radiasi dua antena.
Antena 1
Antena 2
Pola radiasi ini diplot pada Gambar 1. Harap perhatikan bahwa mode radiasi hanya merupakan fungsi dari sudut kutub theta(θ). Pola radiasi bukan merupakan fungsi dari azimuth. (Pola radiasi azimuth tetap tidak berubah). Pola radiasi antena pertama kurang terarah, dibandingkan dengan pola radiasi antena kedua. Oleh karena itu, kami memperkirakan direktivitasnya lebih rendah untuk antena pertama.
Gambar 1. Diagram pola radiasi antena. Memiliki direksionalitas tinggi?
Dengan menggunakan rumus [1], kita dapat menghitung bahwa antena memiliki direktivitas yang lebih tinggi. Untuk memeriksa pemahaman Anda, pikirkan Gambar 1 dan apa itu direktivitas. Kemudian tentukan antena mana yang memiliki direktivitas lebih tinggi tanpa menggunakan matematika apa pun.
Hasil perhitungan arah, menggunakan rumus [1]:
Perhitungan antena terarah 1, 1,273 (1,05 dB).
Perhitungan antena terarah 2, 2,707 (4,32 dB).
Peningkatan direktivitas berarti antena yang lebih terfokus atau terarah. Ini berarti antena penerima 2 memiliki daya terarah puncak 2,707 kali lebih besar daripada antena omnidirectional. Antena 1 akan memperoleh daya 1,273 kali lebih besar daripada antena omnidirectional. Antena omnidirectional digunakan sebagai referensi umum meskipun tidak ada antena isotropik.
Antena telepon seluler harus memiliki direktivitas rendah karena sinyal dapat datang dari arah mana saja. Sebaliknya, antena parabola memiliki direktivitas tinggi. Parabola menerima sinyal dari arah yang tetap. Misalnya, jika Anda membeli parabola TV satelit, perusahaan akan memberi tahu Anda ke mana harus mengarahkannya dan parabola akan menerima sinyal yang diinginkan.
Kita akan mengakhiri dengan daftar jenis antena dan direktivitasnya. Ini akan memberi Anda gambaran tentang direktivitas yang umum.
Jenis antena Direktivitas tipikal Direktivitas tipikal [desibel] (dB)
Antena dipol pendek 1,5 1,76
Antena dipol setengah gelombang 1,64 2,15
Patch (antena mikrostrip) 3.2-6.3 5-8
Antena klakson 10-100 10-20
Antena parabola 10-10.000 10-40
Seperti yang ditunjukkan data di atas, direktivitas antena sangat bervariasi. Oleh karena itu, penting untuk memahami direktivitas saat memilih antena terbaik untuk aplikasi spesifik Anda. Jika Anda perlu mengirim atau menerima energi dari beberapa arah dalam satu arah, maka Anda harus merancang antena dengan direktivitas rendah. Contoh aplikasi untuk antena direktivitas rendah meliputi radio mobil, telepon seluler, dan akses Internet nirkabel komputer. Sebaliknya, jika Anda melakukan penginderaan jarak jauh atau transfer daya yang ditargetkan, maka antena yang sangat terarah akan diperlukan. Antena yang sangat terarah akan memaksimalkan transfer daya dari arah yang diinginkan dan mengurangi sinyal dari arah yang tidak diinginkan.
Misalkan kita menginginkan antena dengan direktivitas rendah. Bagaimana cara melakukannya?
Aturan umum teori antena adalah Anda memerlukan antena yang secara elektrik berukuran kecil untuk menghasilkan direktivitas rendah. Artinya, jika Anda menggunakan antena dengan ukuran total 0,25 - 0,5 panjang gelombang, maka Anda akan meminimalkan direktivitas. Antena dipol setengah gelombang atau antena slot setengah panjang gelombang biasanya memiliki direktivitas kurang dari 3 dB. Ini adalah direktivitas terendah yang bisa Anda dapatkan dalam praktik.
Pada akhirnya, kita tidak dapat membuat antena yang lebih kecil dari seperempat panjang gelombang tanpa mengurangi efisiensi antena dan lebar pita antena. Efisiensi antena dan lebar pita antena akan dibahas di bab-bab selanjutnya.
Untuk antena dengan direktivitas tinggi, kita memerlukan antena dengan berbagai ukuran panjang gelombang. Seperti antena parabola dan antena horn yang memiliki direktivitas tinggi. Hal ini sebagian karena antena tersebut memiliki panjang gelombang yang banyak.
mengapa demikian? Pada akhirnya, alasannya berkaitan dengan sifat transformasi Fourier. Ketika Anda mengambil transformasi Fourier dari pulsa pendek, Anda memperoleh spektrum yang luas. Analogi ini tidak hadir dalam menentukan pola radiasi antena. Pola radiasi dapat dianggap sebagai transformasi Fourier dari distribusi arus atau voltase di sepanjang antena. Oleh karena itu, antena kecil memiliki pola radiasi yang luas (dan direktivitas rendah). Antena dengan distribusi voltase atau arus seragam yang besar Pola yang sangat terarah (dan direktivitas tinggi).
E-mail:info@rf-miso.com
Telepon: 0086-028-82695327
Situs web:www.rf-miso.com
Waktu posting: 07-Nov-2023
