Directivity adalah parameter antena mendasar.Ini adalah ukuran bagaimana pola radiasi antena terarah.Antena yang memancar secara merata ke segala arah akan memiliki directivity sebesar 1. (Ini setara dengan nol desibel -0 dB).
Fungsi koordinat bola dapat ditulis sebagai pola radiasi ternormalisasi:
[Persamaan 1]
Pola radiasi yang dinormalisasi mempunyai bentuk yang sama dengan pola radiasi aslinya.Pola radiasi yang dinormalisasi dikurangi besarnya sedemikian rupa sehingga nilai maksimum pola radiasi sama dengan 1. (Yang terbesar adalah persamaan [1] dari "F").Secara matematis, rumus arah (tipe "D") ditulis sebagai:
Ini mungkin tampak seperti persamaan arah yang rumit.Namun, pola radiasi molekul mempunyai nilai terbesar.Penyebutnya mewakili daya rata-rata yang dipancarkan ke segala arah.Persamaannya kemudian menjadi ukuran puncak daya yang terpancar dibagi dengan rata-rata.Ini memberikan directivity antena.
Paradigma terarah
Sebagai contoh, perhatikan dua persamaan berikutnya untuk pola radiasi dua antena.
Antena 1
Antena 2
Pola radiasi ini diplot pada Gambar 1. Perlu diketahui bahwa mode radiasi hanya merupakan fungsi dari sudut kutub theta(θ)Pola radiasi bukan merupakan fungsi azimuth.(Pola radiasi azimut tetap tidak berubah).Pola radiasi antena pertama kurang terarah, kemudian pola radiasi antena kedua.Oleh karena itu, kami berharap directivity menjadi lebih rendah untuk antena pertama.
Gambar 1. Diagram pola radiasi suatu antena.Memiliki arah yang tinggi?
Dengan menggunakan rumus [1], kita dapat menghitung bahwa antena memiliki directivity yang lebih tinggi.Untuk menguji pemahaman Anda, pikirkan tentang Gambar 1 dan apa itu arah.Kemudian tentukan antena mana yang memiliki directivity lebih tinggi tanpa menggunakan matematika apa pun.
Hasil perhitungan terarah, gunakan rumus [1]:
Perhitungan antena arah 1, 1,273 (1,05 dB).
Perhitungan antena arah 2, 2,707 (4,32 dB).
Peningkatan directivity berarti antena yang lebih fokus atau terarah.Artinya antena 2-penerima mempunyai daya arah puncaknya 2,707 kali lipat dibandingkan antena omnidireksional.Antena 1 akan mendapatkan kekuatan 1,273 kali lipat dari antena omnidirection.Antena omnidireksional digunakan sebagai referensi umum meskipun tidak ada antena isotropik.
Antena ponsel harus memiliki directivity yang rendah karena sinyal dapat datang dari segala arah.Sebaliknya, parabola memiliki directivity yang tinggi.Parabola menerima sinyal dari arah yang tetap.Sebagai contoh, jika Anda mendapatkan parabola TV satelit, perusahaan akan memberi tahu Anda ke mana harus mengarahkannya dan parabola tersebut akan menerima sinyal yang diinginkan.
Kami akan mengakhiri dengan daftar jenis antena dan pengarahannya.Ini akan memberi Anda gambaran tentang arah yang umum.
Tipe antena Directivity tipikal Directivity 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, directivity antena sangat bervariasi.Oleh karena itu, penting untuk memahami directivity ketika memilih antena terbaik untuk aplikasi spesifik Anda.Jika Anda perlu mengirim atau menerima energi dari berbagai arah dalam satu arah maka Anda harus merancang antena dengan directivity rendah.Contoh aplikasi antena directivity rendah termasuk radio mobil, telepon seluler, dan akses Internet nirkabel komputer.Sebaliknya, jika Anda melakukan penginderaan jauh atau transfer daya yang ditargetkan, maka diperlukan antena yang sangat terarah.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 directivity rendah.Bagaimana kita melakukan ini?
Aturan umum teori antena adalah Anda memerlukan antena elektrik kecil untuk menghasilkan directivity rendah.Artinya, jika Anda menggunakan antena dengan ukuran total panjang gelombang 0,25 - 0,5, maka directivity akan diminimalkan.Antena dipol setengah gelombang atau antena slot setengah panjang gelombang biasanya memiliki directivity kurang dari 3 dB.Ini serendah kearah yang bisa Anda peroleh dalam praktik.
Pada akhirnya, kita tidak dapat membuat antena lebih kecil dari seperempat panjang gelombang tanpa mengurangi efisiensi antena dan bandwidth antena.Efisiensi antena dan bandwidth antena akan dibahas pada bab selanjutnya.
Untuk antena dengan directivity tinggi, kita memerlukan antena dengan berbagai ukuran panjang gelombang.Seperti antena parabola dan antena horn yang mempunyai directivity yang tinggi.Hal ini sebagian karena panjang gelombangnya banyak.
mengapa demikian?Pada akhirnya, alasannya berkaitan dengan sifat-sifat transformasi Fourier.Saat Anda mengambil transformasi Fourier dari pulsa pendek, Anda mendapatkan spektrum yang luas.Analogi ini tidak ada dalam menentukan pola radiasi suatu antena.Pola radiasi dapat dianggap sebagai transformasi Fourier dari distribusi arus atau tegangan sepanjang antena.Oleh karena itu, antena kecil memiliki pola radiasi yang luas (dan directivity yang rendah).Antena dengan distribusi tegangan atau arus seragam yang besar Pola yang sangat terarah (dan directivity tinggi).
E-mail:info@rf-miso.com
Telepon:0086-028-82695327
Situs web: www.rf-miso.com
Waktu posting: 07 November 2023
