Bagian-Bagian Antena yang digunakan dalam Sistem Telekomunikasi

Antena Very Low Frequency

Kesulitan utama dalam VLF dan LF adalah desain antena yang secara phisik mempunyai ukuran yang sangat besar dimana ukuran dari sebuah antena dan panjang gelombang frekuensi yang harus kurang dari frekuensi yang akan ditransmisikan.

Ukuran antena ini menjadi besar untuk melakukan kompensasi panjang gelombang dan penanganan daya yang digunakan (0.25 MW sampai 2 MW), pemancaran antena untuk VLF juga harus menggunakan tower 600 sampai dengan 1500 feet tingginya, sangat mahal untuk kapasitif loading dan sistem cooper ground untuk mereduksi kerugian gelombang tanah. Kapasitif loading menaikkan karakteristik bandwith, sedangkan antena ground plane meningkatkan efisiensi radiasinya.

Bentuk konfigurasi antena dapat ditunjukkan pada gambar di bawah. Variasi dasar ini digunakan secara umum oleh Navy VLF sites.

a. Antena Triaktic Pandangan sisi atas

b. Antena Triaktic Pandangan sisi samping

Gambar 6.17. Antena Triaktic

Gambar 6.18. Goliath Antena

Antenna Low Frequency

Antena yang digunakan pada LF juga mempunyai ukuran yang besar seperti halnya pada frekuensi VLF. Antena Pan Polar seperti halnya payung yang dibebankan pada satu penyangga tunggal. Antena polar mempunyai tiga beban loop space dengan sudut 120 derajat yang bagian atasnya disambung. Dua buah terminal loop yang diterminalkan pada ground, sedangkan lainnya menggunakan feed. 

NORD antena menitik beratkan pada prinsip foldedunipole, yaitu sebuah tower vertikal radiator yang ditanahkan pada sebuah titik dan digabungkan menjadi satu atau lebih gabungan kawat pada titik atas tower.

Ketiga beban yang berasal dari atas sambungan tower dibentangkan ke segala arah sebesar 120 derajat sehingga membentuk tiga terminasi tower. Tiap-tiap beban kawat mempunyai panjang kira-kira sama dengan tinggi tower ditambah 100 kaki. Pada beban atas kawat harus diisolasi dari tanah dengan tower tersebut.

Gambar 6.19. Antena Pan Polar

Antena High Frequency

Sistem antena radio High Frequency (HF) digunakan untuk mendukung beberapa banyak perbedaan dari rangkaian yang berbeda termasuk ship-to-shore, point-to-point, dan ground-to-air. Aplikasi yang berbeda-beda membutuhkan sejumlah antena yang beraneka ragam jenisnya yang akan dijelaskan pada bagian ini:

1. Antena Yagi

Antena pengarah dalam tulisan ini adalah antena Yagi. Antena ini ditemukan oleh Dr. H. Yagi dari Tokyo Univesity pada tahun 1926. Antena Yagi yang paling sederhana adalah antena 2 elemen yang terdiri atas satu radiator atau driven elemen dan satu elemen parasitik sebagai director dengan spacing sekitar 0.1.. 

Power gain dapat mencapai sekitar 5 dB dengn front to back ratio sebesar 7 sampai 15 dB. Gain akan menjadi sedikit lebih rendah apabila parasitik elemen tersebut dipasang sebagai reflektor. Untuk band-band 10 atau 30 meter, bahan elemen dapat dari tubing aluminium. Akan tetapi untuk band 160 meter atau 80 meter, tubing aluminium menjadi tidak praktis karena terlalu panjang sehingga kurang kuat, lebih praktis digunakan kawat dengan konsekuensi tidak dapat diputar arah.

Panjang elemen Yagi dipengaruhi oleh diameter elemen dan adanya sambungan-sambungan, baik diameter elemen maupun banyaknya sambungan akan memberikan pengaruh terhadap kapasitansi antar elemen, seperti diketahui bahwa dua logam yang terletak sejajar tersebut akan merupakan suatu kapasitor.

Rumus perkiraan untuk menghitung panjang elemen dan spacing antena Yagi dua elemen adalah sebagai berikut:

Driven elemen 145/f (MHz) meter.

Director 137/f (MHz) meter.

Spacing 36.6/f (MHz) meter

Elemen antena Yagi untuk band 20, 17, 15, 12 dan 10 meter lebih praktis dibuat dari bahan tubing aluminium, sehingga dapat diputar-putar dengan menggunakan rotator yang digerakkan dengan listrik atau rotator yang digerakkan dengan tangan. 

Tubing yang diperlukan untuk membuat antena ini adalah tubing aluminium yang tebal yang disusun secara teleskopik, yaitu ditengah diameter besar, makin ke ujung diameter makin mengecil, agar antena tersebut tidak menjadi terlalu melengkung ke bawah pada ujung-ujungnya.

Untuk antena 10 meter, elemen dapat dibuat dari tubing diameter ½ inch dan ¾ inch, untuk 20 meter dengan diameter ¼, ½ h, ¾ dan 1 inch. Mengenai diameter tubing dapat dicoba-coba sendiri sehingga didapatkan performance yang cukup baik.

Antena untuk band-band 20 sampai 10 meter dapat dibuat dengan 3 elemen, yaitu driven elemen, satu reflektor dan satu director. Power gain antena tergantung pada spacing antar elemen, dengan spacing 0.15 . antena ini diharapkan akan memeberikan gain sebesar sekitar 8 dB dengan front to back ratio antara 10 sampai dengan 25 dB.

Panjang elemen dan spacing antar elemen dapat diperhitungkan dengan rumus sebagai berikut ini :

Reflektor 153/f (MHz) meter.

Driven 144 / f (MHz) meter.

Director 137 / f (MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (MHz) meter

Elemen antena Yagi di atas masih dapat ditambah lagi menjadi 4 elemen dengan menambahkan satu director akan tetapi panjang elemennya perlu diubah. Seperti telah diutarakan di atas, power gain antena tergantung pada spacing antar elemen atau dapat dikatakan panjang boomnya.

Dengan panjang boom 0.45 . antena 4 elemen, antena Yagi diharapkan akan memberikan gain sebesar sekitar 9.5 dB sampai 10 dB dengan front to back ratio antara 15 sampai 25 dB. Apabila kita perhatikan antara penambahan jumlah elemen dan tambahan power gainnya, maka terlihat bahwa antena dengan 3 elemen dapat dipandang merupakan jumlah elemen yang paling optimal. Tambahan jumlah elemen berikutnya makin tidak memberikan angka yang berarti. 

Untuk antena Yagi empat elemen, perhitungan panjang elemen serta spacingnya dapat menggunakan tabel sebagai berikut :

Reflektor 153 / f (MHz) meter.

Driven 144 / f (MHz) meter.

Director 1 137 / f (MHz) meter.

Director 2 135 / f (MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (MHz) meter

Perlu diperhatikan sekali lagi bahwa diameter tubing, panjang masing-masing bagian elemen, serta ketinggian antena akan sangat berpengaruh terhadap kepanjangan elemen Yagi. Rumus tersebut di atas akan memberikan panjang theoritis yang masih perlu koreksi lingkungan. 

Dalam praktek di lapangan, praktisi radio diharapkan mengadakan banyak percobaan, sehingga akan didapatkan hasil yang paling baik disesuaikan dengan bahan yang dipergunakan serta kondisi lingkungan ditempat masing-masing. Suatu antena yang sudah diset baik di suatu lokasi, bila dipasang di lain lokasi bisa menjadi kurang baik.

2. Antena Very High Frequency

Di tempat-tempat terpencil atau dalam keadaan darurat sering diperlukan daya improvisasi untuk membuat antena dari bahan-bahan yang terdapat disekeliling kita. Antena sederhana ini dapat dibuat dari bahan sembarang logam yang bisa didapatkan misalnya sepotong kawat jemuran atau sepotong pipa kecil bekas rak piring atau sebatang ruji sepeda. Untuk antena VHF 2 meteran, konfigurasi antena yang digunakan adalah vertikal, untuk memperoleh polarisasi vertikal.

Batang logam yang didapat tersebut dipotong sepanjang ¼ Lambda dan disambung dengan inner dari coaxial cable. Antena semacam ini sudah dapat digunakan dengan cukup bagus. Untuk lebih sempurna dapat ditambahkan ground plane yang dihubungkan dengan outer dari coaxial cable 3 atau 4 biji dipasang horizontal. 

Panjang masing-masing ground plane ¼ lambda, antena semacam ini disebut antena ground plane. Kecuali antena ground plane, antena VHF sederhana yang lain adalah antena dipole yang dipasang vertikal. Pada antena ini arah dipole atau coax jangan sampai sejajar dengan dipole.

3. Antena Yagi untuk band VHF

Antena Yagi untuk Band VHF biasanya elemen dibuat lebih banyak untuk mendapatkan gain yang memuaskan penggunanya. Walaupun disadari bahwa penambahan director makin banyak makin memberikan tambahan gain yang makin kecil, akan tetapi karena wujud fisik antena tersebut kecil dan ringan, maka penambahan elemen yang banyak tidak mempunyai dampak buruk bagi ketahanan boom dan ketahanan terhadap tiupan angin serta jumlah bahan yang dipakai.

Seperti halnya dengan antena Yagi untuk HF, maka driven element dapat berupa dipole, akan tetapi kebanyakan menggunakan gamma matching device. Untuk VHF, konfigurasi elemen-elemennya dibuat tegak untuk mendapatkan polarisasi vertikal. 

Yang perlu diperhatikan disini adalah feeder line harus diatur sedemikian sehingga tegak lurus dengan arah bentangan elemen. Feeder line dapat ditarik kearah belakang mengikuti boom atau dapat juga ditarik tegak lurus dengan boom dan tegak lurus pula dengan bentangan elemen. 

Gambar 8 adalah suatu contoh antena Yagi untuk VHF 2 meter dengan 7 elemen, terdiri atas driven element, reflektor dan 5 buah director.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Unknown — Sunday, August 28, 2016 — Add Comment — KOMUNIKASI