Gain (Penguatan Antena) dan Polarisasi dalam Directivity pada Sistem Telekomunikasi

Directivity

Directivity dari sebuah antena atau deretan antena diukur pada kemampuan yang dimiliki antena untuk memusatkan energi dalam satu atau lebih ke arah khusus. Antena dapat juga ditentukan pengarahanya tergantung dari pola radiasinya. Dalam sebuah array propagasi akan diberikan jumlah energi, gelombang radiasi akan dibawa ketempat dalam suatu arah. 

Elemen dalam array dapat diatur sehingga akan mengakibatkan perubahan pola atau distribusi energi lebih yang memungkinkan ke semua arah. Suatu hal yang tidak sesuai juga memungkinkan. Elemen dapat diatur sehingga radiasi energi dapat dipusatkan dalam satu arah.

1. Gain (Penguatan Antena)

Pancaran gelombang radio oleh antena semakin jauh akan semakin lemah, melemahnya pancaran itu berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, jadi pada jarak dua kali lipat kekuatannya menjadi 1/22 atau seperempatnya. Angka tersebut masih belum memperhitungkan melemahnya pancaran karena hambatan lingkungan dalam perjalanannya.

Selain sifat tersebut di atas, sifat lain dari antena adalah bahwa kekuatan pancaran ke berbagai arah cenderung tidak sama. Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, sifat pancaran semacam inilah yang dinamakan omnidirectional. Pada antena dipole, pancaran ke arah tegak lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping sinyalnya kecil, pancaran semacam ini disebut bidirectional.

Beberapa antena harus mempunyai pengarahan yang sangat baik. Hal tersebut bertujuan untuk mendapatkan energi pancaran yang lebih tinggi dalam suatu arah tertentu dibandingkan lainnya. Perbandingan jumlah dari energi yang dipancarkan dalam arah dan energi tersebut yang seharusnya dipropagasikan jika antena tersebut tanpa diarahkan atau disebut penguatan. 

Penguatan antena konstan jika antena tersebut digunakan sebagai antena pemancar atau antena penerima. Dalam teknik radio, kekuatan pancaran ke segala arah digambarkan sebagai pola pancaran (radiation pattern) seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 6.5. Pola Radiasi Antena

Pola 1 adalah pola pancaran antena dipole (antena 1), apabila ada antena lain (antena 2) yang mempunyai pola radiasi seperti pada pola 2, maka titik A akan menerima sinyal lebih kuat daripada pancaran antena 1, dapat dikatakan bahwa antena 2 mempunyai penguatan (Gain). Gain dinyatakan dengan dB, sebagai pembanding menentukan besarnya adalah dipole. untuk gain

2. Polarisasi

Gelombang elektromagnetik yang melaju di udara atau di angkasa luar terdiri atas komponen gaya listrik dan komponen gaya magnet yang tegak lurus satu sama lain seperti yang telah diuraikan pada bab sebelumnya. Gelombang radio yang memancar dapat dikatakan terpolarisasi sesuai arah komponen gaya listriknya. 

Untuk antena dipole maka polarisasinya searah dengan panjang bentangannya. Bila antena tersebut dipasang horizontal, maka polarisasinya horizontal pula. Agar dapat menerima gelombang elektromagnetik secara baik, maka antena harus mempunyai polarisasi yang sama dengan polarisasi gelombang radio yang datang.

Arah polarisasi ini akan tetap sepanjang lintasan gelombang elektromagnetik, kecuali bila gelombang tersebut sudah dipantulkan oleh ionosphere, maka polarisasinya bisa berubah. Oleh karena itu antena untuk keperluan komunikasi jarak jauh pada HF atau MF dapat dibuat vertikal atau horizontal. Pada band MF dan HF, biasanya kita gunakan polarisasi horizontal sedangkan untuk VHF biasa digunakan polarisasi vertikal.

Pancaran gelombang VHF tidak menggunakan pantulan ionosphere, hal ini supaya polarisasinya sampai ke antena pesawat lawan bicara masih tetap vertikal. Energi yang berasal dari antena yang dipancarkan dalam bentuk sphere, dimana bagian kecil dari sphere disebut dengan wave front. 

Pada umumnya semua titik pada gelombang depan sama dengan jarak antara antena. Selanjutnya dari antena tersebut, gelombang akan membentuk kurva yang kecil atau mendekati. Dengan mempertimbangkan jarak, right angle ke arah dimana gelombang tersebut dipancarkan.

Radiasi gelombang elektromagnetik dibangkitkan oleh medan magnetik dan gaya listrik yang selalu berada di sudut kanan. Kebanyakan gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas dapat dikatakan berpolarisasi linier. Arah dari polarisasi searah dengan vektor listrik. 

Bahwa polarisasi tersebut adalah jika garis medan listrik yang disebut dengan garis E adalah membentuk garis horisontal, dan gelombang tersebut dikatakan sebagai polarisasi horisontal. Dan jika E berupa garis vertikal maka gelombang dapat dikatakan sebagai polarisasi vertikal.

Pemasangan antena secara horisontal maka akan menghasilkan gelombang polarisasi horisontal dan pemasangan antena secara vertikal akan menghasilkan gelombang polarisasi vertikal. Secara umum polarisasi sebuah gelombang tidak berubah pada jarak yang pendek. Sehingga pengiriman dan penerimaan antena dapat diatur sesukanya, khususnya jika antena tersebut dipisahkan dalam jarak yang pendek.

Melalui jarak yang jauh, polarisasi dapat berubah, dimana perubahan ini biasanya sangat kecil dan terjadi pada frekuensi yang rendah, atau mengalami penurunan yang sangat dratis pada frekuensi tinggi. Pada transmisi RADAR sinyal diterima yang secara kenyataan adalah gelombang yang dipantulkan dari obyek.

Sinyal polarisasi berbeda tergantung dengan tipe obyek, tanpa pengaturan posisi dari antena penerima supaya lebih baik untuk pengiriman sinyal. Dengan memisahkan antena yang digunakan untuk memancarkan dan penerimaan, sebuah antena penerima umumnya dipolarisasikan dalam arah yang sama sebagai antena pemancar.

Ketika antena pemancar terjadi hubung singkat dengan tanah, maka akan terjadi polarisasi vertikal, karena gelombang polarisasi vertikal menghasilkan sinyal lebih besar dan kuat sepanjang permukaan tanah. Pada tempat lain ketika antena memancarkan dengan jarak yang tinggi dari permukaan tanah, akan terjadi polarisasi horisontal dan memungkinkan kuat sinyal menuju permukaan tanah.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Unknown — Saturday, August 27, 2016 — Add Comment — KOMUNIKASI