Dimana, Pf = forward powerPb = backward power
Nilai relatif forward dan backward power ditentukan dengan memperkirakan ukuran dari loop dalam pola radiasi antena. Ketika pola radiasi diplot dalam decibel bukan dari power, rasio F/B adalah perbedaan antara nilai maksimum power dan nilai maksimum backward dalam decibel.
Dengan memvariasikan jumlah parasitic elemen dan jarak untuk memaksimalkan rasio F/B. Tentu saja, berbagai jumlah parasitic elemen dan jarak mereka juga mempengaruhi forward gain. Namun, gain maksimum tidak terjadi dengan kondisi yang sama yang diperlukan untuk mencapai rasio F/B maksimum. Kebanyakan antena Yagi dirancang untuk memaksimalkan F/B rasio daripada gain, sehingga meminimalkan radiasi dan penerimaan dari backward antena.
Yagi secara luas digunakan untuk antena komunikasi karena directivity dan gain. Pada suatu waktu antena yagi banyak digunakan untuk penerimaan pada antena TV, tapi karena yagi dibuat hanya untuk satu frekuensi, antena yagi tidak baik untuk penerimaan atau transmisi selama rentang frekuensi yang luas. Operator radio amatir adalah pengguna utama antena beam dan banyak layanan komunikasi lainnya menggunakannya karena kinerja antena tersebut sangat baik dan biaya rendah.
Beam antena seperti antena Yagi yang digunakan terutama di VHF dan UHF. Sebagai contoh, pada frekuensi 450 MHz, unsur-unsur Yagi hanya sekitar 1 kaki, membuat antena relatif kecil dan mudah untuk ditangani. Semakin rendah frekuensi, semakin besar elemen dan semakin lama boom. Secara umum, antena tersebut hanya praktis di atas frekuensi
43 | P a g e
sekitar 15 MHz. Pada 15 MHz, unsur-unsur panjangnya lebih dari 35 kaki. Meskipun antena ini panjang,tapi sulit untuk digunakan, antena tersebut masih banyak digunakan di beberapa layanan komunikasi.
2. Driven Array
Jenis antena utama lainnya dari antena directional adalah driven array, antena yang memiliki dua atau lebih elemen driven. Setiap elemen menerima energi RF dari transmission line, dan pengaturannya yang berbeda dari elemen menghasilkan perbedaan dejarat pada directivity dan gain. Tiga tipe dasar driven array adalah collinear, broadside, dan end-fire. Jenis keempat adalah wide-bandwidth log-periodik antena.
45 | P a g e
3. Antena Collinear Array
Antena Collinear biasanya terdiri dari dua atau lebih setengah gelombang dipol yang dipasang dari ujung ke ujung (lihat Gambar 24). Panjang transmission line yang menghubungkan berbagai elemen driven yang dipilih secara cermat sehingga setiap energi mencapai fase antena satu dengan antena lainnya. Dengan konfigurasi ini, sinyal antena individu menggabungkan dan menghasilkan sinar yang lebih terfokus. Tiga sambungan transmission line yang berbeda ditunjukkan pada gambar. Seperti antena dipol, antena collinear memiliki pola radiasi dua arah, tetapi dua lebar beam yang jauh lebih sempit, memberikan directivity dan gain yang lebih besar. Dengan empat atau lebih setengah gelombang elemen, minor lobes mulai muncul. Pola collinear di tunjukan pada gambar 25.
Antena collinear pada gambar 24 (b) dan (c) menggunakan bagian dari setengah gelombang yang dipisahkan oleh seperempat-gelombang yang menjamin bahwa sinyal yang dipancarkan oleh setiap bagian dari setengah gelombang berada dalam fasenya. Semakin besar jumlah dari bagian pada setengah gelombang yang digunakan, semakin tinggi gain dan sempit lebar beamnya.
Antena collinear umumnya digunakan hanya pada band VHF dan UHF karena panjangnya menjadi penghalang pada frekuensi yang lebih rendah. Pada frekuensi tinggi, antena collinear biasanya dipasang secara vertikal untuk memberikan gain pada antena omnidirectional.
Gambar 25. Pola radiasi empat elemen Antena Collinear
4. Antena Broadside
Antena broadside, pada dasarnya adalah antena collinear yang ditumpuk dan terdiri dari jarak setengah gelombang dipol dgn satu setengah panjang gelombang lainnya, seperti ditunjukkan pada gambar 26. Dua atau lebih elemen dapat dikombinasikan. Masing-masing transmission line terhubung ke yang lain. Transmission line crossover memastikan sinyal yang benar pada tahapannya. Antena menghasilkan pola radiasi terarah, bukan di garis unsur-unsur, seperti dalam sebuah Yagi, tapi broadside atau tegak lurus terhadap bidang array. Seperti antena collinear, broadside mempunyai dua arah radiasi, tetapi pola radiasi memiliki lebar beam yang sangat sempit dan gainnya tinggi. Pola radiasinya juga menyerupai antena collinear, seperti ditunjukkan pada gambar 25. Pola radiasi di sudut kanan terhadap bidang elemen driven.
47 | P a g e
Gambar 26. Broadside Array
5. End-fire Antena
End-fire array, seperti yang ditunjukkan pada gambar 27 (a), menggunakan dua dipol setengah gelombang antara satu setengah panjang gelombang yang terpisah. dua atau lebih elemen driven dikombinasikan dengan transmission line. Antena ini memiliki pola radiasi dua arah, tetapi dengan lebar beam yang sempit dan gain yang lebih rendah. Radiasi pada bidang elemen driven ini seperti pada antena Yagi. End-fire array pada gambar 27 (b) menggunakan lima elemen driven yang terpisah antara beberapa fraksi dari panjang gelombang D. Dengan seleksi yang cermat terkait dari jumlah elemen dengan jarak tepat yamg optimal, antena ini dibuat sangat searah. Jarak tersebut menyebabkan lobe dalam satu arah dibatalkan sehingga menambah lobe lain, menciptakan gain yang tinggi dan directivity dalam satu ar ah.
Gambar 27. End-Fire Antena (a) Bidirectional (b) Unidirectional
6. Log-periodic Antena
Jenis khusus dari driven array ini adalah antena wide-bandwidth log-periodic nya (lihat Gambar 28). Panjang dari elemen driven bervariasi dari panjang ke pendek dan terkait logaritma. Unsur terpanjang memiliki panjang satu-setengah panjang gelombang tapi frekuensi terendah yang akan dibahas, dan unsur terpendek adalah satu-setengah panjang gelombang pada frekuensi yang lebih tinggi. Jarak ini juga variabel. Setiap elemen diberikan segmen channel transmisi yang pendek yang khusus untuk fase sinyal. Channel transmisi terpasang pada elemen terkecil. Driven impedansi berkisar sekitar 200-800ohm dan tergantung pada rasio panjang-diameter element driven. Hasilnya adalah antena sangat terarah dengan gain yang sangat baik.