Contents. Pendahuluan. Impedansi Antena Linear Tipis. Impedansi Gandeng Antar 2 Antena. Pengaruh Tanah. Impedansi Susunan n-elemen Identik

(1)

(2)

1

Impedansi Antena Linear Tipis

2

Impedansi Gandeng Antar 2 Antena

3

Pengaruh Tanah

4

5

6

7

(3)

1

2

3

4

5

6 Where are We ?

(4)

Pendahuluan

 Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal

antena/Driving Point Impedance didefinisikan sebagai “Impedansi yang muncul diakibatkan oleh antena dan diukur pada terminal antena

tersebut”

 Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal

antena/Driving Point Impedance juga didefinisikan sebagai

Rasio/perbandingan antara Voltage dengan Arus pada suatu terminal/ titik di suatu antena. Atau rasio/perbandingan antara medan listrik dan medan magnet pada suatu titik di antena.

A A A

R

JX

Z







ZA = antenna impedance at terminals a –b (ohms) RA = antenna resistance at terminals a –b (ohms) XA = antenna reactance at terminals a –b (ohms)

(5)

Pendahuluan

 Impedansi Antena/Impedansi Input Antena/Impedansi Terminal antena/Driving Point Impedance dipengaruhi oleh :

• Frekuensi Operasi • Geometri Antena • Metoda Pencatuan

• Kondisi Objek-objek Sekitar

 Metode analisis/perhitungan Impedansi Antena : • Boundary-Value Method

• Transmission Line Method • Poynting Vector Method

• Integral Equation Method of Moment • Induced Emf Method (1932)

 Karena banyaknya variasi dan Kompleksnya geometri antena,

maka hanya beberapa antena saja yang sudah dianalisa.

Sedangkan untuk antena yang lain, impedansi antena hanya bisa ditentukan melalui experimental

(6)

Pendahuluan

• Dari sisi saluran transmisi,

antena dipandang sebagai jaringan 2 terminal yang disebut sebagai impedansi terminal / titik catu

A

Z

Zo

A

Impedansi antena • Impedansi Sendiri • Impedansi Gandeng

Jika antena terisolasi dari keadaan sekelilingnya

Jika terdapat ‘benda-benda’ lain di sekitar antena dan mempengaruhi antena = Impedansi sendiri +

(7)

1

2

3

4

5

6 Where are We ?

Pendahuluan

1

3

(8)

Metoda EMF Induksi

Kasus : Antena linear tipis dipole ½ Distribusi arus sinusoidal







0,577 ln(2 n) Ci(2 n) jSi(2 n)



30 ) n 2 ( Si j ) n 2 ( Cin 30 ) n 2 ( Ein 30 X j R Z₁₁ ₁₁ ₁₁                !!

Impedansi Sendiri = (Resistansi Sendiri) + j (Reaktansi Sendiri) dimana,

Resistansi Sendiri = R₁₁ = 30 Cin (2n) dan, Reaktansi Sendiri = X₁₁ = 30 Si (2n) Catatan : asumsi…. • Arus sinusoidal • L kelipatan ½

(9)

Exponential Integral

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis

 

dw

w

e

jy

Ein

jy w







0

1  

jy

Cin

 

y

jSi

 

y

Ein





 

jy

y

Ci

 

y

Cin



0 ,

577 

ln



(10)

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis

Contoh :

• Untuk dipole ½  n = 1

R

₁₁

= 30 Cin (2



) = 73 ohm

X

₁₁

= 30 Si (2



) = 45,5 ohm

Z11 = ( 73 + j 42,5 ) ohm

Terlihat bahwa dipole 1/2 memiliki sifat tidak resonan ( reaktansi  0 ), sehingga untuk membuatnya resonan harus dipotong (1-5)%. Tindakan ini akan membuatnya resonan, tetapi resistansi sendiri dengan sendirinya juga akan

berkurang dari 73 ohm

• Untuk dipole 3/2   n = 3

R

₁₁

= 30 Cin (6



) = 105,5 ohm

(11)

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis

Impedansi Sendiri Dipole Dengan Panjang Sembarang

( dari Proc. IRE no. 32 April 1934 )





_







































_





L

Si

2 L

2 Si

2 L

cot

2 L

Cin

2 L

cot

4 L

2 Cin

2 L

cot

1

30 R

2 2 11

Untuk panjang L << (kecil sekali) ,

dari persamaan diatas

direduksi menjadi :

 

2 L

5

(12)

Impedansi Sendiri Antena Linear Tipis

Jika antena ditempatkan di atas groundplane , dengan konduktivitas   , maka :

)

tsb

antenna

2 panjang

dgn

(

A

Z

2

1 Z



_

Struktur di atas disebut sebagai MONOPOLE ! Contoh :

 

Z

  

36 ,

5 j

22 ,

8 

ohm

2

1 Z

2 4









_ 

(13)

(14)

(15)

Pendahuluan

1

2

3

4

5

6 Where are We ?

(16)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Impedansi gandeng / mutual terjadi jika terdapat

„benda-benda‟ (terutama konduktor) lain disekitar antena catu.

Tergantung kepada,

• Posisi relatif

antara benda tersebut dengan antena tercatu

3 macam posisi relatif,

• Side by side

(17)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Impedansi gandeng suatu pasangan rangkaian di atas didefinisikan sebagai,

Negatif perbandingan emf induksi pada rangkaian sekunder terhadap arus primer, jika rangkaian sekunder open circuit, 21

V

1

I

21

I

1

V

Bedakan... dengan konsep

impedansi transfer di bawah ini...

21 1 21 T

I

V

Z





Pada impedansi transfer,

(18)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Side by Side...

Asumsi :

• Panjang antena-1 sama dengan panjang antena-2 , dan merupakan kelipatan ganjil ½ ( L = n ½ ; n ganjil )

 





















 



















Si d Si d L L Si d L L



X L L d Ci L L d Ci d Ci R                2 2 2 2 21 2 2 2 2 21 2 30 2 30



(19)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Impedansi Gandeng Dipole Dengan Panjang Sembarang yang disusun secara Side by Side

Oleh G.H.Brown and R.Kings "High Frequency Models in Antenna Investigation"

(20)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Grafik resistansi dan reaktansi gandeng elemen dipole /2 yang disusun side by side

(21)

Impedansi Gandeng Antar

dua Antena

(22)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Pengaruh panjang elemen thd

(23)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Pengaruh panjang elemen thd side

(24)





















_                         2 2 2 21 ln 2 2 2 2 sin 15 2 2 2 2 cos 15 h L h L h Ci L h Ci h Ci h L h Si L h Si h Si h X



Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Colinear...

Dengan cara yang sama, dapat diturunkan impedansi gandeng antara 2 antena yang disusun kolinier dan hasilnya adalah sbb :



















Si h Si h L Si h L



h h L h L h Ci L h Ci h Ci h R                         



2 2 2 2 sin 15 ln 2 2 2 2 cos 15 ₂ 2 2 21 Asumsi :

• kelipatan ganjil ½ ( L = n ½ ; n ganjil )

• h>L

(25)

(26)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Staggered / Echelon...

Asumsi :

(27)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

(28)

1

2

3

Pengaruh Tanah

4

5

6

7 Where are We ?

Pendahuluan

1

3

(29)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

Umumnya

tanah

akan

dianggap

sebagai

konduktor

sempurna (



) dengan luas juga



, sehingga antena diatas

tanah dapat dianggap sebagai susunan 2 antena, yaitu yang

sesungguhnya dengan bayangannya

(30)

1

2

3

4

5

6

7 Where are We ?

Impedansi Susunan n-Elemen Identik Pengaruh Tanah

4

Pendahuluan

1

3

(31)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

• Hubungan-hubungan yang mendasari :

n 3 n 33 3 32 2 31 1 3 n 2 n 23 3 22 2 21 1 2 n 1 n 13 3 12 2 11 1 1

Z

I

...

Z

I

Z

I

Z

I

V

Z

I

...

Z

I

Z

I

Z

I

V

Z

I

...

Z

I

Z

I

Z

I

V













nn n 3 n 3 2 n 2 1 n 1 n

I

Z

I

Z

I

Z

...

I

Z

V





dengan :

V_n = tegangan terminasi elemen ke-n I_n = arus terminasi elemen ke-n Z_nn = self-impedance elemen ke-n

Z_ij = impedansi gandeng antara elemen ke-i dan ke-j

•

(32)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

• Impedansi terminasi/titik catu/driving point

masing-masing elemen :

dst

Z

I

...

Z

I

Z

I

Z

I

V

Z

I

...

Z

I

Z

I

Z

I

V

Z

n 2 2 n 23 2 3 21 2 1 22 2 2 2 n 1 1 n 13 1 3 12 1 2 11 1 1 1









Jika arus-arus pada semua elemen, self impedances, dan mutual impedances diketahui, maka impedansi pada

(33)

Impedansi Gandeng Antar dua Antena

(34)

(35)

(36)