Antena Reflektor PENGERTIAN ANTENA REFLEKTOR
Antena Reflektor adalah sebuah antena berdaya jangkau tinggi yang digunakan untuk komunikasi komuni kasi radio radio,, televis televisii dan dan data data dan juga untuk radiol radiolocati ocation on (RADAR) (RADAR),, pada bagia bagian n UH and an d !H !H da dari risp spek ektr trum um gel gelom omban bang g el elekt ektro roma magne gneti tik" k" #a #anj njang ang ge gelo lomb mban ang g en ener ergi gi (r (rad adio io)) elektromagne elekt romagnetik tik yang relat relatif if pendek pada freku frekuensi$ ensi$freku frekuensi ensi ini menyeba menyebabkan bkan ukuran yang digunakan untuk antena reflektor masih dalam ukuran yang masuk akal dalam rangka tingginya unjuk kerja respons yang diinginkan baik untuk menerima atau pun memancarkan sinyal" Antena reflektor berbentuk seperti piringan" Antena reflektor dapat digunakan untuk mentransmisikan berbagai data, seperti sinyal telepon, sinyal radio dan sinyal televisi, serta beragam data lain yang dapat ditransmisikan melalui gelombang"
DESAIN ANTENA REFLEKTOR
#rinsip operasi dari antena reflektor adalah bah%a titik sumber gelombang radio pada titik fokus di depan reflektor paraboloidal berbahan konduktif akan tercermin menjadi sinar gelombang bidang collimated sepanjang sumbu reflektor" !ebaliknya, gelombang pesa%at sejajar yang masuk ke sumbu akan difokuskan ke titik pada titik fokus " !ebuah antena reflektor khas terdiri dari reflektor reflektor logam dengan antena feed kecil tergantung di depan reflektor pada fokusnya , dan menunjuk kembali ke reflektor" Reflektor adalah permukaan logam dibentuk menjadi paraboloid revolusi dan biasanya dipotong di tepi melingkar yang membentuk diameter antena" Dalam antena pemancar, saat ini frekuensi radio dari pemancar dipasok melalui kabel saluran transmisi ke antena feed , yang mengubahnya menjadi gelombang radio" &elombang radio dipancarkan kembali ke piring oleh antena feed dan mencerminkan dish menjadi sinar paralel" sebuah antena menerima gelombang radio yang masuk lalu dipantulkan oleh piring dan
difokuskan ke titik di antena feed , yang akan mengubah mereka menjadi arus listrik yang berjalan melalui jalur transmisi ke penerima radio " 1. Reflektor Antena
&rid ka%at $ jenis antena reflektor yang digunakan untuk data link ''D! pada frekuensi ,$ ,* &H+" ni adalah feed dari dipole vertikal di ba%ah reflektor aluminium kecil pada boom dan memancarkan gelombang mikro terpolarisasi vertikal" Reflektor dapat terbuat dari lembaran logam , metal screen, atau %ire grill construction , dan itu dapat berupa circular - dish - atau berbagai bentuk lain untuk menciptakan bentuk sinar yang berbeda" .ayar logam mencerminkan gelombang radio sama baiknya dengan permukaan metal yang solid selama lubang lebih kecil dari sepersepuluh dari panjang gelombang , sehingga reflektor layar sering digunakan untuk mengurangi berat dan angin beban pada dish" Untuk mencapai keuntungan maksimum , maka perlu bentuk piringan akurat dalam sebagian kecil dari panjang gelombang , untuk memastikan gelombang dari berbagai bagian antena tiba di fokus dalam sebuah fasa " #iring besar sering memerlukan struktur rangka mendukung di belakang untuk memberikan kekakuan yang dibutuhkan" !ebuah reflektor yang terbuat dari kabel grill paralel atau batang berorientasi pada satu arah bertindak sebagai filter polarisasi serta reflektor " ni mencerminkan gelombang radio terpolarisasi linier , dengan paralel medan listrik pada elemen grill" /ipe ini sering digunakan dalam antena radar" Dikombinasikan dengan feedhorn terpolarisasi linier , hal ini membantu menyaring noise di penerima dan mengurangi kesalahan" 2. Feed Antena
eed antena pada fokus reflektor biasanya bertipe lo% $ gain seperti dipole setengah gelombang atau lebih sering disebut small horn antenna (feed horn) " Dalam desain yang lebih kompleks , seperti 0assegrain dan ®orian , reflektor sekunder digunakan untuk mengarahkan energi ke reflektor reflektor dari feed antena yang terletak jauh dari titik fokus utama " feed antena terhubung ke radio $ frekuensi terkait ( R ) transmisi atau peralatan penerima melalui kabel saluran transmisi koaksial atau %aveguide " 1euntungan dari antena reflektor adalah bah%a sebagian besar struktur antena ( semua kecuali feed antenna ) bersifat nonresonant , sehingga dapat berfungsi melalui berbagai frekuensi , yang merupakan band%idth yang lebar " !emua yang diperlukan untuk mengubah frekuensi operasi adalah untuk mengganti feed antenna dengan satu yang bekerja pada frekuensi baru " 2eberapa antena reflektor mengirimkan atau menerima beberapa frekuensi dengan memiliki beberapa feed antena yang dipasang pada titik fokus, secara dekat dan bersama$sama "
TIPE ANTENA REFLEKTOR 1. Berdasarkan bentk •
#araboloidal atau piringan3 reflektor yang berbentuk seperti paraboloid terpotong di tepi melingkar " ni adalah jenis yang paling umum " ni memancarkan sinar berbentuk menyempit sepanjang sumbu piringan"
•
!hrouded dish" /erkadang perisai logam silinder melekat ke tepi piring, selubung melindungi antena dari radiasi dari sudut luar sumbu sinar utama, mengurangi side lobes " Hal ini terkadang digunakan untuk mencegah gangguan di micro%ave link terestrial , di mana beberapa antena menggunakan frekuensi yang sama terletak berdekatan bersama$sama" !elubung bagian dalam dilapisi dengan material micro%ave berbahan menyerap" !elubung dapat mengurangi kembali radiasi lobe sebesar 45 d2"
•
!ilinder $ reflektor ini melengkung hanya dalam satu arah dan datar pada yang lainnya " &elombang radio datang ke fokus tidak pada suatu titik tapi sepanjang garis " terkadang feed antena dipole yang terletak di sepanjang garis fokus " Antena reflektor !ilinder memancarkan sinar berbentuk kipas , yang menyempit dalam dimensi melengkung , dan melebar dalam dimensi yang tidak melengkung" Ujung reflektor yang melengkung terkadang dibatasi oleh pelat datar , untuk mencegah radiasi keluar, dan ini disebut pillbo6 antenna"
•
!haped$beam antennas $ Antena reflektor modern dapat dirancang untuk menghasilkan sinar atau banyak sinar dari suatu bentuk tertentu , bukan hanya menyempit seperti sinar - pensil - atau - kipas - dari piringan sederhana dan antena silinder di atas" Dua teknik yang digunakandikombinasikan , untuk mengontrol bentuk sinar"
•
!haped reflectors $ Reflektor reflektor dapat berbentuk noncircular, dan 7 atau lekukan yang berbeda dalam arah horisontal dan vertikal , untuk mengubah bentuk sinar " ni sering digunakan dalam antena radar " !ebagai prinsip umum , lebih luas antena dalam arah melintang yang diberikan , semakin sempit pola radiasi yang akan ke arah itu "
•
-8range peel- antenna $ Digunakan dalam radar pencarian , ini adalah antena yang berbentuk panjang dan menyempit seperti huruf - 0 - " Antena ini memancarkan sinar yang berbentuk kipas vertikal menyempit"
•
Arrays of feeds $ untuk menghasilkan sinar berbentuk yang kita inginkan, bukan hanya satu feed horn, dapat menggunakan array feed horn yang berkumpul di sekitar titik fokus" Array feed antena sering digunakan pada satelit komunikasi , khususnya satelit siaran langsung , untuk menciptakan pola radiasi do%nlink untuk mencakup benua tertentu atau %ilayah cakupan" 'ereka sering digunakan dengan antena reflektor sekunder seperti 0assegrain "
2. Berdasarkan !en"s feed
A6ial atau front feed $ ni adalah jenis yang paling umum dari feed , dengan feed antena yang terletak di depan fokus piringan, pada sumbu sinar, menunjuk kembali ke piringan " 1elemahan dari jenis ini adalah bah%a feed dan penunjangnya memblokir beberapa sinar, yang membatasi efisiensi aperture hanya $95 : "
8ff $ a6is atau offset feed $ reflektor adalah segmen asimetris paraboloid , jadi fokus dan feed antenaterletak di salah satu sisi piringan " /ujuan dari desain ini adalah untuk memindahkan struktur feed dari jalur sinar , sehingga tidak menghalangi sinar lain " Hal ini banyak digunakan dalam piringan antenna televisi rumah" 8ffset feed juga digunakan dalam beberapa desain reflektor seperti 0assegrain dan ®orian
0assegrain $ Dalam sebuah antena 0assegrain , feed terletak pada atau di belakang piringan, dan memancarkan ke depan , menerangi reflektor sekunder hiperboloid cembung pada fokus reflektor " &elombang radio dari feed dicerminkan kembali dari reflektor sekunder ke piringan, yang membentuk sinar keluar " 1euntungan dari konfigurasi ini adalah bah%a feed , dengan %aveguides dan - front end - elektronik tidak harus tergantung di depan piringan , sehingga digunakan untuk antena dengan feed yang rumit atau besar , seperti antena komunikasi satelit besar dan teleskop radio " ;fisiensi Aperture adalah pada urutan 9$*5 :"
®orian $ !erupa dengan desain 0assegrain kecuali reflektor sekunder yang berbentuk cekung, (ellipsoidal ) " ;fisiensi aperture lebih dari *5 : dapat dicapai "
D. FEED PATTERN
#ola radiasi dari antena feed harus disesuaikan dengan bentuk piringan, karena memiliki at pada efisiensi aperture, yang menentukan gain antena (lihat bagian &ain ba%ah)" Radiasi dari feed yang jatuh di luar tepi piringan disebut -spillover- dan yang terbuang, mengurangi keuntungan dan meningkatkan backlobes, mungkin menyebabkan gangguan atau (dalam menerima antena) meningkatkan kerentanan terhadap ground noise"
radiasi yang ideal dari antena feed akan menjadi kekuatan medan konstan sepanjang sudut solid piringan, mendadak menurun ke nol pada tepi"
&ain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasisinyalnya, atau penerimaan sinyal dari arah tertentu" &ain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti %att, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan" 8leh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel" F. POLA RADIASI
Dalam antena reflektor, hampir semua daya radiasi terkonsentrasi di lobus utama yang sempit sepanjang sumbu antena" 1ekuatan residu dipancarkan di dalam sidelobes, biasanya jauh lebih kecil, di arah lain" 1arena dalam antena reflektor aperture reflektor jauh lebih besar daripada panjang gelombang, karena difraksi biasanya ada banyak sidelobes menyempit, sehingga pola sidelobe kompleks" Ada juga biasanya backlobe, dalam arah yang berla%anan dengan lobus utama, karena radiasi spillover dari antena feed yang menghilankan reflektor" G. DASAR#DASAR DIPOLE SETENGA$ GELO%BANG
!etengah gelombang dipol terbentuk dari elemen konduktif yang berupa ka%at atau tabung logam yang merupakan setengah panjang gelombang listrik" Hal ini biasanya diberi di pusat di mana impedansi jatuh ke titik terendah" Dengan cara ini, antena terdiri dari feeder terhubung ke dua elemen seperempat panjang gelombang sejalan dengan satu sama lain"
1. Half wave dipole antenna
/egangan dan arus saat ini bervariasi sepanjang bagian memancar dari antena" Hal ini terjadi karena gelombang berdiri ditetapkan sepanjang elemen yang memancar" 2agian ujung adalah sirkuit terbuka pada titik$titik tersebut adalah nol, tetapi tegangannya pada nilai maksimum"
!ebagai titik di mana jumlah ini diukur bergerak menjauh dari ujung, ditemukan bah%a itu bervariasi sinusoidal3 tegangan jatuh, tetapi arus meningkat" Arus kemudian mencapai maksimum dan tegangan minimum pada panjang sama dengan seperempat panjang gelombang listrik dari ujung" 1arena setengah gelombang d ipole, titik ini terjadi di tengah"
2. Half-wave dipole antenna current & voltage waveforms !ebagai titik pusat adalah di mana arus maksimum dan tegangan minimum , ini membuat titik nyaman untuk memberi antena seperti menimbulkan impedansi rendah " ni jauh lebih mudah untuk memberikan sebagai tegangan R yang tinggi dapat menimbulkan banyak masalah bagi feeder dan maching unit !ebagai titik pusat adalah di mana arus adalah maksimum dan tegangan minimum , ini membuat titik nyaman untuk memberi antena karena menimbulkan impedansi rendah " ni jauh lebih mudah untuk memberi sebagai tegangan R yang tinggi dapat menimbulkan banyak masalah bagi feeder dan maching unit" Untuk antena dipole yang setengah panjang gelombang listrik , reaktansi induktif dan kapasitif menghilangkan satu sama lain dan antena menjadi resonan " Dengan tingkat reaktansi induktif dan kapasitif menghilangkan satu sama lain , beban menjadi murni resistif dan ini membuat setengah gelombang antena dipole jauh lebih mudah " eeder 0oa6ial dapat dengan mudah digunakan sebagai gelombang berdiri tidak ada , dan juga lebih mudah untuk mencocokkan dengan output pemancar yang mungkin hanya ingin melihat beban resistif " 2eban yang mencakup reaktansi menyebabkan tegangan yang lebih tinggi dari level saat ini bah%a pemancar mungkin tidak dapat mentolerir " mpedansi untuk setengah gelombang antena dipole dalam ruang bebas adalah dipole *> ? yang cocok untuk *5? feeder coa6ial dan ini adalah salah satu alasan mengapa coa6 dengan impedansi ini dipilih untuk banyak aplikasi "" Setengah gelombang panjang dipol
!eperti namanya panjang dipole adalah setengah panjang gelombang" #anjang sebenarnya sedikit lebih pendek dari setengah panjang gelombang dalam ruang bebas karena sejumlah efek" #erhitungan untuk untuk panjang setengah gelombang antena dipole memperhitungkan unsur$ unsur seperti rasio ketebalan atau diameter konduktor dengan panjang, konstanta dielektrik medium sekitar elemen memancar dan sebagainya" Hal ini dimungkinkan untuk memperpendek panjang antena setengah gelombang dipole, atau antena yang memancarkan elemen dalam hal ini dengan menambahkan pemuatan induktor" ni ditempatkan dalam elemen memancar" a bekerja karena antena dipole dapat dianggap sebagai sebuah rangkaian resonan yang terdiri dari sebuah kapasitor dan induktor" 'enambahkan induktansi tambahan akan menurunkan frekuensi resonansi, yaitu panjang antena yang diberikan akan beresonansi pada frekuensi yang lebih rendah daripada yang mungkin telah ada induktor " Dengan cara ini mungkin untuk memperpendek panjang antena" Kekatan &edan D"'ole seten(a) (elo&ban(
Hal ini dimungkinkan untuk plot kekuatan medan untuk antena pada jarak dari elemen memancar untuk melihat pola radiasi" Untuk tampilan >D lengkap pola radiasi baik @ dan sudut diperlukan" D secara keseluruhan" Bang paling sering digunakan adalah horisontal di mana @ C 5 E dan pesa%at vertikal"
Dengan menggunakan rumus setengah gelombang dipole yang diberikan di atas adalah mungkin untuk menentukan pola radiasi dari setengah gelombang antena dipole dari medan jauh ; vektor" Seten(a) (elo&ban( d"'ol 'ola rad"as" * 'en(ara)an
Dengan menggunakan rumus setengah gelombang dipole, adalah mungkin untuk menghitung pola radiasi dan karenanya menentukan pengarahan" !eperti yang diharapkan pengarahan maksimum dipole setengah gelombang menunjukkan radiasi maksimum pada sudut yang benar ke radiator utama"
Di sudut lain, sudut pada setengah gelombang dipole rumus di atas dapat digunakan untuk menentukan kekuatan medan"
3. Half-wave dipole radiation pattern
Hal ini juga memungkinkan untuk melihat pola radiasi dalam hal pada bidang sekeliling antena dipole, yaitu pada bidang pemotongan dipol di bidangnya pada radiasi maksimum"
