Antena Dipole telkom

ANTENA DIPOLE

ANTENA DIPOLE

ANTENA DIPOLE  Antena dipole dalam dalam beberapa aspek mirip dengan saluran transmisi yang open circuit.  Antena yang termasuk tertua, paling sederhana, paling murah dan banyak aplikasinya.

Macam-macam antena Dipole  Ada beberapa macam antena dipole yaitu : Half wave Dipole hort Dipole Antenna  Antena !iconical "ylindrical Antenna !ow #ie Antenna $olded Dipole Antena  Antena Monopole  Antena %oop •

•

•

•

•

•

•

•

Dipole & 'elombang Half-wave Dipole a. "urrent distribution b. (adiation pattern

Dipole & 'elombang )samb* Distribusi arus pada antena dipole + gelombang yang tipis dapat didekati dengan gelombang berdiri sinus dengan arus.

Dipole & 'elombang )samb*

E feld Lines o a Hal-Wave Dipole

t  = 0

1

t  = T  8

E feld Lines o a Hal-Wave Dipole

t  =

1 4

T 

3

t  = T  8

hort Dipole Antenna  Antena dipole pendek digunakan pada frekuensi rendah ketika λ besar. onduktor linear pendek sering disebut dipole pendek. /0

d

% 11 λ % 22 d I

-0

aluran #ransmisi

rangkaian ekivalen

hort Dipole Antenna )samb*

hort Dipole Antenna )samb*

!eberapa karakteristik Dipole  Antenna

λ  /2 Dipole vs. Ideal & Short Dipole

Note: For an antenna of length L, that carriers an axial uniform current 2a

 Rohmic

≈

 L 2π a

R s

Surface resistance

 R s

=

ωµ  ; ω = 2πf   2σ 

 L frequency

!iconical Antenna  Antena ini banyak digunakan untuk antena mobil. !erdasarkan chelkunoff: 3θ 4 "/ e -5k6 r  / "- e  5k6 r  r sin θ r sin

θ

HΦ 4 "/ 76 e -5k6 r  - "-78 e  5k6 r  r sin θ r sin θ 9c 4 +6 ln cot

θ6

"ylindrical Antenna Perbandingan Biconical Antenna dengan Cylindrical Antenna: Mudah difabrikasi dibandingkan biconical antenna !andwidth biconical lebih lebar )wide-angle*

!ow #ie Antenna

imple antenna to cover the H$ #; "hannels )fre0 <=6 > ?66 MH@*

Folded Dipole Antena

 Antena ini banyak digunakan sebagai antena #; Daya pancarnya : r 4
Ω

Folded Dipole Antena (samb a. #he $olded dipole antenna b. 3ven 3Bcitation c. 8dd 3Bcitation

Antena !onopole ("ro#nded Dipole  Antena monopole merupakan setengah dari antena dipole yang berada di atas permukaan bumi !anyak digunakan untuk : F siaran komersial pada AM-band )=66-+=66 H@* F pelayanan komunikasi land mobile  Antena monopole terdiri dari + antena dipole yang diletakkan di atas bumi )biasanya di menara*dengan menggunakan +< pan5ang gelombang)0uarter wave antenna*. (esistansi radiasi ideal 4 C,= Ω

Antena !onopole(samb

Antena !onopole(samb  A monopole antenna with four radial >arm ground screen

'round creen digunakan untuk menghindari power loss karena konduktivitas pentanahan yang buruk

Antennas above a Perect Grond Plane I!a"e #heor$ & %onopole

•

In many practical situations, antennas are mounted on ground planes ntenna

*round plane

•

•

ntenna

*round plane

In practice, ground planes are metallic nite size and may not be planar  useful approximation that allo!s the application of image theory is to assume that the ground plane is "innite# in extend and perfectly conducting $%&'&() ntenna %&'&(

Innite ground plane

Antennas above a Perect Grond Plane I!a"e #heor$ & %onopole •

Image theory allo!s one to create equi+alent no!n problem

monopole antenna

%&'&(

'qui+alent

Innite ground plane •

dipole

In the upper hemisphere, monopole creates exactly the same electromagnetic elds as the dipole

Ideal monopole

 Dmono

=

 Rr ,mono

4π 

Ω A,mono

=

1 2

=

4π  1 2

 Rr ,dipole

Ω A,dipole

= 40π 

2

= 2 Ddipole h

( )2

λ 

-irecti+ity of a monopole is t!ice of dipole

Length of monopole

Antena Loop  Antena %oop ini terdiri dari berbagai konfigurasi namun karena konstruksi dan kesederhanaan dalam analisis, loop berbentuk lingkaran paling populer dan menarik perhatian untuk ditelaah. Disini diasumsi loop antena ekivalen dengan dipole pendek dalam menganalisa daerah 3 dan H -nya. ada antena loop, medan yang ada 3φ dan Hθ 3θ 4 6 dan 3r 4 6 Hφ 4 6 dan Hr 4 6

Antena Loop (samb

S!all Loop Antennas •

Small loop antennas : %erimeter

<< λ , uniform time +arying current

It turns out that the radiation elds of small loops are independent of the shape of the loop and depend only on the area of the loop current along the loop

.ector potential : A

=  µ 

e −  jβ r 

Je ∫  4π r  V '

ˆ  jβ r '⋅ r  

dv' =  µ 

e −  jβ r 

Ie ∫  4π r  C 

ˆ  jβ r '⋅ r  

dc' along the loop

Note : It appears to be easier to construct A for the square loop

S!all Loop Antennas Sare Loop z

Small square loop can be thought of as combination of "/# ideal dipoles& A small 

=  xˆ A1 +  yˆ A2 +  xˆ A3 +  yˆA4

 R1

r 

0/

03

01

y

 square

 µ  Il   e −  jβ  R   A x = 4π     R1

1

or

 µ  Il   e −  jβ  R   A y = 4π     R2

2

−  jβ  R3

−

e

−

e

 R3 −  jβ  R4

 R4

               

for amplitude term:  R1 ≈  R2 ≈  R3 ≈  R4 ≈  R

Far eld approximatio n: for phase term :

 I  x

02

 R1

= r +

 R3

= r −

 R2

= r  −

 R4

= r  +

l  2 l  2 l  2 l  2

sin θ  sin φ  sin θ  sin φ  sin θ  cos φ  sin θ  cos φ 

S!all Loop Antennas Sare Loop  µ  Ile − [e − ]  A = −e  jβ r 

 jβ ( l / 2 ) sin θ sin φ 

 4hen :

 x

5ecall : sin α  =

Finally :

4π r  1

2 j

(e

 jα 

−e

− jα 

)

 jβ ( l / 2 ) sin θ sin φ 

for small  !l  =

 µ  Ile −  jβ r   β l     A x = −2 j sin  sin θ  sin φ   4π r  2     −  jβ r   µ  Ile β l       A y = 2 j sin  sin θ  cos φ   4π r    2  

2πl   

(l  << λ )

β l  2

sin θ  cos φ 

φ ˆ

−  jβ r   µ   Ie 2 ˆ ˆ β  A = + =  A  x  A  y  j l  sin θ ( − sin φ  xˆ + cos φ  yˆ )  x  y or : 4π r  −  jβ r   Ie  µ  2 E & H fields : E = −  jω A ⇒ E = ηβ  "  sin θ φ ˆ 4π r  2 Note : "  = l  (area of  loop) −  jβ r  1  Ie  µ  2 2 2 ˆ H E β  sin θ θ ˆ = × = − r  "  ωµβ  = ηβ  4π r  η 

S!all Loop 's. Ideal Dipole

z

Loop area S

y

 I 

H

= − jωµ  I m ∆ #  =  jω 

 %&  = "0

Ω A =  D =

e

2

dipole along z  I m axis

 I 

−  jβ r 

∆# 

x  I m ∆ #  =   jωµ I"  ˆ sin θ φ 

4π r  −  jβ r 

 µε  I m ∆ # 

y -ene

e

4π r 

o

8π 

3

z

∆ # 

x small loop in x6 y plane E

z Ideal magnetic

ˆ sin θ θ 

x

= − jωµ  I ∆ # 

H

=  jω 

 Rr  = 80π 

2

  "    ohm     λ    2

e −  jβ r 

ˆ sin θ θ 

4π r  −  jβ r 

 µε  I ∆ # 

e

4π r 

 %&  = "0o 8π 

3

2

Ideal dipole along z axis

E

Ω A =

or 1!7d$

y

 D =

3 2

3 or 1!7d$ 2

 Rr  = 80π 2

  ∆ #   ohm      λ   

ˆ sin θ φ