TUGAS ANTENA DAN PROPAGASI ANTENA FOLDED DIPOLE
Qoirul Setiawan 3 D3 Telekomunikasi B 72 09 030 042
JURUSAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
ANTENNA FOLDED DIPOLE PENDAHULUAN Sebuah antena dipole adalah radio antena yang bisa dibuat oleh kawat sederhana, dengan center-fed driven element . Antenna ini sebenarnya sama seperti antenna dipole pada umumnya, hanya saja antenna ini menggunakan satu lagi kawat penghantar yang dihubungkan pada ujung-ujung antenna dipolenya. Antena ini adalah antena sederhana yang praktis dari sudut pandang teoritis, amplitudo pada antena ini berkurang secara seragam dari pusat maksimum ke nol di ujungnya. Antena dipole diciptakan oleh Heinrich Rudolph Hertz sekitar 1886 saat bereksperimen tentang radiasi elektromagnetik
KARAKTERISTIK ANTENNA DIPOLE 1. Memiliki pencatuan ditengah (center fed half dipole) dengan didampingi ½ dipole lain yang dipasang dekat dengan dipole utama dan dihubungkan diujungnya. 2. Jarak antara kedua dipole-nya adalah 1/64 lambda dari frequency kerjanya. 3. Panjang secara keseluruhan antena folded dipole adalah ½ lambda. 4. Memiliki suatu hambatan radiasi sebesar 292 ohm. 5. Muatan dari transmisi antena folded dipole mempunyai suatu impedansi karakteristik nominal 300 ohm. 6. Daya pancarnya : Pr = 4x36,56 lo2 7. Resistansi Radiasi : Ra = 4x73,13 = 292,5
POLA RADIASI Antenna dipole memiliki 2 macam yaitu folded dipole ½ lambda dan ¼ lambda, dapat dilihat 2 macam antenna tersebut dalam gambar berikut ini.
Pola radiasi dari antenna folded dipole adalah sama dengan antenna dipole pada umumnya yaitu seperti donat untuk folded dipole ½ lambda
Kemudian untuk antenna folded dipole1/4 lambda, antenna ini digunakan untuk kondisi daerah yang hanya memiliki ruang sempit untuk pendirian antenna ini, sehingga dibuat antenna secara vertical, dengan memanfaatkan sifat tanah sebagai reflector, maka panjang dari antenna vertical ini hanya ¼ lambda atau setengah dari antenna ½ lambda
Tanah sebagai reflektor
PERANCANGAN
Gambar 1. V dan I di antena folded dipole
Perhitungan lambda dapat dicari dari rumus : (meter) = 300 x 106/ Frequency(Hz)
Misalkan frekuensi kerjanya 14 MHz maka Lambdanya adalah 21 meter dan ½ lambdanya menjadi 10.5 meter. Secara kelistrikan maka sebuah antena dipole dapat diexpresikan sebagai sebuah rangkaian resonansi seri yang terdiri dari sebuah komponen resistive dan dua buah komponen reaktive. Pada frekwensi resonansinya impedansinya akan merupakan kombinasi 2 diatas menjadi resistive karena pada saat
resonansi komponen reaktivenya menjadi sama dan saling menghilangkan dan tahanan resultantenya menjadi 73.16 Ohms seperti dipole biasa. Umumnya dikarenakan dimensi fisik dari antena yang berbeda beda maka sebuah antena dipole ½ Lambda tidak melebihi atau berkisar antara 68 Ohms tergantung pada rasio panjang dan diameter dari kawat/bahan yang dipakai. Sebuah antena Folded Dipole secara kelistrikan berbeda dengan dipole biasa dimana selain rangkaian resonan serinya dia juga mempunyai rangkaian resonan paralel. Dengan menjadikan satu dikedua ujungnya akan menimbulkan efek rangkaian resonansi paralel tersebut.Bila kedua ujungnya dijadikan satu akan menjadikan tegangan RF dikedua ujungnya sama nilainya sehingga distribusi tegangan dan arus RF di kedua element tersebut akan sama dengan dipole biasa.Bilamana kedua bahan antena folded dipole tersebut sama diameternya maka tahanan input di titik catunya menjadi 4 kali dari dipole tunggal biasa. Secara teoritis 4 X 73.16 = 293 Ohm. Kenaikan tahanan di titik catu terjadi akibat dari adanya pembagian yang sama dari arus RF dikedua element parallel tersebut. Adanya pembagian arus RF di titik catu sama dengan hanya ½ arus RF di titik catu seperti yang terjadi pada antena dipole biasa. Jadi dengan daya yang sama kuat diukur di titik catu, baik daya pancar maupun daya terima, arus RFnya hanya akan setengahnya sehingga tahanan di titik catu tersebut naik 4 kali. Ini dapat dijelaskan dari rumus dibawah ini : R = P/I2 ohms ~ 75 Ohms Bila mempunyai arus RF (I) setengahnya dan daya (P) dibuat tetap, bilamana setengah arus RF tersebut sinyal persegi (untuk mudahnya), harga akhirnya hanya ¼ dari harga bila bukan sinyal persegi. R = P/[I/2]2 = P/[I2/4]= 4P/I2 = 300 ohms P (daya antena) = I2.R
KONFIGURASI ANTENA DIPOLE Berbagai macam cara untuk memasang antena tergantung dari tersedianya space yang dapat diguakan untuk memasangnya. Antena single wire dipole dapat dipasang horizontal (sayap kiri dan kanan sejajar dengan tanah), dapat pula dipasang dengan konfigurasi inverted V (seperti huruf V terbalik), dengan konfigurasi V (seperti huruf V), konfigurasi lazy V (ialah berentuk huruf V yang tidur) atau dapat juga konfigurasi sloper (miring).
[ KONFIGURASI ANTENA DIPOLE ] Antena dipole dapat dipasang tanpa menggunakan balun akan tetapi bila feeder line menggunakan coaxial cable sebaiknya dipasang balun 1:1 karena coaxial cable itu unbalance, sedangkan antenanya balance, agar diperoleh pola radiasi yang baik.
CARA MATCHING ANTENA DIPOLE Cara matching antena yang baik ialah dengan menggunakan alat khusus ialah DIP METER dan IMPEDANCE METER atau dapat juga menggunakan SWR ANALYZER. Apabila alat tersebut tidak tersedia, matching dilakukan dengan menggunakan transceiver dan SWR meter. Pertama-tama pasanglah antena dengan konfigurasi yang dikehendaki. Pasanglah SWR meter diantara transceiver dengan transmission line (coaxial cable). Selanjutnya atur transceiver pada power yang paling rendah, sekitar 5-10 Watt dengan mode AM atau CW. Tentukan frekuensi kerja yang dikehendaki, misalnya 3.850 MHz. Coba transmit sambil mengamati SWR meter, putarlah tombol pengatur frekuensi sedemikian sehingga didapatkan Standing Wave Ratio (SWR) yang paling rendah. Bila frekuensi tersebut lebih rendah dari 3.850 MHz berarti sayap-sayap dipole terlalu panjang, jadi harus diperpendek. Bila frekuensi terlalu tinggi berarti sayap-sayap dipole-nya terlalu pendek. Untuk memperpanjang haruslah disambung, ini kurang menyenangkan. Jadi pemotongan awal antena harus dilebihi dari panjang theoritis, dan pada waktu dipasang dilipat balik sehingga panjangnya sama dengan panjang theoritis. Bila frekuensi match terlalu rendah, perpendek antena 10 CM setiap sayapnya. Bila masih terlalu rendah diperpendek lagi. Begitu seterusnya sehingga diperoleh SWR yang rendah ialah kurang dari 1:1.5. Cara memendekkan tidak dengan dipotong tetapi dilipat balik dan menumpuk rapat, lipatan yang mencuat akan membentuk capasitance head dan mempengaruhi SWR
[ MELIPAT UJUNG ANTENA ] Antena dipole dapat dioperasikan secara harmonic, ialah dipekerjakan pada frekuensi kelipatan ganjil dari frekuensi kerja aslinya. Misalnya antena untuk 7 MHz dapat pula digunakan untuk bekerja pada 21 MHz (kelipatan 3). Tentu saja SWR-nya akan lebih tinggi daripada bila digunakan pada frekuensi aslinya. Penempatan antena disarankan agak jauh dari kawat telepon dan kawat listrik untuk menghindari timbulnya telephone interference dan television interference. Bentangan antenna
yang sejajar dengan kawat telepon atau kawat listrik dengan jarak kurang dari lima meter akan dapat menimbulkan gangguan pada pesawat telepon, televisi dan perangkat audio lainnya. Makin rendah letak antena, sayap-sayapnya cenderung makin pendek. Untuk itu dalam pekerjaan matching, antena diletakkan pada ketinggian yang sebenarnya. Begitu pula diameter kawat akan berpengaruh terhadap panjangnya, makin besar diameter makin pendek antenanya, hal ini disebabkan karena kapasitansi antena terhadap bumi. Matching antena pada saat tanah basah, misalnya sehabis turun hujan, sayap dipole menjadi lebih pendek. Kecuali itu dalam pemasangan antena perlu memperhatikan lingkungan yang mungkin mengganggu antena itu sendiri. Misalnya adanya atap dari bahan seng atau atap rumah yang dilapisi dengan aluminium foil cenderung akan menyulitkan matching antena.
APLIKASI 1. Set-top antena TV Antena dipole yang paling umum adalah jenis antena yang digunakan pada televisi, seringkali disebut sebagai "telinga kelinci” atau "telinga kelinci" . Sementara di sebagian besar aplikasi elemen dipol diatur sepanjang baris yang sama, telinga kelinci yang dapat disesuaikan panjang dan sudut. dipol lebih besar kadangkadang digantung di bentuk V dengan pusat dekat peralatan radio di tanah atau berakhir pada tanah dengan pusat yang didukung. Shorter dipol dapat digantung secara vertikal.Beberapa elemen ekstra untuk mendapatkan penerimaan yang lebih baik seperti loop (terutama untuk transmisi UHF), yang dapat turnable sekitar sumbu vertikal, atau dial, yang memodifikasi sifat listrik antena pada setiap posisi dial.
Sebuah antena " telinga kelinci " dengan antena loop UHF.
2. Folded Dipole Satu lagi tempat umum dimana kita dapat melihat dipole adalah antena yang digunakan untuk band FM – dipole jenis ini dilipat. Ujung antena dilipat kembali sampai mereka hampir bertemu di feedpoint, sehingga antena ini terdiri dari satu panjang gelombang keseluruhan. Pengaturan ini memiliki bandwidth lebih besar dari dipole setengah-gelombang standar. Jika konduktor memiliki radius yang konstan dan penampang, saat resonansi impedansi masukan adalah empat kali dari dipol setengahgelombang. 3. Antena Shortwave
Dipol untuk panjang gelombang ini dibuat dari kawat padat. Antena dipole Portable ini terbuat dari kawat yang dapat digulung saat tidak digunakan. Tali dengan beban pada ujungnya dapat dilemparkan ke atas seperti cabang pohon. Pusat dan kabel penghubung dapat mengangkat sampai berakhir menyentuh pada ujung tanah atau berakhir mengangkat di antara dua potongan yang mendukung dalam bentuk V. Sementara antena tetap dapat dipangkas sesuai dengan panjang yang tepat, akan sangat membantu jika antena portabel yang dapat disesuaikan untuk memungkinkan kondisi lokal ketika pindah. Salah satu cara mudah adalah dengan melipat ujung elemen untuk membentuk loop dan menggunakan klem yang bisa disesuaikan. Loop kemudian dapat digunakan sebagai titik lampiran. Kecocokan dengan isolator yang baik di ujung dipole sangat penting, seperti halnya kegagalan untuk melakukannya, hal tersebut juga dapat menyebabkan flashover jika dipole digunakan untuk pemancar. Isolator murah adalah pembawa plastik yang memegang bir kaleng bersama-sama. Kaleng bir yang bisa menjadi isolator ini adalah contoh dari bagaimana sebuah objek rumah tangga dapat digunakan di tempat obyek mahal dan dijual untuk digunakan sebagai pos peralatan radio. Benda lain yang dapat digunakan sebagai isolator termasuk tombol adalah dari pakaian tua. 4. Antena Whip Antena whip adalah antena yang paling umum. Antena ini adalah monopoles yang paling umum dan praktis yaitu jenis monopole seperempat-gelombang yang dapat dianggap sebagai setengah dari dipole. Ini biasa disebut referred-to end-fed dipole yang sebenarnya hanya monopole setengah-gelombang pada antena whip.
REFERENSI [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
http://www.docstoc.com/docs/8628562/Laporan-Kerja-Praktek---DAYAPANCAR-ANTENA-(-DIPOLE-) en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna grid.informatika.lipi.go.id/jurnal/index.php/inkom/.../18/18 http://www.docstoc.com/docs/8628503/Laporan-Kerja-Praktek---DAYA JANGKAU-GELOMBANG-ANTENA-(DIPOLE) __, The ARRL Book, ARRL, USA, 1988, ISBN : 0-87159-206-5 William I.Orr and Stuart D. Cowan, Beam Antenna Handbook, First Edition, Radio Publications, Inc CT 06897, USA, ISBN : 0-933616-04-X John D. Kraus, Antennas, Second Edition, Mc. Graw Hill Book Company, International Edition, USA, ISBN : 0-07-100482-3 __, The ARRL Antenna Book, ARRL, Newington, Connecticut, USA, Thirteenth Edition, http://yd2tfb.blogspot.com/2011/05/antena-dipole-dan-monopole.html
