7/29/2019 94453025 Antena Array

1/21

Antena Array

7/29/2019 94453025 Antena Array

2/21

Pola radiasi antena tunggal umumnya relatif lebar, atau penguatannya

relatif kecil. Gain atau directivity antena yang besar dapat diperoleh

dengan memperbesar dimensi antena (dalam orde ). Akan tetapi cara

ini mengakibatkan munculnya lebih banyak side lobe.

Cara lain mendapatkan gain yang tinggi adalah dengan menyusun

beberapa antena dengan konfigurasi tertentu yang dinamakan antena

array. Umumnya elemenelemennya identik.

Medan radiasi total antena array adalah superposisi vektor medanradiasi elemen-elemennya.

Pada dasarnya ada beberapa metode untuk mendapatkan pola radiasi

tertentu antena array, yaitu :

a) Mengatur konfigurasi geometri (linear, circular, spherical, rectangular,dll.)

b) Mengatur jarak antar elemen

c) Mengatur amplitudo arus eksitasi

d) Mengatur fase arus eksitasi

e) Mimilih elemen yang memiliki pola tertentu.

7/29/2019 94453025 Antena Array

3/21

Array factor untuk linear array

Selain pengaturan

amplitudo dan fasepada pencatuannya

(In), juga terdapat

perbedaan fase

relatif antaragelombang yang

sampai di elemen-

elemen antena

karena posisinya

dalam ruang dan

arah kedatangan

gelombang.

(Stutzman, Antenna Theory and

Design,1981, John Wiley & Sons)

7/29/2019 94453025 Antena Array

4/21

Array factor untuk linear array

Elemen : isotropis

Radiasi :r

eI

rj

40

Array factor dari N elemen

isotropis :

110110 ...

NjN

jjeIeIeIAF

=fase gelombang dataryang datang di elemen

antena array

(Stutzman, Antenna Theory and

Design,1981, John Wiley & Sons)

7/29/2019 94453025 Antena Array

5/21

Contoh : mendapatkan array factor dengan cara

memeriksa radiasinya

1. Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arussama, terpisah dengan jarak /2

2. Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arus

berlawanan, terpisah dengan jarak /2

7/29/2019 94453025 Antena Array

6/21

Array factor dari N elemen isotropis, jarak antar

elemen sama

1

0

coscos22

cos10 ...

N

n

ndjn

djdj eIeIeIIAF

cosd

jnnn eAI

1

0

N

n

jnneAAF

7/29/2019 94453025 Antena Array

7/21

Contoh :

Array dari 2 sumber isotropis, amplitudo dan fase arus

sama, terpisah dengan jarak /2. Dapatkan AFsebagaifungsi dan .

Mendapatkan plot polar array factor f() dari plot f()

7/29/2019 94453025 Antena Array

8/21

1

0

N

n

jnneAAF

Sifat array factor dari array linier

)()2( 2)2( AFeAeeAeAAF jnn

jnjnn

jnn

Array linier pada sumbu z hanya merupakan fungsi ,

mempunyai simetri putar di sumbu z

Visible region : 0 < < atau - d < < + d

Visible region dalam variabel sebesar2d

Satu periode array factor muncul dalam visible region

jika jarak antar elemen d = /2

7/29/2019 94453025 Antena Array

9/21

Array factor ternormalisasi dari array linier, jarak

sama, amplitudo arus sama

)2/sin(

)2/sin()(

N

Nf

Sifatsifat :

N semakin besar main lobe semakin sempit, tinggiside lobe turun

Jumlah lobe total N-1, satu main lobe, N-2 side lobe

Lebar main lobe 2X2/N, lebar side lobe2/N

Simetri pada

7/29/2019 94453025 Antena Array

10/21

Contoh :

Array linier 4 elemen, jarak antar elemen /2, beda fase

/2. Dapatkan array factor dalam variabel dan, buatsketsnya.

7/29/2019 94453025 Antena Array

11/21

Main beam scanning

Array factor maximum dalam variabel terjadi pada =0.

Misalkan 0 adalah nilai saat array factor maksimum,maka beda fase yang diperlukan agar main beam terjadi

pada =0 adalah :

0cos d

Ukuran lebar beam : FNBW

7/29/2019 94453025 Antena Array

12/21

Ordinary endfire array

Banyak aplikasi yang memerlukan antena dengan satu

main beam yang sempit (single pencil beam). Single

pencil beam dapat diperoleh antara lain dengan disain

yang tepat dari endfire array.

Endfire array diperoleh jika : 0=0 atau 0=180,berkaitan dengan=-d atau =d ordinary endfire

array

Untuk mendapatkan single pencil beam, visible region

dikurangi sedemikian hingga :

Nd

22 )

2

11(

2 Nd

7/29/2019 94453025 Antena Array

13/21

Contoh :

Ordinary endfire array, 5 elemen, 0=180, tentukan jarak

dan beda fase antar elemen, gambarkan skets arrayfactornya.

7/29/2019 94453025 Antena Array

14/21

Hansen-Woodyard endfire array

N

d )1

1(2 N

d

Contoh :

Endfire array, 5 elemen,

0=180, tentukan jarak

dan beda fase antar

elemen, gambarkan skets

array factornya.

7/29/2019 94453025 Antena Array

15/21

Kurva perbandingan directivity Ordinary dan Hansen

Woodyard endfire array

7/29/2019 94453025 Antena Array

16/21

Prinsip perkalian pola

Antena array umumnya dibuat dengan elemen-elemen

yang hampir identik berlaku prinsip perkalian pola

Contoh : collinier array

tersusun dari N dipole

pendek, jarak antar

elemen sama, arus tiap

elemenI0, I1, ,IN-1

z

y

0 d 2d 3d

x

1

0

cos

cos)1(1

cos10

4

...4

N

n

ndjn

rj

dNjN

djrj

z

eIzr

e

eIeIIzr

eA

7/29/2019 94453025 Antena Array

17/21

Medan listrik di daerah medan jauh :

1

0

cossin4

sin

N

n

ndjn

rj

z

eIzr

ej

AjE

Pola elemenArray factor

Prinsip perkalian pola :

Pola medan dari antena array dengan elemen-elemen

identik adalah hasil kali pola elemennya dengan array

factor.

),(),(),( fgF a

7/29/2019 94453025 Antena Array

18/21

Contoh :

Array collinier dari 2 dipole pendek, jarak /2, magnitudo

dan fase arus sama. Dapatkan pola radiasi array danbuat sketsnya.

d=/2

I0=1 I1=1z )cos

2

cos(sin)(

F

g()f() F()

7/29/2019 94453025 Antena Array

19/21

Prinsip perkalian pola tetap berlaku pada antena array

dengan berbagai geometri.

Misalkan array linier dari sumber garis yang disusunparalel

x

y

z

/2

1800

cossincos

Dapatkan array factor dan gambarkan sketsnya.

7/29/2019 94453025 Antena Array

20/21

Directivity dari array linier dengan jarak antar

elemen sama dan eksitasi uniform

Jika elemennya isotropis :

1

12

cossin21

14N

m

A mdmdm

mN

NN

D

Ordinary endfire :

LD 4

Hansen-Woodyard endfire :

LD 28,7

L=Nd

Broadside array :

NdLD 22

7/29/2019 94453025 Antena Array

21/21

Directivity dari array linier dengan jarak antar

elemen sama dan eksitasi uniform

Dengan elemen non isotropis :

mdmadmadm

mN

N

aD

N

m

cos)cossin(2

2

1

21

1

12

0

Collinear short dipole : a0=2/3, a1=2/(md)2, a2=-2/(md)

Paralel short dipole : a0=2/3, a1=1-1/(md)2, a2=1/(md)