2.2 Pengertian Antenaantena adalah sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter dan memancarkannya sebagai gelombang radio. antena berfungsi pula sebaliknya ialah menampung gelombang radio dan meneruskan gelombang listrik ke receiver.Antena didefinisikan sebagai suatu struktur yang berfungsi sebagai pelepas energi gelombang elektromagnetik di udara dan sebagai penerima/penangkap energi gelombang elektromagnetik di udara. Antena merupakan perangkat perantara antara saluran transmisi dan udara, maka antena harus mempunyai sifat yang sesuai (match) dengan saluran pencatunya. Secara umum, antena dibedakan menjadi antena isotropis, antenna Omnidirectional, antena Directional, antena Phase Array, antena Optimal dan antena Adaptif. 1. Antena isotropis (isotropic) merupakan antena seolah-olah seperti sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Antena ini tidak ada dalam kenyataan dan hanya digunakan sebagai dasar untuk merancang dan menganalisa struktur antena yang lebih kompleks. 2. Antena Omnidirectional adalah antena yang memancarkan daya ke segala arah, dan bentuk pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat (doughnut) dengan pusat berimpit. Antena ini sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang lebih kompleks. Contoh antena ini adalah antena dipole setengah panjang gelombang. 3. Antena Directional merupakan antenna yang hanya memancarkan daya ke arah tertentu. Gain antena ini relatif lebih besar dari antena Omnidirectional. Ketiga jenis antena di atas merupakan antenna tunggal, dan bentuk pola radiasinya tidak dapat berubah tanpa merubah fisik antena atau memutar secara mekanik dari fisik antena. Selanjutnya adalah 4. antena Phase Array, yang merupakan gabungan atau konfigurasi array dari beberapa antana sederhana dan menggabungkan sinyal yang menginduksi masing-masing antena tersebut untuk membentuk pola radiasi tertentu pada keluaran array. Setiap antena yang menyusun konfigurasi array disebut dengan elemen array. Arah gain maksimum dari antena phase array dapat ditentukan dengan pengaturan fase antar elemen-elemen array. 5. Antena optimal merupakan suatu antena dimana penguatan (gain) dan fase relatif setiap elemennya diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan kinerja (performance) pada keluaran yang seoptimal mungkin. Kinerja yang dimaksud antara lain signal to interference ratio (SIR) atau signal to interference plus noise ratio (SNR). Optimasi kinerja dapat dilakukan dengan menghilangkan atau meminimalkan penerimaan sinyal-sinyal yang tak dikehendaki (interferensi) dan mengoptimalkan penerimaan sinyal yang dikehendaki 6. Antena adaptif merupakan pengembangan dari antena phase array maupun antena optimal, dimana arah gain maksimum dapat diatur sesuai dengan gerakan dinamis (dinamic fashion) obyek yang dituju. Antena dilengkapi dengan Digital Signal Proccessor (DSP), sehingga secara dinamis mampu mendeteksi dan melacak berbagai macam tipe sinyal, meminimalkan interferensi serta memaksimalkan penerimaan sinyal yang diinginkan.2.3 Teori Tentang Antena Omni DirectionalAntena Omnidirectional merupakan antena yang dapat memancarkan sinyal ke segala arah karena pada umumnya antena Omnidirectional mempunyai pola radiasi 360 apabila pola radiasinya dilihat pada bidang medan magnet (H). Gain antena Omnidirectional antara 3 dBi sampai 12 dBi. Antena tersebut menggunakan sambungan Point-to-Multi-Point (P2MP). Berdasarkan konfigurasinya antena Omnidirectional untuk frekuensi 2,4 GHz, ada antena Omnidirectional yang terbuat dari kabel coaxial yang elemennya terdiri dari dikenal dengan Vertical Collinear, ada antena Omnidirectional yang terbuat dari konektor N-type, yang dikenal dengan Spider Omni. Ada antenna Omnidirectional yang terbuat dari plat PCB, dikenal dengan 2,4 GHz Printed Pole, dan sebagainya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.2.4 Parameter-parameter AntenaParameter yang selalu digunakan dalam sistem antena adalah pola radiasi, gain, impedansi dan VSWR.2.4.1 Pola Radiasi AntenaPola radiasi (radiation pattern) merupakan salah satu parameter penting dari suatu antena. Parameter ini sering dijumpai dalam spesifikasi suatu antena,sehingga pembaca dapat membayangkan bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena tersebut.Dalam hal ini, maka pola radiasi disebut juga pernyataan secara grafis yang menggambarkan sifat radiasi dari antena (pada medan jauh) sebagai fungsi dari arah dan penggambarannya dapat dilihat pada diagram pola radiasi yang sudah diplot sesuai dengan hasil pengukuran sinyal radiasi dari suatu antena.

Gambar 2.4 Dimensi pola radiasi

Pola radiasi dapat disebut sebagai pola medan (field pattern) apabila intensitas radiasi yang digambarkan adalah kuat medannya dan disebut pola daya (power pattern) apabila intensitas radiasi yang digambarkan adalah vector poynting-nya.Apabila dilihat dari penamaan bidang pola radiasi ada 4 macam, yaitu: Bidang H ialah bidang magnet dari pola radiasi antena, bidang E ialah medan listrik dari pola radiasi antena, bidang elevasi ialah pola radiasi yang diamati dari sudut elevasi dan bidang azimuth ialah pola radiasi yang diamati dari sudut azimuth. dimana antara bidang H dan bidang E saling tegak lurus dan antara bidang elevasi dan bidang azimuth juga sama saling tegak lurus.

Gambar di atas memperlihatkan bentuk koordinat pada bidang pola radiasi,

untuk warna hijau adalah bidang azimuth atau bidang H, sedangkan warna ungu menjelaskan bidang elevasi atau bidang E.

2.4.1.1 Pola Radiasi Antena DirectionalAntena Directional biasanya digunakan oleh client, dikarenakan antena ini mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relative jauh daripada antena lainnya. Ada beberapa macam antena Directional antara lain:Yagi, plat panel, parabola, tin can antenna, parabolic reflektor dan lain-lainnya. Pola radiasi antena ini digambarkan pada gambar 2.6 seperti dibawah ini.

Gambar 2.6 Pola Radiasi Antena Directional

Gambar di atas merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena Directional, apabila dalam koordinat polar atau grafik pola radiasi seperti gambar 2.7 dibawah iniGambar 2.7 Bentuk pola radiasi gelombang antena Directional :(a) Pola radiasi bidang medan magnet (H)(b) Pola radiasi bidang medan listrik (E)

2.4.1.2 Pola Radiasi Antena OmnidirectionalAntena Omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 360 derajat apabila pola radiasinya dilihat pada bidang medan magnet (H). Gain antena Omnidirectional antara 3 dBi sampai 12 dBi. Antena tersebut menggunakan sambungan Point-to-Multi-Point (P2MP).

Gambar di atas merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional, apabila dalam koordinat polar atau grafik pola radiasi seperti gambar 2.9 dibawah ini.

(a) Pola radiasi bidang medan listrik(E)(b) Pola radiasi bidang medan magnet (H)

2.4.2 Gain AntenaGain (penguatan) bukanlah kuantitas yang bisa didefinisikan dalam bentuk fisik seperti watt atau ohm, tetapi gain adalah rasio yang tidak berdimensi. Gain diberikan sesuai dengan rujukan kepada antena standar. Gain antena (Gt) dapat dihitung dengan menggunakan antena lain sebagai antena yang standar atau sudah memiliki gain yang standar (Gs). Dimana membandingkan daya yang diterima antara antena standard (Ps) dan antena yang akan diukur (Pt) dari antena pemancar yang sama dan dengan daya yang sama

Ketika antena digunakan pada suatu sistem, biasanya lebih tertarik pada bagaimana efisien suatu antena untuk memindahkan daya yang terdapat pada terminal input menjadi daya radiasi. Untuk menyatakan ini, power gain (atau gain saja) didefinisikan sebagai 4 kali rasio dari intensitas pada suatu arah dengan daya yang diterima antena, dinyatakan dengan :

G()= 4 (1.22)Definisi ini tidak termasuk losses yang disebabkan oleh ketidaksesuaian impedansi (impedance missmatch ) atau polarisasi. Harga maksimum dari gain adalah harga maksimum dari intensitas radiasi atau harga maksimum dari persamaan (1.22), sehingga dapat dinyatakan kembali :

G= 4 (1.23)Jadi gain dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi dari dan , dan juga dapat dnyatakan sebagai suatu harga pada suatu arah tertentu. Jika tidak ada arah yang ditentukan dan harga power gain tidak dinyatakan sebagai suatu fungsi dari dan , diasumsikan sebagai gain maksimum.

Direktivatas dapat ditulis sebagai D = 4 , jika dibandingakn dengan persamaan (1.23) maka akan terlihat bahwa perbedaan gain maksimum dengan direktivitas hanya terletak pada jumlah daya yang digunakan. Direktivitas dapat menyatakan gain suatu antena jika seluruh daya input menjadi daya radiasi. Dan hal ini tidak mungkin terjadi karena adanya losses pada daya input. Bagian daya input (Pin) yang tidak muncul sebagai daya radiasi diserap oleh antena dan struktur yang dekat dengannya. Hal tersebut menimbulkan suatu definisi baru, yaitu yang disebut dengan efisiensi radiasi, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

e = (1.24)dengan catatan bahwa harga e diantara nol dan satu ( 0 < e < 1) atau ( 0 < e < 100%).Sehingga gain maksimum suatu antena sama dengan direktivitas dikalikan dengan efisiensi dari antena, yang dapat dinyatakan sebagai berikut :G= e D(1.25)Peersamaan di atas adalah persamaan yang secara teoritis bisa digunakan untuk menghitung gain suatu antena. Namun dalam prakteknya jarang gain antena dihitung berdasarkan direktivitas (directivity) dan efisiensi yang dimilikinya, karena untuk mendapatkan directivity antena memang diperlukan perhitungan yang tidak mudah. Sehingga pada umumnya orang lebih suka menyatakan gain maksimum suatu antena dengan cara membandingkannya dengan antena lain yang dianggap sebagai antena standard (dengan metode pengukuran). Salah satu metode pengukuran power gain maksimum terlihat seperti pada gambar 1.5. Sebuah antena sebagai sumber radiasi, dicatu dengan daya tetap oleh transmitter sebesar Pin. Mula-mula antena standard dengan power gain maksimum yang sudah diketahui (Gs) digunakan sebagai antena penerima seperti terlihat pada gambar 1.5a. Kedua antena ini kemudian saling diarahkan sedemikian sehingga diperoleh daya output Ps yang maksimum pada antena penerima. Selanjutnya dalam posisi yang sama antena standard diganti dengan antena yang hendak dicari power gain-nya, sebagaimana terlihat pada gambar 1.5b. Dalam posisi ini antena penerima harus mempunyai polarisasi yang samadengan antena standard dan selanjutnya diarahkan sedemikian rupa agar diperoleh daya out put Pt yang maksimum. Apabila pada antena standard sudah diketahui gain maksimumnya, maka dari pengukuran di atas gain maksimum antena yang dicari dapat dihitung dengan :

Gt= Gs(1.26)Atau jika dinyatakan dalam decibel adalah :Gt (dB) = Pt (dB) - Ps (dB) + Gs (dB)(1.27)

Pin Ps Gs (a) Pin Pt Gt (b)

GAMBAR 1.5METODE PENGUKURAN GAIN ANTENA DENGAN ANTENA STANDARD(a)PENGUKURAN DAYA OUTPUT YANG DITERIMA OLEH ANTENA STANDARD (PS)(b)PENGUKURAN DAYA OUTPUT YANG DITERIMA OLEH ANTENA YANG DI TEST (Pt)

2.4.3 Impedansi Input AntenaImpedansi Input antena adalah impedansi antena di terminal catu (feeder)- nya disebabkan perbandingan antara tegangan (V) dan arus (I) di terminal input atau catu (feeder).Dimana: Zin = Impedansi Input ()V = Tegangan terminal input (Volt)I = Arus terminal input (A)

Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi.Impedansi antena terdiri dari bagain riil dan imajiner, yang dapat dinyatakan dengan :Zin= Rin + j Xin (1.29)Resistansi input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat terdisipasi melalui dua cara, yaitu karena panas pada srtuktur antena yang berkaitan dengan perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali (teradiasi). Reaktansi input (Xin) menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat dari antena. Disipasi daya rata-rata pada antena dapat dinyatakan sebagai berikut :Pin= R | Iin |2(1.30)Dimana :Iin: arus pada terminal input Faktor muncul karena arus didefinisikan sebagai harga puncak. Daya dissipasi dapat diuraikan menjadi daya rugi ohmic dan daya rugi radiasi, yang dapat ditulis dengan :Pin= Pohmic + Pr(1.31)Dimana :Pr: Rin | Iin |2Pohmic= Rohmic | Iin |2Sehingga definisi resistansi radiasi dan resistansi ohmic suatu antena pada terminal input adalah :

(1.32a)

(1.32b)Resistansi radiasi merupakan relatif terhadap arus pada setiap titik antena. Biasanya digunakan arus maksimum, dengan kata lain arus yang digunakan pada persamaan 1.30 adalah arus maksimum. Sifat ini sangat mirip dengan impedansi beban pada teori rangkaian. Antena dengan dimensi kecil secara listrik mempunyai reaktansi input besar, sebagai contoh dipole kecil mempunyai reaktansi kapasitif dan loop kecil mempunyai reaktansi induktif,Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, maka impedansi antena haruslah conjugate match (besarnya resistansi dan reaktansi sama tetap berlawanan tanda). Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi pemanulan energi yang dipancarkan atau diterima, sesaui dengan persamaan sebagai berikut :

L=(1.33)Dengan:e-L = tegangan pantulZL = impedansi bebane+L = tegangan datangZin = impedansi input

2.4.4 VSWRVoltage Standing Wave Ratio (VSWR) adalah rasio tegangan yang berasal pantulan gelombang akibat ketidaksesuaian impedansi. Pengukuran VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena tersebut. Perbandingan level tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang datang menuju beban (V+) ke sumbernya lazim disebut koefisien pantul atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol .Hubungan antara koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran (Z0) dan impedansi beban/antena (Zl) dapat ditulis Harga koefisien refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa pantulan/match) sampai 1, yang berarti sinyal yang datang ke beban seluruhnya dipantulkan kembali ke sumbernya semula. Maka untuk perhitungan VSWR.Besar nilai VSWR yang ideal adalah 1, yang berarti semua daya yang diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima (match). Semakin besar nilai VSWR menunjukkan daya yang dipantulkan juga semakin besar dan semakin tidak match.Sedangkan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), dinyatakan sebagai berikut :

VSWR=(1.34)Dalam prakteknya VSWR harus bernilai lebih kecil dari 2 (dua).

POLARISASI ANTENAPolarisasi antena didefinisikan sebagai arah vektor medan listrik yang diradiasikan oleh antena pada arah propagasi. Jika jalur dari vektor medan listrik maju dan kembali pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier. sebagai contoh medan listrik dari dipole ideal.Jika vektor medan listik konstan dalam panjang tetapi berputar disekitar jalur lingkaran, dikatakan berpolarisasi lingkaran. Frekuesnsi putaran radian adalah dan terjadi satu dari dua arah perputaran. Jika vektornya berputar berlawanan arah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kanan (right hand polarize) dan yang searah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kiri (left hand polarize). Suatu gelombang yang berpolarisasi ellip untuk tangan kanan dan tangan kiri.Secara umum polarisasi berupa polarisasi ellips, seperti pada gambar 1.7 dengan suatu sistem sumbu referensi. Gelombang yang menghasilkan polarisasi ellip adalah gelombang berjalan sepanjang sumbu z yang perputarannya dapat ke kiri dan ke kanan, dan vektor medan listrik sesaatnya e mempunyai arah komponen ex dan ey sepanjang sumbu x dan sumbu y. Harga puncak dari komponen-komponen tersebut adalah E1 dan E1.

E1E2yXGAMBAR 1.7POLARISASI ELLIPS SECARA UMUMSudut menyatakan harga ralatif dari E1 dan E2, dapat dinyatakan sebagai berikut :

(1.35)Sudut kemiringan ellips adalah sudut antara sumbu x dengan sudut utama ellips. adalah fase, dimana komponen y mendahului komponen x. Jika komponennya sefase ( =0), maka vektor akan berpolarisasi linier.Orientasi dari polarisasi linier tergantung tergantung harga relatif dari E1 dan E2, jika :E1 = 0maka terjadi polarisasi linier vertikalE2 = 0maka terjadi polarisasi linier horisontalE1 = E2maka terjadi polarisasi linier membentuk sudut 450 Untuk memaksimumkan sinyal yang diterima, maka polarisasi antena penerima haruslah sama dengan polarisasi antena pemancar. Dan kadang terjadi antara antena penerima dan pemancar berpolarisasi berbeda. Hal ini akan mengurangi intensitas sinyal yang diterima.Sebuah antena dapat memancarkan energi dengan polarisasi yang tidak diinginkan, yang disebut polarisasi silang (cross polarized). Polarisasi silang ini menimbulkan side lobe yang mengurangi gain. Untuk antena polarisasi linier, polarisasi silang tegak lurus dengan polarisasi yang diinginkan dan untuk antena polarisasi lingkaran, polarisasi silang berlawanan dengan arah perputarannya yang diinginkan. Ini biasa yang disebut dengan deviasi dari polarisasi lingkaran sempurna, yang mengakibatkan polarisasinya berubah menjadi polarisasi ellips.Pada umumnya karakteristik polarisasi sebuah antena relatif konstan pada main lobe. Tetapi polarisasi beberapa minor lobe berbeda jauh dengan polarisasi main lobe.

Kuat tidaknya pancaran kita yang sampai di pesawat lawan bicara, sebaliknya baik buruknya penerimaan kita tergantung dari beberapa faktor. Faktor pertama adalah kondisi propagasi, faktor kedua adalah posisi stasiun (posisi antena) beserta lingkungannya, faktor ketiga adalah kesempurnaan antena. Untuk pancaran ada faktor ke-empat ialah kelebaran bandwidth pancaran kita dan faktor kelima adalah power.

Seringkali agar pancaran kita cukup besar diterima setasiun lawan bicara, kita berusaha menaikkan power dengan tanpa memperhatikan faktor-faktor lain tersebut di atas. Memang usaha meperbesar power secara teknis merupakan usaha yang paling mudah, akan tetapi rasanya ini adalah usaha yang kurang efektif dan cenderung merupakan suatu pemborosan. Mengenai propagasi dan posisi stasiun, kita cenderung tidak dapat berbuat banyak. Faktor bandwidth pancaran dapat dikatakan bahwa makin sempit bandwidth makin kuatlah pancaran kita, ini ada batasnya mengingat faktor readibility.Sebatang logam yang panjangnya Lambda () akan beresonansi dengan baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. Jadi bila pada ujung coax bagian inner kita sambung dengan logam sepanjang dan outer-nya di ground, ia akan menjadi antena. Antena semacam ini hanya mempunyai satu pole dan disebut monopole (mono artinya satu). Apabila outer dari coax tidak di-ground dan disambung dengan seutas logam sepanjang lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole (di artinya dua).

Antena dipole bisa terdiri hanya satu kawat saja disebut single wire dipole, bisa juga dengan dua kawat yang ujung-ujungnya dihubungkan dinamakan two wire folded dipole, bisa juga terdiri atas 3 kawat yang ujung-ujungnya disambung dinamakan three wire folded dipole

MENGHITUNG LAMBDACepat rambat gelombang sama dengan cahaya ialah 300.000.000 meter/detik, sedangkan gelombang tersebut bergetar sejumlah f cycle/detik (f = frekuensi). Misalnya frekuensinya 6 MHz (mega artinya juta), maka setiap detik ia bergetar 6.000.000 kali. Kita tahu bahwa satu Lambda () adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu kali getarLAMBDA ANTENARumus 1) di atas adalah panjang gelombang di udara. Cepat rambat gelombang listrik pada logam itu lebih kecil, ialah 0.95 kali gelombang radio di udara. Jadi untuk menghitung Lambda antena, rumus 1) tersebut menjadi :300 = ___________ x 0.95f

75 = ___________ x 0.95 .. rumus 2)f

dimana dinyatakan dalam meter dan f dalam MHz.Antena dipole untuk frekuensi 7.050 MHz, dengan rumus di atas akan didapatkan panjang setiap sayapnya 9.99 meter atau dibulatkan 10 meter, panjang 10 meter ini dinamakan panjang theoritis. Panjang theoritis tersebut belum dapat langsung kita gunakan karena factor pengaruh lingkungan belum diperhitungkan, kita tahu bahwa pengaruh lingkungan di setiap lokasi itu berbeda. Perhitungan theoritis ini mutlak diperlukan agar kita bisa memulai percobaan, tanpa perhitungan theoritis kita tidak akan bisa mengetahui dari mana kita akan memulai percobaan.

Kita ketahui bahwa lingkungan sangat berpengaruh terhadap panjang theoritis, terutama apabila antena itu dipasang rendah. Untuk itu, maka dalam praktek panjang theoritis tersebut harus diberikan koreksi yang dinamakan koreksi lingkungan. Penyesuaian dengan lingkungan itu dilakukan dengan metoda trial and error. Metoda trial and error adalah suatu metoda ilmiah yang digunakan apabila ada dua variabel yang saling tergantung atau bila ada beberapa variabel yang tidak dapat diukur besarnya.POLARISASIGelombang elektromagnet yang melaju di udara atau di angkasa luar terdiri atas komponen gaya listrik dan komponen gaya magnet yang tegak lurus satu sama lain. Gelombang radio yang memancar dikatakan terpolarisasi sesuai arah komponen gaya listriknya. Untuk antenna dipole maka polarisasinya searah dengan panjang bentangannya, bila antena tersebut dipasang horizontal, maka polarisasinya horizontal pula.Agar dapat menerima gelombang radio secara baik, maka antena harus mempunyai polarisasi yang sama dengan polarisasi gelombang radio yang datang. Arah polarisasi ini akan tetap sepanjang lintasan gelombang radio kecuali bila gelombang tersebut sudah dipantulkan oleh ionosphere, maka polarisasinya bisa berubah. Untuk itu, maka antena untuk keperluan komunikasi jarak jauh pada HF atau MF dapat dibuat vertikal atau horizontal.Pada band MF dan HF, biasanya kita gunakan polarisasi horizontal sedangkan untuk VHF (pada radio 2 meteran) biasa digunakan polarisasi vertikal. Kita tahu bahwa pancaran VHF tidak menggunakan pantulan ionosphere sehingga polarisasinya sampai ke antena pesawat lawan bicara masih tetap vertikal. Sedangkan pesawat 2 meteran banyak dipasang pada mobil dan antena mobil hanya bisa vertikal saja.GAIN ANTENAPancaran gelombang radio oleh antena makin jauh makin lemah, melemahnya pancaran itu berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, jadi pada jarak dua kali lipat kekuatannya menjadi 1/22 atau seperempatnya. Angka tersebut masih belum memperhitungkan melemahnya pancaran karena hambatan lingkungan dalam perjalanannya. Kecuali sifat tersebut di atas, sifat lain dari antena adalah bahwa kekuatan pancaran ke berbagai arah cenderung tidak sama. Pancaran gelombang radio oleh antena vertikal mempunyai kekuatan yang sama ke segala arah mata angin, pancaran semacam ini dinamakan omni-directional. Pada antena dipole, pancaran ke arah tegak lurus bentangannya besar sedang pancaran ke samping kecil, pancaran semacam ini disebut bi-directional.Dalam teknik radio kekuatan pancaran ke segala arah digambarkan sebagai pola pancaran (radiation pattern) seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Pola 1 adalah pola pancaran antena dipole (antena 1), apabila ada antena lain (antena 2) yang mempunyai pola radiasi seperti pada pola 2, maka titik A akan menerima signal lebih kuat daripada pancaran antena 1, dikatakan bahwa antena 2 mempunyai GAIN. Gain dinyatakan dengan dB, sebagai pembanding untuk menentukan besarnya gain adalah dipole.

KONFIGURASI ANTENA DIPOLEBerbagai 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).ANTENA YAGIUMUMSebelum kita berbicara tentang antena Yagi atau antena pengarah marilah kita menengok terlebih dahulu antena isotropic. Antena isotropic adalah antena yang memancarkan radiasi ke segala jurusan ke samping, ke atas dan ke bawah dengan kuat pancaran yang sama. Apabilka kita gambarkan pola radiasinya maka akan berbentuk bola. Antena ini tidak pernah ada, ini hanya digunakan untuk pembicaraan theoritis. Antena isotropic ini berbeda dengan antena omni directional, antena omni directional mempunyai kuat pancar yang sama ke segala penjuru mata angin akan tetapi ke atas dan ke bawah tidak sama. Antena vertikal Lambda mempunyai sifat ini. Untuk keperluan terutama komunikasi jarak jauh dan tidak diperlukan QSO dengan stasiun-stasiun yang berada di berbagai jurusan, maka sering diperlukan antena pengarah agar pancaran pada arah yang dikehendaki menjadi lebih besar. Tentu saja mengandung konsekuensi bahwa pancaran ke arah yang lain menjadi relatif mengecil.

POLA 1TITIK A

POLA 2

POLA PANCARANGambar 1

Kita perhatikan gambar 1, pola 1 adalah pola pancaran antena dipole. Bila pada antenna dipole diberikan sebuah reflektor dan director, maka akan kita peroleh pola pancaran seperti tergambar pada sebagai pola 2. Pancaran ke satu arah akan menjadi lebih jauh sedangkan pancaran ke jurusan lainnya akan menjadi jauh lebih kecil. Antena pengarah dikatakan mempunyai gain, yang dinyatakan dalam dB. Gain adalah perbandingan logarithmik antara power antena dibandingkan dengan dipole Lambda. Apabila sebagai pembanding digunakan antena isotropic, maka gain dinyatakan dalam dBi. Misalnya antena dipole Lambda mempunyai gain sebesar +2.1 dBi terhadap isotropic. Akan tetapi pada umumnya gain suatu antena yang digunakan pembanding adalah dipole Lambda. Misalnya power suatu antena pada titik A (periksa gambar 1) adalah Pa sedangkan power dipole Lambda di tempat itu sebesar Pd , maka gain antena :Gain = 10 log10 Pd / Pa dBMengukur gain suatu antena praktis tidak pernah dilakukan karena untuk pekerjaan ini diperlukan suatu sangkar Farraday yang cukup besar. Misalnya untuk penelitian gain antena 35 CM perlu sangkar Farraday sebesar 6 x 6 x 6 meter. Makin rendah frekuensi makin besar ukuran sangkar Farraday, hal ini tentu memakan biaya yang sangat besar.

Perbandingan kuat pancaran ke arah depan dengan arah belakang disebut front to back ratio. Sedangkan perbandingan kuat pancaran ke depan dengan kuat pancaran ke arah samping disebut front to side ratio. Untuk mengetahui keberhasilan kita membuat antena pengarah, secara praktis dapat kita amati dari front to back rationya. Makin besar front to back ratio menandakan makin baiknya pengarahan antena tersebut dan umumnya front to side rationya juga menjadi makin kecil. Dalam praktek kita tidak pernah mengukur besarnya gain antena.

Standing Wave Ratio (SWR)Sebelum melangkah lebih jauh, kita akan menconba memberiak gambaran mengenai standing wave ratio. SWR ini harus diamati ada waktu kita memasang antena untuk mendapatkan hasil yang baik dan menjaga awetnya perangkat transceiver. Apabila sepanjang feeder line ada gelombang listrik yang mengalir dari transceiver ke antena dan tidak ada aliran balik dari antena ke transceiver, maka gelombang listrik tersebut, baik voltagenya maupun arusnya akan tetap besarnya. Akan tetapi apabila ada arus balik yang, maka arus balik ini akan mengadakan interferensi dengan arus yang pergi ke antena. Sehingga arus yang mengalir sepanjang feeder line tadi pada suatu saat tertentu menjadi membesar dan pada suatu saat berikutnya menjadi mengecil. Perbandingan antara arus maksimum dengan arus minimum atau perbandingan antara voltage maksimum dengan voltage minimum in disebut Standing Wave Ratio (SWR) Standing Wave Ratio ini besarnya tergantung dari besarnya arus balik, makin besar arus balik maka SWR menjadi makin besar pula. Adanya standing wave pada feeder line ini tidak dikehendaki karena hal ini memberikan indikasi adanya mismatch. Arus balik ini akan masuk ke final dan ditransformasikan menjadi panas, dimana panas ini bila cukup tinggi akan dapat merusak final. Untuk mengukur besarnya SWR suatu transmission line yang menghubungkan transceiver dan antena digunakan SWR METER yang berisi swr bridge. Contoh suatu SWR meter terdapat pada gambar 2, biasanya alat semacam ini dilengkapi dengan power meter dan field strength meter. Field strength meter digunakan untuk mengukur kuat pancar transceiver dengan antena tertentu suatu antena. Kuat pancar diukur pada suatu jarak tertentu dan arah tertentu, selanjutnya dibandingkan dengan kuat pancar pada arah lain. Ini dapat digunakan untuk mengukur besarnya front to back ratio.

Dummy LoadUntuk melakukan penguran SWR pada suatu feeder line, maka pada ujung feeder line diberikan suatu dummy load sebagai pengganti antena. Dummy load ini berfungsi menyerap RF yang masuk kepadanya sehingga tidak terjadi RF balik dari luar feeder line (coaxial cable), dengan demikian SWR feeder line dapat diukur secara murni.

DUMMY LOADGambar 3

Distribusi tegangan dan arus.Apabila kita ingin melihat suatu gambaran menganai arus dan tegangan pada suatu antenna dipole, maka distribusi tegangan dan distribusi arus sepanjang antena dapat dilihat pada gambar berikut ini.