Masih Ingat ‘kan Ya? 0502
Antenna Properties
Di negeri ini, kata “property” kadung kete- rusan selalu dikaitkan dengan urusan re- al-estate, kompleks perumahan atau per- kantoran (yang kalo’ jadi satu disebut ru- ko), kapling-mentah atau kapling-siap-ba- ngun, serta berbagai urusan hunian lainnya.
Di dunia panggung dan pertunjukan, isti- lah “property” merujuk kepada perabotan, perlengkapan, atau peralatan yang dipa- sang, dipajang atau dipakai (oleh para pe- lakon, di samping pakaian atau baju yang memang dipaké, karena yang ini urusan- nya bagian “wardrobe”) untuk menunjang jalannya lakon atau pementasan, shoot- ing adegan-adegan film atau sinetron, ja- lannya pegelaran berbagai jenis musik, teater, lenong … dan sebagainya.
Di urusan per-antenna-an, terminoloji “property” lebih berkaitan dengan sifat, ciri atau karakter khusus, yang “mele- kat” (inherent) sebagai suatu yang tidak dapat dipisahkan dan seolah jadi “milik” dari sebuah antenna.
Dengan mengetahui dan memahami pro- perties-nya, akan dapat diperkirakan ki- nerja seperti apa yang bisa diharapkan dari sebuah antenna pada berbagai sikon (situasi dan kondisi) yang berkaian de- ngan lokasi pemasangan/instalasinya.
The basic properties
Di sepanjang obrolan ‘ngalor-‘ngidul ihwal per-antenna-an ini selalu dijumpai beberapa istilah atau terminology yang meru- pakan property dasar sebuah antenna, a.l. istilah Polarisasi/polarization, Sudut pancaran/elevation angle, Arah panca--- ran/directivity dan Gain, Pola Radiasi/ radiaton pattern dsb., yang akan diulas satu-per-satu sbb.:
Polarisasi/polarization
Antenna di band HF bisa berpolarisasi ho- rizontal atau vertikal, tergantung pada po- sisi radiating element (bentangan kawat atau tubing) terhadap permukaan tanah. Kalo’ elemen antenna terbentang sejajar dengan permukaan tanah maka antenna tersebut akan memancar secara horizon- tal (radiates horizontally, atau dikatakan polarisasinya horizontal), demikian juga sebaliknya kalau bentangannya tegak (walaupun ‘nggak selalu harus tegak lu- rus jejeg 900) terhadap permukaan tanah maka polarisasinya vertikal. Kalau benta- ngannya miring (sloping/slanting), maka gelombang elektromagnetik yang dipan- carkan akan mengandung kedua kompo- nen polarisasi tersebut. Di rentang band VHF dan UHF dikenal juga polarisasi circu- lar, yang dihasilkan beberapa jenis ranca- ngan antenna helical, dengan lilitan yang relatip jauh lebih jarang-jarang ketimbang lilitan sejenis untuk rentang band HF.
Di negeri ini, kata “property” kadung kete- rusan selalu dikaitkan dengan urusan re- al-estate, kompleks perumahan atau per- kantoran (yang kalo’ jadi satu disebut ru- ko), kapling-mentah atau kapling-siap-ba- ngun, serta berbagai urusan hunian lainnya.
Di dunia panggung dan pertunjukan, isti- lah “property” merujuk kepada perabotan, perlengkapan, atau peralatan yang dipa- sang, dipajang atau dipakai (oleh para pe- lakon, di samping pakaian atau baju yang memang dipaké, karena yang ini urusan- nya bagian “wardrobe”) untuk menunjang jalannya lakon atau pementasan, shoot- ing adegan-adegan film atau sinetron, ja- lannya pegelaran berbagai jenis musik, teater, lenong … dan sebagainya.
Di urusan per-antenna-an, terminoloji “property” lebih berkaitan dengan sifat, ciri atau karakter khusus, yang “mele- kat” (inherent) sebagai suatu yang tidak dapat dipisahkan dan seolah jadi “milik” dari sebuah antenna.
Dengan mengetahui dan memahami pro- perties-nya, akan dapat diperkirakan ki- nerja seperti apa yang bisa diharapkan dari sebuah antenna pada berbagai sikon (situasi dan kondisi) yang berkaian de- ngan lokasi pemasangan/instalasinya.
The basic properties
Di sepanjang obrolan ‘ngalor-‘ngidul ihwal per-antenna-an ini selalu dijumpai beberapa istilah atau terminology yang meru- pakan property dasar sebuah antenna, a.l. istilah Polarisasi/polarization, Sudut pancaran/elevation angle, Arah panca--- ran/directivity dan Gain, Pola Radiasi/ radiaton pattern dsb., yang akan diulas satu-per-satu sbb.:
Polarisasi/polarization
Antenna di band HF bisa berpolarisasi ho- rizontal atau vertikal, tergantung pada po- sisi radiating element (bentangan kawat atau tubing) terhadap permukaan tanah. Kalo’ elemen antenna terbentang sejajar dengan permukaan tanah maka antenna tersebut akan memancar secara horizon- tal (radiates horizontally, atau dikatakan polarisasinya horizontal), demikian juga sebaliknya kalau bentangannya tegak (walaupun ‘nggak selalu harus tegak lu- rus jejeg 900) terhadap permukaan tanah maka polarisasinya vertikal. Kalau benta- ngannya miring (sloping/slanting), maka gelombang elektromagnetik yang dipan- carkan akan mengandung kedua kompo- nen polarisasi tersebut. Di rentang band VHF dan UHF dikenal juga polarisasi circu- lar, yang dihasilkan beberapa jenis ranca- ngan antenna helical, dengan lilitan yang relatip jauh lebih jarang-jarang ketimbang lilitan sejenis untuk rentang band HF.
Untuk komunikasi dengan ground-wave (gelombang elektromagnetik yang meram- bat sepanjang atau diatas permukaan ta- nah) yang mengikuti line-of-sight (menu- ruti-garis-pandang-langsung) di band VHF dan UHF, antenna di kedua sisi HARUS berpolarisasi sama, karena cross-polari- zation (polarisasi silang: vertikal ke hori- zontal dan sebaliknya) dapat mengakibat- kan losses sampai beberapa dB. Di band HF, dimana QSO umumnya dilakukan lewat sky-wave atau ionospheric propagation (sinyal di”tembak”kan ke la- pisan ionosfir untuk kemudian dipantul- kan kembali ke bumi) ketentuan ini tidak berlaku, karena sepanjang “perjalanan”- nya dari satu titik (dari mana gelombang eletro-magnetik dipancarkan) sampai titik lain (receiving end atau sisi penerima) ge- lombang radio tersebut mungkin saja ter- lipat (bent) atau melintir (twisted) sedemi- kian rupa sehingga saat ‘nyampé di ujung sono polarisasinya bisa horizontal, bisa vertikal ataupun berupa kombinasi antara keduanya.
Karenanya, pertimbangan utama dalam memilih rancangan antenna yang cocok buat ‘ngeDX adalah elevation angle (su- dut pancaran)-nya, ketimbang melihatnya dari sisi polarisasinya. Dengan kata lain, para DX-ers memilih antenna vertikal BU- KAN karena polarisasi-nya yang vertikal, melainkan lebih ke pertimbangan sudut pancaran-nya yang lebih kecil dibanding dengan berjenis antenna horizontal.
Sekedar mengingatkan, seperti pernah di- wedar pada artikel terkait beberapa wak- tu yll., antenna Loop bisa diakali untuk berpolarisasi vertikal (dengan menaruh feedpoint di salah satu titik dengan cur- rent maxima di sisi vertikal), atau horizontal (dengan menaruh feedpoint pada sisi horizontalnya).
Sudut pancaran/elevation, take off angle
Seperti disebut di atas, untuk DX-ing su- dut pancaran-lah yang lebih menentukan berhasil tidaknya sebuah QSO ketimbang komponen properties lainnya, karena pa- da pancaran sky-wave bertambah rendah atau kecil sudut pancarannya, bertambah jauh pula titik jatuhnya sinyal sesudah dipantulkan di ionosphere, yang secara sederhana digambarkan sbb.:
Karenanya, pertimbangan utama dalam memilih rancangan antenna yang cocok buat ‘ngeDX adalah elevation angle (su- dut pancaran)-nya, ketimbang melihatnya dari sisi polarisasinya. Dengan kata lain, para DX-ers memilih antenna vertikal BU- KAN karena polarisasi-nya yang vertikal, melainkan lebih ke pertimbangan sudut pancaran-nya yang lebih kecil dibanding dengan berjenis antenna horizontal.
Sekedar mengingatkan, seperti pernah di- wedar pada artikel terkait beberapa wak- tu yll., antenna Loop bisa diakali untuk berpolarisasi vertikal (dengan menaruh feedpoint di salah satu titik dengan cur- rent maxima di sisi vertikal), atau horizontal (dengan menaruh feedpoint pada sisi horizontalnya).
Sudut pancaran/elevation, take off angle
Seperti disebut di atas, untuk DX-ing su- dut pancaran-lah yang lebih menentukan berhasil tidaknya sebuah QSO ketimbang komponen properties lainnya, karena pa- da pancaran sky-wave bertambah rendah atau kecil sudut pancarannya, bertambah jauh pula titik jatuhnya sinyal sesudah dipantulkan di ionosphere, yang secara sederhana digambarkan sbb.:
Pada gambar terlihat bagaimana sinyal - - yang “berangkat” (take off) dengan sudut pancar lebih kecil dapat menjangkau ja- rak TX - RX-2 yang relatip lebih jauh dari jarak TX - RX-1 dari sinyal —— yang berang kat dengan sudut pancar lebih besar.
Untuk mendapatkan sudut pancaran yang rendah (low angle radiation), antenna ho- rizontal macam dipole dan variantnya mesti dipasang dengan posisi feedpoint yang setinggi mungikin –makin tinggi ma- kin baik– sampai mendekati ketinggian free space, yang teoritis berada pada ke- tinggian minimal 1/2 lambda diatas per- mukaan tanah, dimana pengaruh konduk- tifitas tanah di bawah bentangan antenna tersebut nyaris sudah tidak ada sama se- kali. Ketinggian antara 13 – 20 mtr diang- gap sebagai ketinggian minimal untuk mendapatkan low angle radiation yang efektip (sekitar 15-200) untuk nge-DX di high band HF (20M ke atas), sedangkan di 80 dan 40M —walaupun juga tergan- tung pada Power output dan propagasi pada saat itu— ketinggian segitu (dengan take off angle sekitar 40-650) sekedar “ti- bang pas” untuk komunikasi jarak dekat atau sedang sampai sekitar 1500an Km (jangkauan yang lebih jauh didapatkan pada band yang lebih tinggi).
Arah pancaran/directivity & Pola Radiasi / radiaton pattern
Karena pengaruh kondisi di sekeliling in- stalasinya, Antenna apapun akan meman- car dengan intensitas pancaran yang ti- dak selalu sama ke semua arah, terma- suk antenna dari jenis omni directional. Kecenderungan untuk memancar lebih terarah ke satu jurusan tertentu ketim- bang ke arah lain lantas disebut
directivity dari antenna.
Antenna Dipole memancarkan sinyal ke dua arah yang tegak lurus terhadap ben- tangan antenna, sehingga disebutkan po- la pancarannya bi-directional, yang kalau dilihat dari atas terlihat seolah memben- tuk angka 8 terhadap bentangan ante- nna, seperti yang digambarkan berikut:
Pada kondisi ideal, maka pola pancaran sebuah dipole adalah seperti yang terlihat pada Gambar A (dengan bentuk angka 8 yang benar-benar bulat dan “montok”), sesuatu yang sebenarnya jarang bisa dijumpai pada praktek sehari-hari. Karena pengaruh beberapa faktor, a.l. ketinggian instalasi, adanya benda-benda konduktip di bawah instalasi, mismatch, non-reso- nant dsb., maka yang lebih sering ditemui adalah pola pancaran seperti di Gambar B, dimana terdapat “cipratan” radiasi ber- bentuk side lobes kearah-arah samping, yang akan mengurangi efisiensi dari pan- caran antenna tersebut ke arah depan dan belakang bentangan antenna seperti yang seharusnya.
Kalau effek pengarahan ini bisa diperta- jam, dikonsentrasikan atau difokuskan ke satu arah, maka Power GAIN dari antenna kearah tersebut (biasanya ke arah depan, makanya lantas disebut Forward Gain) akan bertambah besar juga, sebagai hasil dari terkonsentrasinya Power ke satu arah saja, dengan mengurangi intensitas pancaran ke arah lainnya. Dengan kata lain dapat disebutkan bahwa Gain dari sebuah antenna erat kaitannya dengan directivity-nya, bertambah tajam directivity-nya bertambah besar juga Gain yang didapatkan.
Dari bahasan di atas bisa disimpulkan bahwa Pola pancaran (radiation pattern) dan Power Gain sebuah antenna pada Band atau frekwensi tertentu disamping ditentukan oleh bentuk dan ukuran ante- nna, juga akan sangat dipengaruhi oleh posisi instalasi dan orientasinya terhadap pemukaan tanah.
Nah, untuk obrolan di edisi ini kita cukup- kan sampai disini saja dulu, di edisi de- pan akan diulas property lain seperti Cur--- rent Distribution, Impedance (terutama feedpoint impedance), bandwidth dsb., serta keterkaitan masing-masing property dalam menentukan kinerja sebuah antenna. CU ES 73!
Pada kondisi ideal, maka pola pancaran sebuah dipole adalah seperti yang terlihat pada Gambar A (dengan bentuk angka 8 yang benar-benar bulat dan “montok”), sesuatu yang sebenarnya jarang bisa dijumpai pada praktek sehari-hari. Karena pengaruh beberapa faktor, a.l. ketinggian instalasi, adanya benda-benda konduktip di bawah instalasi, mismatch, non-reso- nant dsb., maka yang lebih sering ditemui adalah pola pancaran seperti di Gambar B, dimana terdapat “cipratan” radiasi ber- bentuk side lobes kearah-arah samping, yang akan mengurangi efisiensi dari pan- caran antenna tersebut ke arah depan dan belakang bentangan antenna seperti yang seharusnya.
Kalau effek pengarahan ini bisa diperta- jam, dikonsentrasikan atau difokuskan ke satu arah, maka Power GAIN dari antenna kearah tersebut (biasanya ke arah depan, makanya lantas disebut Forward Gain) akan bertambah besar juga, sebagai hasil dari terkonsentrasinya Power ke satu arah saja, dengan mengurangi intensitas pancaran ke arah lainnya. Dengan kata lain dapat disebutkan bahwa Gain dari sebuah antenna erat kaitannya dengan directivity-nya, bertambah tajam directivity-nya bertambah besar juga Gain yang didapatkan.
Dari bahasan di atas bisa disimpulkan bahwa Pola pancaran (radiation pattern) dan Power Gain sebuah antenna pada Band atau frekwensi tertentu disamping ditentukan oleh bentuk dan ukuran ante- nna, juga akan sangat dipengaruhi oleh posisi instalasi dan orientasinya terhadap pemukaan tanah.
Nah, untuk obrolan di edisi ini kita cukup- kan sampai disini saja dulu, di edisi de- pan akan diulas property lain seperti Cur--- rent Distribution, Impedance (terutama feedpoint impedance), bandwidth dsb., serta keterkaitan masing-masing property dalam menentukan kinerja sebuah antenna. CU ES 73!
No comments:
Post a Comment