Lebar Pita Antena (Antenna Bandwith)

 

Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya.Pada range frekuensi kerja tersebut antenna dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

 

 Gambar 1. Bandwidth Antena

 Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum banyak mengalami perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diijinkan.

Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antenna. Suatu misal sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2( di atas fC), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah (f1 – f2). Tetapi apabila dinyatakan dalam prosen, maka bandwidth antena tersebut adalah :

Bandwidth yang dinyatakan dalam prosen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena-antena yang memliki band sempit (narrow band). Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definsi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah. 

Suatu antena digolongkan sebagai antena broad band apabila impedansi dan pola radiasi dari antena itu tidak mengalami perubahan yang berarti untuk f2 / f1> 1. Batasan yang digunakan untuk mendapatkan f2dan f1 adalah ditentukan oleh harga VSWR = 1.

Bandwidth antena sangat dipengaruhi oleh luas penampang konduktor yang digunakan serta susunan fisiknya (bentuk geometrinya). Misalnya pada antena dipole, ia akan mempunyai bandwidth yang semakin lebar apabila penampang konduktor yang digunakannya semakin besar. Demikian pula pada antena yang mempunyai susunan fisik yang berubah secara smoth, biasanya iapun akan menghasilkan pola radiasi dan impedansi input yang berubah secara smoth terhadap perubahan frekuensi (misalnya pada antena biconical, log periodic, dan sebagainya).Selain daripada itu, pada jenis antena gelombang berjalan (tavelling wave) ternyata ditemukan lebih lebar range frekuensi kerjanya daripada antena resonan.

Sudut Pengarahan atau Beamwidth Antenna

Beamwidth Adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang frekuensi radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun dari puncak lobe utama. Besarnya beamwidth adalah sebagai berikut : 

 

Dimana :

B = 3 dB beamwidth (derajat)

f = frekuensi (GHz)

d = diameter antena (m)  

Apabila beamwidth mengacu kepada perolehan pola radiasi, maka beamwidth dapat dirumuskan sebagai berikut :

 

Gambar 2 menunjukkan tiga daerah pancaran yaitu lobe utama (main lobe,nomor 1), lobe sisi samping (side lobe, nomor dua), dan lobe sisi belakang (back lobe, nomor 3). Half Power Beamwidth ( HPBW) adalah daerah sudut yang dibatasi oleh titiktitik ½ daya atau -3 dB atau 0.707 dari medan maksimum pada lobe utama. First Null Beamwidth (FNBW) adalah besar sudut bidang diantara dua arah pada main lobe yang intensitas radiasinya nol.

 

Gambar 2. Beamwidth Antena

 

HPBW (Half Power Beam Width)

Merupakan sudut pancaran antena dimana dayanya turun setengah (-3dB) terhadap daya terima paling besar. Pada umumnya sudut HPBW antena ini digunakan untuk menentukan besarnya azimuth antena. Dalam spesifikasi antena kita mengenal banyak azimuth antena misalkan saja (satuan sudut = derajad) 45, 60, 90, 120 dan sebagainya.

 

Gambar 3. Half Power Beam Width

  

10dB Beam Width

Merupakan sudut pancaran antena dimana dayanya berkurang 10X (-10dB) dari daya terima maksimal.

 

                                       

Gambar 4. 10dB Beam Width

45

 First Null Beam Width (FNBW)

Merupakan sudut pancaran antena dimana daya terimanya yang paling tinggi diantara daya terima yang lainnya.

  

Gambar 5. First Null Beam Width

 

Dari ketiga jenis Beam Width tersebut diatas dapat kita lihat :

 1.    Antena dengan sudut beam width yang lebar yaitu -10dB akan mengakibatkan gain antena menjadi kecil. Karena daya yang ada sudah tersebarkan pada sudut pancaran polarisasi tersebut.

 2.    Antena dengan sudut beam width yang sempit ditunjukkan pada FNBW. Semakin kecil sudut FNBW maka antena tersebut mempunyai gain yang besar. 

Sumber : Herry Sujendro, PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA, Kementerian Pendidikan & Kebudayaan, Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik & Tenaga Kependidikan, th. 2013: Jakarta