Pengukuran Antena

Pendahuluan

Dalam merancang sebuah antena terdapat tiga langkah yang dilakukan, yaitu:

1. perhitungan / perancangan
2. pembuatan (fabrikasi secara mekanis)
3. pengukuran (validasi)

Teknik pengukuran besaran antena adalah proses mengukur besaran-besaran karakteristik dari antena, seperti diagram radiasi, gain dan direktifitas (efisiensi), impedansi, dan polarisasi. Dalam prakteknya sebuah antena disamping harus memenuhi besaran-besaran elektris yang digariskan dalam perancangan, antena juga harus memenuhi beberapa tuntutan non-elektris.

Skema Pengukuran Besaran Antena

Pengukuran adalah proses mengukur karakteristik antena. Hal ini bertujuan untuk memvalidasi sebuah antena hasil fabrikasi apakah karakteristiknya sesuai dengan rancangan/ desain dari antena tersebut. Untuk mengukur sebuah antena dapat dilihat pada gambar dibawah.

Skema pengukuran antena

Sistem pengukuran harus memenuhi kondisi medan jauh. Kondisi ideal dari medan jauh adalah gelombang yang dipancarkan oleh antena pengukur mengenai AUT sebagai gelombang datar homogen. Antena pengukur akan memancarkan gelombang tertentu dengan besaran elektris tertentu dan antena yang diukur/AUT (Antenna Under Test) akan menangkap gelombang tersebut untuk kemudian diolah dan dianalisa oleh komputer besaran-besaran elektris dari gelombang yang ditangkap oleh AUT. Semakin mendekati besaran-besaran elektris yang ditangkap AUT dengan besaran-besaran elektris yang dipancarkan antena pengukur/transmiter maka semakin baik pula antena yang dibuat.Hasil yang ingin diketahui dari proses pengukuran antena adalah adalah digram radiasi, impedansi, gain, dan polarisasi.

Rumus yang dipakai dalam pengukuran antena

Skema pengukuran

1. Diagram radiasi antena

Diagram radiasi

AUT digerakkan pada permukaan sebuah bola untuk melakukan variasi terhadap sudut elevasi dan sudut asimut. Untuk antena yang memiliki direktivitas yang sangat tinggi, cukup hanya mengukur dua buah bidang referensi, vertikal dan horizontal.

2. Gain antena

Gain adalah karakter antena yang berkaitan dengan kemampuan antena untuk mengarahkan radiasi sinyalnya atau menerima sinyal dari arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, volt, dan lainnya, melainkan sebuah perbandingan. Oleh karena itu satuan yang dipakai untuk gain adalah desibel.

Skema pengukuran gain

Terdapat empat cara untuk mengukur gain, yaitu:

1. cara 2 antena
2. cara 3 antena
3. extrapolarisasi
4. medan refleksi tanah

Cara 2 antena

Menggunakan metode dua antena, dimana dalam pengukuran menggunakan dua buah antena yang berfungsi sebagai pengukur dan AUT. Jika kedua antena ini dipisahkan sejauh R, antena pengukur menggunakan daya pancar sebesar PT maka daya terima untuk orientasi optimal kedua antena adalah

Cara 3 antena

Jika antena yang diukur tidak identik maka dilakukan pengukuran dengan 3 kombinasi antena (a-b), (b-c), dan (a-c).

Cara extrapolasi

Cara yang dilakukan sama dengan pengukuran dengan 3 antena ditambah penelitian kesalahan karena medan antena, lintas ganda, dan antena tidak sejajar/beda polarisasi.

Cara medan refleksi tanah

Merupakan kombinasi dari cara 2 antena dan 3 antena dengan memperhitungkan refleksi bumi. Untuk memperhitungkan refleksi bumi digunakan polarisasi linier horisontal, karena refleksi pada polarisasi vertikal bervariasi besar sehingga antena vertikal diukur dengan penempatan horizontal.

3. Pengukuran impedansi

Impedansi antena dapat diukur apabila kita bisa mengetahui faktor refleksi yang ditimbulkan antena itu jika dipasang pada suatu kawat pengkalibrasi.

Cara untuk mengukur impedansi antena:

1.  Mengukur SWR (standing Wave Ratio) dan jarak minimum ke-1 dari antena (koefisien pantul)
2. Mengukur impedansi secara langsung oleh kemabtan impedansi.

Karena antena harus terisolasi dari pengaruh sekelilingnya maka pengukuran harus dilakukan secara tidak langsung yaitu pengukuran ZA+K dan ZKS kemudian dicari ZA. 

Pengukuran VSWR dan lebar bidang frekuensi antena

Grafik SWR

Dari teori saluran transmisi dikenal impedansi load antena bisa dihitung dengan faktor refleksi yang diketahui.