Apa saja parameter kinerja listrik dari antena komunikasi?

Parameter kinerja listrik antena komunikasi merupakan indikator kunci yang digunakan untuk mengevaluasi kemampuan transmisi sinyal, efisiensi radiasi, dan kinerja pencocokan impedansi. Secara umum, parameter tersebut dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Frekuensi Operasi dan Bandwidth Operasi

Bandwidth antena mengacu pada rentang frekuensi di mana semua persyaratan kinerja antena yang ditentukan terpenuhi. Frekuensi operasi mengacu pada semua frekuensi dalam bandwidth antena.

Karena bandwidth operasi dibatasi oleh beberapa parameter kinerja, bandwidth tersempit di antara parameter tersebut harus diambil sebagai bandwidth efektif. Untuk antena terintegrasi, bandwidth yang dibatasi oleh faktor-faktor seperti bandwidth pola radiasi dan bandwidth polarisasi biasanya lebih lebar daripada bandwidth impedansi. Kriteria kasar yang umum digunakan adalah rentang frekuensi di mana rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR) tetap di bawah batas tertentu.

2. Rasio Gelombang Berdiri Tegangan (VSWR)

Ketika impedansi masukan antena tidak sesuai dengan impedansi karakteristik saluran transmisi (yaitu, terjadi ketidaksesuaian), sebagian daya masukan dipantulkan kembali. Rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR) adalah parameter penting yang mencerminkan hubungan antara daya datang dan daya pantul.

VSWR berkaitan dengan impedansi input antena. Dalam beberapa kasus, rugi balik (RL) atau koefisien refleksi (Γ) digunakan sebagai gantinya; ketiganya menggambarkan karakteristik yang sama. Hubungannya adalah sebagai berikut:

Dimana:

(P^-) adalah daya pantul

(P^+) adalah daya datang

(Z_L) adalah impedansi input antena

(Z_0) adalah impedansi karakteristik saluran transmisi.

(U^+) adalah tegangan insiden

(U^-) adalah tegangan pantulan

3. Hubungan Konversi Logaritmik antara Return Loss, VSWR, dan Koefisien Refleksi

Return loss, VSWR, dan koefisien refleksi adalah representasi berbeda dari kinerja pencocokan impedansi dan dapat dikonversi secara logaritmik menggunakan rumus di atas.

4. Impedansi Masukan

Impedansi masukan adalah impedansi yang terdapat pada terminal masukan antena. Impedansi masukan antena harus disesuaikan dengan impedansi karakteristik saluran transmisi dan konektor. Untuk antena stasiun pangkalan komunikasi seluler, impedansi masukan nominal biasanya 50 Ω, yang berarti impedansi karakteristik saluran transmisi dan konektor juga harus 50 Ω.

5. Keuntungan

Penguatan antena mewakili efek gabungan dari pengarahan radiasi dan efisiensi konversi energi. Hal ini ditentukan oleh dua faktor utama: pengarahan radiasi dan efisiensi radiasi.

Penguatan biasanya dinyatakan dalam desibel (dB). Desibel adalah representasi logaritmik dari suatu rasio:

Sebagai contoh:

Satuan dBi mewakili penguatan relatif terhadap radiator isotropik ideal. Dalam beberapa kasus, dBd digunakan, yang mewakili penguatan relatif terhadap dipol setengah gelombang. Hubungan konversinya adalah:

Sebagai contoh:

6. Pola Radiasi

Pola radiasi adalah representasi grafis tentang bagaimana kepadatan daya radiasi atau kekuatan medan bervariasi dengan arah spasial. Pola radiasi meliputi pola bidang horizontal dan pola bidang vertikal.

Banyak karakteristik antena dapat diamati dari pola radiasi, seperti apakah antena tersebut omnidirectional atau directional, lebar pancaran, sudut kemiringan ke bawah, pengisian celah nol, dan penekanan sidelobe. Untuk meningkatkan kinerja radiasi, optimasi pola radiasi merupakan bagian penting dari desain antena.

Pola radiasi 3D menggambarkan distribusi sinyal secara keseluruhan di ruang angkasa dan memungkinkan pengamatan kekuatan sinyal ke segala arah.

Pola radiasi 2D biasanya diperoleh dengan memotong pola 3D sepanjang bidang XY, YZ, dan XZ, yang memberikan evaluasi kuantitatif distribusi kekuatan sinyal pada bidang-bidang tersebut.