Antenna Pola Radiasi
Pola radiasi atau pola antena adalah representasi grafis dari sifat radiasi antena sebagai fungsi ruang. Artinya, pola antena menggambarkan bagaimana antena memancarkan energi elektromagnetik ke udara (atau bagaimana antena menerima energi). Penting untuk menyatakan bahwa antena memancarkan energi ke segala arah, setidaknya sampai batas tertentu, sehingga pola antena sebenarnya adalah tiga dimensi. Namun, umum untuk menggambarkan pola 3D ini dengan dua pola planar, yang disebut pola bidang utama. Pola bidang utama ini dapat diperoleh dengan membuat dua irisan melalui pola 3D melalui nilai maksimum pola atau dengan pengukuran langsung. Pola bidang utama inilah yang biasanya disebut sebagai pola antena.
Pola radiasi antena adalah salah satu sifat dasarnya karena menunjukkan cara antena mendistribusikan energinya di udara. Ini umumnya terdiri dari sejumlah lobe (gelembung) dan jika diukur jauh dari antena itu tidak bergantung pada jarak. Ini adalah fungsi dari sudut dan dapat dinyatakan sebagai pola medan atau kekuatan. Biasanya dapat sepenuhnya ditentukan dari pola dalam dua bidang, tegak lurus satu sama lain, masing-masing bidang E dan H. Terkait dengan pola radiasi antena, terdapat beberapa parameter penting seperti daya pancar, efisiensi radiasi, directivity, gain, dan polarisasi antena.
Pola radiasi antena adalah representasi grafis dari elemen karakteristik radiasi antena. Pola antena biasanya merupakan representasi grafis dari karakteristik arah antena. Ini mewakili intensitas relatif dari radiasi energi atau jumlah kekuatan medan listrik atau magnet sebagai fungsi dari arah ke antena. Diagram antena diukur atau dihasilkan oleh program simulasi di komputer, misalnya, untuk menampilkan secara grafis keterarahan antena radar dan dengan demikian memperkirakan kinerjanya.
Berbeda dengan antena omni-directional, yang memancar secara seragam ke segala arah bidang, antena directional lebih memilih satu arah dan karena itu mencapai jangkauan yang lebih jauh dalam satu arah ini dengan daya transmisi yang lebih rendah. Pola radiasi antena secara grafis menggambarkan preferensi yang ditentukan oleh pengukuran. Karena resiprositas, yang menjamin karakteristik transmisi dan penerimaan antena yang sama, diagram menunjukkan daya transmisi yang didistribusikan secara terarah sebagai kekuatan medan dan sensitivitas antena selama penerimaan.
Presentasi Format
Banyak format tampilan yang digunakan. Sistem koordinat Kartesian, serta sistem koordinat polar, adalah umum. Tujuan utamanya adalah untuk menampilkan diagram radiasi yang representatif baik secara horizontal (dalam azimuth) untuk representasi 360° yang lengkap atau secara vertikal (dalam elevasi) sebagian besar hanya untuk 90 atau 180 derajat. Dalam sistem koordinat Cartesian, data antena dapat direpresentasikan dengan lebih baik. Karena data ini juga dapat dicetak sebagai tabel, representasi yang lebih deskriptif sebagai kurva lokus dalam sistem koordinat polar biasanya lebih disukai. Berbeda dengan sistem koordinat Cartesian, ini menunjukkan arah secara langsung.
Untuk penanganan yang mudah, transparansi, dan keserbagunaan maksimum, pola radiasi biasanya dinormalisasi ke tepi luar sistem koordinat. Ini berarti bahwa nilai maksimum yang diukur disejajarkan dengan 0° dan diplot di tepi atas diagram. Nilai terukur lebih lanjut dari diagram radiasi biasanya ditampilkan relatif terhadap nilai maksimum ini dalam dB (desibel).
Skala yang biasa digunakan
Skala dalam diagram dapat bervariasi. Tiga jenis skala plotting digunakan secara umum, yaitu,
- linier,
- logaritma linier,
- logaritma termodifikasi.
Skala linier menekankan pancaran radiasi utama dan biasanya menekan semua sidelobe, karena seringkali berada di urutan kurang dari seperseratus main lobe. Namun, skala logaritmik linier mewakili sidelobe dengan baik dan lebih disukai ketika level semua sidelobe penting. Namun, kesan antena buruk karena main lobe relatif kecil. Skala logaritmik yang dimodifikasi, seperti tampak pada gambar, menekankan bentuk major beam sambil mengompresi sidelobe tingkat sangat rendah (<30 dB) menuju center dari pattern. Main lobe dengan demikian dua kali lebih besar dari side lobe terkuat, yang menguntungkan untuk presentasi visual. Namun, bentuk presentasi ini jarang digunakan dalam teknologi karena data yang tepat akan sulit dibaca darinya.
Pola Radiasi Horizontal
Diagram antena horizontal adalah tampilan bidang medan elektromagnetik antena, direpresentasikan sebagai bidang dua dimensi dengan antena di tengah.
Kepentingan representasi ini terletak pada akuisisi sederhana dari directivity antena. Biasanya, nilai -3 dB juga diberikan pada skala sebagai lingkaran putus-putus. Titik persilangan antara main lobe dan lingkaran ini menghasilkan apa yang disebut half power beam width antena. Parameter lain yang mudah dibaca adalah forward/backward ratio, yaitu rasio antara main lobe dan back lobe, serta ukuran dan arah sidelobe.
Dengan antena radar, rasio antara main dan sidelobe adalah penting. Parameter ini secara langsung mempengaruhi evaluasi ketahanan radar terhadap interferensi.
Vertical Radiation Pattern
Bentuk pola vertikal merupakan potongan melintang vertikal dari grafik tiga dimensi. Dalam diagram polar yang ditunjukkan (seperempat bagian lingkaran) dengan situs antena sebagai asal, sumbu x adalah jangkauan radar, dan sumbu y adalah ketinggian tujuan. Salah satu teknik pengukuran antena adalah Sun-Strobe-Recording menggunakan RASS-S, alat ukur dari Intersoft Electronics. RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) adalah sistem independen pabrikan radar untuk mengevaluasi berbagai elemen radar dengan menghubungkan ke sinyal yang sudah tersedia dan ini dalam kondisi operasional.
Dalam Gambar 3 yang ditunjukkan, satuan pengukuran adalah mil laut sebagai jangkauan, dan feet sebagai ketinggian. Kedua satuan pengukuran tersebut masih digunakan dalam Manajemen Lalu Lintas Udara karena alasan historis. Satuan ini memiliki arti sekunder hanya karena jumlah pola radiasi yang diplot didefinisikan sebagai tingkat relatif. Ini berarti sumbu boresight telah mendapatkan nilai jangkauan maksimum (teoritis) yang dihitung dengan bantuan Persamaan Radar. Bentuk plot hanya memberikan informasi yang diperlukan! Untuk mendapatkan nilai absolut, Anda memerlukan plot kedua, yang diukur dalam kondisi yang sama. Kedua plot ini dapat Anda bandingkan dan kemudian Anda mencapai peningkatan atau penurunan kinerja antena.
radiant lines adalah tanda sudut elevasi, di sini dalam half-degree-steps. Skala sumbu x dan sumbu y yang tidak sama (banyak-nya feet versus banyak-nya mil laut) menyebabkan jarak non-linier antara tanda sudut elevasi. Ketinggian ditampilkan sebagai pola kisi linier. Kisi kedua (bertitik) berorientasi pada kelengkungan bumi.
Pola 3D Antenna
Pola antena tiga dimensi feedhorn,
Diagram antena dalam representasi tiga dimensi sebagian besar adalah gambar yang dihasilkan komputer. Sebagian besar mereka dihasilkan oleh program simulasi yang nilainya sangat dekat dengan diagram hasil pengukuran yang sebenarnya. Untuk menghasilkan diagram hasil pengukuran yang sebenarnya berarti upaya pengukuran yang sangat luarbiasa karena setiap piksel gambar mewakili nilai terukurnya sendiri.
Oleh karena itu, sebagian besar program pengukuran antena memilih kompromi untuk representasi ini. Hanya bagian vertikal dan horizontal melalui diagram antena yang tersedia sebagai nilai hasil pengukuran yang sebenarnya. Semua piksel lainnya dihitung dengan mengalikan seluruh kurva pengukuran diagram vertikal dengan satu nilai pengukuran diagram horizontal. Daya komputasi yang dibutuhkan sangat besar. Dengan pengecualian representasi yang untuk menyenangkan dalam presentasi, manfaatnya diragukan, karena tidak ada informasi baru yang dapat diperoleh dari representasi ini dibandingkan dengan dua diagram individu (diagram antena horizontal dan vertikal). Sebaliknya: terutama di zona periferal, diagram yang dihasilkan dengan kompromi ini biasanya akan jauh menyimpang dari kenyataan.
Juga, diagram 3D dapat direpresentasikan dalam Cartesian serta koordinat polar.
Referensi