Tipe Antenna
Sebelum kita masuk ke ilmu hitam yaitu perambatan sinyal wireless, kita perlu memahami bagian penting dari sistem wireless yaitu antena. Antena adalah sarana untuk menyambungkan pemancar ke media, dalam hal ini, ruang kosong. Antena adalah radiator elektromagnetik; itu menciptakan medan elektromagnetik yang keluar dari antena pemancar ke antena penerima, yang kemudian mengubah gelombang elektromagnetik menjadi sinyal listrik yang diterapkan ke tahap input penerima.
Ada beberapa jenis antena dalam tiga kategori besar: omni-directional, directional, dan semi-directional.
- Antena omni-directional merambat ke segala arah.
- Antena semi-arah menyebar secara terbatas, ditentukan oleh sudut tertentu.
- Antena directional memiliki "beam" sempit yang memungkinkan perambatan yang sangat terarah; jenis akrab adalah parabola dan Yagi. Masing-masing memiliki karakteristik dan aplikasi yang unik.
Penguatan pasif memperkuat sinyal
Semua antena menunjukkan penguatan pasif, yang berfungsi untuk memperkuat sinyal. Gain pasif diukur dengan kuantitas dBi, yang merupakan gain yang dirujuk ke antena isotropik teoretis; antena isotropik mentransmisikan energi secara merata ke segala arah, dan tidak ada di alam. Gain antena dipole setengah gelombang yang ideal adalah 2,15 dBi. Perlu juga dicatat bahwa ketika directionality meningkat, demikian juga gain.
EIRP, atau setara (atau effective) isotropic radiated power, adalah ukuran daya maksimum yang akan dipancarkan antena isotropik teoretis ke arah penguatan antena maksimum. EIRP memperhitungkan kerugian dari saluran transmisi dan konektor, dan termasuk penguatan antena yang sebenarnya. EIRP memungkinkan perhitungan keluaran daya nyata dan nilai kekuatan medan, jika penguatan antena aktual dan daya keluaran pemancar diketahui.
Antena dipole, rubber ducky
Antena dipole adalah jenis antena yang paling umum digunakan dan bersifat omni-directional, menyebarkan energi frekuensi radio (RF) 360 derajat pada bidang horizontal. Perangkat ini dibangun untuk beresonansi pada setengah atau seperempat panjang gelombang dari frekuensi yang diterapkan. Antena ini bisa sesederhana dua potongan kawat yang dipotong dengan panjang yang sesuai; konfigurasi ini biasa disebut sebagai antena “rubber ducky”. Dipol digunakan di banyak perusahaan dan penyebaran Wi-Fi kantor kecil dan rumah (SOHO).
Sebuah antena menunjukkan impedansi yang khas, memungkinkan pencocokan antena ke pemancar untuk transfer daya maksimum. Jika antena dan pemancar tidak cocok, maka akan terjadi pantulan pada saluran transmisi yang akan menurunkan sinyal atau bahkan merusak pemancar. Refleksi ini dijelaskan dengan istilah rasio gelombang berdiri (SWR) dan menunjukkan efisiensi saluran transmisi. SWR 1:1 menunjukkan bahwa tidak ada daya yang dipantulkan dan hilang; 5:1 akan menunjukkan refleksi dan kehilangan 44%. SWR umumnya digunakan sebagai rasio tegangan dan disebut sebagai VSWR.
Directional antenna
Directional dan semi-directional antenna memfokuskan daya yang dipancarkan ke beam yang sempit, menambahkan keuntungan yang signifikan dalam prosesnya. Sifat antena juga timbal balik. Karakteristik antena pemancar, seperti impedansi dan penguatan, juga berlaku untuk antena penerima. Inilah sebabnya mengapa antena yang sama dapat digunakan untuk mengirim dan menerima. Gain dari antena parabola yang sangat terarah berfungsi untuk memperkuat sinyal yang lemah; inilah salah satu alasan mengapa antena jenis ini sering digunakan untuk sambungan jarak jauh.
Patch antenna, microstrip antenna
Patch antenna adalah radiator semi-arah menggunakan sepotong logam datar yang dipasang di atas ground. Radiasi dari bagian belakang antena secara efektif terpotong oleh ground, meningkatkan arah ke depan. Jenis antena ini juga dikenal sebagai antena mikrostrip. Biasanya berbentuk persegi panjang dan tertutup dalam selungkup plastik. Jenis antena ini cocok untuk diproduksi dengan metode papan sirkuit tercetak standar. Antena patch banyak digunakan semi-directional; antena tambalan dapat memiliki lebar berkas antara 30 hingga 180 derajat dan penguatan tipikal sebesar 9 dB.
Sector antenna
Sector Antena adalah jenis lain dari semi-directional antenna. Sector Antena memberikan pola radiasi berbentuk pie (sektor) dan biasanya dipasang dalam apa yang dikenal sebagai array sektor. Beamwidth untuk antena sektor bisa antara 60 sampai 180 derajat, dengan tipikal 120 derajat. Dalam sectorized array, antena dipasang saling membelakangi untuk menyediakan cakupan 360 derajat penuh. Antena sektoral digunakan secara luas untuk komunikasi seluler.
Yagi antenna
Antena directional yang umum digunakan adalah Array Yagi-Uda, biasanya hanya disebut Yagi. Ini ditemukan oleh Shintaro Uda dan rekannya, Hidetsugu Yagi, pada tahun 1926. Sebuah antena Yagi menggunakan beberapa elemen untuk membentuk sebuah directional array. Driven element tunggal, biasanya dipole, menyebarkan energi RF; elemen yang ditempatkan tepat di depan dan di belakang elemen yang digerakkan memancarkan ulang energi RF in phase and out of phase, enhancing dan retarding signal. Unsur-unsur tersebut disebut unsur parasit; elemen di belakang driven elemen disebut reflektor, sedangkan elemen di depan elemen driven disebut director. Antena Yagi memiliki beamwidth dalam kisaran 30 hingga 80 derajat dan dapat memberikan penguatan pasif lebih dari 10 dBi.
Parabolic atau dish antenna
Antena parabola, atau dish, adalah jenis antena directional yang paling dikenal. Parabola adalah kurva simetris; reflektor parabola adalah permukaan yang menggambarkan kurva itu sepanjang rotasi 360 derajat — piringan atau, untuk menggunakan istilah teknis, paraboloid. Reflektor parabola memiliki tingkat keterarahan yang tinggi dan memiliki kemampuan untuk memfokuskan energi RF menjadi sinar, seperti senter. Antena parabola memiliki beamwidth yang sangat sempit, biasanya tidak melebihi 25 derajat. Gain tergantung pada diameter dan frekuensi; pada 2,4 GHz, piringan 1 meter akan memberikan penguatan sekitar 26 dBi, sedangkan antena 10 meter akan memberikan penguatan 46 dBi pada frekuensi yang sama. Antena di "fed" oleh antena dipole setengah gelombang atau feed horn. Antena parabola digunakan untuk hubungan komunikasi jarak jauh antara bangunan atau wilayah geografis yang luas. Antena parabola yang sangat besar digunakan untuk radio astronomi dan dapat memberikan gain sebesar 10 juta atau sekitar 70 dBi.
Grid antenna
Sebuah variasi piringan adalah antena grid. Masalahnya reflektor parabola akan menyajikan permukaan padat yang besar menghalangi angin, maka kondisi angin yang tinggi atau bahkan sedang akan menyebabkan piringan bergerak tidak sejajar atau berubah bentuk. Untuk mencegah hal ini terjadi, reflektor dilubangi menjadi kisi-kisi. Spasi elemen grid bergantung pada frekuensi; berbanding terbalik dengan frekuensi. Gain dan beamwidth mirip dengan antena parabola.