Ham Antenna

Ham Antenna

Hampir semua amatir radio pasti pernah mendengar istilah penguatan antenna atau antenna gain, namun sebenarnya apakah yang dimaksud dengan hal tersebut, serta efeknya terhadap aktivitas amatirisme. Tulisan ini akan mencoba membahas dengan bahasa yang sederhana dan sebatas pengetahuan saya tentang hal ini, dengan harapan bisa menambah awareness terhadap para pembaca, bagaimana posisi strategis antenna ini terhadap keberhasilan dalam aktivitas amatir radio, khususnya QSO.

Sesuai dengan buku “The Radio Amateur Antenna Handbook” karangan William I. ORR dan Stuart D. Cowan, disbuatkan tentang definisi dari antenna gain atau power gain adalah:

Power Gain = Surface Area of Sphere / Illuminated Area On Sphere

Mari kita ambil contoh, sebuah antenna isotropic, antenna isotropic adalah sebuah antenna khayal yang hanya bersifat teori saja, yaitu berbentuk titik yang memiliki radiasi rata kesemua arah (berbentuk bola pejal), maka Surface Area of Sphere dan Illuminated Area On Sphere memiliki ukuran yang sama, dengan demikian memiliki Power Gain 1, atau bila dijadikan dalam satuan dB, memiliki gain 0 dB.

Dari persamaan tersebut, dapat kita tarik kesimpulan, bahwa makin besar gain sebuah antenna, berarti Illuminated Area On Sphere (beam width)-nya makin kecil, atau dengan kata lain, antenna tersebut radiasinya mengarah kesuatu titik tertentu. Nah, ini yang disebut dengan antenna pengarah atau beam antenna atau directional antenna.

Kembali ke masalah antenna isotropic yang hanya ditemui didunia khayal/ teori saja, maka dalam dunia riil, dipilihlah sebuah antenna yang biasa digunakan sebagai referensi untuk membandingkan gain atau performa dari jenis antenna lain, yaitu dipole yang masing-masing sisinya 1/4 lambda atau biasa disebut dengan dipole 1/2 lambda (half-wave dipole). Antenna ini memiliki gain relatif terhadap isotropic sebesar 2.1dBi (huruf i setelah dB mengisyaratkan gain antenna yang dibandingkan terhadap isotropic antenna). Selanjutnya, karena pengukuran gain antenna di dunia riil tidak mungkin dibandingkan dengan isotropic, maka kita akan sering menjumpai sebuah antenna yang dibandingkan dengan half-wave dipole, misalnya sebuah antenna Full-Wave Quad Loop memiliki gain sebesar 2dBd atau 4.1dBi, maksudnya gain antenna tersebut terhadap gain half-wave dipole adalah 2dB, dan terhadap isotropic adalah sebesar 4.1 dB.

Truth Table of Antenna Gain

Truth Table of Antenna Gain

Tabel diatas memperlihatkan perbandingan gain dari berbagai macam antenna, yang dibandingkan dengan referensi isotropic dan half-wave dipole.

Baik mari kita tinggalkan definisi dan perbandingan antenna, saya akan coba jelaskan apa pengaruh power gain sebuah antenna terhadap penerimaan dan pancaran.

Mari kita kenali sifat dari antenna, yaitu RECIPROCAL, diterjemahkan bebas menjadi TIMBAL-BALIK, maksudnya adalah antenna memiliki sifat yang sama baik pada saat RECEIVE maupun TRASMIT. Ambil contoh, bila pada saat transmit mimiliki gain 10dBi maka pada saat receive juga memiliki gain sebesar 10dBi. Demikian juga tentang pola radiasi, sama baik saat transmit maupun receive. Baik kita akan simpan dan endapkan dulu pengetahuan tentang sifat antenna ini dalam kepala kita.

Dalam perencanaan sebuah sistem transmisi radio, kita pasti pernah mengenal atau sedikitnya mendengar mengenai LINK BUDGET. Link budget adalah perencanaan komunikasi radio, biasanya pada Gelombang Radio Microwave atau terestrial radio (radio yang merambat diatas permukaan bumi), dengan menghitung redaman akibat propagasi, penguat pemancar kita, sensitivitas radio penerima dan GAIN ANTENNA. Nah, khusus gain antenna saya tulis dengan huruf besar, maksudnya antenna itu memiliki 2 fungsi utama, pertama sebagai pengarah kemana gelombang radio akan dipancarkan/ diterima, dan kedua adalah sebagai penguat (amplifier). Fungsi kedua yang cukup menarik dan akan saya ulas disini.

Kembali ke power gain sebuah antenna, konversi dari nominal absolut ke decibel (dB) biasanya di menggunakan persamaan 10 log (gain), misal sebuah antenna dengan penguatan 10dBi, dia memiliki penguatan power sebesar 10 kali. Maksudnya, bila pemancar kita memiliki output 10 Watt, tanpa memperhatikan rugi-rugi di saluran transmisi (kabel coax), maka diantenna kita power akan diperkuat 10 kali lipat atau sebesar 100 Watt, bila pemancar kita 100 Watt, maka akan diboost menjadi 1kW … wow great ! Dengan memperhatikan sifat antenna (Reciprocal) diatas, pada saat receive, sebuah sinyal dengan power 100mW akan dikuatkan oleh antenna kita 10 kali lipat, menjadi 1 Watt. Luar biasa kan ?

Dari contoh diatas, kita bisa menarik kesimpulan bagaimana pentingnya keberadaan sebuah antenna.

Sebenarnya masih ada beberapa kriteria antenna yang mempengaruhi komunikasi di HF (High Frekuensi), karena sifat dari gelombang HF ini sangat berbeda dengan VHF, UHF, SHF, dll. HF biasa juga disebut sebagai gelombang langit, artinya gelombang ini rambatannya sangat dipengaruhi dan dipantulkan oleh lapisan ionosfir. Terkait dengan hal ini, kriteria pengarahan dan radiation angle juga sangat penting diperhatikan, terutama untuk komunikasi jarak jauh (DX).

OK, mudah-mudahan ulasan saya diatas tidak terlalu berbau teoritis, dan masih sangat dangkal, namun saya berharap bisa merefresh kembali ingatan kita tentang salah satu karakteristik penting antenna, yaitu power gain. Semoga bermanfaat.

Have a nice Day …🙂