BAB IPENDAHULUAN

Antena adalah suatu piranti yang digunakan untuk merambatkan dan menerima gelombang radio atau elektromagnetik. Pemancaran merupakan suatu proses perpindahan gelombang radio atau elektromagnetik dari channel transmisi ke ruang bebas melalui antena pemancar. Sedangkan penerimaan adalah suatu proses penerimaan gelombang radio atau elektromagnetik dari ruang bebas melalui antena penerima. Karena merupakan perangkat perantara antara channel transmisi dan udara, maka antena harus mempunyai sifat yang sesuai dengan channel pencatunya.Secara umum, antena dibagi atas :a. Antena Isotropis; merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola.b. Antena Omniderectional; merupakan antena yang memancarkan daya ke segala arah dan bentuk pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat (doughmut) dengan pusat berimpit.c. Antena Phase Array; merupakan gabungan atau konfigurasi array dari beberapa antena sederhana dan menggabungkan sinyal yang menginduksi masing masing antena tersebut untuk membentuk pola radiasi tertentu pada keluaran array.d. Antena Optimal; merupakan suatu antena dimana penguatan (gain) dan fase relatif setiap elemennya diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan kinerja pada keluaran yang seoptimal mungkin.e. Antena Adaptif; merupakan pengembangan dari antena antena phase array maupun antena optimal, dimana arah gain maksimum dapat diatur sesuai dengan gerakan dinamis obyek yang dituju.

Gambar 1. Komunikasi menggunakan antena

Antena dapat dibentuk dari panjang sebuah kabel, tongkat logam, atau tabung. Banyak ukuran dan bentuk yang berbeda digunakan. Panjang dari konduktor tergantung frekuensi yang bekerja. Antena memancarkan sinyal seefisien mungkin ketika panjangnya sesuai dengan panjang gelombang dari sinyal yang dipancarkan. Kebanyakan antena memiliki panjang yang sama dengan panjang gelombang. Yang sering digunakan adalah antenna setengah panjang gelombang atau seperempat panjang gelombang. Kriteria yang lebih penting dari pemancaran adalah panjang konduktor, kira-kira setengah atau seperempat panjang gelombang dari sinyal AC. Sebuah sinyal gelombang sinus 60Hz memiliki panjang gelombang = 300,000,000/60 = 50,000,000 m. Radiasi yang sangat kecil dari sebuah medan elektromagnetik didapat jika antena kurang dari panjang ini.Hal yang sama terjadi ketika kabel membawa sinyal audio. Sebuah sinyal audio 3kHz memiliki panjang gelombang 300,000,000/3000 = 100,00m, panjang gelombang ini masih terlalu panjang dibandingkan dengan kabel yang normalnya membawa sinyal dengan tingkat radiasi kecil. Tetapi jika frekuensi ditambah, maka panjang gelombang berkurang. Pada frekuensi dari 1Mhz sampai 100GHz, panjang gelombang dalam rentang konduktor dan kabel yang nyata. Dengan rentang ini maka radiasi dengan jarak yang jauh akan didapat. Sebagai contoh, sinyal UHF sebesar 300MHz memiliki panjang gelombang 1m, ini adalah panjang yang dapat dipraktekkan.

Gambar 2. Sinyal UHF

Faktor lain yang dapat mempengaruhi seberapa banyak energi yang terpancar adalah penyusunan dari konduktor yang membawa sinyal. Jika dalam bentuk kabel seperti transmission line dengan generator yang berakhir dengan tanpa beban (open) seperti gambar 2, line ini memiliki standing wave seperti tegangan maksimum pada akhir line dan arus yang minimum. Seperempat gelombang kembali dari line yang open, tegangan menjadi minimum dan arus maksimum, seperti yang ditunjukkan gambar 3. Dengan menggabungkan konduktor dalam sudut yang tepat pada transmission line pada seperempat gelombang sebuah antena terbentuk. Total panjang antena adalah setengah panjang gelombang pada frekuensi yang beroperasi. Ingatlah distribusi dari teganan dan arus pada standing wave dalam antena. Tegangan adalah minimum dan arusnya maksimum.

Gambar 3. Standing wave pada transmission line yang open dan pada antena.

BAB IITEORI ANTENA DASAR

A. GELOMBANG RADIOGelombang radio atau yang lebih dikenal dengan gelombang elektromagnetik terdiri dari medan listrik (elektro) dan medan magnet. Ketika tegangan diberikan ke antena, maka medan listrik akan muncul. Pada saat yang sama, tegangan ini menyebabkan arus mengalir di antena dan menciptakan medan magnetik. Medan listrik dan magnetik ini memiliki sudut yang tepat. Kemudian medan listrik dan medan magnet ini yang teremisi dari antena dan terpropagasi melewati udara dengan jarak tertentu dan pada kecepatan cahaya.

1. Medan Magnetik Medan magnetik adalah sebuah medan gaya yang tidak terlihat yang diciptakan oleh magnet. Antena adalah salah satu jenis elektromagnetik. Suatu medan magnet tercipta di sekeliling konduktor ketika arus mengalir melalui konduktor tersebut. Gambar 4 menunjukan medan magnet atau flux di sekeliling kabel yang dilalui arus. Walaupun medan magnet adalah medan gaya yang berkelanjutan, untuk tujuan perhitungan dan pengukuran dapat diibaratkan sebagai sebuah garis dari gaya. Kekuatan dan arah dari medan magnet bergantung dari magnitude dan arah dari aliran arus.Kekuatan dari medan magnetik H (A/m) dihasilkan dari kabel antena yang dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Dimana I = arus (A) dan d = jarak dari kabel (m)

Gambar 4. Medan Magnetik

2. Medan ListrikMedan listrik juga adalah medan gaya yang tidak terlihat yang dihasilkan oleh keberadaan beda potensial antara dua konduktor. Contoh sederhana dalam dunia elektronika yaitu medan listrik yang dihasilkan dari dua keepingan dalam kapasitor ( gambar 5 ). Sebuah medan listrik bertahan diantara dua titik ketika beda potensial juga tetap ada.Kekuatan dari medan listrik E (V/m) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Dimana q = muatan antara dua titik (C), = permitivitas ( 8.85 x 10-12)

Gambar 5. Medan listrik pada kepingan kapasitor3. Medan Magnet dan Listrik pada Transmission LineGambar 6 menunjukkan medan magnetik dan listrik pada dua kabel transmission line. Catatan penting bahwa kedua kabel tersebut memiliki polarity yang berbeda. Ketika setengah cycle ac input, salah satu kabel positif dan satunya negatif. Dan saat setengah cyle negatif polaritasnya berubah. Ini berarti arah dari medan listrik antara kabel berbalik tiap cycle-nya. Gambar 6(b) adalah detail dari medan listrik disekeliling konduktor.

Gambar 6. Medan magnet dan listrik pada transmission line

Perhatikan juga arah dari aliran arus selalu berlawanan pada tiap kabel tersebut. Sehingga medan magnet menyatu sesuai gambar 6(c). Garis garis medan magnet menyatu tetapi sebagai garis gaya yang menyebar, arah dari medan magnetik dari salah satu konduktor lainnya sehingga medan tersebut saling menghilangkan. Tetapi keadaan ini tidaklah selesai secara keseluruhan, tetapi hasil dari medan magnet sangatlah kecil. Walaupun medan magnet dan listrik muncul terpisah pada gambar 7, sebenarnya keduanya didapat bersamaan dan dengan sudut yang tepat satu sama lainnya.Sebenarnya transmission line menyerupai antena, terbuat dari konduktor. Walaupun sebenarnya transmission line tidak mirip dengan antena karena tidak memancarkan sinyal radio secara efisien, konfigurasi dari konduktor dalam transmission line ini berisikan medan magnet dan listrik. Jarak yang sangat dekat antar konduktor ini menjaga medan listrik terkonsentrasi dalam dielektrik pada transmission line. Medan magnetik kebanyakan saling menghilangkan. Medan listrik dan magnet ini keluar dari transmission line tapi dengan radiasi yang sangat kecil dihasilkan dan ini sangatlah tidak efisien.

Gambar 7. Medan listrik dan magnet pada kabel coaxial

Gambar 7(a) menunjukan medan listrik berhubungan dengan kabel coaxial, dan gambar 7(b) menunjukkan medan magnetik berhubungan dengan kabel coaxial. Garis-garis medan listrik banyak terkandung pada pelindung luar pada kabel, sehingga tidak ada yang dipancarkan. Arah dari medan listrik berlawanan tiap satu cycle.Medan magnet di sekeliling pusat konduktor melewati pelindung terluar. Bagaimanapun, medan magnet dihasilkan juga oleh konduktor luar dalam arah yang berlawanan dari medan yang dihasilkan oleh konduktor dalam. Karena amplitudo dari kedua konduktor samam maka kekuatan medan magnet sama. Sehingga medan magnet luar dan dalam saling menghilangkan satu dan lainnya, sehingga kabel coaxial tidak memancarkan energi elektromagnetik. Itulah kenapa kabel coaxial disarankan untuk penggunaan transmission line untuk banyak pengaplikasian.

B. OPERASI ANTENADalam penjelasan sebelumnya, sebuah antena berperan dalam perantara transmitter dan/atau receiver dalam ruang bebas (free space). Berfungsi dalam memancarkan ataupun menerima sebuah medan elektro magnetik.

1. Kealamian AntenaJika sebuah kabel transmission line yang paralel di biarkan terbuka, maka medan magnet dan listrik akan keluar dari ujung line dan terpancarkan ke udara, walaupun pancaran ini tidak efisien dan tidak sesuai dengan pemancar atau penerima. Radiasi dari transmission line dapat ditingkatkan dengan menggabungkan transmission line dengan konduktor sehingga terjadi suatu sudut yang tepat pada transmission line, sesuai dengan yang ditunjukan pada gambar 8. Medan magnet tidak lagi saling menghilangkan dan sesungguhnya membantu lainnya. Medan listrik juga menyebar dari konduktor ke konduktor. Hasil dari ini maka terciptalah antena. Pancaran yang optimal didapat jika bagian dari kabel di ubah menjadi antena dalam seperempat panjang gelombang sesuai frekuensi kerjanya. Sehingga ini menyebabkan antena bekerja dalam seperempat panjang gelombang.

Gambar 8. Transmission line yang diubah menjadi antena

Dapat diartikan juga antena adalah konduktor atau pasangan konduktor yang mana diberikan ac pada frekuensi yang diinginkan. Pada gambar 8. Antena dihubungkan ke transmitter dengan transmission line yang digunakan untuk membentuk antena. Dalam banyak praktek penggunaan antena di remote transmitter dan receiver, dan sebuah transmission line digunakan untuk mengirimkan energi antena dengan transmitter atau receiver. Kadang ini sangat berguna walaupun untuk menganalisa sebuah antena seolah-olah konduktor tersebut tersambung langsung ke generator atau transmitter.

Gambar 9. Medan listrik(elektrik) dan magnet diantara konduktor transmission line saat antena dibentuk

Medan magnet ini sesuai dengan sinyal yang digunakan pada generator yang mana biasanya dimodulasikan dengan gelombang carrier sinus. Medan listrik sinusoidal yang berubah-ubah tiap waktunya mirip dengan arus yang menyebabkan pembentukan medan magnet sinusoidal. Sehingga kedua medan gaya tersebut saling mendukung satu dan lainnya. Rasio dari kekuatan medan listrik dari sebuah gelombang yang terpancar dengan kekuatan medan magnetik adalah konstan. Ini disebut space impedance, atau impedansi gelombang sebesar 377. Medan yang dihasilkan kemudian terpancar ke ruang bebas dalam kecepatan cahaya (3x108 m/s atau 186.400 m/s).Antena yang memancarkan energi elektro magnetik menuju ke generator sebagai sebuah beban resistif listrik yang ideal sehingga power yang digunakan menjadi energi yang terpancar. Sebagai komponen resistif, sebuah antena juga menjadi komponen reaktif. Komponen resistif antena disebut hambatan pancaran antena. Hambatan ini tidak mendisipasi power dalam bentuk panas sebagai rangkaian elektronik. Sehingga power yang di-disipasi menjadi pancaran energi elektromagnetik.

2. Medan ElektromagnetikMedan listrik dan medan magnet dihasilkan oleh antena dalam suatu sudut yang tepat satu dan yang lainnya, dan keduanya tegak lurus dengan propagasi gelombang. Ini diilustrasikan dalam beberapa cara pada gambar 10. Asumsikanlah bahwa yang dilihat itu adalah medan kecil dari ruang yang ada di sekitar antena dan sinyal tersebut bergerak bersamaan langsung keluar jalur menuju kita atau menuju jalur menjauhi kita. Ingatlah bahwa amplitude dan arah dari medan magnet dan listrik mirip dengan bentuk sinusoidal tergantung dengan frekuensi dari sinyal yang dipancarkan.

Gambar 10. Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena

3. Medan Dekat dan Medan JauhAntena juga menghasilkan dua jenis medan. Medan dekat dan medan jauh. Medan dekat diartikan daerah langsung dari sekeliling antena yang mana medan listrik dan magnet dibedakan. Medan ini bukanlah gelombang radio, tetapi ini mengandung informasi yang akan dikirimkan. Medan ini melemah dengan jarak dari antena, kira-kira empat kali lipat dari jarak. Medan dekat juga disamakan dengan zona Fresnel. Medan jauh kira-kira 10 dari antena adalah gelombang radio dengan gabungan dengan medan listrik dan magnet. Sebagai contoh, pada 2.4 GHz satu gelombangnya adalah 984/2400 = 0.41 feet. Medan jauh ini 10 kali lipat dari itu, 4.1 feet atau lebih. Didalam 4.1 feet itu terdapat medan dekat. Medan yang menyatu tersebut melepaskan diri dari antena dan kemudian terpancar ke ruang bebas sesuai yang dijelaskan sebelumnya. Kekuatannya juga berkurang dipengaruhi jaraknya tetapi hanya kuadrat dari jarak. Medan jauh juga disebut zona Fraunhofer.Banyak penggunaan sistem wireless (tanpa kabel) menggunakan gelombang medan jauh. Dan banyak pola radiasi antena sama hanya jika pengukuran di ambil pada medan jauh. Medan dekat sangat jarang digunakan, tapi pengunaannya seperti Radio-Frequency Identification (RFID) dan Near Field Communication (NFC) menggunakan medan dekat. Banyak telepon genggam yang dibuat dalam rentang pendek medan dekat untuk penggunaan seperti akses wireless pada gedung, pembelian tiket, atau penggunaan pada otomotif.

4. PolarisasiPolarisasi disederhanakan sebagai orientasi dari medan listrik dan magnetik dengan melihat dari bumi. Jika medan listrik pararel dengan bumi, gelombang elektromagnetik akan terpolarisasi secara horisontal; Jika medan listrik tegak lurus dengan bumi, maka gelombang akan terpolarisasi vertikal. Antena yang horisontal dengan bumi menghasilkan polarisasi horisontal, dan antena yang vertikal dengan bumi menghasilkan polarisasi vertikal.Banyak antena menghasilkan polarisasi yang sirkular., yang mana medan listrik dan magnet berputar seolah olah meninggalkan antena. Ini dapat terjadi sebuah polarisasi sirkular tangan kanan (Right-Hand Circular Polarization) dan polarisasi sirkular tangan kiri (Left-Hand Circular Polarization); jenisnya tergantung pada arah dari perputaran yang seolah-olah sinyal meninggalkan antena. Medan listrik dapat digambarkan berputar seperti jika antena tersebut terhubung dengan kipas yang besar. Medan listrik dan diikuti medan magnet berputar pada frekuensi dari transmitter, dengan satu rotasi penuh yang didapat dari satu putaran gelombang. Dilihat dari transmitter ke jarak antena RHCP berputar searah jarum jam ke medan listrik dan LHCP berputar berlawanan arah jarum jam.Untuk transmitter (pemancar) dan receiver (penerima) yang optimal, kedua antenanya harus memiliki polarisasi yang sama. Secara teori, polarisasi vertikal akan menghasilkan 0V dalam antena horisontal dan bolak balik. Tetapi sebelum pemancaran melewati jarak yang jauh, polarisasi gelombang berubah sedikit karena berbagai macam efek propagasi dalam ruang bebas. Ini pun ketika polarisasi pada antena pemancar dan penerima tidak sama, sinyal tersebut diterima. Antena yang vertikal atau horisontal dapat menerima polarisasi sinyal yang sirkular, tetapi kekuatan sinyal tersebut berkurang. Ketika polarisasi sirkular digunakan pada transmitter dan receiver keduanya harus menggunakan salah satu polarisasi tangan kanan atau kiri jika sinyal tersebut ingin diterima.

5. Resiprositas AntenaMaksud dari resiprositas antena berarti karakteristik antena dan kemampuan antena yang sama dimana antena tersebut memancarkan atau menerima sebuah sinyal elektromagnetik. Antena pemancar mengambil tegangan dari transmitter dan merubahnya menjadi sinyal elektromagnetik. Sebuah antena penerima mendapat tegangan dari induksi sinyal elektromagnetik yang melewati antena tersebut. Tegangan tersebut kemudian disambungkan ke receiver. Dalam kasus yang sama, --jumlah gain pada antena, arah, frekuensi yang beroperasi, dan lain-lain-- adalah sama. Walaupun antena digunakan untuk memancarkan power yang kuat, seperti broadcast stasiun TV atau radio, harus dibentuk dari material yang dapat bertahan dengan tegangan dan arus yang tinggi tersebut. Sebuah antena penerima, tidak peduli bagaimana desainnya, dapat di bentuk dari kabel. Tapi antena transmitter untuk penggunaan power yang kuat harus didisain dengan bahan yang lebih besar, lebih bera, seperti metal tubing (tabung metal).Pada banyak sistem komunikasi, antena yang sama digunakan untuk mengirim dan menerima, dan keadaan ini dapat menerima pada waktu yang berbeda atau secara bersamaan. Antena dapat mengirim dan menerima dalam waktu yang sama atau dapat diartikan dibuat untuk menjaga power transmitter yang keluar dari receiver. Alat ini disebut diplexer digunakan dalam berbagai tujuan.

BAB IIIJENIS JENIS ANTENA

Semua jenis antena yang digunakan dalam telekomunikasi berdasarkan antena dipol yang standar, dan kebanyakan lainnya adalah modifikasi dari bentuk dipol setengah lamda.

A. ANTENA DIPOLSalah satu antena yang paling sering digunakan adalah jenis antena dipol setengah lamda seperti gambar 11. Antena ini juga lebih dikenal dengan sebutan Antena Hertz yang ditemukan oleh Heinrich Hertz, orang pertama yang mendemontrasikan keberadaan gelombang elektromagnetik. Disebut juga doublet, antena dipol terdiri dari dua kabel, tongkat atau tabung yang masing-masing memiliki seperempat lamda pada frekuensi yang beroperasi. Kabel dipol didukung dengan kaca, keramik, atau pelastik isulator pada akhir dan tengah-tengahnya, seperti ditunjukkan gambar 12. Dipol dibuat dari tongkat atau tabung logam yang kokoh dan kaku.

1. Resistansi PancaranTransmission line dihubungkan pada tengah dari antena. Dipol memiliki impedansi sebesar 73 pada pertengahannya, yang mana disebut resistansi pancaran (radiation resistance). Pada frekuensi resonan, antena memiliki resistansi murni sebesar 73. Untuk power transfer yang maksimum, maka sangat pentinglah impedansi dari transmission line sama dengan beban. Sebuah kabel coaxial 73 seperti RG-59/U adalah transmission line yang sempurna untuk antena dipol.

Gambar 11. Antena Dipol

Gambar 12. Dipol Setengah lamda dari 18 MHz

Kabel coaxial RG-11/U dengan impedansi 75 juga memiliki kecocokan yang bagus. Ketika resistansi pancaran dari antena sama dengan karakteristik impedansi yang dimiliki transmission line maka SWR akan minimun dan power yang mencapai antena adalah maksimum. Resistansi pancaran pada dipol idealnya adalah 73 ketika konduktor sangatlah tipis dan antena pada ruang bebas. Impedansi ini berubah tergantung pada ketebalan konduktor, rasio dari diameter panjang dan dekatnya dipol pada objek terutama bumi.Jika ketebalan konduktor bertambah maka sebanding lurus dengan panjang antena, dan resistansi pancaran akan berkurang. Rasio dari diameter panjang kira-kira 10,000 untuk antena dengan kabel, untuk resistansi pancaran kira-kira 65 sampai 73. Resistansi akan berkurang ketika diameter bertambah. Dengan tabung konduktor yang besar, resistansi akan sangat rendah kira-kira 55.

Gambar 13. Resistansi Pancaran

Grafik pada gambar 13 menunjukan bagaimana resistansi pancaran dipengaruhi oleh tinggi dari dipol di atas tanah. Kurva horisontal dan vertikal yang ditunjukan pada gambar menunjukan resistansi berubah naik dan turun dengan rata-rata 73, tergantung pada tinggi panjang gelombang. Semakin tinggi antena maka efek dari bumi dan objek yang mengelilinginya akan semakin sedikit, dan semakin dekat resistansi pancaran dengan teori idealnya. Resistansi pancaran dipengaruhi oleh beberapa faktor, ini kadang merubah besarnya yang 73. Namun, kabel coaxial dengan resistansi 75 memiliki kecocokan yang bagus.

2. Panjang DipolSebuah persamaan dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang pada frekuensi yang lebih spesifik yaitu = 984/f digunakan untuk menghitung satu panjang gelombang dan =492/f digunakan untuk menghitung setengah panjang gelombang. Sebagai contoh setengah panjang gelombang dari 122 Mhz adalah 492/122=4.033 ft.Untuk mendapatkan dipol yang beresonan pada frekuensi yang bekerja, panjang fisiknya harus lebih pendek dari setengah panjang gelombang yang dihitung dengan persamaan yang diberikan tadi, karena panjang sesungguhnya berhubungan dengan rasio panjang diameter, bentuk konduktor, Q, dielektrik (ketika bahan bukan udara), dan kondisi yang kita ketahui sebagai efek. End Effect (efek akhir) adalah keadaan yang disebabkan oleh insulator yang digunakan pada akhir kabel yang menuju ke antena dan mempengaruhi kapasitansi pada sambungan tersebut. Pada frekuensi lebih dari 30 Mhz, end effect memperpendek antena sekitar 5%. Maka dari itu panjang antena sesungguhnya kira-kira 95% dari panjang yang diukur. Persamaan harus diubah sebagai berikut:

dimana L adalah panjang setengah gelombang dipol antena.Untuk kabel antena dipol setengah gelombang yang digunakan untuk frekuensi di bawah 30 MHz, persamaan L=468/f menghasilkan angka perkiraan. Pengaturan kecil dalam panjang dapat dibuat untuk mengubah antena ke tengah dari rentang frekuensi.Sebagai contoh, jika antena untuk frekuensi 27 Mhz maka akan memiliki panjang 468/27=17.333 ft. Untuk menghasilkan dipol setengah gelombang, dua kabel dengan panjang 8.666 ft harus dipotong, kira-kira 12-14 meter kawat tembaga dibutuhkan. Fisiknya, antena harus ditaruh setinggi-tingginya dari bumi. Kabel konduktor akan tersambung ke kaca atau keramik sebagai insulator pada masing-masing akhir dan pertengahan untuk menghasilkan penghambat yang baik antara antena dan penyangganya. Transmission line akan dipasang ke dua konduktor pada insulator yang di tengah. Transmission line harus ditempatkan pada sudut yang tepat agar tidak terganggu oleh radiasi antena.Pada frekuensi diatas 30 MHz, konduktor biasanya lebih tipis dikarenakan semakin tipis tongkat atau tabung dari pada kabel yang digunakan. Menggunakan bahan yang lebih tipis juga memperpendek panjang faktor kira-kira 2 atau 3 persen. Asumsikan bahwa memperpendek faktor sebesar 3 persen, maka setengah panjang gelombang menjadi 492 x 0.97/f.

3. Resonansi AntenaAntena dengan panjang setengah gelombang pada satu frekuensi akan menghasilkan rangkaian yang resonan. Pada generator, antena akan terlihat sebagai rangkaian seri resonan (gambar 14). Induktansi sebagai medan magnet dan kapasitansi sebagai medan listrik. Resistansi adalah resistansi pancaran. Dan selalu resistansi ini berubah sesuai dengan ketebalan dan ketinggian konduktor.

Gambar 14. Resonansi Antena

Jika sinyal yang digunakan pada antena setengah panjang gelombang seperti antena di atas, rangkaian equivalennya akan resonan dan reaktansi induktif akan menghilangkan reaktansi kapasitif. Hanya ada efek dari resistansi pancaran dan sinyal akan terpancarkan. Jika frekuensi yang bekerja dan panjang antena tidak sama, maka rangkaian ekuivalen tidak akan resonan. Itu akan seperti rangkaian resonan lainnya dan akan memiliki impedansi yang kompleks terbentuk dari komponen resistif dan reaktif. Jika frekuensi yang beroperasi terlalu rendah, antena akan short dan impedansi ekuivalen akan kapasitif karena reaktansi kapasitif lebih tinggi. Jika dipol digunakan pada frekuensi yang berbeda dari desain yang digunakan dalam frekuensi operasi, impedansi antena tidak lagi sama dengan impedansi transmission line, jadi SWR akan bertambah dan power akan hilang. Walaupun jika frekuensi operasi dekat juga dengan desain antena, ketidak cocokan tidak akan bagus dan antena akan bekerja dengan SWR yang lebih tinggi.

4. Q Antena dan BandwidthBandwidth dari sebuah antena ditentukan dengan frekuensi yang beroperasi dan Q dari antena bergantung pada hubungan BW = fr/Q. Walaupun Q sulit untuk dihitung pada antena dengan persamaan sebelumnya, kita bisa mengetahui bahwa semakin besar Q maka semakin sempit bandwidthnya BW. Memperkecil Q akan menyebabkan bandwidth semakin lebar. Dalam rangkaian resonan Q yang tinggi (>10) lebih diinginkan karena menyebabkan rangkaian lebih selektif. Untuk sebuah antena. Q yang rendah akan menyebabkan bandwith yang lebih lebar, yang diinginkan adalah antena bekerja dengan rentang frekuensi yang lebar dengan SWR yang lebih rasional. Dengan kaidah jempol, beberapa SWR dibawah 2:1 diharapkan baik adalah praktek kerja antena. Komunikasi modern dengan transceiver sangat jarang beroperasi hanya pada satu frekuensi; biasanya alat-alat tersebut beroperasi pada channel didalam rentang frekuensi tertentu. Selanjutnya, transmitter memodulasikan sinyal pesan dengan pembawa (carrier) sehingga adanya sideband. Jika antena memiliki Q terlalu tinggi dan bandwidthnya terlalu sempit sehingga SWR lebih tinggi dari 2:1 dan ini akan menyebabkan terjadinya clipping (potongan) pada sideband.Q dan bandwith pada sebuah antena ditentukan langsung oleh rasio panjang dari konduktor ke diameternya. Ketika kabel yang tipis digunakan sebagai konduktor, rasio ini akan sangat tinggi, sekitar 10,000 sampai 30,000, hasil yang tinggi dari Q akan menyebabkan bandwidth semakin sempit. Rasio panjang diameter sekitar 25,000 akan menghasilkan Q sekitar 14.Jika konduktor pada antena terbuat dari kabel atau tabung dengan diameter yang lebih besar, rasio panjang diameter dan Q akan berkurang, dan ini menghasilkan bandwidth yang lebih lebar. Rasionya sekitar 1200 dan menghasilkan bandwidth kira-kira 8. Ketika diameter konduktor yang lebih besar digunakan untuk membentuk antena, lempengan yang lebih lebar akan menyebabkan induktansi pada konduktor menjadi berkurang dan kapasitansinya bertambah. Rasio L/C dikurangi untuk memberikan frekuensi yang resonan. Menurunkan L akan menurunkan reaktansi induktif, yang mana akan mempengaruhi Q karena Q = XL/R dan BW = fr/Q, penurunan XL menurunkan Q dan menambahkan bandwidth.Pada UHF dan frekuensi gelombang mikro, antena dibuat pendek, dengan konduktor yang tebal, seperti tabung. Ini tidak hanya melihat konduktor dengan diameter yang besar sekitar 0.5 in, sehingga menghasilkan bandwidth yang lebih lebar.Q dan bandwith dari sebuah antena dipengaruhi juga oleh faktor-faktor yang lain. Pada antena jenis array dengan banyak konduktor Q dipengaruhi oleh banyaknya konduktor yang digunakan dan jarak antar dipolnya. Antena ini biasanya digunakan untuk mendapatkan Q yang tinggi sehingga bandwidth yang didapat lebih sempit dan terarah, sehingga frekuensi operasi menghasilkan perubahan yang besar terhadap SWR daripada dengan antena yang memiliki Q rendah.

5. Antena Connical

Gambar 15. Antena Konikal

Cara lain untuk menambahkan bandwidth dengan menggunakan jenis antena dipol yang disebut conical antena (gambar 15). Gambar 15 (b) menunjukkan secara datar dari tampilan antena konikal. Panjang sebenarnya antena adalah 0.73 atau 0.73(984)/f = 718.32/f. Ini bukan lagi antena dipol setengah lamda yang tradisional, tapi bentuk fisiknya sudah diubah secara dimensi untuk menghasilkan resonan. Bentuknya seperti kerucut sehingga daerah yang menaungi dan tidak dinaungi adalah sama. Jarak antara batasan-batasan ditandai dengan A dan B di gambar 15 (b) memiliki setengah panjang gelombang, kurang sekitar 5 persen atau kira-kira 468/f, f dalam MHz.Resistansi pancaran antena konikal memiliki resistansi lebih tinggi dari pada 73 yang digunakan dengan bahan konduktor kabel lurus atau tabung. Impedansinya dihitung dengan Z = 120 ln (/2), dimana Z adalah resistansi pancaran pada tengah antena saat resonan dan adalah sudut yang dibentuk oleh kerucut [lihat gambar 15(b)]. Untuk sudut 30, impedansinya adalah Z = 120 ln ( 30/2 ) = 120 ln 15 = 120 (2.7) = 325. Nilai ini sangat rasional dan cocok dengan transmission line twin-lead yang memiliki impedansi 300. Untuk menggunakan kabel coaxial, yang biasa diharapkan, maka jaringan matching impedance diperlukan untuk menghasilkan impedansi tinggi menjadi karakteristik impedansi kabel coaxial yaitu 50 atau 75 .Kerucut ini sangat susah dan mahal jika ingin dibuat, dan antena konikal yang lebih populer dan efektif adalah bow tie antena. Kerucut dua dimensi dibuat segitiga, sehingga versi datar antena konikal akan terlihat seperti dua segitiga atau bow tie. Satu versi bow tie antena konikal seperti gambar 15(b) akan memiliki bentuk dan dimensi yang sama, tetapi ini dibuat dari aluminium yang datar. Antena bow tie dapat juga dibuat dari konduktor terali besi. Malah ada yang dibuat dari kepingan datar seperti gambar (c); pengaturan ini mengurangi resistansi angin. Jika jarak antar konduktor dibuat kurang dari 0.1 panjang gelombang pada frekuensi beroperasi yang tinggi maka antena akan terlihat seperti konduktor yang solid terhadap transmitter atau receiver.Keuntungan utama dari antena konikal adalah besarnya bandwidth. Antena konikal dapat mempertahankan impedansi yang konstan dan memiliki gain dengan rentang frekuensi lebih dari 4:1. Panjang antena dihitung menggunakan frekuensi tengah dari rentangan yang dicakup. Sebagai contoh, sebuah antena mencakup rentangan 4:1 pada 250 MHz sampai 1GHz (1000MHz) akan didapat frekuensi tengahnya (1000 + 250)/2 = 1250/2 = 625 MHz.

6. Polarisasi DipolKebanyakan antena dipol setengah lamda dibuat horisontal terhadap bumi. Ini menyebabkan medan listrik horisontal terhadap bumi sehingga, antena terpolarisasi secara horisontal. Penyusunan secara horisontal ini lebih digunakan untuk frekuensi rendah (