Antena Folded Dipole

Dilihat :  kali



Pernahkah Anda melihat antena seperti gambar di atas?
Ya, itu adalah antena penerima saluran televisi VHF (Very High Frequency) yang dahulu digunakan oleh stasiun TVRI, sebelum adanya TV swasta dan TV berbayar seperti sekarang ini.
Nama teknis dari antena jenis ini adalah antena Yagi dengan pencatuan folded dipole atau dipol terlipat.


Mungkin Anda pernah berpikir kenapa antena yang terhubung di kedua ujungnya ini tidak menyebabkan terjadinya korsleting (short circuit atau hubungan pendek) pada perangkat televisi yang terhubung dengan antena ini.

Tahukah Anda alasan kenapa antena folded dipole tidak menimbulkan korsleting atau hubungan pendek meskipun pada kedua ujungnya terhubung?
Penasaran?
Mau tahu alasannya?

Berikut alasannya:
Setidaknya ada dua alasan teknis dan argumentatif yang dapat menjawab pertanyaan ini.

Pertama,
Antena folded dipole sebagaimana halnya antena basic dipole atau ordinary dipole merupakan balanced antenna, yakni antena yang memiliki dua sisi yang sama panjang (seimbang). Agar beroperasi dengan baik, balanced antenna membutuhkan catuan yang seimbang (balanced feeder), seperti kabel pita 300 ohm. Namun demikian unbalanced feeder, seperti kabel coaxial 75 ohm juga dapat digunakan dengan tambahan suatu transformer yang disebut balun (balanced-unbalanced). Balun di sini disamping berfungsi sebagai penghubung antara antena yang bersifat balanced dengan feeder kabel coaxial yang bersifat unbalanced, juga berfungsi sebagai matching impedance atau penyesuaian/penurunan impedansi dari 300 ohm menjadi 75 ohm.
Jika kita menggunakan kabel coaxial sebagai feeder dan menggunakan balun sebagai transformer atau matching impedance, koneksi antara antena folded dipole dengan balun dan kabel coaxial terlihat pada gambar berikut:

Dari gambar di atas tampak bahwa meskipun antena folded dipole membentuk sirkuit tertutup (loop) namun pada akhirnya setelah ditambahkan balun, bagian center conductor dan shield (ground) dari kabel coaxial tetap tidak terhubung. Karena kedua konduktor kabel coaxial ini tidak terhubung maka tentu tidak akan menyebabkan short circuit atau hubungan pendek pada pesawat televisi yang terhubung dengan antena ini.

Kedua,
Alasan kedua adalah jika antena folded dipole ini dicatu tanpa balun dan menggunakan balanced feeder (kabel pita 300 ohm), seperti gambar di bawah ini:


Jika melihat pencatuan antena folded dipole dengan kabel pita 300 ohm seperti di atas (meskipun saat ini kabel pita sudah jarang digunakan karena alasan rentan interferensi), pasti banyak yang menyangka bahwa ada salah dengan koneksi ini dan akan menimbulkan short cicuit pada pesawat televisi.
Pada kenyataannya tidaklah demikian.
Berikut ulasan secara lengkap dan detail
Saluran transmisi (transmission line) umumnya digambarkan dalam skema rangkaian berikut:

dimana
V(z) dan I(z) berturut-turut adalah tegangan dan arus dalam fungsi z
VLIL , dan ZL berturut-turut adalah tegangan, arus dan impedansi beban L
Zo adalah impedansi karakteristik (biasanya besarnya 50 ohm/75 ohm/300 ohm)
β adalah konstanta fase yang besarnya 2π/λ
Zin adalah impedansi input ke arah beban L
adalah jarak dari beban L

Menurut teori saluran transmisi, besarnya tegangan dan arus pada saluran transmisi dalam fungsi adalah:
dimana
Vo+ adalah tegangan gelombang datang (incident voltage)
Voadalah tegangan gelombang pantul (reflected voltage)
Arus gelombang pantul ( Vo-Zo) bernilai negatif karena arahnya berlawanan dengan arah arus gelombang datang.

Untuk nilai z = 0, maka besarnya impedansi beban, ZL adalah:

Atau besarnya tegangan gelombang datang, Vo+ adalah:

Untuk nilai = - dari beban L (nilai negatif karena berlawanan arah dengan sumbu positif z), maka besarnya Impedansi Input (Zin) ke arah beban L adalah:

Dengan substitusi V0+ pada kedua persamaan terakhir di atas dan mengeliminasi nilai V0-, maka diperoleh besarnya Impedansi Input (Zin):

Untuk saluran transmisi dengan impedansi beban ZL = 0 (short circuit) seperti gambar berikut:


Dengan formula untuk Impedansi Input (Zin) seperti perhitungan di atas, yakni:

dan memasukkan nilai ZL = 0 (short circuit), maka diperoleh besanya Impedansi Input (Zin)

Antena Folded Dipole
Antena folded dipole dengan panjang L, jika dipotong di tengah (di titik pencatuan) akan menjadi dua kali half folded dipole dengan panjang L/2, seperti gambar berikut:

Karena sisi d terhubung maka dapat dianalogikan sebagai saluran transmisi dengan beban ZL = 0 (short circuit), seperti gambar berikut:
Sebagaimana perhitungan sebelumnya, besarnya Impedansi Input (Zin) untuk beban ZL = 0 (short circuit) adalah:

Dengan memasukkan nilai panjang l = L/2, maka besarnya Impedansi Input (Zin)

Sesuai teori, panjang antena (L) baik ordinary dipole maupun antena folded dipole adalah λ/2, maka:
Dengan substitusi β = 2π/λ maka besarnya Impedansi Input (Zin) menjadi:
Diketahui bahwa nilai dari tan π/2 atau tan 90 (tak terhingga) maka
Nilai Impedansi Input = ∞ (tak terhingga) itu artinya open circuit. Open circuit artinya dua titik atau terminal yang tidak terhubung. Karena tidak terhubung pada titik pencatuan maka tidak akan terjadi korsleting atau hubungan pendek.

Berikut ilustrasi analogis dari antena folded dipole dengan panjang L=λ/2


Demikianlah dua alasan kenapa antena folded dipole yang terhubung pada kedua ujungnya tidak akan menyebabkan korsleting atau hubungan pendek pada pesawat televisi yang terhubung dengan antena tersebut.

Dari serangkaian paparan dan perhitungan di atas, maka panjang antena folded dipole akan sangat mempengaruhi nilai dari Impedansi Input.
Jika kita salah mendesain panjang antena folded dipole maka antana tidak akan dapat berfungsi secara optimal atau malah mungkin dapat merusak perangkat yang terhubung ke antena tesebut (seperti televisi atau radio komunikasi)
Selain λ/2, panjang antena folded dipole yang diperkenankan adalah 3λ/2, 5λ/2, 7λ/2, dst.
Jika panjang antena folded dipole sepanjang λ, 2λ, 3λ, dst. maka secara teori Impedansi Input-nya akan bernilai 0 (short circuit).
Impedansi Input di titik pencatuan antena bernilai 0 (short circuit) artinya antena tidak akan berfungsi secara optimal karena pada antena tersebut seolah-olah telah terjadi hubungan pendek (korsleting) pada titik pencatuannya.

Demikian dua alasan kenapa antena folded dipole (dengan panjang λ/2) yang terhubung di kedua ujungnya tidak menimbulkan korsleting atau short circuit.

Sebagai catatan, jangan pernah menganalogikan saluran transmisi gelombang elektomagnetik ini dengan saluran transmisi listrik yang frekuensinya hanya 50 Hz.

Kenapa?
Karena seperti diketahui rumus panjang gelombang (λ) = kecepatan cahaya (c) dibagi dengan frekuensi (f) dan panjang gelombang (λ) untuk frekuensi 50 Hz adalah 300.000.000 ÷ 50 = 6.000.000 meter.
Mana mungkin ada saluran transmisi listrik (tanpa transformator) yang memiliki panjang kabel mencapai 3.000 km atau tiga kali panjang pulau Jawa ??

Apakah Anda masih penasaran sekarang?



Dari perhitungan sendiri berdasarkan teori saluran transmisi
*Copas diijinkan asalkan mencantumkan sumber




1 comments:

Selamat Datang di DewaLotto...

Kini DewaLotto Menyediakan Berbagai Game Betting Online

Hubungi WA : https://wa.me/855888765575 ( +855 88 876 5575 )

Kini Hadir Deposit via Pulsa Telkomsel ( Online 24 Jam )

1 USER ID UNTUK SEMUA GAME | TOGEL ONLINE | SLOT GAMES | LIVE CASINO | SPORTSBOOK | SABUNG AYAM | POKER ONLINE & DOMINOQQ | TRANSAKSI DI JAMIN AMAN 100%

BAGI YANG KESULITAN MENGAKSES SITUS DEWALOTTO DI KARENAKAN INTERNET POSITIF, SILAHKAN GUNAKAN WWW.DEWA-LOTTO.BIZ


EmoticonEmoticon