isipembahasanweek 6: antena horn · antena horn sektor e y y’ ρ e dilihat dari samping b z y ρ...
Post on 17-Mar-2019
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Isi Pembahasan Week 6:
Antena HornAntena Horn
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 1
Antena Horn
xy
x
b
Horn Sektor HHorn Sektor E
z b1
Horn Sektor H
a
Horn Piramid
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 4
Antena Horn Sektor E
y y’
eρdilihat dari samping
b
y
z
y
z’1ρ
eψ
Phase centrumDi sini phasa gelombang sama
Di bidang integrasi iniDi bidang integrasi ini, phasa gelombang tidak sama
1
2
2'
ρkyj
e−
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 5
Jika pada waveguide merambat gelombang H10 dengan komponen y dariMedan listrik dan komponen x dan z dari medan magnet dengan memper‐Medan listrik dan komponen x dan z dari medan magnet, dengan memperHatikan perbedaan phasa di atas, pada bidang apertur horn ini bisadidapatkan kerapatan arus listrik dan magnet
( ) 'cos',' 2'
1 1
2
exaZ
EyxJyjk
y
⎪⎪⎪⎫
⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅−≈
−
untukρπ
( ) 2/'2/2/'2/
'cos''' 112'
1
2
bybaxa
exEyxM
aZ
yjk
o
≤≤−≤≤−
⎪⎪
⎪⎪⎬
⎟⎞
⎜⎛
⎠⎝
−ρπ( ) 'cos','' 1
1exa
EyxM x ⎪⎪⎭
⋅⎟⎠
⎜⎝
≈ ρ
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 6
Integrasi kedua kerapatan arus tersebut sepanjang bidang apertur akanmenghasilkan medan listrik di medan jauh, secara 3D terlihat di bawah
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 7
Direktivitas Horn E diperlukan untuk desain antena
ρ1
b1/λ
Contoh: tersedia waveguide , untuk mendapatkan Do= 35 (15,4dB), λ5.0=aDitarik garis horizontal pada 2 . 35 = 70Dengan interpolasi didapat (pada frekuensi 5 GHz, sekitar 2,4 m),Dengan panjang
λρ 401 =λ5,91 ≈b
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 9
Gain dan efisiensi apertur dari antena horn piramid
Proses disain : diberikan a dan b
Frekuensi kerja Gain dan εAp
Tentukan a1:
( ) ( ) ( )22
42
1
23
14
13
83 GaGbaaa λλ ⋅
=⋅⋅⋅⋅
+⋅−
Gunakan metoda numerik dengan nilai start a
( ) ( ) ( )22111 328 ApAp επεπ ⋅⋅⋅
Gλ450nilai start a1,start G⋅⋅= λ45,0
Tentukan besaran lainnya b ρ ρ ρ ρ R RTentukan besaran lainnya b1, ρ2, ρΗ, ρ1, ρΕ, RH, RE
Pengecekan direktivitas dengan ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅⋅⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅⋅= HEP D
bD
aD λλπ
32
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 16
Akan dirancang sebuah antena horn piramid untuk frekuensi pada band X yaituantara 8,2 GHz sampai 12,4 GHz. Waveguide penyambungnya mempunyaidimensi a = 2 286 cm dan b = 1 016 cmdimensi a = 2,286 cm dan b = 1,016 cm.
Pada kurva fungsi gain terhada frekuensi dan efisiensi apertur terhadapfrekuensi terlihat efisiensi apertur turun secara drastis dengan frekuensi. Olehfrekuensi terlihat efisiensi apertur turun secara drastis dengan frekuensi. Olehsebab itu, untuk mendisain dipilih frekuensi optimal yang mendekati batasbawah dari frekuensi kerja, misalnya frekuensi 8,75 GHz.
f= 8,75 GHz (λ=3,43 cm)Dengan kurva gain dan efisiensi apertur didapat εAp=51% danG=21,75 dB (atau 149,6)
Untuk menentukan lebar apertur a1 dicari akar persamaan dari
01013131534182862)( 51
31
411 =⋅−⋅+⋅−= aaaaf
(metoda Newton di Numerik), dengan nilai start didapat a = 18 62 cm
0101313,153,418286,2)( 1111 =+= aaaaf
cm 88,186,14943,345,045,0 =⋅⋅=⋅⋅ Gλ
didapat a1 = 18.62 cm
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 17
Besaran lainnya bisa dihitung dengan
( ) cm 75.1462184510
43,36.1494510
22
1 =⋅
=⋅
=λGb
62.18451,0451,0 11 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ππ a
( ) ( ) cm 69,3343.33
62.183
221
2 =⋅
==λ
ρa
( ) cm 95.34262.1869,33
2
22
212
22 =⇒⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+= HH
aρρρ
⎠⎝⎠⎝
( ) cm 71.3143,32
75.142
221
1 =⋅
==λ
ρb
,
( ) cm 56,32275,1471.31
2
22
212
12 =⇒⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+= EEb
ρρρ
cm 55.2969.3362.18
286.262.182
1
1 =−
=−
= ρa
aaRH
01617514bbcm 53.2971.31
75.14016.175.14
11
1 =−
=−
= ρb
bbRE
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 18
bisa dihitung dengan bantuan diagram pada antena horn sektor E,⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅ ED
aλ
⎞⎛ λdengan b1/λ=14,75/3,43 =4,3 dan ρ1/λ=31,71/3,43=9,24, didapat 36≈⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅ ED
aλ
Dan dengan a1/λ=18,62/3,43 =5,4 dan ρ2/λ=33,69/3,43=9,8. Dengan bantuan diagram pada antena horn sektor H,
43≈⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅ HD
bλ
sehingga aproksimasi direktivitas antena horn piramid menjadi
⎟⎞
⎜⎛
⎟⎞
⎜⎛ λλπ DDD
dB 8,21152433632
32
=≈⋅⋅=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅⋅⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ⋅⋅=
π
HEP Db
Da
D
32
Presentasi 6Mudrik Alaydrus, Univ. Mercu Buana, 2008 19
top related