Antena banyak digunakan di bidang telekomunikasi dan kita sudah melihat banyak pengaplikasiannya dalam video kami. Antena menerima gelombang elektromagnetik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Atau menerima sinyal listrik dan memancarkannya sebagai gelombang elektromagnetik. Dalam video ini, kita akan mengupas sains di balik antena.
Kita memiliki sinyal listrik, jadi bagaimana cara mengubahnya menjadi gelombang elektromagnetik? Anda mungkin memikirkan jawaban sederhana di pikiran Anda, yaitu dengan menggunakan konduktor tertutup dan dengan bantuan prinsip induksi elektromagnetik, maka Anda akan dapat menghasilkan medan magnet yang berfluktuasi dan medan listrik di sekitarnya. Namun, bidang yang berfluktuasi di sekitar sumber ini tidak berguna dalam mentransmisikan sinyal. Medan elektromagnetik di sini tidak merambat, alih-alih hanya berfluktuasi di sekitar sumbernya. Gelombang elektromagnetik perlu dipisahkan dari sumbernya dan gelombang itu harus merambat di dalam antena.
Sebelum melihat bagaimana antena dibuat, mari kita pahami fisika di balik pemisahan gelombang. Bayangkan satu muatan positif dan negatif diletakkan terpisah. Pengaturan ini dikenal sebagai dipol, dan muatan ini jelas menghasilkan medan listrik seperti yang ditunjukkan.
Sekarang asumsikan bahwa muatan ini berosilasi seperti yang ditunjukkan. Kecepatan akan berada pada titik maksimum di titik tengah lintasan muatan dan di ujung lintasan kecepatan akan menjadi 0. Partikel bermuatan mengalami akselerasi dan deselerasi terus-menerus karena variasi kecepatan ini. Tantangannya sekarang adalah untuk mengetahui bagaimana medan listrik bervariasi karena gerakan ini. Mari kita berkonsentrasi hanya pada satu jalur medan listrik. Muka gelombang terbentuk pada saat ekspansi 0 dan berubah bentuk seperti yang ditunjukkan setelah 1.8 periode waktu.
Ini mengejutkan. Anda mungkin membayangkan medan listrik sederhana seperti yang ditunjukkan di lokasi ini. Mengapa medan listrik membentang dan membentuk medan seperti ini? Ini karena percepatan atau perlambatan muatan menghasilkan medan listrik dengan beberapa efek memori.
Medan listrik lama tidak mudah menyesuaikan dengan kondisi baru. Kita perlu meluangkan waktu untuk memahami efek memori medan listrik ini, atau pembentukan gulungan, dari percepatan atau perlambatan muatan. Kami akan membahas topik menarik ini secara lebih terperinci dalam video terpisah. Jika kita melanjutkan analisis kita dengan cara yang sama, kita dapat melihat bahwa pada seperempat periode waktu, ujung gelombang bertemu pada satu titik. Setelah ini, pemisahan dan rambatan muka gelombang terjadi.
Harap diingat. bahwa medan listrik yang bervariasi ini akan secara otomatis menghasilkan medan magnet yang bervariasi dan tegak lurus dengannya. Jika Anda menggambar variasi intensitas medan listrik dengan jarak, Anda dapat melihat bahwa rambat gelombang bersifat sinusoidal. Sangat menarik untuk dicatat bahwa panjang gelombang dari perambatan yang dihasilkan persis dua kali lipat dari panjang dipol.
Kita akan kembali lagi ke sini nanti. Inilah yang kita butuhkan dalam antena. Singkatnya, kita dapat membuat antena jika kita dapat mengatur muatan positif dan negatif berosilasi. Dalam prakteknya, membuat muatan berosilasi sangat mudah. Ambil batang pengantar yang dibengkokkan di tengahnya dan berikan sinyal tegangan di tengahnya.
Anggaplah ini adalah sinyal yang telah Anda terapkan. Sinyal tegangan yang bervariasi waktu. Bayangkan terjadi pada waktu 0. Karena efek tegangan, elektron akan dipindahkan dari kanan dipol dan akan terakumulasi di sebelah kiri.
Ini berarti ujung lainnya yang telah kehilangan elektron secara otomatis menjadi bermuatan positif. Pengaturan ini telah menciptakan efek yang sama dengan terjadinya muatan dipol sebelumnya, yaitu muatan positif dan negatif di ujung kabel. Dengan variasi tegangan dengan waktu, muatan positif dan negatif akan berpindah-pindah ke sana kemari.
Antena dipol sederhana juga menghasilkan fenomena yang sama seperti yang kita lihat di bagian sebelumnya dan terjadi perambatan gelombang. Kita sekarang telah melihat bagaimana antena bekerja sebagai pemancar. Frekuensi sinyal yang ditransmisikan akan sama dengan frekuensi sinyal tegangan yang diberikan.
Karena perambatan bergerak dengan kecepatan cahaya, kita dapat dengan mudah menghitung panjang gelombang perambatan. Untuk transmisi yang sempurna, panjang antena harus setengah dari panjang gelombang. Pengoperasian antena dapat dibalik dan dapat berfungsi sebagai penerima jika medan elektromagnetik yang merambat mengenainya.
Mari kita lihat fenomena ini secara rinci. Ambil antena yang sama lagi dan terapkan medan listrik. Pada saat ini elektron akan menumpuk di salah satu ujung batang.
Ini sama dengan dipol listrik. Karena medan listrik yang diterapkan bervariasi, maka muatan positif dan negatif menumpuk di ujung lainnya. Akumulasi muatan yang bervariasi berarti sinyal tegangan listrik yang bervariasi dihasilkan di bagian tengah antena.
Sinyal tegangan ini adalah output ketika antena berfungsi sebagai penerima. Frekuensi sinyal tegangan output sama dengan frekuensi gelombang IM penerima. Sudah jelas dari konfigurasi medan listrik bahwa untuk penerimaan yang sempurna, ukuran antena harus setengah dari panjang gelombang.
Setelah semua diskusi ini, kita bisa melihat bahwa antena adalah sirkuit terbuka. Sekarang, mari kita lihat beberapa antena praktis dan cara kerjanya. Di masa lalu.
Antena dipole digunakan untuk penerimaan TV. Bilah berwarna bertindak sebagai dipol dan menerima sinyal. Reflektor dan pengarah juga diperlukan dalam antena jenis ini untuk memfokuskan sinyal pada dipol. Struktur lengkap ini dikenal sebagai antena Yagi-Uda.
Antena dipol mengubah sinyal yang diterima menjadi sinyal listrik, dan sinyal listrik ini dibawa oleh kabel koaksil ke unit televisi. Saat ini, kita berpindah ke antena DISH TV. Antena ini terdiri dari dua komponen utama, reflektor berbentuk parabola dan konverter blok low noise. Piringan parabola menerima sinyal elektromagnetik dari satelit dan memfokuskan ke LNBF. Bentuk parabola dirancang sangat spesifik dan akurat.
LNBF terdiri dari feed horn, wave guide, PCB, dan probe. Dalam animasi ini, Anda bisa mengetahui bagaimana sinyal yang masuk difokuskan ke probe melalui feed horn dan wave guide. Tegangan diinduksi di probe seperti yang kita lihat pada dipol sederhana. Sinyal tegangan yang dihasilkan diumpankan ke PCB untuk pemrosesan sinyal seperti filtrasi, konversi dari frekuensi tinggi ke rendah, dan amplifikasi. Setelah pemrosesan sinyal, sinyal-sinyal listrik ini dibawa ke unit televisi melalui kabel koaksial.
Jika Anda membuka LNB, kemungkinan besar Anda akan menemukan dua probe, alih-alih satu dan probe kedua tegak lurus dengan yang pertama. Susunan dua probe berarti spektrum yang tersedia dapat digunakan dua kali, dengan mengirimkan gelombang dengan polarisasi horizontal atau vertikal. Satu probe mendeteksi sinyal terpolarisasi horizontal, dan probe lain mendeteksi sinyal terpolarisasi vertikal. Ponsel di tangan Anda menggunakan jenis antena yang sama sekali berbeda.
yang disebut antena patch. Antena patch terdiri dari patch logam atau strip yang ditempatkan pada bidang ground dengan sepotong bahan dielektrik yang diletakkan di antaranya. Di sini, patch logam bertindak sebagai elemen yang memancar. Panjang patch logam harus setengah dari panjang gelombang untuk transmisi dan penerimaan yang tepat. Harap diingat bahwa deskripsi antena patch yang kami jelaskan di sini merupakan yang sangat mendasar.
Mohon tunjukkan dukungan Anda dengan mengklik tombol dukungan dan terima kasih telah menonton video kami.