Header Navigation

Wednesday, March 27, 2013

Calculate Dish Parabola Gain using Matlab

Penguatan sebuah antena adalah perbandingan daya yang dipancarkan per kerapatan sudut yang diberikan pengarahan terhadap daya yang dipancarakan per kerapatan sudut oleh antena isotropis dengan masukan daya yang sama. Penguatan maksimum pada arah radiasi maksimum yang dikenal dengan boresight. Nilai penguatan maksimum ditentukan dengan persamaan:

 

Dimana =c/f dan c merupakan kecepatan cahaya c = 3 × 108 m/s dan f adalah frekuensi gelombang elektromagnetik. Aeff adalah luas permukaan efektif dari antenna, dimana permukaan antenna merupakan lingkaran dengan diameter D, sehinga Aeff dirumuskan dengan persamaan:

 

Efisiensi () sebuah antena merupakan sebuah nilai yang diakibtakan oleh beberapa faktor antara lain efisiensi iluminasi, rugi-rugi spill-over, rugi-rugi permukaan dan ketidak samaan resistansi. Pada umumnya total nilai efisiensi dihasilkan oleh suatu antena berkisar antara 55% - 75%. Dan untuk dish dengan f/D=0.35 akan didapat =60%[17]; Dari persamaan 2.2 dan 2.3, maka besar penguatan suatu antena dengan permukaan sebuah reflector lingkaran, dapat dirumuskan dengan:


Apabila diformulasikan dalam dBi (penguatan dibandingkan terhadap antena isotropis), nilai penguatan maksimum adalah:


Akibat dari adanya kesalahan pointing, maka adanya degradasi penguatan maksimal. Kesalahan pointing () sebesar dirumuskan  dengan:


Dimana, 3dB merupakan sudut beamwidth setengah daya yang dipancarkan oleh antena, yang merupakan fungsi dari kecepatan cahaya c dengan frekuensi f serta panjang diameter D sebuah dish antena parabola,  3dB diformulasikan dengan:



Dari persamaan, 2.5 dan 2.6 maka nilai penguatan suatu antena karena pengarahan,  dirumuskan:


Dari beberapa persamaan tersebut, dapat dirancang sebuah simulasi perhitungan gain menggunakan MATLAB.. Adapun syntag pada MATLAB untuk menjalankan perhitungan tersebut yaitu:

function g=gain (f,diameter,theta_loss)
f = 10e9.*f; %frekuensi dalam skala GHz
d = diameter; %diameter antena parabola
c = 3*10e8; %velocity vector 
eff = 0.4 ; %effisiensi antena 
gn= eff.*(((3.14.*(d.*f))./c).^2); 
gd= log10 (gn);
gmax= 10.*gd; %gain in dBi
theta3dB=70.*(c./(f.*d)); %beamwidht 3dB
loss_pointing=12.*(theta_loss./theta3dB); %loss pointing in dB
g=gmax-loss_pointing;
end


Karena sistem ini bebrbentuk file fungsi, maka terlebih dahulu sistem perhitungan ini disimpan dalam bentuk gain.m, setelah itu untuk menguji dan menggunakannya pada window command bisa langsung diketikan fungsi:

g=gain(f,diameter,theta_loss)


Referensi: 
Maral, Gerard. 2012., Satellite Communications Systems. Willey: New York

No comments:

Post a Comment