Kebanyakan sistem komunikasi nirkabel terestrial
beroperasi di dalam lingkungan yang menghadirkan beragam masalah
propagasi RF. Di dalam sistem komunikasi point to multi-point yang
biasa, antena polarisasi linier digunakan pada base station dan pada
pengguna akhir. Antena pada pengguna akhir mungkin digunakan untuk
aplikasi jaringan tetap, bergerak atau portable. Di dalam banyak contoh,
antena diusahakan agar tidak tidak lagi secara fisis sebaris atau
sejajar dengan antena pada base station. Ketidaksejajaran di antara
antena akan menghasilkan ketidakcocokan polarisasi dan pada akhirnya
terjadi penurunan efisiensi dari sistem.
Ilustrasi Polarisasi Eliptikal
Ditambah lagi, pemblokan sinyal, interferensi atau
refleksi lintas jamak yang juga mempengaruhi rangkaian komunikasi. Di
dalam lingkungan di mana fenomena lintas jamak terjadi, sejumlah sinyal
tambahan yang akan tiba pada antena sebagai hasil refleksi sinyal dari
objek terdekat. Jika objek yang merefleksikan sinyal tidak sebaris atau
sejajar dengan polarisasi sinyal yang datang, sinyal yang direfleksi
akan mengalami pergeseran polarisasi, yang lebih jauh merumitkan masalah
propagasi RF. Kebanyakan sistem komunikasi nirkabel menggunakan teknik
receive-diversity untuk mengurangi efek interferensi lintas jamak.
Di dalam sistem nirkabel, lokasi pengirim dan
penerima tidak pada kontak arah line-of-sight (LOS) dan mayoritas sinyal
yang tiba pada lokasi penerima adalah sinyal lintas jamak. Sekali lagi,
dalam sistem ini, teknik receive-diversity yang digunakan untuk
memperkaya penguatan dari sistem dan meningkatkan resepsi sinyal.
Oleh karena itu polarisasi antena perlu diperhatikan
mengingat efeknya pada sistem komunikasi nirkabel, serta adanya teknik
receive-diversity.
Polarisasi Antena
Energi yang diradiasikan oleh antena merupakan
gelombang elektromagnetik yang terdiri dari medan listrik dan magnet
yang saling tegak lurus dan masing-masing juga tegak lurus dengan arah
propagasi. Medan listrik dari gelombang elektromagnetik ini digunakan
untuk menggambarkan polarisasi dari antena.
Secara umum, semua gelombang elektromagnetik memiliki
polarisasi eliptikal. Pada kasus ini, total medan magnet dari gelombang
terdiri dari 2 komponen linier, yang saling ortogonal. Setiap komponen
ini memiliki amplitio dan fas yang berbeda. Pada suatu titik tertentu di
mana pun sepanjang arah propagasi, total medan listrik akan
menghasilkan elips sebagai suatu fungsi waktu (perhatikan gambar di
bawah). Pada setiap waktu, Ex adalah komponen medan listrik dalam arah z
dan Ey adalah kompinen medan listrik dalam arah y. Total medan magnet
adalah E, penjumlahan vektor Ex dan Ey.
Dua kasus spesial polarisasi eliptikal adalah
polarisasi sirkuler dan linier. Gelombang elektromagnet (EM) polarisasi
sirkuler terdiri dari 2 komponen medan listrik polarisasi linier yang
saling ortogonal, dengan amplitudo yang sama dan perbedaan fasa 90
derajat. Pada kasus ini, polarisasi elips didijejakkan oleh gelombangnya
berupa sebuah lingkaran. Arah rotasi gelombang polarisasi sirkuler ada 2
yaitu arah tangan kanan atau tangan kiri. Hubungan fasa antara 2
komponen ortogonal, yaitu 90° dan -90°, menentukan arah rotasi.
Gelombang EM terdiri dari medan listrik tunggal dan polarisasi eliptikal
dijejakkan oleh gelombang berupa garis lurus.
Istilah yang digunakan untuk menggambarkan hubungan
antara magnitude dari kedua komponen medan listrik polarisasi linier di
dalam gelombang polarisasi sirkuler adalah axial ratio.Gelombang
polarisasi sirkuler murni memiliki axial ratio 1 atau 0 dB (10 log[AR]),
sedangkan gelombang polarisasi linier memiliki axial ratio tak
berhingga.
