Post on 28-Jul-2015
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ANTENA MIKROSTRIP PERSEGI EMPAT DENGAN POLARISASI
LINGKARAN DI FREKUENSI KERJA 2,4 GHZ
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun oleh :
DESTY ANGGRAENY
NIM. 0510633019
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2010
5
6
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ANTENA MIKROSTRIP PERSEGI EMPAT DENGAN POLARISASI
LINGKARAN DI FREKUENSI KERJA 2,4 GHZ
S K R I P S I
KONSENTRASI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratanmemperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
DESTY ANGGRAENY
NIM. 0510633019-63
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Dosen Pembimbing I
M.Fauzan Edy Purnomo, ST, MT.NIP. 19710609 200002 1 00
Dosen Pembimbing II
Ali Mustofa, ST,. MT.NIP. 19710601 200003 1 001
7
8
DAFTAR ISI
BAB I.....................................................................................................................251.1 Latar Belakang.............................................................................................251.2 Rumusan Masalah........................................................................................261.3 Ruang Lingkup.............................................................................................261.4 Tujuan..........................................................................................................271.5 Sistematika Penulisan...................................................................................27
BAB II....................................................................................................................282.1 Konsep Dasar Antena...................................................................................282.2 Parameter Dasar Antena...............................................................................28
2.2.1 Impedansi Masukan..............................................................................282.2.2 Return Loss............................................................................................302.2.3 Penguatan (Gain)..................................................................................312.2.4 Lebar Pita (Bandwidth).........................................................................322.2.5 Pola Radiasi...........................................................................................332.2.6 Polarisasi...............................................................................................352.2.7 Directivity..............................................................................................36
2.3 Antena Microstrip........................................................................................372.3.1 Bentuk Umum Antena Microstrip........................................................372.3.2 Wideband Microstrip............................................................................382.3.3 Teknik Pelebaran Bandwidth Antena Microstrip..................................38
2.4 Dimensi Antena Wideband Microstrip U Slot.............................................402.4.1 Dimensi Elemen Peradiasi....................................................................402.4.2 Dimensi Groundplane...........................................................................43
2.5 Alokasi Frekuensi 1,9 GHz – 2,6 GHz........................................................43BAB III...................................................................................................................44
3.1 Studi Literatur..............................................................................................443.2 Pengumpulan Data.......................................................................................443.3 Perencanaan dan Pembuatan Antena Wideband Microstrip........................443.4 Rancangan Pengujian...................................................................................44
3.4.1 Pengukuran Return Loss, Koefisien Pantul dan VSWR.........................453.4.2 Pengukuran Gain Antena......................................................................453.4.3 Pengukuran Pola Radiasi.......................................................................453.4.4 Pengukuran Polarisasi...........................................................................453.4.5 Perhitungan Keterarahan (Directivity)..................................................453.4.6 Perhitungan Bandwidth.........................................................................46
3.5 Analisis Antena............................................................................................463.6 Diagram Alir................................................................................................463.7 Pengambilan Kesimpulan dan Saran............................................................48
BAB IV..................................................................................................................254.1 Tinjauan Umum...........................................................................................254.2 Standar Spesifikasi Sistem...........................Error! Bookmark not defined.4.3 Perencanaan Dimensi Antena Wideband Microstrip U Slot........................254.4 Perencanaan Mekanisme Pencatuan Antena Mikrostrip..............................274.5 Simulasi........................................................................................................28
4.5.1 Langkah Simulasi..................................................................................284.5.2 Hasil Simulasi.......................................................................................29
4.6 Optimasi Dimensi Antena Wideband Microstrip U Slot..............................31
9
4.6.1 Optimasi Slot Vertikal...........................................................................314.6.2 Optimasi Slot Horizontal.......................................................................324.6.3 Optimasi Lebar Slot..............................................................................334.6.4 Optimasi Panjang Elemen Peradiasi.....................................................344.6.5 Optimasi Dimensi Groundplane...........................................................35
4.7 Fabrikasi Antena..........................................................................................39BAB V....................................................................................................................33
5.1 Tinjauan Umum..........................................................................................335.2 Pengukuran Return Loss, Koefisien Pantul dan VSWR...............................33
5.2.1 Tujuan...................................................................................................335.2.2 Peralatan yang Digunakan.....................................................................335.2.3 Prosedur Pengukuran............................................................................335.2.4 Hasil Pengukuran..................................................................................345.2.5 Analisis Hasil Pengukuran....................................................................38
5.3 Pengukuran Impedansi Antena....................................................................405.3.1 Tujuan...................................................................................................405.3.2 Peralatan yang Digunakan.....................................................................405.3.3 Prosedur Pengukuran............................................................................405.3.4 Hasil Pengukuran..................................................................................405.3.5 Analisis Hasil Pengukuran....................................................................41
5.4 Pengukuran Gain Antena.............................................................................415.4.1 Tujuan...................................................................................................415.4.2 Peralatan yang Digunakan.....................................................................415.4.3 Prosedur Pengukuran............................................................................425.4.4 Hasil Pengukuran..................................................................................425.4.5 Analisis Hasil Pengukuran....................................................................44
5.5 Pengukuran Pola Radiasi..............................................................................445.5.1 Tujuan...................................................................................................445.5.2 Peralatan yang Digunakan.....................................................................445.5.3 Prosedur Pengukuran............................................................................455.5.4 Hasil Pengukuran..................................................................................455.5.5 Analisis Hasil Pengukuran....................................................................49
5.6 Pengukuran Polarisasi..................................................................................495.6.1 Tujuan...................................................................................................495.6.2 Peralatan yang Digunakan.....................................................................495.6.3 Prosedur Pengukuran............................................................................505.6.4 Hasil Pengukuran..................................................................................515.6.5 Analisis Hasil Pengukuran....................................................................51
5.7 Perhitungan Bandwidth Antena....................................................................525.7.1 Tujuan...................................................................................................525.7.2 Cara Perhitungan...................................................................................525.7.3 Analisis Hasil Perhitungan....................................................................53
5.8 Perhitungan Keterarahan (Directivity).........................................................535.8.1 Tujuan...................................................................................................535.8.2 Cara Perhitungan...................................................................................535.8.3 Analisis Hasil Perhitungan...................................................................53
5.9 Analisis Parameter – Parameter Antena.......................................................53BAB VI..................................................................................................................56
10
6.1 Kesimpulan..................................................................................................566.2 Saran.............................................................................................................57
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................58LAMPIRAN 1........................................................................................................59
Diagram Alir......................................................................................................59LAMPIRAN 2........................................................................................................63
Langkah-langkah simulasi dengan menggunakan software Ansoft HFSS V.9.2............................................................................................................................63
11
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi yang sedang berkembang pesat saat ini adalah teknologi
informasi. Kebutuhan manusia masa kini yang haus akan informasi, dan selalu
berkomunikasi satu sama lain cenderung selalu berpindah tempat maka
dibutuhkan teknologi nirkabel (wireless). Salah satu aplikasinya adalah Wireless
Local Area Network (WLAN) merupakan jaringan nirkabel yang memiliki
keunggulan praktis dan tidak rumit dalam penggunaannya. Berdasarkan standar
Institue of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ada 5 protokol teknologi
nirkabel untuk kelompok 802.11 yaitu 802.11a, 802.11b, 802.11e, 802.11f, dan
802.11g (http://www.wlana.org). Dari kelima standar protokol yang ada, protokol
yang paling banyak digunakan adalah 802.11a, 802.11b, dan 802.11g dengan
frekuensi 2,4 GHz (Haider, 2003).
Salah satu perangkat bagian alat komunikasi yang sangat penting adalah
antena. Kualitas sebuah antena sangat mempengaruhi kualitas informasi yang
diterima. Maka antena sebagai salah satu perangkat telekomunikasi harus dibuat
dengan dimensi yang kecil, fleksibel, praktis dan berkualitas. Salah satu jenis antena
yang berkembang saat ini adalah antena mikrostrip. Antena mikrostrip merupakan
antena yang tersusun atas bagian lapisan tipis konduktor berbahan metal atau logam
di atas sebuah substrat yang dapat merambatkan gelombang elektromagnetik sedang
pada salah satu sisi lain dilapisi konduktor sebagai bidang pentanahan.
Dalam skripsi ini, antena mikrostrip polarisasi lingkaran pada frekuensi
kerja 2,4 GHz didesain, difabrikasi dan diukur. Antena mikrostrip yang dipilih
untuk skripsi ini ialah antena mikrostrip dengan elemen peradiasi berbentuk
persegi empat dengan polarisasi lingkaran. Antena Mikrostrip dual feed polarisasi
lingkaran difabrikasikan di atas FR4 dengan konstanta dielektrik 4,5 dan
ketebalan 1,6 mm. Polarisasi lingkaran diperoleh saat dua mode orthogonal
berbeda fasa 90º di kedua mode tersebut. Polarisasi lingkaran sangat penting
karena tidak mempermasalahkan kedudukan antena penerima, selalu dapat
12
menerima komponen sinyal. Ini dikarenakan gelombang yang dihasilkan
mempunyai variasi sudut.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang ada, maka rumusan masalah dalam penulisan
skripsi ini adalah:
1. Bagaimana merancang dan membuat antena mikrostrip persegi empat
dengan polarisasi lingkaran agar dapat digunakan pada frekuensi kerja 2,4
GHz yang meliputi dimensi elemen peradiasi, dimensi saluran transmisi
dan penyesuai impedansi antena mikrostrip berdasarkan frekuensi dan
substrat yang akan digunakan ?
2. Bagaimana mensimulasikan antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran dengan menggunakan software IE3D™ ?
3. Bagaimana menguji parameter terhadap antena untuk mengetahui
performansi antena yang meliputi pola radiasi, polarisasi, return loss (RL),
gain, bandwidth dan VSWR ?
1.3 Ruang Lingkup
Dalam tugas akhir ini pembahasan difokuskan pada :
1. Antena yang dirancang adalah antena mikrostrip persegi empat pada
frekuensi kerja 2,4 GHz dan dengan polarisasi lingkaran dengan nilai
VSWR < 2, dan Gain > 3 dBi (Balanis, 1982 : 28).
2. Pengukuran parameter antena meliputi return loss (RL), VSWR,
koefisien, gain, pola radiasi, bandwidth dan polarisasi dengan kondisi
pengukuran yang ideal.
3. Substrat yang digunakan adalah FR4 dengan spesifikasi:
= 4,5
h = 1,6 mm
tan δ = 0,018
ketebalan tembaga = 0,1 mm
4. Rumus-rumus yang digunakan adalah rumus dasar perancangan dan
pendesainan antena mikrostrip persegi empat dan saluran transmisi.
13
5. Pengujian parameter antena berupa gain, pola radiasi dan polarisasi
antena dilakukan di ruang terbuka.
6. Rugi – rugi perambatan gelombang elektromagnetik di ruang terbuka
tidak diperhitungkan.
7. Hanya membahas cara – cara pengukuran antena mikrostrip persegi
empat untuk mengetahui performansi kerja antena dengan menggunakan
alat yaitu Network Analyzer Agilent 8714ES 300 KHz-3GHz, Spectrum
Analyzer 8563 Hawlett Packard 30 Hz – 26,5 Ghz, Sweep Oscilator
8350 B Hawlett Packard.
1.4 Tujuan
Tujuan dalam penulisan skripsi ini adalah merencanakan dan merealisasikan
antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran di frekuensi kerja 2,4
GHz.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan skripsi ini adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Memuat latar belakang, rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan,
metodologi dan sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Membahas teori parameter dasar yang berhubungan dengan
perencanaan dan pembuatan antena mikrostrip.
BAB III Metodologi
Memuat tentang tahapan penyeleseain skripsi yang meliputi studi
literatur, perancangan dan pembuatan, pengujian, pengambilan
data, dan analisis serta pengambilan kesimpulan.
BAB IV Perancangan dan Pembuatan Antena Mikrostrip Persegi Empat
dengan Polarisasi Lingkaran
Memuat proses perancangan, simulasi dan pembuatan antena.
BAB V Pengujian dan Analisis
14
Memuat tentang langkah-langkah pengujian serta analisis terhadap
hasil pengukuran antena.
BAB VI Penutup
Memuat kesimpulan dan saran berdasarkan apa yang telah dicapai
dalam penyelesaian skripsi ini.
15
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Gambaran Umum
Antena merupakan suatu komponen yang penting pada sistem komunikasi
yang berfungsi sebagai sarana untuk memancarkan dan menerima gelombang
elektromagnetik. Dengan kata lain antena sebagai media peralihan antara ruang
bebas (free space) dengan saluran transmisi, yakni dari gelombang
elektromagnetik menjadi energi listrik atau sebaliknya (Balanis, 1982:1).
Dalam skripsi ini antena yang akan dirancang digunakan untuk aplikasi
Wireless Local Area Network (WLAN). LAN adalah teknologi LAN yang
menggunakan frekuensi dan transmisi radio sebagai media penghantarnya, pada
area tertentu, menggantikan fungsi kabel. Pada umumnya WLAN digunakan
sebagai titik distribusi di tingkat pengguna akhir, melalui sebuah atau beberapa
perangkat yang disebut dengan Access Point (AP), berfungsi mirip hub dalam
terminologi jaringan kabel ethernet. Di tingkat backbone, sejumlah AP tersebut
tetap dihubungkan dengan media kabel. WLAN dimaksudkan sebagai solusi
alternatif media untuk menjangkau pengguna yang tidak terlayani oleh jaringan
kabel, serta untuk mendukung pengguna yang sifatnya bergerak atau berpindah-
pindah (mobilitas).
Frekuensi yang kini umum dipergunakan untuk aplikasi WLAN adalah 2,4
Ghz dan 5,8 Ghz yang secara internasional dimasukkan ke dalam wilayah licensce
exempt (bebas lisensi) dan dipergunakan bersama oleh publik (frequency sharing).
Belakangan oleh forum World Summit on the Information Society (WSIS) yang
disponsori oleh PBB dan badan dunia seperti International Telecommunication
Union (ITU), serta industri teknologi, frekuensi ini direkomendasikan sebagai
tulang punggung penetrasi Internet di negara berkembang terutama untuk area
yang belum terlayani oleh infrastruktur telekomunikasi konvensional.
2.1.1 Standart IEEE 802.11
Teknologi yang digunakan untuk WLAN mayoritas menggunakan standar
IEEE 802.11 (a/b/g). Perbedaan antar standar ini adalah pada modulasi
16
transmisinya yang menentukan kapasitas layanan yang dihasilkan. Pada standar
802.11b, kapasitas maksimalnya 11 Mbps, 802.11g dapat mencapai 20 Mbps
keduanya bekerja di frekuensi 2,4 Ghz. Sementara standar 802.11a bekerja pada
frekuensi 5 Ghz. Karena lebar pita frekuensi yang lebih luas dan modulasi yang
lebih baik, maka perangkat yang berbasis standar ini mampu melewatkan data
hingga kapasitas 54 dan 108 Mbps dan menampung jumlah pengguna lebih
banyak. Perbandingan 802.11a, 802.11b, 802.11g ditunjukkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Tabel Perbandingan 802.11a, 802.11b, 802.11g.
802.11a 802.11b 802.11g
Standart Ratified September 1999 September 1999 Mei 2003
Raw Data Rate 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps
Average Actual
Throughput27 Mbps 4-5 Mbps 20-25 Mbps
Frequency 5-5,3 GHz 2,4-2,4835 GHz 2,4-2,435 GHz
Avalaible
spectrum300 MHz 83,5 MHz 83,5 MHz
Modulation
EncodingDSSS/CCK OFDM
DSSS/CCK &
OFDM
Sumber: http://www.l-com.com/multimedia/whitepapers/ wp_ABGs_of_Wireless_2031.pdf
Dari ketiga standart protokol yang ada, 802.11b dipandang unggul karena
harganya yg relatif lebih murah dari yang lain. 802.11a memiliki kelebihan pada
jangkauan spektrum frekuensi yang lebih tinggi (5-6 GHz), sedang 802.11g
memiliki kompatibilitas dengan semua protokol 802.11 dan throughputnya lebih
besar.
IEEE 802.11b menggunakan band ISM (Industry, Science and Medical)
2,4 GHz dan mampu mencapai kecepatan data 11 Mbps. Dengan teknologi spread
spectrum, memiliki jangkauan sampai 800 ft atau 50.000 ft2.
Jalur frekuaensi yang tersedia pada band ISM 2,4 GHz sekitar 83,5 MHz
yang terbentang antara 2,4 sampai 2,4835 GHz. Federal Communication
17
Commission (FCC) membagi band ini menjadi 11 kanal dengan guard band antar
kanal sebesar 5 MHz ditunjukkan pada Tabel 2.2
Tabel 2.2. Computer Network Planning Standart Using WLAN
Standar Layanan IEEE 802.11b
Range Frekuensi 2,4 – 2,4835 GHz
Modulasi QPSK
Skema Modulasi DSSS
Delay Time Total <150 ms
Mode Transmisi Full Duplex
Data Rate 5,5 Mbps, 11 Mbps
Kecepatan Transmisi 2 Mbps
Daya Pancar 500 mW
Jenis Layanan Teks & Gambar
Kanal Frekuensi Kanal 11 (2,462 GHz)
Pada bab ini akan dibahas beberapa teori penunjang untuk perencanaan dan
pembuatan antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran, teori
dasar dan parameter dasar antena yang akan dihitung dan diukur. Parameter-
parameter dasar tersebut meliputi impedansi terminal, polarisasi, pola radiasi,
keterarahan, gain, VSWR, return loss (RL), dan bandwidth.
2.2 Konsep Dasar Antena
Untuk menggambarkan performa dari suatu antena maka diperlukan
pendefinisian berbagai parameter antena. Beberapa diantara parameter tersebut
saling berhubungan dan semunya tidak harus disebutkan untuk menggambarkan
performa antena secara keseluruhan (Balanis, 1997 :28).
Terdapat beberapa karakteristik antena yang perlu dan penting untuk
diketahui dalam pemilihan maupun perancangan sebuah antena. Karakteristik itu
antara lain: pola radiasi, intensitas radiasi, polarisasi, directivity, gain, bandwidth,
VSWR, antena efficiency, input impedance, dan return loss.
18
2.2.1 Parameter Dasar Antena
2.2.1.1 Pola Radiasi
Pola radiasi antena didefinisikan sebagai fungsi matematis atau
representasi grafis dari sifat-sifat radiasi antena sebagai fungsi dari koordinat
ruang. Dalam banyak kasus, pola radiasi ditentukan dalam far-field region dan
direpresentasikan sebagai fungsi koordinat jarak. Sifat-sifat radiasi meliputi rapat
fluks daya, intensitas radiasi, kuat medan, directivity fasa atau polarisasi.
2.2.1.1.1 Pola Isotropic, Directional, dan Omnidirectional
Berdasarkan pola radiasinya, antena terbagi atas antena dengan pola
radiasi Isotropic, Directional, dan Omnidirectional. Radiator isotropis
didefinisikan sebagai hipotesis antena tanpa rugi yang mempunyai radiasi
sebanding dalam semua arah. Meskipun pola seperti ini adalah pola ideal yang
secara fisik tidak mungkin direalisasikan, namun seringkali dijadikan acuan untuk
menyatakan sifat keterarahan suatu antena. Antena direksional adalah antena yang
mempunyai sifat radiasi atau penerimaan gelombang EM yang lebih efektif pada
suatu arah tertentu dibandingkan arah lainnya. Sedangkan antena omnidirectional
adalah antena yang mempunyai pola directional pada suatu bidang tertentu dan
pola non- directional pada bidang tegak lurus lainnya.
2.2.1.1.2 Lobe Pola Radiasi
Pola radiasi terdiri atas bagian-bagian yang disebut Lobes, yang
dikelompokkan ke dalam major dan minor (side dan back lobe). Adapun untuk
pembagian lobe selanjutnya dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Lobe-lobe Pola Radiasi
Sumber : Balanis, 1997 :31
19
HPBW (Half Power Beamwidth) dapat didefinisikan sebagai sudut yang
terbentuk oleh titik setengah daya dari main lobe.
Main Lobe : Bagian dari daerah radiasi yang arah radiasi antena
maksimum.
Minor lobe : Bagian ini menyatakan daerah radiasi yang tidak
diinginkan. Level dari minor lobe ini menyatakan besarnya rasio densitas
daya atau side lobe level.
Back lobe : Bagian dari minor lobe yang berlawanan dengan main lobe.
Side lobe : Bagian dari minor lobe yang bersebelahan dengan main
lobe.
Pola radiasi antena dapat dihitung dengan perbandingan antara daya pada
sudut nol derajat (radiasi daya maksimum) dengan daya pada sudut tertentu. Maka
pola radiasi (P) dinyatakan (Balanis, 1982) :
(2-1)
(2-2)
dengan :
P = intensitas radiasi antena pada sudut tertentu (dB)
Po = daya yang diterima antena pada sudut 0o (watt)
PT = daya yang diterima antena pada sudut tertentu (watt)
Sebagian besar antena dirancang untuk mengkonsentrasikan energi pada
satu arah tertentu. Ukuran konsentrasi pada main lobe tersebut dinamakan
Beamwidth. Half Power Beamwidth (HPBW) didefinisikan sebagai sudut antara
titik-titik di mana pada titik tersebut pancaran utama dari pola daya adalah
setengah daya maksimum.
Nilai F/B suatu antena merupakan perbandingan daya pada arah pancar
terbesar yang dikehendaki (main lobe) dengan daya pada arah pancar yang
berlawanan dengan main lobe (minor lobe), sehingga nilai F/B adalah:
= (2-3)
20
(dB) = Pm(dBm) – Pl(dBm)
dengan :
= Front to Back ratio (dB)
Pm = daya puncak main lobe (dBm)
Pl = daya puncak back lobe (dBm)
2.2.1.1.3 Daerah Medan Radiasi
Daerah medan radiasi suatu antena adalah daerah di mana radiasi antena
tersebut masih dapat diterima dengan baik. Daerah medan radiasi ini disebut juga
jangkauan sinyal dari suatu antena sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Pembagian Daerah Medan Radiasi Antena
Sumber : Balanis, 1997 :33
dengan (2-4)
(2-5)
r1 dan r2 = jarak medan radiasi (m)
Daerah medan radiasi terbagi menjadi tiga, yaitu :
Reactive Near-Field Zone
Pada daerah ini, medan reaktif sangat mendominasi.
Batas daerah ini:
(2-6)
21
dengan r = jarak medan radiasi (m)
= panjang gelombang (m)
D = dimensi antena (m)
Radiating Near-Field (Fresnel) Zone
Adalah daerah medan di antara reactive near field zone dan far field zone.
Pada daerah ini, medan radiasi sangat berpengaruh. Dan distribusi medan
sudut (angular field distribution) bergantung pada jarak dari antena.
Batas daerah ini :
daerah Fresnel < (2-7)
Far-Field (Franhouffer) Zone
Adalah daerah medan antena dengan distribusi medan sudut sangat tidak
bergantung pada jarak dari antena.
Batas daerah ini :
(2-8)
Pola medan pada daerah ini mempunyai komponen-komponen medan saling
tegak lurus.
2.2.1.1.4 Intensitas Radiasi
Intensitas Radiasi dalam arah tertentu didefinisikan sebagai daya yang
diradiasikan dari suatu antena per satuan sudut solid. Intensitas radiasi adalah
parameter medan jauh dan dapat diperoleh melalui perkalian rapat radiasi dengan
kuadrat jarak. Dalam bentuk persamaan matematis Intensitas radiasi dinyatakan
sebagai :
(2-9)
dengan
U = intensitas radiasi (W/satuan sudut solid)
Wrad = rapat radiasi (W/m2)
Intensitas radiasi juga berhubungan dengan medan elektrik jauh (far-zone),
yang dinyatakan dengan persamaan
22
(2-10)
dengan
= komponen medan elektrik jauh suatu antena
= impedansi intrinsik medium
Sehingga pola daya juga merupakan pengukuran intensitas radiasi. Total
daya diperoleh dengan mengintegralkan intensitas radiasi, seperti dinyatakan
dalam persamaan (2-8) terhadap luasan sudut solid, 4 . Sehingga
(2-11)
dengan:
= elemen sudut solid =
2.2.1.2 Directivity (Keterarahan)
Directivity sebuah antena didefinisikan sebagai perbandingan antara
intensitas radiasi antena pada suatu arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata
dari segala arah. Intensitas radiasi rata-rata sebanding dengan total daya yang
diradiasikan oleh antena dibagi dengan 4 . Dengan kata lain directivity adalah
kemampuan suatu antena untuk mengkonsentrasikan energinya pada satu arah
tertentu. Secara sederhana, keterarahan sumber non-isotropic sebanding dengan
rasio intensitas radiasinya pada suatu arah tertentu terhadap intensitas radiasi
sumber isotropis.
(2-12)
Jika arah tidak ditentukan, maka arah yang dimaksud menyatakan arah
dari intensitas radiasi maksimum yang dinyatakan sebagai (Balanis, 1982:494)
(2-13)
dengan :
D0 = directivity (dB)
Umax = intensitas radiasi maksimum (watt)
Prad = daya radiasi total (watt)
Terminal Input(gain reference)
Terminal Output (directivity reference)
23
Nilai keterarahan sebuah antena dapat diketahui dari pola radiasi antena
tersebut, semakin sempit main lobe maka keterarahannya semakin baik dibanding
main lobe yang lebih lebar. Nilai keterarahan jika dilihat dari pola radiasi sebuah
antena adalah sebagai berikut (Balanis, 1982 : 20)
(2-14)
(2-15)
dengan
DdB = keterarahan (directivity) (dB)
= lebar berkas daya pada polarisasi horisontal ( 0 )
= lebar berkas daya pada polarisasi vertikal ( 0 )
2.2.1.3 Gain (Penguatan)
Salah satu pengukuran yang penting untuk menggambarkan performa
suatu antena adalah gain (penguatan). Meski gain antena erat kaitannya dengan
directivity, gain adalah pengukuran yang memperhitungkan efisiensi antena
maupun keterarahannya. Gain antenna dibedakan atas : absolute gain dan relative
gain. Untuk membahas kedua jenis gain ad baiknya melihat Gambar 2.3 yaitu
terminal referensi dan rugi-rugi antena.
(a)
(b)
Gambar 2.3. Terminal referensi dan rugi-rugi antena
Sumber : Balanis, 1997 : 59
Antena
Ic
Ic
Id
Ic
24
Absolute gain suatu antena (pada arah tertentu) didefinisikan sebagai
perbandingan intensitas radiasi antena pada arah tertentu terhadap intensitas
radiasi yang akan diperoleh jika daya yang diterima antena diradiasikan secara
isotropis. Intensitas radiasi dari daya yang diradiasikan secara isotropis sebanding
dengan daya yang diterima (pada terminal input) antena dibagi dengan 4 . Dalam
bentuk persamaan, hal ini dapat dinyatakan sebagai
inP
θ,φIππ 4
powerinput total
intensityradiation 4G
(2-16)
Dalam banyak kasus kita berhubungan dengan relative gain yang
didefinisikan sebagai perbandingan penguatan daya pada arah tertentu terhadap
penguatan daya antena referensi dalam arah acuannya (dengan catatan bahwa
kedua antena mempunyai daya masukan yang sama). Untuk gain relatif, antena
referensi yang digunakan berupa antena sumber isotropis tanpa rugi. Sehingga
source) isotropic (lossless
,4
inP
IG
(2-17)
Pada praktiknya pengukuran gain dilakukan dengan menggunakan metode
pembandingan (Gain-comparison Method) atau gain transfer mode. Prinsip
pengukuran ini adalah dengan menggunakan antena referensi (biasanya antena
dipole standar) yang sudah diketahui nilai gainnya (Stutzman, 1981: 39).
Sehingga besar gain terhadap sumber isotropis adalah :
(2-18)
R
U
P
PG 64,1
(2-19)
R
U
P
PdBG 64,1log10)(
(2-20)
G = 2,15 + PU (dBm) – PR (dBm) (2-21)
Dengan
G = gain antena uji (dB)
= gain antena referensi (dB)
PU = daya yang diterima antena uji (dBm)
PR = daya yang diterima antena referensi (dB)
25
2.2.1.4 Efisiensi Antena
Total efisiensi antena digunakan untuk menghitung rugi-rugi pada
terminal input dan didalam struktur antena. Rugi-rugi tersebut dapat diakibatkan
oleh :
1. Pantulan gelombang elektromagnet yang disebabkan adanya
ketidaksesuaian antara saluran transmisi dan antena.
2. Rugi I2R (konduksi dan dielektrik).
Secara umum keseluruhan efisiensi dapat dirumuskan sebagai berikut.
(2-22)
dengan:
= efisiensi total (tanpa dimensi)
= efisiensi refleksi (pantulan) = (tanpa dimensi)
= efisiensi konduksi (tanpa dimensi)
= efisiensi dielektrik (tanpa dimensi)
=
dengan
= koefisien refleksi pada terminal input antena
Zin = impedansi input antena dan
Z0 = impedansi karakteristik saluran transmisi
Biasanya εc dan εd sangat sulit untuk dihitung, tapi dapat ditentukan
melalui percobaan. Sekalipun dengan perhitungan keduanya tidak dapat
dipisahkan, dan biasanya akan lebih mudah untuk dinyatakan sebagai
(2-23)
dengan efisiensi radiasi antena, yang biasanya digunakan untuk
menghubungkan gain dan direktivitas antena ( ).
2.2.1.5 Return Loss
Return loss adalah salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui
berapa banyak daya yang hilang pada beban dan tidak kembali sebagai pantulan.
26
Seperti halnya VSWR, return loss merupakan parameter yang menggambarkan
kesesuaian impedansi (matching) antena. Koefisien refleksi merupakan
perbandingan antara tegangan yang dipantulkan terhadap tegangan maju. Antena
yang sangat bagus dapat memiliki nilai return loss yang lebih rendah dari –10 dB
sehingga 90% sinyal diserap dan hanya 10% yang dipantulkan kembali. Koefisien
pantul dan return loss didefinisikan sebagai (Punit, 2004: 19):
Koefisien pantul dinyatakan sebagai :
(2-24)
dengan adalah tegangan pantul dan adalah tegangan pancar.
Return loss dinyatakan sebagai bentuk logaritmik dari koefisien pantul.
(2-25)
Untuk matching sempurna antara transmitter dan antena, maka nilai = 0
dan RL = ~ yang berarti tidak ada daya yang dipantulkan, sebaliknya jika = 1
dan RL = 0 dB maka semua daya dipantulkan.
2.2.1.6 VSWR
VSWR adalah rasio amplitudo tegangan maksimum terhadap amplitudo
tegangan minimum dalam pola tegangan berdiri. Fluktuasi level daya yang
dikarenakan adanya ketidaksesuaian saluran transmisi dengan beban. Besarnya
nilai VSWR bervariasi antara 1 sampai ~ (tak terhingga). Semakin tinggi VSWR,
semakin besar pula ketidaksesuaian.
(2-26)
2.2.1.7 Bandwidth
Bandwidth didefinisikan sebagai jangkauan frekuensi dimana performa
antena, dengan mengacu pada beberapa karakteristik, dapat memenuhi standar
yang telah ditentukan. Untuk antena broadband, bandwidth biasanya dinyatakan
sebagai perbandingan frekuensi atas dengan frekuensi bawah dalam rentang
frekuensi kerja. Untuk antena narrowband, bandwidth dinyatakan sebagai
persentase beda frekuensi (frekuensi atas kurang frekuensi bawah) terhadap
frekuensi tengah dari lebar pita.
27
Untuk persamaan bandwidth dalam persen (Bp) atau sebagai bandwidth
rasio (Br) dinyatakan sebagai (Punit, 2004 : 22) :
(2-27)
(2-28)
(2-29)
dengan :
Bp = bandwidth dalam persen (%)
Br = bandwidth rasio
fu = jangkauan frekuensi atas (Hz)
fl = jangkauan frekuensi bawah (Hz)
Untuk lebih jelasnya mengenai gambar dari hasil pengukuran bandwith
dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Pengukuran bandwidth berdasarkan plot return loss
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 22
Salah satu cara untuk menentukan bandwidth dapat dilakukan dengan
mengukur lebar rentang frekuensi dengan batasan -10 dB pada grafik return loss.
2.2.1.8 Polarisasi
Suatu medan elektromagnetik terdiri atas medan listrik dan medan magnet
yang saling tegak lurus satu sama lain. Energi dari medan elektromagnetik
mengalir bolak-balik dari satu medan ke medan lainnya dengan cara berosilasi.
Fenomena ini disebut polarisasi. Polarisasi gelombang teradiasi merupakan sifat
28
gelombang elektromagnet yang menggambarkan vektor medan elektrik yang
arahnya berubah terhadap waktu dan besaran relatif dari vektor medan elektrik
tersebut.
Polarisasi suatu antena dalam arah tertentu didefinisikan sebagai polarisasi
gelombang yang diradiasikan oleh antena. Ketika arahnya tidak diberitahukan,
maka polarisasi yang dianggap adalah polarisasi pada arah gain maksimum. Pada
kenyataannya polarisasi dari energi radiasi bervariasi dengan arah dari pusat
antena, sehingga bagian pola yang berbeda mungkin mempunyai polarisasi yang
berbeda. Terdapat tiga tipe polarisasi: polarisasi linear, circular dan elliptical.
Polarisasi linear ditentukan oleh posisi dan arah medan elektrik terhadap ground
atau permukaan bumi sebagai acuan. Ketika medan elektrik sejajar dengan
ground, maka disebut polarisasi horizontal dan disebut polarisasi vertikal apabila
tegak lurus dengan ground.
2.2.1.8.1 Polarisasi Linier
Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi linier apabila vektor medan
elektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik selalu diorientasikan sepanjang
garis lurus yang sama pada setiap waktu sesaat. Kondisi yang memenuhi hal ini
adalah apabila vektor medan (elektrik atau magnetik) memiliki :
a. Hanya satu komponen, atau
b. Dua komponen orthogonal linear yang sefasa dalam waktu atau berbeda
fasa sebesar 180o (atau kelipatannya).
Untuk mengetahui lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.5 tentang polarisasi
vertical dan polarisasi horizontal.
Gambar 2.5. a) Polarisasi Linier Vertikal(a) (b)
29
b) Polarisasi Linear Horisontal
Sumber : Punit, 2004 : 21
2.2.1.8.2 Polarisasi Lingkaran
Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi lingkaran apabila vektor medan
elektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik membentuk suatu lingkaran
sebagai fungsi waktu. Kondisi yang memenuhi hal ini adalah apabila vektor
medan (elektrik atau magnetik) memiliki :
a. Medan harus mempunyai dua komponen orthogonal linear, dan
b. Kedua komponen harus mempunyai besaran yang sama, dan
c. Kedua komponen harus mempunyai perbedaan fasa sebesar perkalian
ganjil dari 90o dalam waktu.
Penentuan arah rotasi selalu ditentukan dengan merotasi komponen yang
fasanya mendahului terhadap komponen yang tertinggal fasa dan mengamati
rotasi medan seolah-olah gelombang tersebut terlihat bergerak menjauh dari
pengamat. Jika rotasinya searah jarum jam, maka gelombang terpolarisasi sirkular
sesuai kaidah tangan kanan; jika rotasinya berlawanan arah jarum jam, maka
gelombang terpolarisasi sirkular menurut kaidah tangan kiri. Rotasi komponen
mendahului fasa terhadap komponen tertinggal fasa harus dilakukan sepanjang
pemisahan sudut diantara dua komponen yang kurang dari 180o. Fasa yang lebih
besar atau sama dengan 0o dan kurang dari 180o akan dianggap mendahului
sedangkan yang lebih besar dari atau sama dengan 180o dan kurang dari 360o akan
dianggap tertinggal. Untuk mengetahui lebih jelasnya bentuk dari polarisasi
circular dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. a) Right hand circular polarization.
b) Left hand circular polarization.
Sumber: : Punit, 2004 : 21
(a) (b)
30
2.2.1.8.3 Polarisasi Elips
Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi elips apabila ujung vektor medan
elektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik membentuk kedudukan elips
dalam ruang. Pada variasi waktu sesaat, medan vektor berubah secara kontinyu
seiring waktu dengan cara yang sama untuk menggambarkan tempat kedudukan
elips. Arah rotasi ditentukan dengan menggunakan aturan yang sama sepeti halnya
pada polarisasi sirkular. Sebagai tambahan untuk mengetahui arah rotasi,
gelombang yang terpolarisasi elliptical juga dinyatakan dengan rasio aksial yang
besarnya merupakan perbandingan sumbu mayor terhadap sumbu minornya.
Kondisi yang memenuhi hal ini adalah apabila vektor medan (elektrik atau
magnetik) memiliki :
a. Medan harus mempunyai dua komponen orthogonal linear, dan
b. Kedua komponen dapat memiliki besaran yang sama atau berbeda.
c. (1) Jika keduanya memiliki besaran yang berbeda, beda fasa-waktu
diantara keduanya tidak boleh 0o atau perkalian 180o (karena akan bersifat
linier).
(2) Jika kedua komponen memiliki besaran yang sama, beda fasa-waktu
diantara keduanya tidak boleh kelipatan bilangan ganjil dari 90o (karena
akan bersifat circular).
Untuk mengetahui lebih jelasnya bentuk dari polarisasi ellips dapat dilihat
pada Gambar 2.7.
(a) (b)
Gambar 2.7. a) Polarisasi Elips Berlawanan Arah Jarum Jam.
b) Polarisasi Elips Searah Jarum Jam.
Sumber: : Punit, 2004 : 21
2.2.1.9 Proses Pembentukan Axial Ratio
31
Perbandingan antara mayor dan minor axes pada polarisasi ellips disebut
dengan axial ratio (AR)
(2-30)
Jika tak hingga → polarisasi
linier
1 → polarisasi lingkaran
berada di antara 1 – tak hingga → polarisasi ellips
2.2.2 Antena Mikrostrip
Antena mikrostrip adalah antena yang terdiri atas elemen radiasi
(konduktor) yang sangat tipis yang diletakkan di bidang tanah (ground plane),
dimana antara bidang dengan elemen radiasi (konduktor) dipisahkan oleh substrat
dielektrik. Antena mikrostrip bekerja pada alokasi frekuensi UHF (Ultra High
Frequency) (300 MHz – 3 GHz) sampai dengan X Band (5,2 GHz – 10,9 GHz).
Karena antena mikrostrip dapat bekerja pada frekuensi UHF, maka dapat
digunakan sebagai alternatif antena penerima broadcast TV UHF maupun dalam
sistem telepon seluler sebagai antena pemancar dan penerima.
2.2.2.1 Saluran Transmisi Mikrostrip
Saluran transmisi mikrostrip adalah saluran yang digunakan untuk
menghubungkan patch antena dengan feed coaksial. Antena mikrostrip termasuk
jenis antena yang dibentuk dari suatu saluran transmisi. Mikrostrip adalah suatu
lapisan konduktor dari tembaga (metalic strip) yang sangat tipis, berfungsi untuk
merambatkan gelombang, lapisan ini terdapat pada salah satu sisi permukaan
substrat dielektrik dan pada permukaan sisi lainnya juga dilapisi konduktor yang
berfungsi sebagai pentanahan (ground plane) (Liao, 1987: 142). Lapisan
konduktor tembaga yang terletak di atas substrat dielektrik adalah berfungsi
sebagai elemen radiasi (radiating element). Struktur dasar saluran mikrostrip
32
terdiri atas panjang strip konduktor L, lebar strip konduktor W, tinggi substrat
dielektrik h, dan tebal strip konduktor mikrostrip t dengan konstanta permitivitas
dielektrik relatif εr sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8. Struktur Dasar Saluran Transmisi Microstrip
Sumber: Punit S. Nakar, 2004: 39
2.2.2.2 Bentuk Umum Antena Mikrostrip
Antena ini merupakan suatu bentuk antena yang dibuat dengan
memanfaatkan prinsip dasar saluran transmisi mikrostrip, yaitu dengan cara
mencetak elemen radiasi (konduktor) pada salah satu sisi permukaan substrat
dielektrik dan bidang pentanahan (ground plane) yang terdapat pada permukaan
sisi lainnya (Kraus, 1988: 745). Bentuk antena mikrostrip ini terdiri dari elemen
radiasi (konduktor) pada salah satu sisi substrat dielektrik dan bagian pentanahan
(ground plane) pada sisi lainnya (Liao, 1987: 197).
Pada bagian elemen radiasi biasanya digunakan tembaga, perak, alloy
antara perak dengan palladium atau kadang-kadang juga digunakan emas. Bahan
dasar (substrat) yang digunakan umumnya mempunyai nilai konstanta dieletrik
antara 1,2 sampai 51, misalnya Teflon RT / Duroid atau alumina atau FR – 4
dengan rugi-rugi tangent dari 0,0001 sampai 0,018.
Antena mikrostrip terdiri dari berbagai macam bentuk geometri. Hal ini
dapat dilihat pada Gambar 2.9.
33
Gambar 2.9. Bentuk Patch Antena Mikrostrip
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 32
2.2.2.3 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip
Teknik feed atau pencatuan adalah teknik yang digunakan untuk
menghubungkan antena mikrostrip dengan saluran transmisi lainnya, umumnya
yang dihubungkan adalah bagian patch antena mikrostrip. Patch antena mikrostrip
dapat dicatu dengan bebagai macam metode. Metode-metode tersebut dapat
dikelompokkan kedalam dua kategori: metode kontak langsung (contacting
method) dan metode kontak tak langsung (non-contacting method). Dalam
contacting method daya RF dicatu secara langsung ke patch peradiasi dengan
menggunakan elemen penghubung seperti saluran mikrostrip. Sedangkan dalam
skema non-contacting method, kopling medan electromagnet dilakukan untuk
mentransfer daya antara saluran transmisi dan patch peradiasi. Ada 4 teknik
pencatuan yang populer digunakan yaitu microstrip line, coaxial feed (keduanya
menggunakan skema kontak langsung), aperture coupling dan proximity coupling
(keduanya menggunakan skema kontak tak langsung)
2.2.2.3.1 Microstrip Line Feed
Pada tipe pencatuan ini, bagian konduktor dihubungkan secara langsung
dengan bagian tepi patch mikrostrip. Lebar strip konduktor lebih kecil dari pada
elemen peradiasi antena mikrostrip. Tipe pengaturan pencatuan semacam ini
mempunyai keuntungan bahwasanya pencatuan dapat diberikan pada substrat
yang sama untuk menyediakan suatu struktur planar. Tujuan memberikan
potongan menjorok (inset) kedalam patch adalah untuk menyesuaikan impedansi
saluran dengan patch tanpa memerlukan elemen penyesuai tambahan. Hal ini
dapat diperoleh melalui pengaturan posisi inset yang benar. Dari penjelasan
tersebut maka dapat lebih jelasnya dilihat pada Gambar 2.10.
34
Gambar 2.10. Microstrip Line Feed
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 34
Oleh karena itu metode ini menawarkan skema pencatuan yang mudah
disamping kemudahan dalam proses pembuatan dan pemodelan untuk
mendapatkan kesesuaian impedansi.
2.2.2.3.2 Coaxial Feed
Coaxial feed atau probe feed adalah teknik yang umum digunakan pada
pencatuan antena. Seperti terlihat pada Gambar 2.11 konduktor bagian dalam dari
kabel koaksial dihubungkan dengan elemen peradiasi dan konduktor bagian luar
dari kabel koaksial dihubungkan dengan bidang pentanahan (ground plane).
Gambar 2.11. Metode Coaxial feed
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 35
Kelebihan dari metode pencatuan seperti ini adalah pencatuan dapat
diletakkan pada setiap lokasi didalam patch yang diinginkan untuk mendapatkan
matching impedansi dari antena. Akan tetapi metode ini mempunyai kekurangan
yaitu bandwidth yang sempit dan kesulitan dalam pemodelan.
2.2.2.3.3 Aperture Coupling
35
Pada tipe pencatuan ini elemen peradiasi dan bagian pencatu terpisah
dengan bidang pentanahan (ground plane) seperti pada Gambar 2.12 kopling
antara elemen peradiasi antena (patch) dan saluran pencatu (line feed) dibuat
melalui slot atau aperture.
Gambar 2.12. Aperture Coupling Feed
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 36
Celah kopling biasanya diposisikan ditengah pada bagian bawah patch,
sehingga mengurangi cross-polarization yang disebabkan struktur yang simetris.
Untuk mengoptimalkan radiasi dari patch, biasanya digunakan bahan dengan
konstanta dielektrik yang berbeda untuk lapisan/substrat bagian atas dan bawah.
Kekurangan dari metode ini terletak pada teknik pencatuan yang sulit untuk
difabrikasi dikarenakan lapisan ganda (multiple layer) yang tentunya juga
menambah ketebalan antena.
2.2.2.3.4 Proximity Coupling
Metode pencatuan semacam ini disebut juga skema kopling
elektromagnetik. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.13 dua bahan dielektrik
digunakan sehingga saluran pencatu berada diantara kedua substrat dan bagian
elemen peradiasi berada di substrat bagian atas. Kelebihan dari metode ini adalah
bandwidth yang lebih lebar dari pada teknik pencatuan yang lain. Untuk optimasi
antena dapat digunakan media dielektrik yang berbeda.
36
Gambar 2.13. Proximity Coupling Feed
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 37
Matching dapat diperoleh dengan mengatur panjang saluran pencatu dan
perbandingan lebar saluran pencatu trerhadap lebar elemen peradiasi. Adapun
kekurangan yang paling mendasar dari metode ini adalah kesulitan dalam hal
fabrikasinya, dikarenakan penggunaan dua lapisan dielektrik yang betul-betul
memerlukan ketelitian dalam penyusunannya.
2.2.2.4 Metode Analisis Antena Mikrostrip
Terdapat beberapa metode yang paling umum digunakan untuk analisis
antena mikrostrip, yaitu model saluran transmisi, model cavity, dan metode
gelombang penuh (yang meliputi persamaan integral primer/metode momen).
Model saluran transmisi merupakan yang paling sederhana dan mampu
memberikan pemahaman yang bagus, akan tetapi kurang akurat jika dibandingkan
dengan model lainnya. Model cavity mampu memberikan tingkat akurasi yang
lebih baik, namun bersifat lebih kompleks dan sulit. Sedangkan metode
gelombang penuh adalah metode yang paling sulit untuk difahami namun mampu
memberikan analisis dengan tingkat keakuratan yang sangat tinggi.
2.2.2.5 Batasan Frekuensi Pada Substrat
Dalam menentukan bahan atau substrat harus diketahui batasan jangkauan
frekuensi maksimum yang masih bisa dilewatkan pada substrat dengan persamaan
berikut (Johan. L, 2002: 33) :
(2-31)
37
dengan :
h = ketebalan substrat (m)
c = kecepatan cahaya (3x108 m/s)
fr = frekuensi kerja (Hz)
εr = konstanta dilektrik bahan (F/m)
2.2.2.6 Impedansi Karakteristik Saluran Mikrostrip
Pada prinsipnya antena mikrostrip mempunyai kesamaan dengan saluran
mikrostrip. Dengan memperhatikan adanya kesamaan sifat yang dimiliki sebagai
komponen pasif, maka dalam menentukan impedansi karakteristik antena dapat
dilakukan dengan menggunakan analisis saluran transmisi dalam bentuk
mikrostrip. Tujuan penentuan impedansi karakteristik antena adalah untuk
menentukan lebar saluran atau elemen radiasinya (Pramono. S.H, 1997: 61).
Secara matematik besarnya nilai impedansi karakteristik untuk saluran
atau antena mikrostrip dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut
(Liao, 1987: 471) :
(Ω) (2-32)
dengan :
Zo = impedansi karakteristik (Ω)
εr = permitifitas dielektrik relatif substrat (F/m)
W = lebar elemen radiasi (mm)
h = tinggi bahan substrat (mm)
Impedansi karakteristik merupakan salah satu parameter yang penting
dalam merancang antena mikrostrip, karena apabila impedansi saluran yang tidak
mathching dengan impedansi masukan antena akan menyebabkan beberapa
masalah, antara lain timbulnya sinyal pantul, distorsi dan interferensi antar alur
rangkaian (Ginsberg, 1991: 65).
2.2.2.7 Permitifitas Dielektrik Relatif Efektif
Saluran mikrostrip mempunyai dua bahan dielektrik. Oleh karena itu
diperlukan satu parameter baru yang berguna untuk melihat pengaruh kedua
38
bahan dielektrik tersebut secara serentak. Parameter ini disebut sebagai konstanta
permitifitas dielektrik relatif efektif. Besarnya permitifitas dielektrik relatif efektif
dinyatakan dengan persamaan (Liao, 1987: 199) :
Untuk
(2-33)
dengan:
εreff = konstanta dielektrik efektif (F/m)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
h = tinggi bahan substrat (mm)
W = lebar patch (mm)
2.2.2.8 Dimensi Antena
Model analisis yang paling populer digunakan adalah model saluran
transmisi, model cavity, model gelombang penuh (momen, FDTD). Model saluran
transmisi adalah model paling sederhana yang memberikan gambaran fisik yang
akan digunakan dengan ketelitian yang baik.
Pada model saluran transmisi antena mikrostrip sebagai perangkat yang
memiliki 2 bagian yaitu lebar (W) dan tinggi (h) dan panjang saluran transmisi
(L). Mikrostrip merupakan saluran transmisi yang nonhomogen dan terdiri dari 2
dielektrik yaitu substrat dan udara.
39
Gambar 2.14 Antena Mikrostrip
Sumber: Punit S. Nakar, 2004 : 40
2.2.2.8.1 Dimensi Elemen Radiasi
Untuk menentukan dimensi elemen radiasi, maka terlebih dahulu harus
ditentukan besarnya panjang gelombang di ruang bebas (λo) berdasarkan frekuensi
acuan yang akan diradiasikan ( fr ) dan kecepatan cahaya di ruang bebas (c),
dengan persamaan:
(m) (2-34)
Setelah nilai λo diketahui, maka ditentukan panjang gelombang pada
saluran transmisi (λd) yang dapat dihitung dengan persamaan :
(m) (2-35)
dengan :
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
2.2.2.8.2 Lebar Elemen Radiasi (W)
Untuk menentukan lebar (W) dari elemen radiasi antena mikrostrip
digunakan persamaan (Balanis,1997: 730) :
(2-36)
dengan :
W = lebar elemen radiasi (mm)
fr = frekuensi kerja pada antena (Hz)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
2.2.2.8.3 Panjang Elemen Radiasi (L)
Pada umumnya patch mikrostrip memiliki panjang sebesar setengah
panjang gelombang. Untuk menentukan panjang (L) dari elemen radiasi antena
mikrostrip digunakan persamaan (Balanis, 1997: 730):
(2-37)
40
dengan :
(2-38)
dengan :
L = panjang elemen radiasi (mm)
εreff = konstanta dielektrik efektif (F/m)
h = ketebalan bahan (mm)
W = lebar elemen radiasi (mm)
fr = frekuensi kerja pada antena (Hz)
c = kecepatan cahaya di ruang bebas (3.108m/s)
2.2.2.9 Impedansi Masukan
Pada frekuensi resonansi nilai besarnya impedansi masukan elemen
peradiasi adalah (Herrera.M, 1999: 3) :
(2-39)
dengan :
ZA = impedansi masukan elemen radiasi (Ω)
L = panjang elemen radiasi (mm)
W = lebar elemen radiasi (mm)
Dengan memperbesar lebar patch antena maka besarnya impedansi
masukan dapat berkurang.
2.2.2.10 Penyesuai Impedansi (Matching Impedance)
Impedansi masukan elemen radiasi harus ada kesesuaian impedansi antara
impedansi karakteristik saluran transmisi, elemen radiasi dan impedansi di ruang
bebas hal ini dimaksudkan agar sinyal yang diterima antena akan maksimum.
41
Selanjutnya impedansi matching didapat dengan menggunakan persamaan
berikut:
(2-40)
dengan :
ZT = impedansi transformer (Ω)
Zo = impedansi karakteristik saluran transmisi (Ω)
ZL = impedansi beban (Ω)
Penggunaan impedansi transformer λd/4 di antara saluran transmisi
dimaksudkan agar saluran transmisi yang ada match satu dengan yang lain.
Gambar 2.15. Penggunaan transformer untuk matching saluran transmisi
Sumber: Munson, 1984: 75
2.2.2.11 Dimensi Saluran Transmisi
Untuk menghitung dimensi saluran transmisi mikrostrip digunakan
persamaan di bawah ini (Liao, 1987: 140) :
(mm) (2-41)
dengan :
Wo = lebar saluran transmisi (mm)
k = impedansi karakteristik ruang bebas (120πΩ)
h = ketebalan substrat (mm)
Zo = impedansi karakteristik (Ω)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
Untuk menghitung panjang saluran transmisi dapat digunakan persamaan
sebagai berikut :
(2-42)
dengan :
λd = panjang gelombang pada saluran transmisi microstrip (mm)
42
2.2.2.12 Dimensi Saluran Transformer
Untuk menghitung dimensi saluran transmisi mikrostrip digunakan
persamaan di bawah ini (Resmana. H, 2001: 21) :
(mm) (2-43)
dengan :
WT = lebar saluran transformer (mm)
k = impedansi karakteristik ruang bebas (120πΩ)
h = ketebalan substrat (mm)
ZT = impedansi transformer (Ω)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
Karena menggunakan transformer ¼ λ maka panjang transformer dapat
dicari dengan persamaan (Astoto, 2004: 23) :
(2-44)
dengan :
λd = panjang gelombang pada saluran transmisi mikrostrip (mm)
2.2.2.12 Rugi – rugi Pada Saluran Mikrostrip
Substrat dan elemen pada saluran mikrostrip menyebabkan adanya rugi –
rugi pada saluran tersebut. Rugi – rugi tersebut mengekspresikan rugi – rugi per
satuan panjang yang dinyatakan dalam faktor pelemahan (α). Tiga jenis rugi –
rugi yang utama yaitu rugi – rugi dielektrik, rugi – rugi konduktor, dan rugi – rugi
radiasi. Rugi – rugi tersebut tergantung dari faktor geometri, saluran geometris,
sifat dielektrik dari substrat dan konduktor serta frekuensi yang digunakan (Liao,
1987: 141).
2.2.2.12.1 Rugi – rugi Dielektrik
Rugi – rugi dielektrik disebabkan adanya sifat konduktivitas dielektrik dan
dinyatakan sebagai koefisien pelemahan dielektrik (αd). Besarnya rugi – rugi
dielektrik pada saluran mikrostrip dapat dinyatakan dengan persamaan
(Liao,1987: 143) :
43
(2-45)
dengan :
αd = rugi – rugi dielektrik (dB/cm)
σd = konduktifitas dielektrik (mho/m)
εreff = permitifitas dielektrik relatif efektif (F/m)
εr = permitifitas dielektrik relatif substrat (F/m)
εo = permitifitas ruang hampa (8,854 × 10-12 F/m)
μo = permeabilitas ruang hampa (4π × 10-7 H/m)
2.2.2.12.2 Rugi – rugi Konduktor
Dalam suatu saluran mikrostrip yang memiliki rugi – rugi dielektrik yang
rendah, maka sumber rugi – rugi yang utama adalah akibat tidak sempurnanya
konduktor yang ada, dan besarnya rugi – rugi konduktor dapat dinyatakan dengan
persamaan (Liao, 1987: 145) :
(2-46)
(2-47)
dengan :
αc = rugi – rugi konduktor (dB/cm)
Rs = resistansi permukaan (Ω)
Zo = impedansi karakteristik saluran (Ω)
w = lebar saluran microstrip (mm)
μ = permeabilitas bahan
σc = konduktifitas konduktor (mho/cm)
Dari persamaan – persamaan di atas akan didapatkan besarnya koefisien
pelamahan (α) pada mikrostrip adalah merupakan penjumlahan antara rugi – rugi
dielektrik (αd) dan rugi – rugi konduktor (αc) yang dinyatakan dengan persamaan
(Resmana. H, 2001: 11) :
(2-48)
dengan :
44
α = koefisien pelemahan (dB/cm)
αd = rugi – rugi dielektrik (dB/cm)
αc = rugi – rugi konduktor (dB/cm)
2.2.2.12.3 Rugi –rugi Radiasi
Di samping rugi – rugi dielektrik (αd) dan rugi – rugi konduktor (αc), pada
saluran mikrostrip terdapat juga rugi – rugi radiasi. Rugi – rugi radiasi ini sangat
tergantung pada ketebalan dan konstanta dielektrik substrat. Rugi – rugi ini
dinyatakan dalam bentuk rasio daya yang diradiasikan terhadap daya total yang
diberikan ke saluran. Rasio daya yang diradiasikan oleh saluran microstrip open
circuit dinyatakan oleh persamaan (Liao, 1987: 147) :
(2-49)
(2-50)
dari substitusi persamaan di atas, akan didapatkan persamaan :
(2-51)
dengan :
Rr = rugi – rugi radiasi (dB/cm)
Pt = daya total yang diberikan saluran (dB)
Prad = daya yang diradiasikan (dB)
λo = panjang gelombang di udara (m)
h = tebal substrat (mm)
εreff = permitifitas dielektrik relatif efektif (F/m)
2.1 Antena mikrostrip polarisasi lingkaran
Terdapat banyak tipe antena mikrostrip yang dapat menghasilkan
polarisasi lingkaran. Antena ini secara luas digunakan sebagai pemancar efisien
45
dalam banyak sistem komunikasi. Gambar 2.16 menunjukkan susunan dasar
untuk bermacam tipe antena mikrostrip dengan polarisasi lingkaran.
Gambar 2.16. Berbagai macam tipe antena mikrostrip yang dapat menghasilkan
polarisasi lingkaran
Sumber : Garg, R., Bharti, P., Bahl, I., and Ittipiboon, A, 2001:495
2.1.1 Bentuk antena polarisasi lingkaran dengan teknik pencatuan single
feed.
Sebuah polarisasi lingkaran dengan teknik pencatuan umpan single feed
dapat dianggap sebagai salah satu pemancar paling sederhana untuk pembangkit
polarisasi lingkaran. Bentuk khusus antena ini ditunjukkan dalam gambar 2.17.
Prinsip kerja antena ini didasarkan bahwa mode yang dihasilkan dapat
dipisahkan ke dalam dua mode orthogonal oleh efek dari segmen pengganggu
seperti lubang atau segmen terpotong. Konsekuensinya, dengan mengatur
segmen tepi patch, mode yang dihasilkan dipisah ke dalam dua mode orthogonal
mode 1 dan 2.
Gambar 2.17. Berbagai macam bentuk Patch dengan pencatuan single feed untuk
polarisasi lingkaran
46
Sumber : Garg, R., Bharti, P., Bahl, I., and Ittipiboon, A, 2001:496
2.1.1.1 Bentuk antena dengan polarisasi lingkaran dengan teknik pencatuan
dual feed
Dengan merancang dimensi fisik dari patch dan teknik pengumpanan yang
tepat, antena mikrostrip polarisasi lingkaran dapat diperoleh. Polarisasi lingkaran
dapat diperoleh jika dua mode ortogonal dirancang dengan beda fasa 90o. Satu
cara untuk mencapai ini adalah mencatu pada tepi-tepi elemen patch yang
berdekatan. Perbedaan fase kwadratur diperoleh dengan pengumpanan elemen
dengan pembagi daya 90o.
Gambar 2.18. Berbagai macam bentuk Patch dengan pencatuan dual feed
untuk polarisasi lingkaran
Sumber : Garg, R., Bharti, P., Bahl, I., and Ittipiboon, A, 2001:496
Dari gambar di atas, patch dicatu dengan amplitudo yang sama dan
perbedaan fase 90o dengan menggunakan sebuah polarizer eksternal. Antena patch
polarisasi lingkaran dual feed dibagi ke dalam kelompok menurut bentuk dari
polarizer eksternal: satu adalah tipe hybrid 3 dB dan berikutnya adalah tipe
pencatuan offset.
Hybrid 3 dB seperti sebuah coupler dengan saluran transformer
menghasilkan amplitudo yang sama tetapi frekuensi pusatnya memiliki perbedaan
fase 90o.
2.2 Microstip dicontinuities
47
Medan listrik pada sebuah saluran transmisi memiliki arah perambatan
tertentu, ketika lebar dari saluran transmisi lebih kecil dari panjang
gelombangnya maka medan listriknya akan saling menghilangkan dan tidak ada
yang diradiasikan. Dicontinuities terjadi pada daerah persimpangan (cross
section). Terdapat dua bagian microstrip dicontinuities yang digunakan yaitu
microtrip bend dan T-junction.
Gambar 2.19. Microstrip Bend
Sumber: (Johan L, 2002 : 16)
Gambar 2.20. T Junction
Sumber: (Johan L, 2002 : 16)
2.3 Coupler hybrid 3 dB
Branch-Line Hybrid Coupler Branch-Line Hybrid Coupler disebut juga
Quadratue Hybrids dengan beda fasa 90° pada port output dan coupled. Hybrid
tipe ini sangat mudah direalisasikan dengan menggunakan mikrostrip atau
stripline dengan tujuan mendapatkan nilai kopling 3 dB. Branch-Line Hybrid
Coupler dapat dilihat pada gambar dibawah.Kopler hibrid adalah jenis passive
device yang terdiri dari empat port, yaitu port 1 digunakan sebagai port
gelombang yang masuk (port input), port 2 sebagai output, port 3 adalah port
untuk mengkopling (coupled port), dan port 4 digunakan sebagai isolation port.
48
Gambar 2.21. Quadratue Hybrids
Sumber : http://www.stttelkom.ac.id/library/index.php?
view=article&catid=12%3Aantena&id=638%3A-hybrid-coupler-
&option=com_content&Itemid=15
(2-52)
dengan,
H = tinggi dari substrat dielektrik
W = lebar
eff = konstanta efektif dielektrik (persamaan 2-33)
Prinsip kerja kopler Branch-Line Hibrid, yaitu output [S21] dan kopling
[S31] memiliki nilai -3dB, masing-masing nilai ini di dapat dengan mengatur
panjang impedansi tiap saluran yang berbeda-beda. Beda fasa 90° tergantung
dari panjang λ/4, pada saat [S21] panjangnya λ/4 dan saat di [S31] panjangnya
2λ/4 jadi selisih antara [S21] dan [S31] adalah λ/4 yaitu sama dengan 90°.
Untuk isolasi pada rangkaian di atas memiliki beda fasa 180° yaitu saat [S41]
panjangnya λ/4 dan saat dari port 1,menuju port2, dan menuju port3 dan
terakhir ke port4 memiliki panjang 3λ/4 jadi memiliki selisih 2λ/4 atau 180°
sehingga saling menghilangkan jadi idealnya isolasi adalah 0, cara
mendapatkan isolasi yang ideal dengan pengaturan panjang impedansi dan λ/4
karena tiap saluran memiliki panjang yang berbeda-beda.
BAB III
METODOLOGI
Kajian yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah mengenai perencanaan
dan pembuatan antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran pada
frekuensi kerja 2400 MHz.
Metodologi yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah :
1.5 Studi literatur
Melakukan kajian pustaka yang berkaitan dengan teknologi antena
mikrostrip terutama dalam hal perancangan, pembuatan dan penerapannya di
bidang telekomunikasi. Dalam hal ini adalah penerapannya untuk komunikasi
Wireless Local Area Network (WLAN).
3.2 Pengumpulan Data
Data-data yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini adalah berupa data
primer dan data sekunder.
a. Data primer
Data primer adalah data yang didapatkan dari hasil pengukuran di
Laboratorium Telakomunikasi Politeknik Negeri Malang. Data tersebut meliputi
Return Loss, VSWR, koefisien pantul, gain, pola radiasi dan polarisasi.
b. Data sekunder
Data sekunder adalah data yang diperoleh dari studi literatur (buku, jurnal-
jurnal, dan internet) dan simulasi meliputi perancangan antena, standar frekuensi
kerja antena yang akan dikerjakan beserta parameter-parameter antena yang ada
meliputi Return Loss, VSWR, koefisien pantul, gain, pola radiasi dan polarisasi
dari data yang telah ada dari literatur ataupun riset yang telah ada.
3.3 Perancangan
Perancangan antena mikrostrip dilakukan secara matematis berdasarkan
pada materi dan referensi yang diperoleh dari hasil studi pustaka. Ada beberapa
hal yang dilakukan dalam merancang antena mikrostrip meliputi :
1
2
3.3.1 Perencanaan Dimensi Elemen Peradiasi
Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahulu harus
ditentukan besarnya panjang gelombang di ruang bebas (λo) berdasarkan frekuensi
acuan yang akan diradiasikan ( fr ) dan kecepatan cahaya di ruang bebas (c),
dengan persamaan:
(m)
Setelah nilai λo diketahui, maka ditentukan panjang gelombang pada
saluran transmisi (λd) yang dapat dihitung dengan persamaan :
(m)
dengan :
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
3.3.2 Lebar Elemen Radiasi (W)
Untuk menentukan lebar (W) dari elemen radiasi antena mikrostrip
digunakan persamaan (Balanis,1997: 730) :
dengan :
W = Lebar elemen radiasi (mm)
fr = frekuensi kerja pada antena (Hz)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
3.3.3 Panjang Elemen Radiasi (L)
Pada umumnya patch mikrostrip memiliki panjang sebesar setengah
panjang gelombang. Untuk menentukan panjang (L) dari elemen radiasi antena
mikrostrip digunakan persamaan (Balanis, 1997: 730):
dengan
2
3
dengan :
L = panjang elemen radiasi (mm)
εreff = konstanta dielektrik efektif (F/m)
h = ketebalan bahan (mm)
W = lebar elemen radiasi (mm)
fr = frekuensi kerja pada antena (Hz)
c = kecepatan cahaya di ruang bebas (3.108m/s)
3.3.4 Impedansi Masukan
Pada frekuensi resonansi nilai besarnya impedansi masukan elemen
peradiasi adalah (Herrera.M, 1999: 3) :
dengan :
ZA = impedansi masukan elemen radiasi (Ω)
L = panjang elemen radiasi (mm)
W = lebar elemen radiasi (mm)
Dengan memperbesar lebar patch antena maka besarnya impedansi
masukan dapat berkurang.
3.3.5 Penyesuai Impedansi (Matching Impedance)
Impedansi masukan elemen radiasi harus ada kesesuaian impedansi antara
impedansi karakteristik saluran transmisi, elemen radiasi dan impedansi di ruang
bebas hal ini dimaksudkan agar sinyal yang diterima antena akan maksimum.
Selanjutnya impedansi matching didapat dengan menggunakan persamaan
berikut:
dengan :
ZT = impedansi transformer (Ω)
3
4
Zo = impedansi karakteristik saluran transmisi (Ω)
ZL = impedansi beban (Ω)
3.3.6 Dimensi Saluran Transmisi
Untuk menghitung dimensi saluran transmisi mikrostrip digunakan
persamaan di bawah ini (Liao, 1987: 140) :
(mm)
dengan :
Wo = lebar saluran transmisi (mm)
k = impedansi karakteristik ruang bebas (120πΩ)
h = ketebalan substrat (mm)
Zo = impedansi karakteristik (Ω)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
Untuk menghitung panjang saluran transmisi dapat digunakan persamaan sebagai
berikut :
dengan :
λd = panjang gelombang pada saluran transmisi mikrostrip (mm)
3.3.7 Dimensi Saluran Transformer
Untuk menghitung dimensi saluran transmisi mikrostrip digunakan
persamaan di bawah ini (Resmana H, 2001: 21) :
(mm)
dengan :
WT = lebar saluran transformer (mm)
k = impedansi karakteristik ruang bebas (120πΩ)
h = ketebalan substrat (mm)
ZT = impedansi transformer (Ω)
εr = konstanta dielektrik bahan (F/m)
4
5
Karena menggunakan transformer ¼ λ maka panjang transformer dapat
dicari dengan persamaan (Astoto, 2004: 23) :
dengan :
λd = panjang gelombang pada saluran transmisi mikrostrip (mm)
3.4 Simulasi
Hasil rancangan kemudian disimulasikan menggunakan software
perancangan untuk mengetahui parameter antena. Tahap pra-pembuatan antena ini
penting untuk melihat kualifikasi dari hasil rancangan apakah sudah sesuai atau
belum dengan yang direncanakan. Untuk penulisan skripsi kali ini menggunakan
program simulator IE3D karena dirasa lebih mudah dan lebih sederhana oleh
penulis. Adapun kelebihan lainnya dari simulator ini dapat mensimulasikan
semua prameter dari antena yang dirancang.
3.5 Pembuatan
Pembuatan antena dilaksanakan setelah hasil simulasi sesuai dengan hasil
yang diinginkan. Pembuatan antena dilaksanakan pada bahan sesuai dengan
standar bahan yang ada. Adapun spesifikasi substrat dan bahan konduktor
meliputi:
Bahan substrat yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Bahan Epoxy fiberglass – FR 4
2. Konstanta dielektrik (εr) = 4,5
3. Ketebalan dielektrik (h) = 0,0016 m = 1,6 mm
Bahan pelapis substrat (konduktor) tembaga:
1. Ketebalan bahan konduktor (t) = 0,0001 m
2. Konduktifitas tembaga (σ) = 5,80x107 mho m-1
3. Impedansi karakteristik saluran = 50 Ω
3.6 Pengukuran
5
6
Untuk dapat mengetahui karakteristik dan performansi dari antena yang
telah dibuat maka dilakukan pengukuran terhadap beberapa parameter antena pada
frekuensi kerjanya. Pengukuran parameter-parameter antena tersebut dilaksanakan
di Laboratorium Telekomunikasi Politeknik Negeri Malang. Pengukuran ini
meliputi:
3.6.1 Pengukuran Return Loss, Koefisien Pantul dan Perhitungan VSWR
1. Return Loss
Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk dapat mengetahui nilai return loss
antena hasil pembuatan. Alat yang digunakan untuk pengukuran parameter ini
adalah spectrum anlyszer yang dioperasikan pada jangkauan frekuensi
tertentu. Standar nilai return loss adalah sebesar < -10 dBi. Setelah didapatkan
nilai return loss, selanjutnya dapat dihitung nilai dari koefisien pantul dan
VSWR dengan menggunakan persamaan:
(dB)
2. Koefisien pantul
3. VSWR
Setelah didapatkan nilai return loss, selanjutnya dapat dihitung nilai dari
koefisien pantul dan VSWR dengan menggunakan persamaan:
Dari perhitungan VSWR nantinya dapat diketahui rentang frekuensi dari
antena sehingga bandwith antena dapat diketahui Dalam pengukuran ini alat-alat
yang digunakan mempunyai spesifikasi yaitu :
Agilent RF Network Analyzer 8714ES 300KHz – 3GHz.
Antena uji .
Kabel koaksial RG-58A/U 50 Ω..
Konektor tipe-N Female 2 buah.
3.6.2 Pengukuran Gain Antena
Pada pengukuran gain antena ini, akan diperoleh parameter-parameter
yaitu daya antena referensi (Pref), daya antena yang diuji (PRX), dan gain antena
yang diuji (G) kemudian dari parameter tersebut dapat dihitung gain antena uji
dengan menggunakan persamaan:
6
7
G = 2,15 + PU (dBm) – PR (dBm)
dengan :
G = gain antena uji (dB)
= gain antena referensi (dB)
PU = daya yang diterima antena uji (dBm)
PR = daya yang diterima antena referensi (dBm)
Adapun spesifikasi alat yang digunakan dalam pengukuran gain yaitu :
Hewlett Packard RF Sweep Oscillator 8350B 0,01KHz– 26,5GHz.
Hewlett Packard Spectrum Analyzer 8563E 30Hz – 26.5GHz.
Dua buah antena standar dipole sleeve λ/2
Antena uji
Kabel koaksial RG-58A/U
Konektor tipe N-Female
Tiang penyangga
3.6.3 Pengukuran Pola Radiasi
Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi yang dilakukan, maka
diperoleh nilai daya yang diradiasikan oleh antena uji. Pola radiasi yang diperoleh
yaitu Pola Radiasi Horizontal dan Pola Radiasi Vertikal. Adapun alat-alat yang
digunakan dalam mengukur yaitu :
Hewlett Packard RF Sweep Oscillator 8350B 0,01KHz – 26,5GHz.
Hewlett Packard Spectrum Analyzer 8563E 30KHz – 26,5GHz.
Antena standar dipole λ/2 sebagai antena pemancar.
Antena uji
Kabel Koaksial RG-58A/U 50 Ω.
Konektor tipe N-Female
Dua buah tiang penyangga antena dengan skala sudut putar
3.6.4 Pengukuran Polarisasi
Berdasarkan hasil pengukuran polarisasi yang dilakukan, maka diperoleh
nilai daya yang diterima oleh antena uji. Nilai daya yang diterima kemudian
7
8
dinormalisasi, sehingga data hasil pengukuran dapat diubah ke dalam bentuk
diagram polar agar dapat diketahui polarisasi antenanya. Alat-alat yang digunakan
dalam pengukuran polarisasi antara lain :
Hewlett Packard RF Sweep Oscillator 8350B 0,01KHz – 26,5GHz.
Hewlett Packard Spectrum Analyzer 8563E 30KHz – 26,5GHz.
Antena standar dipole λ/2 sebagai antena pemancar.
Antena Uji
Kabel Koaksial RG-58A/U 50 Ω.
Konektor tipe N-Female
Dua buah tiang penyangga antena dengan skala sudut putar.
3.7 Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap antena yang telah dibuat dengan
cara membandingkan parameter-parameter yang diperoleh dari hasil perencanaan
dengan parameter-parameter hasil pengujian. Hasil analisis ini akan digunakan
sebagai bahan masukan dalam mengambil kesimpulan.
3.8 Pengambilan Kesimpulan dan Saran
Pengambilan kesimpulan ditulis setelah mendapatkan hasil dari pengukuran
parameter-parameter antena yang diuji dan dibandingkan dengan perencanaan
yang ada, serta memberikan saran untuk lebih meningkatkan performansi antena
yang telah dibuat.
BAB IV
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ANTENA MIKROSTRIP PERSEGI
EMPAT DENGAN POLARISASI LINGKARAN
8
9
4.1 Tinjauan Umum
Antena mikrostrip adalah antena yang dibuat di atas bahan substrat
tertentu dengan elemen peradiasi yang terletak di salah satu sisi substrat dan sisi
yang lain adalah bidang konduktor yang berfungsi sebagai bidang pentanahan
(ground plane).
Dalam bab ini akan dibahas mengenai penentuan bahan substrat,
konduktor dan dimensi elemen peradiasi. Selanjutnya akan dilakukan simulasi
dengan program simulator Zeland IE3DTM untuk mendapatkan VSWR, return
loss, directivity, gain dan bandwidth berdasarkan hasil perancangan dengan
menggunakan dasar teori yang ada pada bab II.
4.2 Spesifikasi substrat dan bahan konduktor
Dalam perancangan antena mikrostrip perlu diketahui terlebih dahulu
mengenai substrat yang akan digunakan
Bahan substrat yang digunakan adalah sebagai berikut :
Bahan Epoxy fiberglass – FR 4 :
Konstanta dielektrik (εr) = 4,5
Ketebalan lapisan dielektrik (h)= 0,0016 m = 1,6 mm
Loss tangent = 0,018
Bahan pelapis substrat (konduktor) tembaga :
Ketebalan bahan konduktor (t) = 0,0001 m
Konduktifitas tembaga (σ) = 5,80 x 107 mho m-1
Frekuensi kerja (fr) = 2400 MHz
Impedansi karakteristik saluran = 50 Ω
Batasan frekuensi kerja yang bisa dilewatkan pada substrat ini dengan
menggunakan persamaan (2-31) :
fr < 4223,78 MHz
9
10
4.3 Perencanaan Dimensi Elemen Peradiasi
Untuk menentukan dimensi elemen peradisi maka terlebih dahulu harus
direncanakan nilai frekuensi kerja (fr) yaitu 2400 MHz dengan nilai perambatan
diruang bebas (c) sebesar 3x108 m/s. Dengan menggunakan persamaan (2-34) :
(m)
m
Maka panjang gelombang pada saluran transmisi mikrostrip dapat dihitung
dengan persamaan (2-35) :
(m)
m
Selanjutnya adalah menghitung dimensi elemen peradiasi antena
mikrostrip dengan menggunakan persamaan (2-36) :
0,037689 m = 37,689 mm
Sedangkan untuk menentukan panjang elemen peradiasi (L), terlebih dahulu
harus ditentukan konstanta dielektrik efektif dengan menggunakan persamaan (2-
33):
= 4,174397511 ≈ 4,17
Sehingga dimensi panjang elemen peradiasi (L) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan (2-37) :
10
11
dengan:
maka:
Jadi untuk elemen peradiasi pada frekuensi 2400 MHz dimensinya adalah W =
37,689 mm, dan L=29,133 mm
4.3.1 Perencanaan Dimensi Saluran Transmisi dan Saluran Transformer
Setelah dilakukan perhitungan elemen peradiasi pada frekuensi yang
diinginkan, maka dilakukan perhitungan saluran transmisi dan saluran
transformer.
Dengan mengetahui panjang (L) dan lebar (W) patch berturut-turut adalah
28,133 mm dan 37,689 mm maka dapat diketahui impedansi masukannya
berdasarkan persamaan (2-39) adalah sebesar :
11
12
= 402,5017 402
Pada perencanaan antena mikrostrip ini nilai impedansi pada setiap saluran
direncanakan sebesar 100 , 200 , untuk mendapatkan impedansi total 50 ,
serta besarnya impedansi elemen peradiasi adalah 402 . Dengan nilai h = 1,6
mm dan εr = 4,5 maka diperoleh nilai WO (lebar saluran transmisi) untuk tiap-tiap
nilai impedansi.
Untuk perhitungan dimensi saluran transmisi dapat digunakan persamaan
(2-41) di bawah ini :
(mm)
Nilai ZT = 402 :
(mm)
Wo = 0,7073 mm
Untuk panjang saluran transmisi dapat dicari dengan persamaan (2-42) :
Dengan = 58,93 m, maka panjang saluran transmisi adalah
= 14,7325 mm
Untuk panjang sudut saluran transmisi (mikrostrip bend) adalah
1.8 x Wo = 1.8 x 0,7073
= 1,273 mm
Untuk menghitung impedansi matching antar saluran transmisi digunakan
impedansi transformer ¼ λ dengan persamaan (2-40) dibawah ini:
Impedansi matching antara saluran 200 dan saluran 402 :
=283,54
12
13
Untuk lebar saluran transformer dapat dicari dengan persamaan (2-43) :
(mm)
WT = 2,0025 mm
Untuk panjang saluran transformer dapat dicari dengan persamaan (2-44) :
(m)
Dengan = 58,93 m, maka panjang saluran transformer adalah :
= 14,7325 mm
4.4 Perencanaan Coupler Hybrid 3 dB
Untuk perancangan coupler hybrid 3 dB impedansi masukannya adalah
dengan menggunakan persamaan (2-52) :
Sedangkan dimensi dari coupler hybrid 3 dB menggunakan perhitungan
saluran transformer yaitu :
Untuk lebar coupler hybrid 3 dB dapat dicari dengan persamaan (2-43) :
(mm)
WT = 3,63 mm
Untuk panjang dapat dicari dengan persamaan (2-44) :
(m)
Dengan = 58,93 m, maka panjang coupler hybrid 3 dB adalah :
13
14
= 14,7325 mm
Adapun bentuk antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran yang direncanakan adalah terlihat pada Gambar 4.1 berikut :
Gambar 4.1 Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan Polarisasi Lingkaran
Sumber : Perancangan
Tabel 4.1 Dimensi dari Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan Polarisasi
Lingkaran Sebelum di Optimasi
Line Lebar(mm)
Panjang(mm)
L1 37,689 37,689L2 0,7073 14,7325L3 0,7073 14,7325L4 0,7073 14,7325L5 0,7073 14,7325L6 0,7073 14,7325L7 0,7073 14,7325L8 0,7073 14,7325L9 0,7073 14,7325L10 0,7073 14,7325L11 0,7073 14,7325H1 3,63 14,7325H2 3,63 14,7325
14
15
Curve Lebar (mm)
Sudut (o)
Radius
C1 1,273 135 0,5C2 1,273 135 0,5C3 1,273 90 0,5C4 1,273 90 0,5
Sumber : Perancangan
4.5 Simulasi
Setelah melakukan perhitungan elemen peradiasi, saluran transmisi, dan
saluran transformer kemudian hasil dimensi perancangan ini dimasukkan ke
program simulator dalam hal ini adalah Zeland IE3DTM. Dari hasil simulasi,
didapat hasil parameter-parameter antena yang dapat dijadikan acuan awal apakah
antena hasil perancangan berdasarkan teori yang ada dapat bekerja. Diharapkan
hasil keluaran program Zeland IE3DTM ini dapat mendekati hasil yang sebenarnya.
4.5.1 Langkah SimulasiDalam simulasi antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran dilakukan beberapa tahapan proses yaitu :
Menentukan basic parameter.
Membuat patch elemen peradiasi beserta salurannya.
Pilih port yang sesuai untuk di gunakan.
Membuat meshing pada antenna.
Menjalankan proses proses simulasi.
Adapun tampilan Zeland IE3DTM dapat dilihat pada gambar berikut :
15
16
Gambar 4.2 Tampilan Zeland IE3DTM Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan
Polarisasi Lingkaran
Sumber : Simulasi
4.5.2 Hasil SimulasiHasil simulasi RL dari antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Hasil Simulasi Nilai Return Loss
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa antena memiliki RL -5,62001 dB.
Hasil simulasi VSWR dari antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran dapat dilihat pada Gambar 4.4
Gambar 4.4 Hasil Simulasi Nilai VSWR
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa antena memiliki VSWR 3,19815.
Hasil simulasi axial ratio dari antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran VSWR dapat dilihat pada Gambar 4.5.
16
17
Gambar 4.5 Hasil Simulasi Nilai Axial Ratio
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa antena memiliki axial ratio
55,0825
Hasil simulasi gain dari antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran VSWR dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Hasil Simulasi Nilai Gain
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa antena memiliki Gain-9,81147
dB.
17
18
4.5.2 Optimasi Elemen PeradiasiOptimasi dilakukan agar antena mendapatkan gain yang diinginkan yaitu >
3 dB
Untuk melakukan optimasi dapat dilakukan dengan merubah ukuran
dimensi elemen peradiasi hingga didapatkan hasil yang paling optimum. Dalam
skripsi ini digunakan simulator Zeland IE3DTM untuk mensimulasikan perubahan
dimensi antena. Hasil optimasi bisa dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Hasil Optimasi Dimensi Elemen Peradiasi
Lebar w (mm)
Gain(dB)
38 -10,927637,689 -3,49 36,75 -0,37335,25 0,001
34 1,372633,689 1,44632,133 1,50933
30 3,75839Sumber : Simulasi
4.5.2 Optimasi Lebar Saluran Transmisi (Wo )Lebar saluran transmisi mempengaruhi nilai dari dari return loss (RL),
semakin lebar saluran transmisi maka return loss semakin rendah. Hasil optimasi
lebar saluran transmisi dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hasil Optimasi Saluran Transmisi
Lebar Wo
(mm)Return Loss
0,95 -5,586351,13 -9,4747545
18
19
1,25 -8,7631,675 -10,55221,85 -17,0277
2 -22,3046Sumber : Simulasi
4.5.3 Optimasi Panjang Saluran Transmisi (Lo ) Panjang saluran transmisi berpengaruh pada VSWR, semakin pendek
saluran transmisi maka VSWR yang dihasilkan semakin kecil. Tabel 4.4
menunjukkan hasil optimasi panjang saluran transmisi.
Tabel 4.3 Hasil Optimasi Panjang Saluran Transmisi
Panjang (Lo ) (mm)
VSWR
14,7325 3,19815
16,85 2,1475616,83 2,0118116,78 1,870315,67 1,7727115,37 1,9539314,275 1,40289
14 1,2471612 1,34364
Sumber : Simulasi
19
20
4.5.4 Optimasi Panjang Coupler Hybrid 3 dB
Panjang Coupler Hybrid 3 dB berpengaruh terhadap axial ratio antena, semakin pendek Coupler Hybrid 3 dB maka axial ratio yang dihasilkan semakin kecil. Tabel 4.4 menunjukkan hasil optimasi panjang Coupler Hybrid 3 dB.
Tabel 4.4 Hasil Optimasi Panjang Coupler Hybrid 3 dB
Panjang Coupler Hybrid 3 dB (mm) Axial Ratio
14,7325 55,0825
14,7375 11,116114,885 8,88214,90 8,35155
15 2,53Sumber : Simulasi
4.5.5 Optimasi Lebar Coupler Hybrid 3 dB
Optimasi lebar Coupler Hybrid 3 dB berpengaruh terhadap axial ratio antena, semakin kecil Coupler Hybrid 3 dB maka axial ratio yang dihasilkan semakin kecil.
Tabel 4.5 Hasil Optimasi Lebar Coupler Hybrid 3 dB Saat Nilai Panjang Coupler Hybrid 3 dB 15 mm
Panjang Coupler Hybrid 3 dB (mm) Axial Ratio3,5 8,83,4 11,373,3 9,963,2 6,7933,1 5,47
20
21
3 2,53Sumber : Simulasi
Hasil simulasi RL dari antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran setelah optimasi akhir ditunjukkan pada Gambar 4.7
Gambar 4.7 Grafik Nilai Return Loss Setelah Optimasi
Sumber : Simulasi
Gambar VSWR hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 4.8
21
22
Gambar 4.8 Grafik VSWR Terhadap Frekuensi Setelah Optimasi
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi gain untuk antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran ssetelah optimasi ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Grafik gain Terhadap Frekuensi Setelah Optimasi
Sumber : Simulasi
Hasil simulasi axial ratio untuk antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran ssetelah optimasi ditunjukkan pada Gambar 4.10.
22
23
Gambar 4.10 Grafik axial ratio Terhadap Frekuensi Setelah Optimasi
Sumber : Simulasi
Berdasarkan hasil dari simulasi perancangan, dimensi antena mikrostrip
persegi empat dengan polarisasi lingkaran setelah dilakukan proses optimasi
adalah sebagai berikut:
Tabel 4.6 Dimensi dari Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan Polarisasi
Lingkaran Setelah di Optimasi
Line Lebar (mm)
Panjang (mm)
L1 30 30
L2 2 14
L3 2 14
L4 2 12
L5 2 12
L6 2 14
L7 2 14
L8 2 16,627
L9 2 16,627
L10 2 14
L11 2 14
H1 3 15
H2 3 15
Curve Lebar Sudut Radius
23
24
(mm) (o)C1 2 135 0.5C2 2 135 0.5C3 2 90 0.5C4 2 90 0.5
Sumber : Simulasi
4.6 Pembuatan Antena Mikrostrip
Pada umumnya teknik pembuatan rangkaian–rangkaian mikrostrip
dilakukan dengan mencetaknya di atas substrat tertentu. Pada skripsi ini substrat
yang digunakan adalah FR4 yang sudah dalam bentuk PCB double layer dan
lapisan konduktornya dari bahan tembaga.
4.6.1 Alat-alat dan Bahan yang Digunakan
Bahan dan alat yang digunakan dalam pembuatan antena mikrostrip ini adalah
sebagai berikut :
1. Layout rancangan dengan AutoCAD 2008 dicetak di atas kertas kalkir
dengan skala 1:1
2. PCB dengan bahan substrat FR4 dengan lapisan konduktornya dari
logam tembaga.
3. Acrilic
4. Jangka sorong
5. Ulano – 133
6. Screen T – 180
7. Amplas waterproof CC – Cw
8. Gergaji besi
9. Kikir penghalus
10. Konektor antena standar BNC
11. Bor dan mata bor dengan diameter 1 mm
12. Solder dan timah
4.6.2 Pencetakan pola antena mikrostrip pada substrat
Pola antena mikrostrip yang akan dicetak di atas PCB terlebih dahulu
digambar dengan program AutoCAD 2008, untuk kemudian dicetak di atas kertas
24
25
kalkir sebagai sample layout. Untuk menghasilkan cetakan layout yang bagus
lebih baik menggunakan printer dengan teknologi laser, supaya ketelitian dari
dimensi jalur-jalurnya tetap terjaga. Selain itu hasil layout dengan kertas kalkir ini
harus terjaga kebersihannya, agar kotoran yang mungkin melekat padanya tidak
ikut tercetak pada proses pembuatan antena mikrostrip ini.
Sebelum proses pencetakan, lembaran PCB harus dibersihkan dari debu
dan kotoran lainnya yang mungkin melekat pada PCB tersebut. Pembersihan
dilakukan dengan menggosokkan kompon atau kit, kemudian dicuci dengan
menggunakan deterjen agar tidak ada lagi sisa kotoran yang menempel. Kemudian
screen T–180 dibersihkan dengan air sabun hingga benar–benar bersih, lalu
dikeringkan. Setelah screen kering lapisi dengan ulano–133, pelapisan ini
prosesnya dilakukan pada tempat yang tidak terkena cahaya apapun secara
langsung (bebas dari sinar ultraviolet). Setelah selesai pelapisan tersebut, maka
screen dikeringkan dengan menggunakan hairdryer.
Setelah itu lembar layout yang dibuat sebelumnya diletakkan di atas
screen yang telah terlapisi ulano–133 tersebut, untuk selanjutnya sinari dengan
cahaya matahari ± 1 menit. Kemudian screen tersebut dibawa kembali ke ruang
yang tidak terkena sinar secara langsung, untuk proses pembasahan dengan
menggunakan air, agar tercetak pola antena mikrostrip pada screen tersebut.
Selanjutnya screen ini dapat digunakan untuk mencetak (menyablon) pola antena
mikrostrip yang diinginkan pada PCB yang digunakan.
4.6.3 Etching (Pelarutan)
Setelah tercetak pola antena mikrostrip yang diinginkan, melakukan proses
selanjutnya, yaitu proses pelarutan PCB dengan menggunakan larutan yang
merupakan campuran HCl+H2O2+H2O dengan perbandingan 1 : 2 : 9 sampai
lapisan konduktor yang tidak diinginkan larut dan hanya tersisa gambar pola
antena yang direncanakan.
Proses selanjutnya pelapisan konduktor antena mikrostrip dengan
menggunakan cairan perak nitrat, yaitu dengan cara mencelupkannya ke dalam
cairan perak nitrat dalam waktu ± 15 menit, sampai benar–benar seluruh lapisan
25
26
konduktor telah terlapisi dengan perak. Setelah itu antena mikrostrip ini dicuci
dan dibersihkan.
4.6.4 Penyolderan
Tahap berikutnya proses terakhir melakukan penyolderan, yaitu dengan
menghubungkan konektor BNC dengan antena mikrostrip yang sudah jadi.
Sebelum disolder, dilakukan pengeboran pada PCB di titik catunya. Setelah itu
dilakukan pemasangan konektor pada PCB dengan disolder menggunakan timah
sebagai perekat.
Setelah melakukan proses-proses pembuatan antena diatas, selanjutnya
antena mikrostrip siap dilakuakan pengukuran pada Laboratorium. Antena hasil
fabrikasi selanjutnya akan diuji di Laboratorium Telekomunikasi Politeknik
Negeri Malang. Antena hasil fabrikasi dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan
Gambar 4.12.
Gambar 4.11 Antena Hasil Fabrikasi Tampak Atas
Sumber : Fabrikasi
Gambar 4.12Antena Hasil Fabrikasi Tampak Bawah
Sumber : Fabrikasi
26
27
BAB V
PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL PENGUKURAN ANTENA
MIKROSTRIP PERSEGI EMPAT DENGAN POLARISASI LINGKARAN
5.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan diuraikan prosedur pengukuran parameter-parameter
antena, hasil pengukuran yang diperoleh, serta analisisnya. Dengan demikian
dapat diketahui bagaimana karakteristik dan perfomansi dari antena mikrostrip
persegi empat dengan polarisasi lingkaran. Tujuan dari pengukuran ini adalah
untuk mendapatkan data-data parameter antena yang telah dirancang dan
difabrikasi. Dalam hal ini pengukuran yang dilakukan meliputi :
Pengukuran return loss
Perhitungan VSWR
Perhitungan koefisien pantul
Pengukuran gain antena
Pengukuran pola radiasi
Pengukuran polarisasi
Perhitungan bandwidth
Perhitungan directivity
27
28
Pengukuran parameter-parameter tersebut dilakukan di Laboratorium
Telekomunikasi Politeknik Negeri Malang.
5.2 Pengukuran Return Loss, Perhitungan VSWR dan Koefisien Pantul
5.2.1 Alat-alat yang digunakan
GW Instek Spectrum Analyzer 2,7 GHz.
Directional coupler
Antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran)
Kabel koaksial RG-58A/U
Kabel adapter N to BNC
5.2.2 Prosedur pengukuran
1. Menghidupkan alat ukur spectrum analyzer dan tunggu ± 5 menit untuk
persiapan pengukuran.
2. Menghubungkan kabel koaksial RG-58A/U dengan alat ukur spectrum
analyzer.
3. Mengkalibrasi alat ukur spectrum analyzer yang telah dihubungkan kabel
koaksial RG-58A/U.
4. Menghubungkan ujung lain kabel koaksial RG-58A/U dengan antena uji
sehingga terbentuk rangkaian seperti pada Gambar 5.1 berikut.
Gambar 5.1 Rangkaian Pengukuran Return Loss
Sumber : Pengukuran
28
29
5. Mengatur alat ukur spectrum analyzer pada range frekuensi 2200 MHz –
2700 MHz.
6. Mencatat nilai return loss yang ditunjukkan oleh alat ukur spectrum
analyzer pada range frekuensi 2310 MHz - 2500 MHz dengan step
kenaikan setiap 10 MHz.
7. Dengan persamaan 2-24, diperoleh besarnya koefisien pantul untuk setiap
frekuensi yang diukur.
5.2.3 Hasil pengukuran
Dari hasil pengukuran return loss dapat dihitung nilai koefisien pantul dan
nilai VSWR antena. Perhitungan nilai VSWR dan koefisien pantul adalah sebagai
berikut :
RL = (dB)
VSWR =
Dengan cara perhitungan yang sama, data hasil pengukuran return loss,
maka VSWR dan koefisien pantul antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut.
Tabel 5.1 Hasil Pengukuran Return Loss, Perhitungan VSWR dan Koefisien
Pantul Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan Polarisasi Lingkaran
No. Frekuensi (MHz)
Return Loss (dB)
Koefisien Pantul VSWR
1 2310 -13,5 0,211348904 1,5359756812 2320 -13,6 0,208929613 1,5282200333 2330 -14,1 0,197242273 1,4914117084 2340 -14,9 0,179887091 1,4386885985 2350 -15 0,177827941 1,4325808436 2360 -15 0,177827941 1,4325808437 2370 -15,3 0,171790838 1,4148489208 2380 -15,3 0,171790838 1,4148489209 2390 -15,3 0,171790838 1,41484892010 2400 -16 0,158489319 1,37667809211 2410 -17,4 0,134896288 1,1186154012 2420 -18,7 0,116144861 1.26281424613 2430 -18,8 0,114815362 1,25941562314 2440 -19,8 0,102329299 1,227988502
29
30
15 2450 -19,5 0,105925372 1,23694973316 2460 -21,6 0,083176377 1,18144466417 2470 -22.5 0,074989420 1,16213743218 2480 -24,2 0,061659500 1,13142244219 2490 -25,1 0,055590425 1,11772524620 2500 -27,5 0,042169650 1,088052441
Sumber : Hasil Pengukuran
Selanjutnya dari data hasil pengukuran return loss, koefisien pantul dan
VSWR dapat dibuat grafik fungsi terhadap frekuensi, seperti ditunjukkan pada
gambar 5.2 berikut.
Gambar 5.2 Grafik Fungsi Return Loss Terhadap Frekuensi
Sumber : Hasil Pengukuran
Grafik fungsi koefisien pantul terhadap frekuensi dapat dilihat pada Gambar 5.3
berikut.
30
31
Gambar 5.3 Grafik Fungsi Koefisien Pantul Terhadap Frekuensi
Sumber : Hasil Pengukuran
Sedangkan untuk grafik fungsi VSWR terhadap frekuensi dapat dilihat pada
Gambar 5.4 berikut.
Gambar 5.4 Grafik Fungsi VSWR Terhadap Frekuensi
Sumber : Hasil Pengukuran
5.2.4 Analisis hasil pengukuran
Berdasarkan hasil pengukuran, antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran ini memiliki nilai return loss yang masih memenuhi
parameter kerja. Pada frekuensi 2400 MHz antena memiliki nilai return loss
31
32
sebesar – 16 dB, koefisien pantul sebesar 0,158489319, dan nilai VSWR sebesar
1,376678092. Sedangkan pada frekuensi 2490 MHz antena memiliki nilai return
loss sebesar -25,1 dB, koefisien pantul sebesar 0,055590425, dan nilai VSWR
sebesar 1,117725246. Hal ini berarti antena dapat bekerja pada frekuensi kerja
yang direncanakan.
5.3 Pengukuran Gain Antena
5.3.1 Alat-alat yang digunakan
Aeroflex IFR 3413 Signal Generator 250 kHz – 3 GHz.
GW Instek Spectrum Analyzer 2,7 GHz.
Dua buah antena standar dipole λ/2.
Antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran).
Kabel adaprter N to BNC.
Dua tiang penyangga.
5.3.2 Prosedur pengukuran
Gambar 5.5 Rangkaian Pengukuran Gain Antena
Sumber : Pengukuran
1. Merangkai peralatan seperti pada Gambar 5.5
2. Satu antena dipole λ/2 dipasang sebagai antena pemancar dan satu
antena dipole λ/2 dipasang sebagai antena referensi pada sisi
penerima.
3. Signal generator diatur pada frekuensi 2310 MHz dan catat daya
antena yang terukur pada spectrum analyzer.
32
33
4. Naikkan frekuensi pada signal generator dengan step kenaikan sebesar
10 MHz dan catat hasilnya.
5. Antena dipole λ/2 pada penerima (referensi) diganti dengan antena uji
(antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran) hasil
perancangan.
6. Mengulangi langkah 4 dan 5.
5.3.3 Hasil pengukuran
Pada pengukuran gain antena ini, akan diperoleh parameter-parameter
yaitu daya yang diterima antena referensi (PR), daya antena yang diuji (PU), dan
gain antena yang diuji (GAUT). Nilai Gain antena (G) yang diuji diperoleh dari
perhitungan data hasil pengukuran dengan menggunakan persamaan 2-21 di
bawah ini :
G = 2,15 + PU (dBm) – PR (dBm)
Untuk hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 5.2 berikut.
Tabel 5.2 Hasil Pengukuran
Gain Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan Polarisasi Lingkaran
No. Frekuensi (MHz) PR (dBm) PU (dBm) Gain (dBi)
1 2310 -68,2 -62,9 7,45
2 2320 -69,9 -64,9 7,15
3 2330 -67,8 -65,6 4,35
4 2340 -65,4 -63,3 4,25
5 2350 -62,6 -59,4 5,35
6 2360 -71,1 -63,1 10,75
7 2370 -62,4 -63 1,55
8 2380 -59,1 -59,5 1,75
9 2390 -61 -61,1 2,05
10 2400 -66,9 -65 4,05
11 2410 -61,1 -57,5 5,75
12 2420 -61,8 -57,9 6,05
13 2430 -62,5 -58,2 6,45
33
34
14 2440 -68,5 -61,9 8,75
15 2450 -61,3 -54,1 9,35
16 2460 -72,1 -64,2 10,05
17 2470 -61,5 -52,9 10,75
18 2480 -63,1 -53,6 11,65
19 2490 -66,8 -54,8 14,15
20 2500 -70,3 -54,7 17,75
Sumber : Hasil Pengukuran
5.3.4 Analisis hasil pengukuran
Pada pengukuran ini digunakan antena referensi adalah antena dipole λ/2
isotropis dengan nilai gain standar 2,15 dBi.
Pada frekuensi perencanaan antena yaitu 2400 MHz - 2483,5 MHz antena
memiliki nilai gain yang melebihi dari nilai simulasi. Nilai ini juga telah
memenuhi persyaratan yang diinginkan pada gain antena mikrostrip yang
umumnya > 3 dBi.
5.5 Pengujian Polarisasi
5.5.1 Alat-alat yang digunakan
Aeroflex IFR 3413 Signal Generator 250 kHz – 3 GHz.
GW Instek Spectrum Analyzer 2,7 GHz.
Satu buah antenna dipole λ/2 sebagai transmitter.
Antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran)
Kabel adapter N to BNC
Dua buah tiang penyangga dengan interval sudut putar tiap 100
5.5.2 Prosedur pengukuran
1. Memasang antena dipole λ/2 sebagai antena pemancar dengan
menghubungkannya ke signal generator menggunakan kabel adapter
N to BNC, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.6 berikut.
34
35
Gambar 5.6 Rangkaian Pengukuran Polarisasi Antena
Sumber : Pengukuran
2. Memasang antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran) sebagai antena penerima dengan
menghubungkannya ke spectrum analyzer menggunakan kabel adapter
N to BNC, seperti ditunjukkan pada gambar 5.6.
3. Memposisikan antena pemancar sejajar dengan antena uji, kemudian
mengatur signal generator pada frekuensi 2400MHz.
4. Memutar antena uji pada sumbu horizontal antena, dari 0o sampai 360o
dengan interval 10o, dan mencatat nilai daya diterima yang ditunjukkan
oleh spectrum analyzer pada tiap-tiap interval pemutaran.
5. Menghitung harga normalisasi untuk tiap sudut putarnya.
5.5.3 Hasil pengukuran
Berdasarkan hasil pengukuran polarisasi yang dilakukan, maka diperoleh
nilai daya yang diterima oleh antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran) yang diputar 10o pada sumbu horizontal. Nilai normalisasi
hasil pengukuran kemudian diubah ke dalam bentuk diagram polar. Data hasil
pengukuran polarisasi pada frekuensi 2400 MHz terlihat dalam Tabel 5.3 berikut.
Tabel 5.3 Hasil Pengukuran Polarisasi Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan
Polarisasi Lingkaran pada Frekuensi 2400 MHz
No. Sudut Level terima (-dBm) Normalisasi1 0 -68,60 -3,102 10 -68,60 -3,10
35
36
3 20 -68,60 -3,104 30 -69,00 -2,705 40 -69,30 -2,406 50 -71,00 -0,707 60 -68,00 -3,708 70 -70,00 -1,709 80 -69,00 -2,7010 90 -69,40 -2,3011 100 -69,40 -2,3012 110 -69,00 -2,7013 120 -69,80 -1,9014 130 -71,20 -0,5015 140 -71,00 -0,7016 150 -68,10 -3,6017 160 -71,30 -0,4018 170 -71,00 -0,7019 180 -71,00 -0,7020 190 -71,50 -0,2021 200 -70,10 -1,6022 210 -69,80 -1,9023 220 -69,50 -2,2024 230 -69,30 -2,4025 240 -70,00 -1,7026 250 -71,40 -0,3027 260 -71,10 -0,6028 270 -69,70 -2,0029 280 -69,80 -1,9030 290 -69,60 -2,1031 300 -68,60 -3,1032 310 -68,60 -3,1033 320 -71,00 -0,7034 330 -71,70 0,0035 340 -71,40 -0,3036 350 -69,90 -1,80
Sumber : Hasil Pengukuran
36
37
Gambar 5.7 Diagram Polar Polarisasi Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan
Polarisasi Lingkaran
Sumber : Hasil Pengukuran
5.5.4 Analisis hasil pengukuran
Berdasarkan data hasil pengukuran polarisasi Tabel 5.3, dengan mengubah
data nilai daya yang telah dinormalisasi ke dalam bentuk diagram polar, maka
dapat diketahui bentuk polarisasi antena. Bentuk polarisasi antena yang diuji dapat
dilihat dalam Gambar 5.7.
Berdasarkan Gambar 5.7 antena ini dapat digolongkan sebagai antena
yang berpolarisasi lingkaran.
5.6 Pengujian Pola Radiasi
5.6.1 Alat-alat yang digunakan
Aeroflex IFR 3413 Signal Generator 250 kHz – 3 GHz.
GW Instek Spectrum Analyzer 2,7 GHz.
Satu buah antenna dipole λ/2 sebagai transmitter.
Antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran).
37
38
Kabel adapter N to BNC.
Dua buah tiang penyangga dengan interval sudut putar tiap 100.
5.6.2 Prosedur pengukuran
1. Memasang antena dipole λ/2 sebagai antena pemancar dengan
menghubungkannya ke signal generator menggunakan kabel adapter
N to BNC , seperti ditunjukkan pada Gambar 5.8 berikut.
Gambar 5.8 Rangkaian Pengukuran Pola Radiasi Antena
Sumber : Pengukuran
2. Memasang antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran) sebagai antena penerima dengan
menghubungkannya ke spectrum analyzer menggunakan kabel adapter
N to BNC, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.8.
3. Mengatur signal generator pada frekuensi 2400 MHz.
4. Memutar antena uji (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran) secara horizontal, dari 0o sampai 360o dengan interval 10o,
dan mencatat nilai daya yang ditunjukkan oleh spectrum analyzer pada
tiap-tiap interval pemutaran untuk mendapatkan nilai pola radiasi
horisontal.
5. Menghitung harga normalisasi untuk tiap sudut putarnya.
6. Memutar antena pemancar dan antena uji (antena mikrostrip persegi
empat dengan polarisasi lingkaran) pada sumbunya sejauh 90o, untuk
mendapatkan nilai Pola Radiasi Vertikal.
7. Mengulangi langkah 4 dan 5.
38
39
5.6.3 Hasil pengukuran
Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi yang dilakukan, maka
diperoleh nilai daya yang diradiasikan oleh antena uji. Pola radiasi yang diperoleh
yaitu pola radiasi horizontal dan pola radiasi vertikal. Data hasil pengukuran pola
radiasi horizontal dan pola radiasi vertikal pada frekuensi 2400 MHz terlihat
dalam Tabel 5.4 dan Tabel 5.5 berikut.
Tabel 5.4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Horizontal Antena Mikrostrip Persegi
Empat dengan Polarisasi Lingkaran pada frekuensi 2400 MHz.
No. Sudut (˚)Level Terima
(dBm)Normalisasi
1 0 62,80 -1,502 10 62,90 -1,603 20 62,60 -1,304 30 63,20 -1,905 40 64,70 -3,406 50 67,40 -6,107 60 70,70 -9,408 70 73,60 -12,309 80 76,30 -15,0010 90 75,30 -14,0011 100 74,10 -12,8012 110 72,50 -11,2013 120 74,20 -12,9014 130 76,80 -15,5015 140 76,40 -15,1016 150 72,00 -10,7017 160 72,60 -11,3018 170 73,40 -12,1019 180 74,10 -12,8020 190 76,00 -14,7021 200 76,70 -15,4022 210 76,40 -15,1023 220 74,00 -12,7024 230 72,60 -11,3025 240 72,20 -10,9026 250 69,20 -7,9027 260 68,30 -7,0028 270 67,30 -6,0029 280 68,90 -7,6030 290 69,50 -8,20
39
40
31 300 70,40 -9,1032 310 73,70 -12,4033 320 69,20 -7,9034 330 63,70 -2,4035 340 61,80 -0,5036 350 61,30 0,00
Sumber : Hasil Pengukuran
Tabel 5.5 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Vertikal Antena Mikrostrip Persegi
Empat dengan Polarisasi Lingkaran pada frekuensi 2400 MHz
No. Sudut (˚) Level Terima (dBm) Normalisasi1 0 65,8 -4,502 10 66,9 -5,603 20 67,3 -6,004 30 70,5 -9,205 40 72,8 -11,506 50 75,6 -14,307 60 76 -14,708 70 76,4 -15,109 80 76,8 -15,5010 90 76,9 -15,6011 100 75,3 -14,0012 110 73,8 -12,5013 120 74,6 -13,3014 130 73,6 -12,3015 140 71,4 -10,1016 150 73,1 -11,8017 160 73,4 -12,1018 170 74,6 -13,3019 180 72,8 -11,5020 190 74 -12,7021 200 72,6 -11,3022 210 74,6 -13,3023 220 74,8 -13,5024 230 73,7 -12,4025 240 69 -7,7026 250 69,5 -8,2027 260 68,9 -7,6028 270 63,7 -2,4029 280 61,8 -0,5030 290 61,3 0,0031 300 63,2 -1,9032 310 62,6 -1,3033 320 62,9 -1,6034 330 62,8 -1,50
40
41
35 340 61,8 -0,5036 350 61,3 0,00
Sumber : Hasil Pengukuran
Pola radiasi horizontal antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran pada frekuensi 2400 MHz dapat dilihat pada gambar 5.9 berikut.
Gambar 5.9 Pola Radiasi Horizontal Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan
Polarisasi Lingkaran pada Frekuensi 2400 MHz
Sumber : Hasil Pengukuran
Sedangkan untuk pola radiasi vertikal dapat dilihat pada Gambar 5.10 berikut.
41
-3 dB
-3 dB
42
Gambar 5.10 Pola Radiasi Vertikal Antena Mikrostrip Persegi Empat dengan
Polarisasi Lingkaran pada Frekuensi 2400 MHz
Sumber : Hasil Pengukuran
5.6.4 Analisis hasil pengukuran
Berdasarkan Tabel 5.4 dan Tabel 5.5 dapat dilihat bentuk pola radiasi
antena hasil perancangan pada diagram polar, sebagaimana ditunjukkan pada
Gambar 5.9 dan Gambar 5.10 untuk frekuensi 2400 MHz. Berdasarkan Gambar
5.9 dan Gambar 5.10 tersebut dapat diketahui bahwa bentuk pola radiasi antena
hasil perancangan (antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran)
adalah unidirectional, yaitu memiliki intensitas radiasi maksimum hanya pada
satu arah tertentu saja.
Berdasarkan Gambar 5.9 dan Gambar 5.10 juga diperoleh nilai -3dB
beamwidth pola radiasi horizontal untuk frekuensi 2400 MHz adalah 65o (oHP =
65o), dan nilai -3dB beamwidth pola radiasi vertikal adalah 85o (oHP = 85o).
5.7 Perhitungan Keterarahan (Directivity)
Untuk mengetahui nilai keterarahan (directivity) antena yang diuji, dapat
digunakan data hasil pengukuran pola radiasi.
5.7.1 Cara perhitungan
Directivity dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
1 steradian = 1 radian2
= (derajat2)
sehingga,
dengan :
D = directivity
42
43
θ = beamwidth pola radiasi vertikal (rad)
Φ = beamwidth pola radiasi horisontal (rad)
oHP = beamwidth pola radiasi vertikal (derajat)
oHP = beamwidth pola radiasi horisontal (derajat)
5.7.2 Hasil perhitungan
Berdasarkan data hasil pengukuran pola radiasi, diperoleh nilai -3dB
beamwidth pola radiasi horizontal untuk frekuensi 2400 MHz adalah 65o (oHP =
65o), dan nilai -3dB beamwidth pola radiasi vertikal adalah 85o (oHP = 85o). Maka
nilai directivity antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran hasil
pembuatan adalah :
= 7,42
D(dB) = 10 log 7,42 = 8,704 dBi
5.8 Perhitungan Bandwidth
Perhitungan bandwidth antena yang diuji dilakukan dengan cara
menghitung selisih antara frekuensi atas dengan frekuensi bawah antena uji.
Penentuan frekuensi atas dan frekuensi bawah antena dilakukan dengan cara
menentukan frekuensi tertinggi dan terendah antena dimana masih memiliki nilai
VSWR < 2 (Warren L. Stutzman ; Gary A. Thile,1981) dan RL < -10 dB
(Punit,2004 :19).
Berdasarkan data hasil pengukuran return loss, antena dapat bekerja pada
frekuensi < 2200 MHz sampai frekuensi > 2700 MHz. Sehingga bandwidth antena
ini adalah:
B = fu - fl
B = 2700 MHz – 2200 MHz = 500 MHz
Jadi, antena memiliki bandwidth 500 %.
Bandwidth antena hasil pengukuran masih lebih besar dari bandwidth hasil
perancangan yang hanya sebesar 20 MHz. Perbedaan yang begitu besar ini
disebabkan oleh faktor pengukuran yang dilakukan di dalam ruangan, sehingga
43
44
dengan adanya sinyal yang terpantul menyebabkan perubahan dari karakteristik
antena.
5.9 Analisis Parameter Antena
Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan, dapat kita lihat beberapa
parameter antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran hasil
pembuatan yang meliputi return loss dan VSWR yang menunjukkan antena sesuai
dengan perencanaan, yakni return loss VSWR < 2 (Warren L. Stutzman ; Gary A.
Thile,1981) dan RL < -10 dB (Punit,2004 :19). Koefisien pantul yang bernilai
antara 0,042169650 sampai 0,211348904 yang menunjukkan bahwa sebagian
besar sinyal dari antena dapat tersalurkan. Nilai gain rata-rata sebesar 8,72 dBi.
Pola radiasi antena adalah unidirectional dengan polarisasinya yang berbentuk
lingkaran. Bandwidth antena sebesar >500 MHz dengan directivity antena sebesar
21,357 dB.
Dengan memperhatikan karakteristik antena hasil fabrikasi, dapat
dinyatakan bahwa antena ini bisa digunakan untuk aplikasi wireless LAN 802.11
b/g 2400 – 2483,5 MHz karena nilai return loss dan VSWR yang sesuai dengan
batas yang diijinkan yaitu VSWR < 2 (Warren L. Stutzman ; Gary A. Thile,1981)
dan RL < -10 dB (Punit,2004 :19), nilai gain pun sesuai dengan persyaratan
umum antena mikrostrip yaitu di atas 3 dBi. Nilai bandwidth juga lebih besar dari
requirement bandwidth antena untuk aplikasi wireless LAN yang hanya sebesar
83,5 MHz. Dengan melihat parameter-parameter tersebut dapat dikatakan bahwa
antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran hasil fabrikasi ini
dapat bekerja pada frekuensi wireless LAN 802.11 b/g.
44
45
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan antena, fabrikasi antena, pengujian dan
pengukuran antena, serta analisis parameter-parameter antena, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan hasil dari simulasi perancangan antena mikrostrip persegi
empat dengan polarisasi lingkaran hasil pembuatan, dihasilkan parameter
sebagai berikut:
Pada frekuensi 2400 MHz nilai VSWR antena mikrostrip hasil
pembuatan yaitu sebesar 1,24716 dan nilai Return Loss sebesar
45
46
-17,0277dB. Nilai VSWR dan Return Loss antena ini memenuhi syarat
batas yang diijinkan yaitu VSWR < 2 (Warren L. Stutzman ; Gary A.
Thile,1981) dan RL < -10 dB (Punit,2004 :19).
Gain antena antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran hasil pembuatan pada frekuensi 2400 MHz nilai gain sebesar
-0,373 dBi. Nilai ini tidak memenuhi syarat perancangan (yaitu :
penguatan > 3 dBi). Nilai gain antena ini tidak memenuhi syarat batas
yang diijinkan yaitu gain > 3 dBi.
Polarisasi menunjukkan bahwa antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran hasil perancangan memiliki polarisasi lingkaran
karena memiliki axial ratio 2,53.
Bandwidth sebesar 20 MHz.
2. Berdasarkan hasil pengukuran antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran hasil pembuatan, dihasilkan parameter sebagai
berikut:
Pada frekuensi 2400 MHz nilai VSWR antena mikrostrip hasil
pembuatan yaitu sebesar 1,376678092 dan nilai Return Loss sebesar -16
dB. Nilai VSWR dan Return Loss antena ini masih dalam batas yang
diijinkan yaitu VSWR < 2 (Warren L. Stutzman ; Gary A. Thile,1981)
dan RL < -10 dB (Punit,2004 :19).
Pengukuran gain antena antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran hasil pembuatan pada frekuensi 2400 MHz nilai
gain sebesar 4.05 dBi. Nilai ini telah memenuhi syarat perancangan
(yaitu : penguatan > 3 dBi).
Hasil pengukuran pola radiasi pada bidang horizontal maupun vertikal
menunjukkan bahwa antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi
lingkaran, menunjukkan hasil perancangan bersifat unidirectional
dengan sudut oHP = 65o dan o
HP = 85o.
Hasil pengukuran polarisasi menunjukkan bahwa antena mikrostrip
persegi empat dengan polarisasi lingkaran hasil perancangan memiliki
polarisasi lingkaran.
46
47
Antena mikrostrip persegi empat dengan polarisasi lingkaran hasil
pengukuran memiliki bandwidth sebesar 500 MHz, Bandwidth antena
hasil pengukuran masih lebih besar dari bandwidth hasil perancangan
yaitu sebesar 20 MHz.
Hasil pengukuran directivity antena mikrostrip persegi empat dengan
polarisasi lingkaran sebesar 8,704 dBi.
6.2. Saran
1. Dalam proses pembuatan antena mikrostrip, perlu diperhatikan
ketebalan substrat dielektrik dan lapisan tembaga untuk elemen peradiasi
yang digunakan, agar didapatkan antena mikrostrip yang dapat bekerja
optimal sesuai dengan yang direncanakan.
2. Pada pembuatan antena mikrostrip, untuk proses pemasangan
konektor pada antena juga memerlukan ketepatan. Karena konektor yang
terpasang pada antena juga akan mempengaruhi pada daya yang dicatukan
pada saluran transmisi antena.
3. Dalam melakukan pengukuran, untuk ketepatan dan ketelitian hasil
pengukuran disarankan agar pengukuran dilakukan di tempat yang bebas
dari benda-benda yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Sehingga
diperlukan ruangan khusus untuk pengukuran dan pengujian antena yang
disebut Anechoic Chamber. Serta diperlukan bahan penyangga antena
berupa isolator yang baik.
47
48
DAFTAR PUSTAKA
Balanis, Constantine A. 1982. Antena Theory: Analysis and
Design, 2nd Edition. John Wiley and Sons, Inc.
Hund, Edgar. 1989. Microwave Communications. McGraw-Hill
International, New York.
Kraus, John Daniel. 1988. Antennas. McGraw-Hill International,
New York.
Liao, S Y. 1987. Microwave Circuit Analysis and Amplifier
Design, 2nd Edition. Souders College Publishing, New York.
Nakar, Punit S. 2004. Design of a Compact Microstrip Patch
Antenna for use in Wireless/Cellular Devices. The Florida State
University. Thesis.
48
49
Stutzman, Warren L. and G. A. Thiele. 1981. Antenna Theory
and Design. John Willey and Son, Inc. New York.
Garg, Ramesh., Bhartia, P.,Bahl, I., dan Apisak. 2001. Microstrip
Antenna Design Handbook. USA.
J R James & P S Hall. Handbook of Microstrip Antenna
http://www.hp.com/rnd/pdf_html/antenna.htm diakses tanggal 14 Oktober
2009.
49