1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

23
i ANTENA MIKROSTRIP Oleh ; I Putu Yuda Pramana Putra (1404405067) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA TAHUN 2015/2016

description

jj

Transcript of 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

Page 1: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

i

ANTENA MIKROSTRIP

Oleh ;

I Putu Yuda Pramana Putra (1404405067)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

TAHUN 2015/2016

Page 2: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang

telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga karya tulis ini dapat

terselesaikan dengan baik. Adapun maksud dan tujuan penyusunan karya tulis ini

adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah “Antena dan Propagasi

Gelombang Radio”.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu terselesaikannya tugas ini. Dalam penyusunan tugas karya tulis ini

penulis menyadari masih ada kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan

kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun untuk kesempurnaan

di masa yang akan datang.

Semoga makalah ini bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan

khususnya bagi penulis dan umumnya bagi kita semua.

Denpasar, Februari 2016

penulis

Page 3: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

iii

ABSTRAK

Antena adalah sebuah atau sekelompok konduktor yang digunakan untuk

memancarkan atau meneruskan gelombang elektromagnetik menuju ruang bebas

atau menangkap gelombang elektromegnetik dari ruang bebas. Karakter penting

antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi

, yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan polarisasi. Jenis jenis antena yang umum

digunakan dalam kehidupan sehari hari adalah : antena omni, grid, parabolic, yagi,

dan sektoral.

Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling populer saat

ini. Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro (sangat

kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum terbagi

menjadi tiga bagian yaitu: Patch, Substrate dielectric, dan Ground Plane.

Pada antena mikrostrip, paremeter yang digunakan untuk menentukan

kinerja antena adalah : penguatan (gain), VSWR (voltage standing wave ratio),

return loss, impedansi masukan, dan bandwidth antena.

Teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip

dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : electromagnetically coupled (EMC),

microstrip feeding, coaxial feeding, dan aperture feeding.

Keuntungan antena mikrostrip yaitu : bobot yang ringan dan ukuran yang

kecil, bentuk bisa disesuaikan sesuai prangkat utama, biaya pabrikasi murah,

mendukung polaritas linear dan sirkular, dapat dengan mudah diintegrasikan

dengan microwave integrated circuits (MICs), kemampuan dual frequency, serta

tidak memerlukan catuan tambahan. Kekurangannya adalah : efisiensi yang rendah,

penguatan rendah, memiliki rugi-rugi hambatan, memiliki daya yang rendah, serta

timbulnya gelombang permukaan.

Antena mikrostrip dapat berbentuk persegi panjang, persegi, lingkaran,

elips, serta segitiga. Berikut adalah beberapa aplikasi dari antena mikrostrip :Mobile

and satellite communication application, Aplikasi GPS, RFID, WiMax, WLAN,

Bandpass Filter, dan Radar

Page 4: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………..i

KATA PENGANTAR……………………………………………………….......ii

ABSTRAK ………………………………………………………………………iii

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………iv

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………v

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ……………………………………………………….1

1.2 Rumusan Masalah ……………………………………………………1

1.3 Tujuan …………………………………………………………………1

1.4 Manfaat ……………………………………………………………….2

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian dan Cara Kerja Antena …………………………………3

2.2 Karakter Antena ……………………………………………………..4

2.3 Jenis-jenis Antena ……………………………………………………7

BAB III METODE PENULISAN

3.1 Jenis Penelitian ……………………………………………………….9

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ………………………………………..9

3.3 Populasi dan Sampel Penelitian ……………………………………..9

3.4 Metode Pengumpulan Data ………………………………………….9

3.5 Teknik Analisis Data …………………………………………………9

3.6 Desain Penelitian ……………………………………………………..9

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Sejarah dari Antena Mikrostrip ……………………………………10

4.2 Karakteristik Antena Mikrostrip …………………………………..10

4.3 Parameter Umum Antena Mikrostrip ……………………………. 11

4.4 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip …………………………… 13

4.5 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip ………………….15

4.6 Jenis dan Aplikasi Antena Mikrostrip …………………………… 16

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan ……………………………………………………………17

5.2 Saran …………………………………………………………………18

DAFTAR PUSTAKA

Page 5: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan penerima …………………………..3

Gambar 2.2 Ilustrasi Cara Kerja Antena Radio ………………………………...4

Gambar 2.3 Antena Omni ………………………………………………………7

Gambar 2.4 Antena Grid ……………………………………………………….7

Gambar 2.5 Antena Parabolik ………………………………………………….7

Gambar 2.6 Antena Yagi ……………………………………………………….8

Gambar 2.7 Antena Sektoral ……………………………………………………8

Gambar 4.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip ……………………………….11

Page 6: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Majunya perkembangan teknologi di bidang telekomunikasi khususnya

teknologi tanpa kabel (wireless) menyebabkan para perancang antena agar

merancang suatu antena yang dapat mendukung teknologi tersebut. Permasalahan

yang utama dalam teknologi tersebut adalah kebutuhan akan kecepatan data yang

tinggi, dan salah satu solusi yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan

ultra wideband. Untuk mendukung perangkat teknologi ultra wideband, diperlukan

suatu antena yang memiliki karakteristik bandwidth yang sangat lebar salah satunya

adalah antena mikrostrip yang sekarang banyak digunakan pada telepon seluler.

Pada antena mikrostrip menggunakan bahan yang sederhana, bentuk dan ukuran

dimensi antenanya lebih kecil, harga produksinya lebih murah, mampu memberikan

unjuk kerja (performance) yang cukup baik dan dapat diterapkan pada microwave

integrated circuits (MICs).

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Bagaimana sejarah dari antena mikrostrip ?

1.2.2 Bagaimana karakteristik antena mikrostrip?

1.2.3 Bagaimana parameter umum antena mikrostrip ?

1.2.4 Bagaimana teknik pencatuan antena mikrostrip?

1.2.5 Bagaimana kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?

1.2.6 Bagaimana jenis dan aplikasi antena mikrostrip?

1.3 Tujuan

1.3.1 Dapat mengetahui sejarah dari antena mikrostrip ?

1.3.2 Dapat mengetahui karakteristik antena mikrostrip?

1.3.3 Dapat mengetahui parameter umum antena mikrostrip ?

1.3.4 Dapat mengetahui teknik pencatuan antena mikrostrip?

1.3.5 Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?

1.3.6 Dapat mengetahui jenis dan aplikasi antena mikrostrip?

Page 7: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

2

1.4 Manfaat

1.4.1 Mengetahui sejarah dari antena mikrostrip ?

1.4.2 Mengetahui karakteristik antena mikrostrip?

1.4.3 Mengetahui parameter umum antena mikrostrip ?

1.4.4 Mengetahui teknik pencatuan antena mikrostrip?

1.4.5 Mengetahui kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?

1.4.6 Mengetahui jenis dan aplikasi antena mikrostrip?

Page 8: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian dan Cara Kerja Antena

Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik informasi tanpa

menggunakan kabel ditetapkan dengan nama antena. Antena berasal dari bahasa

latin ”antena” yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana kata latin

ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan dengan teknik

komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menyelusuri jejak gelombang

elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima. Sedangkan jika

sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah menghasilkan sinyal

gelombang elektromagnetik.

Antena dapat juga didefinisikan sebagai sebuah atau sekelompok

konduktor yang digunakan untuk memancarkan atau meneruskan gelombang

elektromagnetik menuju ruang bebas atau menangkap gelombang elektromegnetik

dari ruang bebas. Energi listrik dari pemancar dikonversi menjadi gelombang

elektromagnetik dan oleh sebuah antena yang kemudian gelombang tersebut

dipancarkan menuju udara bebas. Pada penerima akhir gelombang elektromagnetik

dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena.

Antena berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal

elektromagnetik, lalu meradiasikannya (Pelepasan energi elektromagnetik ke udara

/ ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal

Page 9: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

4

elektromagnetik (Penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas ) dan

mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit,

sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan

penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya

menjalankan fungsi penerima saja.

Pada umumnya Antena terdiri dari elemen atau susunan bahan logam yang

terhubung dengan saluran transmisi dari pemancar maupun penerima yang

berkaitan dengan gelombang elektromagnetik. Untuk membahas lebih lanjut

mengenai cara kerjanya, kita mengambil sebuah contoh pada sebuah Stasiun

Pemancar Radio yang ingin memancarkan programnya, pertama kali stasiun

pemancar tersebut harus merekam musik atau menangkap suara si pembicara

melalui mikropon yang dapat mengubah suara menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik

tersebut akan masuk ke rangkaian pemancar untuk dimodulasi dan diperkuat sinyal

RF-nya.

Dari Rangkaian Pemancar Radio tersebut, sinyal listrik akan mengalir ke

sepanjang kabel transmisi antena hingga mencapai antenanya. Elektron yang

terdapat dalam sinyal listrik tersebut bergerak naik dan turun (bolak-balik) sehingga

menciptakan radiasi elektromagnetik dalam bentuk gelombang radio. Gelombang

yang menyertakan program radio tersebut kemudian akan dipancarkan dan

melakukan perjalanan secepat kecepatan cahaya.

Pada saat ada orang mengaktifkan radionya sesuai dengan frekuensi

pemancar di jarak beberapa kilometer kemudian, gelombang radio yang dikirimkan

tersebut akan mengalir melalui antena dan menyebabkan elektron bergerak naik

dan turun (bolak-balik) pada antena yang bersangkutan sehingga menimbulkan

energi listrik. Energi listrik ini kemudian diteruskan ke rangkaian penerima radio

sehingga kita dapat mendengarkan berbagai program dari Stasiun Radio.

Gambar 2.2 Ilustrasi Cara Kerja Antena Radio

Page 10: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

5

2.2 Karakter Antena

Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam

memilih jenis antena untuk suatu aplikasi , yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan

polarisasi.

1. Pola Radiasi

Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan

oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima

oleh sebuah antena. Pola radiasiantena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar

bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elevasi) dan

pola radiasi pada bidang irisan arah azimuth (pola azimuth).

Kedua pola di atas akan membentuk pola 3-dimensi. Pola radiasi 3-dimensi

inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. Sebuah antena yang

meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis.

Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola Namun, jika sebuah

antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih

besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity

Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka directivity antena

tersebut.

Antena dipol termasuk non-directive antena. Dengan karakter seperti ini,

antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah

cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop

radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data

yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh

sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki directivity

pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis

ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan.

2. Gain

Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan

kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari

arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada

umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan.

Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel.

Page 11: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

6

3. Polarisasi

Polarisasi didefinisikan sebagai arah rambat dari medan listrik. Antena dipol

memiliki polarisasi linear vertikal . Mengenali polarisasi antena amat berguna

dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada

transmisi sinyal. Pada astronomi radio, tujuan mengenali polarisasi sinyal yang

dipancarkan oleh sebuah objek astronomi adalah untuk mempelajari medan

magnetik dari objek tersebut. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola

radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang bisaa

dikenal sebagai beanwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah

resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimun dari dua

buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori,

beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.

4. Antena Directoral

Antena jenis ini merupakan jenis antena dengan narrow beamwidth, yaitu

punya sudut pemancaran yang kecil dengan daya lebih terarah, jaraknya jauh dan

tidak bisa menjangkau area yang luas, antena directional mengirim dan menerima

sinyal radio hanya pada satu arah, umumnya pada fokus yang sangat sempit, dan

bisaanya digunakan untuk koneksi point to point, atau multiple point, macam antena

direktional seperti antena grid, dish "parabolic", yagi, dan antena sectoral.

5. Antena Omni-Directional

Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu

3600; dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area

yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang

terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan

menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal

radio dari semua arah secara sama, bisaanya digunakan untuk koneksi multiple

point atau hotspot.

Page 12: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

7

2.3 Jenis-jenis Antena

Jenis jenis antena yang umum digunakan dalam kehidupan sehari hari

adalah sebagai berikut :

1. Antena Omni

Antena Omni berbentuk seperti tongkat tapi kecil. Cakupan antena ini

menyebar ke semua lingkaran. Antena ini mempunyai sifat umum radiasi atau

pancaran sinyal 360° tegak lurus ke atas.

Gambar 2.3 Antena Omni

2. Antena Grid

Antena Grid adalah antena satu arah dan cocok digunakan untuk client

ataupun jaringan point to point. Antena ini berfungsi menangkap dan memperkuat

sinyal jaringan tersebut.Pancaran antena ini lebih fokus pada titik tertentu sesuai

pemasangannya.

Gambar 2.4 Antena Grid

3. Antena Parabolik

Antena Parabolik Dipakai untuk jarak menengah atau jarak jauh dan Gain-

nya bisa antara 18 sampai 28 dBi

Gambar 2.5 Antena Parabolik

Page 13: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

8

4. Antena Yagi

Antena Yagi adalah jenis antena radio atau televisi yang diciptakan oleh

Hidetsugu Yagi. Antena ini dilengkapi dengan pengarah dan pemantul yang

berbentuk batang.Antena Yagi terdiri dari tiga bagian, yaitu: driven adalah titik catu

dari kabel antena, bisaanya panjang fisik driven adalah setengah panjang

gelombang dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.

Gambar 2.6 Antena Yagi

5. Antena Sectoral

Antena sektoral hampir sama dengan antena omnidirectional, yang di

gunakan untuk access point to serve a point-point-to-multipoint (P2MP) links.

Dapat menampung hingga 5 client. Antena ini ada yang vertikal dan horizontal.

Pola pancaran horizontal kebanyakan memancar ke arah antena ini diarahkan sesuai

jangkauan dari sudut pancarnya, sedangkan bagian belakang antena tidak memiliki

sinyal pancaran.

Gambar 2.7 Antena Sektoral

Page 14: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

9

BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Tempat dan Waktu Penulisan

Tempat penulisan karya tulis ini bertempat di Kampus Teknik Elektro dan

Komputer, Bukit Jimbaran Badung. Sedangkan waktu penulisan dilaksanakan pada

tanggal 7 Februari 2016 – 11 Februari 2016.

3.2 Jenis Data

Data yang dipaparkan dalam karya ini adalah data sekunder yang di

dapatkan dari sumber dan literatur-literatur yang membahas mengenai antena dan

propagasi serta jenis-jenisnya.

3.3 Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data dalam karya tulis ini adalah melalui studi pustaka, yakni

melalui sumber-sumber dan literatur-literatur yang terkait dengan materi dalam

karya tulis ini.

3.4 Teknik Analisis Data

Analisis terhadap data yang dipaparkan dalam karya tulis ini yakni

deskriptif kualitatif yakni mempaparkan seluruh informasi mengenai antena

mikrostrip yang dibahas dalam karya tulis ini.

3.5 Teknik Penarikan Kesimpulan

Kesimpulan dari pembahasan karya ini dipaparkan secara deskriptif

kualitatif dan akumulatif.

Page 15: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

10

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Sejarah Dari Antena Mikrostrip

Antena mikrostrip pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950, dan

perkembangannya dilakukan secara serius pada tahun 1970. Melalui beberapa

dekade penelitian, diketahui bahwa kemampuan beroperasi antena mikrostrip diatur

oleh bentuknya. Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling

populer saat ini. Hal ini disebabkan karena antena mikrostrip sangat cocok

digunakan untuk perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan

bentuk dan ukuran.

4.2 Karakteristik Antena Mikrostrip

Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro

(sangat kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum

terbagi menjadi tiga bagian yaitu:

a. Patch

Pada umumnya patch terbuat dari bahan konduktor seperti tembaga atau

emas yang mempunyai bentuk bermacam-macam. Bentuk patch ini bisa bermacam-

macam, lingkaran, persegi, persegi panjang, segitiga, ataupun annular ring. Patch

ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara. Patch dan

saluran pencatu bisaanya terletak diatas substrat. Tebal patch dibuat sangat tipis (t

<< λ0; t = ketebalan patch).

b. Substrate dielectric

Substrat terbuat dari bahan-bahan dielektrik. Substrat bisaanya mempunyai

tinggi (h) antara 0,002λ0 – 0,005λ0. Berfungsi sebagai media penyalur GEM dari

catuan. Karakteristik substrat sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter

antena. Pengaruh ketebalan substrat dielektrik terhadap parameter antena adalah

pada bandwidth. Penambahan ketebalan substrat akan memperbesar bandwidth.

c. Ground Plane

Ground plane bisa terbuat dari bahan konduktor. Ukurannaya selebar dan

sepanjang substrat. Fungsi ground plane adalah sebagai ground antena.

Page 16: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

11

Gambar 4.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip

4.3 Parameter Umum Antena Mikrostrip

Seperti bentuk antena-antena yang lain, antena mikrostrip mempunyai

parameter-parameter yang digunakan untuk dilihat performance yaitu :

a. Penguatan (Gain)

Penguatan (G) pada antena mikrostrip merupakan perbandingan intensitas

radiasi pada arah tertentu terhadap intensitas radiasi yang diterima jika daya yang

diterima berasal dari antena isotropik . Gain dirumuskan :

b. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

VSWR merupakan perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri

(standing wave) maksimum (|Vmax|) dengan minimum (|Vmin|). Pada saluran

transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan

(V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0

-). Perbandingan antara tegangan yang

direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut koefisien refleksi tegangan

(Γ).

Dimana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran

lossless.

Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks yang

merepersentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk dari beberapa

kasus sederhana , ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol maka :

Γ = -1 : refleksi negatif maksimum ketika saluran terhubung singkat.

Page 17: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

12

Γ = 0 : tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matched sempurna.

Γ=+1 : refleksi positif maksimum ketika saluran dan rangkaian terbuka.

Rumus untuk mencari nilai VSWR adalah :

Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1) yang berarti

tidak ada refleksi ketika saluran berada dalam keadaan matching sempurna. Namun

pada kenyataannya nilai tersebut sulit didapatkan sehingga nilai dasar VSWR yang

digunakan pada antena umumnya ≤ 2.

c. Return Loss

Return loss adalah perbandingan antara gelombang amolitudo yang

direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Return loss dapat

terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi

masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki

diskontinuitas (missmatched), besarnya return loss bervariasi tergantung pada

frekuensi.

Nilai return loss yang bisaa digunakan adalah di bawah -9,54 dB, untuk

menentukan lebar bandwidth, sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang

direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan

atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah matching. Nilai parameter ini

digunakan sebagai salah satu acuan apakah antena sudah bekerja pada frekuensi

yang sesuai atau tidak.

d. Impedansi Masukan

Impedansi masukan adalah perbandingan (rasio) impedansi pada bagian

terminal antena atau perbandingan antara tegangan dan arus listrik pada terminal

antena. Impedansi masukan ini bervariasi untuk nilai posisi tertentu. Impedansi

masukan, Zin terdiri dari dua bagian real (Rin) dan bagian imajiner (Xin).

Zin = Rin + Xin Ω

Page 18: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

13

Resistansi masukan (Rin) mewakili disipasi yang terjadi karena dua hal.

Pertama karena daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali lagi (radiasi),

yang kedua karena rugi-rugi ohmic yang terkait dengan panas pada struktur antena.

Namun pada banyak antena, rugi-rugi ohmic sangat kecil bila dibandingkan dengan

rugi-rugi akibat radiasi.

Komponen imajiner (Xin) mewakili reaktansi dari antena dan daya yang

tersimpan pada medan dekat antena.Kondisi matching harus sedemikian rupa

sehingga mendekati 50+j0 Ω.

e. Bandwidth Antena

Bandwidth antena adalah rentang frekuensi dimana kinerja antena yang

berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti impedansi masukan, pola

radiasi, beamwidth, polarisasi, gain, efisiensi VSWR, return loss, axial ratio)

memenuhi spesifikasi standar. Dalam menentukan bandwidth antena perlu

memspesifikasikan kriteria apa saja yang digunakan karena tidak ada definisi baku

dalam menentukan bandwidth.

Bandwidth antena bisaanya ditulis dalam bentuk persentase bandwidth

karena bersifat relatif lebih konstan terhadap frekuensi dan dirumuskan :

Dimana, ƒh : frekuensi tertinggi dalam band (Ghz)

ƒ1 : frekuensi terendah dalam band (Ghz)

ƒc : frekuensi tengah dalam band (Ghz)

4.4 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip

Teknik pencatuan pada antena mikrostrip adalah teknik untuk

mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip dan teknik pencatuan

merupakan salah satu hal penting dalam menentukan proses perancangan antena

mikrostrip. Masing-Masing teknik mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-

masing.

a. Electromagnetically Coupled (EMC)

Salah satu kelemahan antena mikrostrip adalah bandwidth yang sempit.

Banyak cara yang dapat digunakan untuk mengatasi kelemahan ini, antara lain

Page 19: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

14

dengan menggunakan substrat yang tebal, dengan menambahkan parasitic agar

mendapat tanggapan resonansi ganda. Kemudian dengan menggunakan saluran

mikrostrip yang dikopel secara proximity pada patch yang terletak pada lapisan di

atas saluran. Dengan posisi saluran catu di atas patch, maka saluran tersebut dapat

dibawa ke bagian bawah antena, sehingga ada dua substrat yang digunakan pada

teknik ini yang berada diatas bidang petanahan , dengan menghilangkan bidang

pentanahan pada substrat yang berada di atas. Geometri antena mikrostrip

menggunakan saluran mikrostrip yang dikopel secara proximity

Dua substrat dielektrik akan digunakan jika teknik pencatuan ini diterapkan.

Saluran pencatu terletak diantara dua substrat tersebut dan elemen peradiasi

tereletak pada substrat bagian atas. Keuntungan utama dari teknik pencatuan ini

adalah dapat mengeliminasi radiasi pada elemen pencatu (spurious feed radiation)

dan mampu menghasilkan bandwidth yang tinggi (13%), karena meningkatkan

ketebalan pada patch antena. Pada teknik ini dapat digunakan dua substrat

dielektrik yang berbeda (ketebalan dan konstanta dielektrik substrat), satu untuk

elemen peradiasi dan satu substrat lainnya untuk saluran pencatu.

Substrat bagian atas (upper substrate) yaitu substrat dimana antena

membutuhkan substrat yang relatif lebih tebal dengan nilain konstanta dielektrik

yang relatif kecil. Hal tersebut meningkatkan bandwidth dan performa radiasi dari

anteba. Substrat bagian bawah yaitu substrat dengan saluran pencatu membutuhkan

substrat yang tipis dengan konstanta dielektrik yang relatif lebih tinggi dari substrat

pada bagian atas.

b. Microstrip Feeding

Saluran transmisi mikrostrip tersusun dari dua konduktor, yaitu sebuah strip

dengan lebar w dan bidang pentanahan, keduanya dipisahkan oleh suatu substrat

yang memiliki permitivitas relatif Ɛr dengan tinggi h. Parameter utama yang penting

untuk diketahui pada suatu saluran transmisi adalah impedansi karakteristiknya Z0.

Impedansi karakteristik Z0 dari saluran mikrostrip ditentukan oleh lebar strip (w)

dan tinggi substrat (h).

c. Coaxial Feeding

Coaxial feeding merupakan salah satu teknik pencatuan yang mana

konduktor dalam coaxialnya disematkan pada elemen peradiasi yang konduktor

Page 20: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

15

luarnya terhubung dengan ground plane. Keuntungan menggunakan coaxial

feeding adalah pembuatan yang mudah, mudah dimatchingkan, dan kerugiannya

bandwidthnya sempit serta sulit dimodelkan ketika substractnya sempit.

d. Aperture Feeding

Dalam teknik ini, Saluran transmisi dipisahkan dari antena menggunakan

sebuah plat konduktor yang mempunyai aperture untuk melewatkan energi ke

antena. Substrate yang diatas dapat dibuat denga permitivitas yang lebih rendah dari

yang dibawah untuk menghasilkan radiasi yang lebih baik. Kerugiannya adalah

sulit untuk disusun/dibuat.

4.5 Kelebihan Dan Kekurangan Antena Mikrostrip

Beberapa keuntungan antena mikrostrip adalah sebagai berikut :

a) Mempunyai bobot yang ringan dan ukuran yang kecil

b) Konfigurasi yang low profile sehhingga bentuknya dapat disesuaikan

denga perangkat utamanya

c) Biaya pabrikasi yang murah sehingga dapat dibuat dalam jumlah yang

besar

d) Mendukung polaritas linear dan sirkular

e) Dapat dengan mudah diintegrasikan dengan microwave integrated

circuits (MICs)

f) Kemampuan dalam dual frequency

g) Tidak memerlukan catuan tambahan

Namun, antena mikrostrip juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu :

a) Efisiensi yang rendah

b) Penguatan yang rendah

c) Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array

d) Memiliki daya (power) yang rendah

e) Timbulnya gelombang permukaan (surface wave)

Page 21: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

16

4.6 Jenis Dan Aplikasi Antena Mikrostrip

Berdasarkan bentuk patch-nya antena mikrostrip terbagi menjadi :

a) Antena mikrostrip patch persegi panjang (rectangular)

b) Antena mikrostrip patch persegi (square)

c) Antena mikrostrip patch lingkaran (circular)

d) Antena mikrostrip patch elips (elliptical)

e) Antena mikrostrip patch segitiga (triangular)

f) Antena mikrostrip patch circular ring

Antena mikrostrip terkenal dengan kinerja dan desainnya yang kuat, cara

pembuatannya, dan kegunannya luas. Keuntungan dari antena mikrostrip yaitu

mudah untuk dirancang, ringan dan sebagainya. Antena mikrostrip digunakan

diberbagai bidang seperti satelit dan juga militer. Berikut adalah beberapa aplikasi

dari antena mikrostrip :

Mobile and satellite communication application

Aplikasi GPS

RFID

WiMax

WLAN

Bandpass Filter

Radar

Page 22: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

17

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling populer saat

ini. Hal ini disebabkan karena antena mikrostrip sangat cocok digunakan untuk

perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan bentuk dan ukuran.

Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro

(sangat kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum

terbagi menjadi tiga bagian yaitu: Patch, Substrate dielectric, dan Ground Plane.

Pada antena mikrostrip, paremeter yang digunakan untuk menentukan

kinerja antena adalah : penguatan (gain), VSWR (voltage standing wave ratio),

return loss, impedansi masukan, dan bandwidth antena.

Teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip

dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : electromagnetically coupled (EMC),

microstrip feeding, coaxial feeding, dan aperture feeding.

Antena mikrostrip terkenal dengan kinerja dan desainnya yang kuat, cara

pembuatannya, dan kegunannya luas. Keuntungan dari antena mikrostrip yaitu

mudah untuk dirancang, ringan dan sebagainya. Antena mikrostrip digunakan

diberbagai bidang seperti satelit dan juga militer. Berikut adalah beberapa aplikasi

dari antena mikrostrip :Mobile and satellite communication application, Aplikasi

GPS, RFID, WiMax, WLAN, Bandpass Filter, dan Radar

5.2 Saran

Pada umumnya antena mikrostrip banyak digunakan pada telepon seluler.

Namun radiasi yang di timbulkan antena tersebut sangat besar dan berbahaya bagi

kesahatan tubuh. Maka perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk memaksimalkan

kinerja antena mikrostrip tanpa menimbulkan radiasi yang membahayakan bagi

penggunanya.

Page 23: 1404405067_i Putu Yuda Pramana Putra_antena_tugas 1_reguler 2016

18

DAFTAR PUSTAKA

Kho, Dickson. 2016. Pengertian Antena dan Parameter Karakteristiknya.

http://teknikelektronika.com/pengertian-antena-parameter-karakteristiknya/.

Diakses Pada 7 Februari 2016

Jazimah, Siti. 2014. Macam - Macam Antena.

http://sitijazimah.blogspot.co.id/2014/02/macam-macam-antena.html.

Diakses pada 7 Februari 2016

Jaringan Komputer. 2012. Definisi dan Jenis-jenis Antena dalam Jaringan.

http://adibdevc.blogspot.co.id/2012/02/definisi-dan-jenis-jenis-antena-

dalam.html. Diakses Pada 8 Februari 2016

Iqbal, Muhammad. 2014. Antena Mikrostrip.

http://casdoper.blogspot.co.id/2014/02/antena-mikrostrip.html. Diakses

pada 8 Februari 2016