BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Seiring dengan kemajuan teknologi, khususnya untuk komunikasi tanpa kabel (wireless)

memberi pengaruh terhadap peningkatan kebutuhan terhadap jasa telekomunikasi yang

cepat,mudah diakses kapan saja,dimana saja serta mampu mendukung mobiliats yang tinggi.

Teknologi wireless yang terbaru saat ini yang dianggap mampu memenuhi kebutuhan jasa

telekomunikasi adalah WiMAX.

WiMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan teknologi wireless

yang menawarkan jasa telekomunikasi dengan bandwidth yang lebar dan bit rate yang besar

sehingga mampu menyediakan berbagai aplikasi meliputi aplikasi suara, video, dan data dengan

kecepatan tinggi. Teknologi WiMAX yang memiliki cakupan area yang luas serta mampu

melayani keadaan Line Of Sight (LOS) maupun Non-Line Of Sight (NLOS) serta mampu

menghemat investasi perangkat untuk membangun suatu jaringan komunikasi yang baik.

Sebuah teknologi yang baik pasti memerlukan perangkat pendukung. Pada teknologi ini,

perangkat pendukung yang dibutuhkan adalh antenna. Antena yang diharapkan memiliki

ukuran yang kecil, ringan sehingga memudahkan pengguna dalam menggunakannya. Antena

yang merupakan ciri khas dalam sistem komunikasi radio. Antenna pendukung yang digunakan

dalam aplikasi WiMAX yaitu antenna rhombic.

Antena Rhombic merupakan antena V ganda, atau biasa disebut dengan antena double V.

Antena rhombic atau yang sering disebut dengan antena belah ketupat. Bentuk antenanya yang

menyerupai "belah ketupat" menjadikan antena ini disebut antena belah ketupat antena

Rhombic yang merupakan penggabungan dua buah antena V dengan pada salah satu ujung nya

dihubungkan ke saluran transmisi dan yang lainnya ke tahanan beban / terminasi. Pola radiasi

antena rhombic merupakan penjumlahan dari pola 4 antena long wire penyusunnya dan

bersifat unidirectional. Antena rhombic sebagai memiliki pola radiasi yang berbeda- beda

Page | 1

berdasarkan frekuensi kerjanya. Alasan penggunaan antenna rhombic adalah penggunaan

bahan yang sederhana dan murah serta mampu menghasilkan pola radiasi optimum ke segala

arah ( Omnidirectional ) dengan VSWR yang dihasilkan <1.5.

1.2 TUJUAN PENULISAN

Tujuan penulisan tugas ini adalah sebagai latihan untuk menghadapi Tugas Akhir (Pra

TA). Selain itu perancangan antenna ini diharapkan dapat diaplikasikan pada kehidupan nyata.

Berdasarkan kemampuan yang dimiliki antenna rhombic, diharapkan antenna ini memiliki

VSWR <1.5 dengan impedansi = 61.5 – j13.5. antenna rhombic ini diharapkan dapat bekerja

dengan baik pada frekuensi 5.5 GHz.

1.3 BATASAN MASALAH

Permasalahan yang akan dibahas pada tugas ini adalah pola radiasi yang dihasilkan

berdasarkan frekuensi kerja yang dimiliki serta VSWR yang dihasilkan pada frekuensi 5.5 GHz.

Page | 2

BAB 2

ANTENA RHOMBIC UNTUK TEKNOLOGI WiMAX

2.1 PENGERTIAN WIMAX

WiMAX adalah singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access,

merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar (Broadband Wireless Access atau

disingkat BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAX

merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-fitur yang lebih menarik.

Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga merupakan teknologi

dengan open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX di antara beberapa vendor

yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang besar

(sampai 70 MBps), WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi broadband ‘last mile’,

ataupun backhaul. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang digabungakan.

WiFi menggunakan standar IEE802.11 yang cocok untuk keperluan WLAN sedangkan WiMAX

menggunakan standar IEEE 802.16 banyak digunakan didaerah asalnya yaitu Eropa dan

sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global maka diciptakan

WiMAX . Standar global yang dipakai didunia dapat digambarkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Standar – Standar Yang Ada Dengan Spesifikasi Yan Mendukung Komunikasi Sampai Tingkat Man

Disatukan Dengan Wimax

Page | 3

2.1.1 Perkembangan Teknologi Wireless

WiMax Standar BWA yang saat ini umum diterima dan secara luas digunakan adalah

standar yang dikeluarkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE), seperti

standar 802.15 untuk Personal Area Network (PAN), 802.11 untuk jaringan Wireless

Fidelity (WiFi), dan 802.16 untuk jaringan Worldwide Interoperability for Microwave Access

(WiMAX).

Pada jaringan selular juga telah dikembangkan teknologi yang dapat mengalirkan data

yang overlay dengan jaringan suara seperti GPRS, EDGE, WCDMA, dan HSDPA. Masing-masing

evolusi pada umumnya mengarah pada kemampuan menyediakan berbagai layanan baru atau

mengarah pada layanan yang mampu menyalurkan voice, video dan data secara bersamaan

(triple play). Sehingga strategi pengembangan layanan broadband wireless dibedakan

menjadi Mobile Network Operator (MNO) dan Broadband Provider (BP). Perbandingan

beberapa karakteristik sistem wireless data berkecepatan tinggi digambarkan oleh First Boston

seperti berikut.

Perbandingan Perkembangan Teknologi Wireless

WiFi

802.11g

WiMAX

802.16-

2004*

WiMAX

802.16e

CDMA2000

1x EV-DOWCDMA/ UMTS

Approximate max

reach (dependent

on many factors)

100 Meters 8 Km 5 Km * *

Maximum

throughput

54 Mbps 75 Mbps (20

MHz band)

30 Mbps (10

MHz band)

3.1 Mbps

(EVDO Rev.

2 Mbps (10+

Mbps fpr HSDPA)

Page | 4

A)

Typical Frequency

bands2.4 GHz 2-11 GHz 2-6 GHz 1900 MHz

1800,1900,2100

MHz

ApplicationWireless

LAN

Fixed

Wireless

Broadband

(eg-DSL

alternative)

Portable

Wireless

Broadband

Mobile

Wireless

Broadband

Mobile Wireless

Broadband

2.1.2 Sekilas Tentang WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah sebuah tanda sertifikasi

untuk produk-produk yang lulus tes cocok dan sesuai dengan standar IEEE 802.16. WiMAX

merupakan teknologi nirkabel yang menyediakan hubungan jalur lebar dalam jarak jauh.

WiMAX merupakan teknologi broadband yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dan

jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-

fitur yang lebih menarik. Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga

membawa isu open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX di antara beberapa

vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang

besar (sampai 70 MBps), WiMAX layak diaplikasikan untuk ‘last mile’ broadband

connections, backhaul, dan high speed enterprise. Yang membedakan WiMAX dengan Wi-Fi

adalah standar teknis yang bergabung di dalamnya. Jika WiFi menggabungkan standar IEEE

802.11 dengan ETSI (European Telecommunications Standards Intitute) HiperLAN sebagai

standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan

penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan standar ETSI HiperMAN.

Page | 5

Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, Amerika, sedangkan

standar keluaran ETSI meluas penggunaannya di daerah Eropa dan sekitarnya. Untuk membuat

teknologi ini dapat digunakan secara global, maka diciptakanlah WiMAX. Kedua standar yang

disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk

menyediakan koneksi berjenis broadband lewat media wireless atau dikenal dengan BWA.

2.1.3 Spektrum Frekuensi WiMAX

Sebagai teknologi yang berbasis pada frekuensi, kesuksesan WiMAX sangat bergantung

pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis

band frekuensi yaitu Licensed Band dan Unlicensed Band. Licensed band membutuhkan lisensi

atau otoritas dari regulator, yang mana operator yang memperoleh licensed band diberikan hak

eksklusif untuk menyelenggarakan layanan dalam suatu area tertentu. Sementara Unlicensed

Band yang tidak membutuhkan lisensi dalam penggunaannya memungkinkan setiap orang

menggunakan frekuensi secara bebas di semua area.

WiMAX Forum menetapkan 2 band frekuensi utama pada certication profile untuk Fixed

WiMAX (band 3.5 GHz dan 5.8 GHz), sementara untuk Mobile WiMAX ditetapkan 4 band

frekuensi pada system profile release-1, yaitu band 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz dan 3.5 GHz.

Secara umum terdapat beberapa alternatif frekuensi untuk teknologi WiMAX sesuai

dengan peta frekuensi dunia. Dari alternatif tersebut band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi

mayoritas Fixed WiMAX di beberapa negara, terutama untuk negara-negara di Eropa, Canada,

Timur-Tengah, Australia dan sebagian Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan

untuk Mobile WiMAX adalah 2,5 GHz. Isu frekuensi Fixed WiMAX di band 3,3 GHz ternyata

hanya muncul di negara-negara Asia. Hal ini terkait dengan penggunaan band 3,5 GHz untuk

komunikasi satelit, demikian juga dengan di Indonesia. Band 3,5 GHz di Indonesia digunakan

oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV. Dengan

demikian penggunaan secara bersama antara satelit dan wireless terrestrial (BWA) di frekuensi

3,5 GHz akan menimbulkan potensi interferensi terutama di sisi satelit.

Page | 6

2.1.4 Elemen Perangkat WiMAX

Elemen/ perangkat WiMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi

pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel dan asesoris

lainnya.

Base Station (BS)

Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu

lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke

beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX.

Komponen BS terdiri dari:

NPU (networking processing unit card)

AU (access unit card)up to 6 +1

PIU (power interface unit) 1+1

AVU (air ventilation unit)

PSU (power supply unit) 3+1

Antena

Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang

akan dilayani.

Subscriber Station (SS)

Secara umum Subscriber Station (SS) atau (Customer Premises Equipment) CPE terdiri dari

Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada yang terpisah dan ada yang

terintegrasi dengan antena.

BWA WiMAX adalah standards-based technology yang memungkinkan penyaluran akses

broadband melalui penggunaan wireless sebagai komplemen wireline. WiMAX menyediakan

akses last mile secara fixed, nomadic, portable dan mobile tanpa syarat LOS (NLOS) antara user

dan base station. WiMAX juga merupakan sistem BWA yang memiliki kemampuan

Page | 7

interoperabilty antar perangkat yang berbeda. WiMAX dirancang untuk dapat memberikan

layanan Point to Multipoint (PMP) maupun Point to Point (PTP). Dengan kemampuan

pengiriman data hingga 10 Mbps/user.

Pengembangan WiMAX berada dalam range kemampuan yang cukup lebar. Fixed WiMAX

pada prinsipnya dikembangkan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi

melalui sistem ini, terutama dalam hal coverage/jarak, kualitas dan garansi layanan (QoS).

Sementara itu Mobile WiMAX dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi selular

seperti GSM, CDMA 2000 maupun 3G. Keunggulan Mobile WiMAX terdapat pada konfigurasi

sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi. Oleh

karena itu sistem WiMAX sangat mungkin dan mudah diselenggarakan oleh operator baru atau

pun service provider skala kecil.

2.1.5 Tinjauan Teknologi

WiMax adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan standar dan implementasi

yang mampu beroperasi berdasarkan jaringan nirkabel IEEE 802.16, seperti WiFi yang

beroperasi berdasarkan standar Wireless LAN IEEE802.11. Namun, dalam implementasinya

WiMax sangat berbeda dengan WiFi.

Pada WiFi, sebagaimana OSI Layer, adalah standar pada lapis kedua, dimana Media Access

Control (MAC) menggunakan metode akses kompetisi, yaitu dimana beberapa terminal secara

bersamaan memperebutkan akses. Sedangkan MAC pada WiMax menggunakan metode akses

yang berbasis algoritma penjadualan (scheduling algorithm). Dengan metode akses kompetisi,

maka layanan seperti Voice over IP atau IPTV yang tergantung kepada Kualitas Layanan (Quality

of Service) yang stabil menjadi kurang baik. Sedangkan pada WiMax, dimana digunakan

algoritma penjadualan, maka bila setelah sebuah terminal mendapat garansi untuk

memperoleh sejumlah sumber daya (seperti timeslot), maka jaringan nirkabel akan terus

memberikan sumber daya ini selama terminal membutuhkannya.

Standar WiMax pada awalnya dirancang untuk rentang frekuensi 10 s.d. 66 GHz. 802.16a,

diperbaharui pada 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d) menambahkan

rentang frekuensi 2 s.d. 11 GHz dalam spesifikasi. 802.16d dikenal juga dengan fixed WiMax,

Page | 8

diperbaharui lagi menjadi 802.16e pada tahun 2005 (yang dikenal dengan mobile WiMax) dan

menggunakan orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) yang lebih memiliki

skalabilitas dibandingkan dengan standar 802.16d yang menggunakan OFDM 256 sub-carriers.

Penggunaan OFDM yang baru ini memberikan keuntungan dalam hal cakupang, instalasi,

konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. WiMax yang menggunakan

standar 802.16e memiliki kemampuan hand over atau hand off, sebagaimana layaknya pada

komunikasi selular.

Banyaknya institusi yang tertarik atas standar 802.16d dan .16e karena standar ini

menggunakan frekuensi yang lebih rendah sehingga lebih baik terhadap redaman dan dengan

demikian memiliki daya penetrasi yang lebih baik di dalam gedung. Pada saat ini, sudah ada

jaringan yang secara komersial menggunakan perangkat WiMax bersertifikasi sesuai dengan

standar 802.162.

Spesifikasi WiMax membawa perbaikan atas keterbatasan-keterbatasan standar WiFi

dengan memberikan lebar pita yang lebih besar dan enkripsi yang lebih bagus. Standar WiMax

memberikan koneksi tanpa memerlukan Line of Sight (LOS) dalam situasi tertentu. Propagasi

Non LOS memerlukan standar .16d atau revisi 16.e, karena diperlukan frekuensi yang lebih

rendah. Juga, perlu digunakan sinyal muli-jalur (multi-path signals), sebagaimana standar

802.16n.

2.1.6 Manfaat Membangun Jaringan LAN (Local Area Network)

Banyak keuntungan yang didapatkan dari terciptanya standardisasi industri ini. Para

operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WiMAX

dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan tingkat kompatibilitas lebih

tinggi. Selain itu, pasarnya juga lebih meluas karena WiMAX dapat mengisi celah

broadband yang selama ini tidak terjangkau oleh teknologi Cable dan DSL (Digital Subscriber

Line).

WiMAX salah satu teknologi memudahkan mereka mendapatkan koneksi Internet yang

berkualitas dan melakukan aktivitas. Sementara media wireless selama ini sudah terkenal

sebagai media yang paling ekonomis dalam mendapatkan koneksi Internet. Area coverage-nya

Page | 9

sejauh 50 km maksimal dan kemampuannya menghantarkan data dengan transfer rate yang

tinggi dalam jarak jauh, sehingga memberikan kontribusi sangat besar bagi keberadaan wireless

MAN dan dapat menutup semua celah broadband yang ada saat ini. Dari segi kondisi saat

proses komunikasinya, teknologi WiMAX dapat melayani para subscriber, baik yang berada

dalam posisi Line Of Sight (posisi perangkat-perangkat yang ingin berkomunikasi masih berada

dalam jarak pandang yang lurus dan bebas dari penghalang apa pun di depannya) dengan BTS

maupun yang tidak memungkinkan untuk itu (Non-Line Of Sight). Jadi di mana pun para

penggunanya berada, selama masih masuk dalam area coverage sebuah BTS (Base Transceiver

Stations), mereka mungkin masih dapat menikmati koneksi yang dihantarkan oleh BTS tersebut.

Selain itu, dapat melayani baik para pengguna dengan antena tetap (fixed wireless)

misalnya di gedung-gedung perkantoran, rumah tinggal, toko-toko, dan sebagainya, maupun

yang sering berpindah-pindah tempat atau perangkat mobile lainnya. Mereka bisa merasakan

nikmatnya ber-Internet broadband lewat media ini. Sementara range spektrum frekuensi yang

tergolong lebar, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka

berada dalam range frekuensi operasi dari BTS.

Sistem kerja MAC-nya (Media Access Control) yang ada pada Data Link Layer adalah

connection oriented, sehingga memungkinkan penggunanya melakukan komunikasi berbentuk

video dan suara. Siapa yang tidak mau, ber-Internet murah, mudah, dan nyaman dengan

kualitas broadband tanpa harus repot-repot. Anda tinggal memasang PCI card yang kompatibel

dengan standar WiMAX, atau tinggal membeli PCMCIA (Personal Computer Memory Card

International Association) yang telah mendukung komunikasi dengan WiMAX. Atau mungkin

Anda tinggal membeli antena portabel dengan interface ethernet yang bisa dibawa ke mana-

mana untuk mendapatkan koneksi Internet dari BTS untuk fixed wireles

2.1.7 Vendor

Berikut ini perusahaan pembuat perangkat WiMAX:

Motorola

InfiNet Wireless

Aperto

EION

Axxcelera

Xirka

Page | 10

2.1.8 Operator 4G WiMAX Pertama di Indonesia

Sitra WiMAX adalah operator 4G WiMAX pertama di Indonesia yang meluncurkan

layanan 4G Wireless Broadband di bulan Juni 2010. Sitra WiMAX adalah bagian dari Lippo

Group dan merek dagang terbaru dari PT. Firstmedia Tbk. Sitra WiMAX akan melayani 4G

Wireless Broadband pertama di Indonesia di daerah terpadat dan sekaligus memiliki hak izin

BWA termahal yaitu di coverage Jakarta, Bogor, Depok, Tangerang, Bekasi, Propinsi Banten,

Sumatera Utara, dan Propinsi NAD. Sebelum hadir secara komersial untuk publik, Sitra telah

melayani sedikitnya 2000 pelanggan di kawasan Jakarta Barat dan Karawaci yang mendapatkan

layanan ujicoba gratis sejak September 2010.

2.2 PARAMETER ANTENA RHOMBIC

Dalam perancangan sebuah antenna, terlebih dahulu kita harus mengetahui parameter

dari antenna tersebut. Parameter dari sebuah antenna dapat membantu kiat untuk merancang

antenna yang kita inginkan berdasarkan parameter sebuah antena. Beberapa parameter dari

sebuah antenna Rhombic yaitu :

Gambar 2.3 antenna rhombik

2.2.1 Panjang Elemen Antenna (L)

`Sebuah antenna pasti memiliki elemen, setiap elemen pasti memiliki dimensi ukuran.

Salah satu dimensi ukuran sebuah antenna adalah panjang elemen antenna (L). Panjang elemen

Page | 11

( L) merupakan salah satu faktor yang akan mempengaruhi pola radiasi yang akan dihasilkan

dalam perancangan sebuah antenna . untuk menghitung panjang elemen sebuah antenna

terlebih dahulu kita harus mengaetahui panjang gelombang yang dihasilkan dalam perancangan

antenna tersebut. Berikut adalah langkah untuk menghitung panjang elemen antenna :

Dimana dengan C = 3 x 10 8 m/s

2.2.2 Ketinggian Antena ( H )

Ketinggian suatu antenna akan mempengaruhi pola radiasi yang dihasilkan serta akan

berpengaruh terhadap gain yang dihasilkan. Sebelum merancang sebuah antenna,terlebih

dahulu kita harus menghitung ketinggian antenna yang akan kita gunakan. Untuk menghitung

ketinggian antenna dapat menggunakan rumus :

2.2.3 Sudut Antar Elemen (A)

Antena rhombik yang merupakan antenna berbentuk belah ketupat yang terdiri dari 4

elemen yang saling berhubungan keempat ujungnya dan membentuk beleh ketupat.

Pertemuan dari keempat elemen tersebut membentuk sudut (A). Besarnya sudut antar elemen

mempengaruhi pola radiasai yang dihasilkan serta mempengaruhi gain yang dihasilkan.

Page | 12

BAB 3

PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN ANTENA

Pada bab ini dibahas mengenai perancangan antenna rhombik yang dapat beroperasi

pada frekuensi 5.5 GHz untuk diaplikasikan pada teknologi WiMAX.

Secar umum, perancangan antenna rhombik akan melalui tahapan - tahapan

perancanagan yaitu penentuan frekunsi yang diinginkan,penentuan jenis elemen yang

digunakan. Keuntungan merancang antenna rhombik ini adalah memiliki bentuk yang

sederhana,praktis serta dapat menghasilkan kriteri a seperti yang diinginkan. Beberapa

langkah penting yang dilakukan dalam perancangan antenna seperti yang diinginkan :

1. Perhitungan dimensi antenna sesuai frekuensi kerja yang diinginkan. Perhitunga

ini meliputi panjang elemen (L) yang digunakan,ketinggian (H) yang diinginkan,

dan lebar sudut antar eemen( A) yang diinginkan.

2. Simulasi antenna berdasarkan hasil perhitungan yang telah didapat

menggunakan software 4nec2.

3. Evaluasi perancangan antenna.

Beberapa langkah diatas akan dijelaskan lebih lanjut pada diagram alir rancangan.

3.1 DIAGRAM ALIR PROSES PERANCANGAN ANTENNA RHOMBIK

Setiap pekerjaan pasti membutuhkan proses, begitu juga pada perancangan antenna

rhombik yang bekerja pada frekuensi 5.5 GHz memiliki beberapa tahapan perancangan yang

akan disajikan dalam bentuk diagram alir (flowchart). Pada gambar 3.1 diperlihatkan diagram

alir perancangan antenna rhombik yang dilakukan.

Page | 13

Page | 14

MULAI

Menentukan Frekuensi kerja yang diinginkan

Jenis elemen wire

Menentukan panjang elemen, ketinggian, lebar sudut antar elemen

Pola radiasi yang diinginkan, VSWR < 1.5

SELESAI

EVALUASI

Gambar 3.1 Diagram Alir (Flowchart) Perancangan Antena

3.2 PERLENGKAPAN YANG DIGUNAKAN

Peralatan yang digunakan dalam perancangan antenna ini terdiri dari perangkat lunak

(software) yang digunakan untuk simulasi perancangan antenna tersebut. Adapun software

yang digunakan dalam perancangan antenna ini adalah software 4nec2.

3.3 PERANCANGAN ANTENNA

3.3.1 Menentukan Karakteristik Antenna

Dalam perancangna sebuah antenna, kita harus mengetahui frekuansi kerja antenna yang

kita inginkan. Dalam perancangan antenna ini, frekuensi kerja yang diinginkan adaalah 5.5 GHz

yang diharapkan dapat diaplikasikan pada teknologi WiMAX . Pada frekuensi kerja tersebut,

diharapkan antenna dapat menghasilkan VSWR < 1.5 .

3.3.2 Menghitung Nilai Parameter Yang Diinginkan

Pada antenna rhombik terdapat beberapa parameter yang sangat mempengaruhi dalam

perancangan sebuah antenna rhombic. Beberapa parameter tersebut yaitu :

1. Panjang Elemen Antenna (L)

2. Ketinggian Antena ( H )

3. Sudut Antar Elemen (A)

3.3.3 Desain Antena Yang Ingin Dirancang

Perancangan antenna rhombik yang akan digunakan pada aplikasi teknologi WiMAX

diharapkan mempunyai bentuk yang sederhana, ringan, dan mempunyai ukuran yang relative

kecil. Berikut ini adalah gambaran tentang antenna Rhombik yang akan dirancang :

GAMBAR BELUM DIMASUKIN

3.3.4 Simulasi Pada software 4nec 2

Page | 15

Setelah memperoleh data yang diinginkan melalui tahapan perhitungan kemudian kita

dapat melakukan simulasi perancangan antenna rhombik menggunakan software 4nec2.

3.3.5 Evaluasi

Ketika pada saat melakukan simulasi, kita menemukan suatu masalah yang tidak sesuai

dengan yang kita harapkan,maka kita dapat melakukan evaluasi terhadap perancangan antenna

yang kita lakukan.

3.4 PERHITUNGAN

Sebelum memulai perancangan,terlebih dahulu perlu menghitung nilai – nilai elemen

yang akan kita gunakan.

1. Panjang elemen antenna (L)

Antena yang akan dirancang adalah antenna rhombik yang diharapkan mampu bekerja pada

frekuensi 5.5 GHz dengan A = . Maka panjang elemen yang akan digunakan adalah :

Sebelum menghitung panjang elemen, terlebih dahulu kita harus mengetahui panjang

gelombang ( dari antenna tersebut.

Selanjutnya

Setelah mengetahui panjang elemen (L) yang digunakan, selanjutya nilai L akan digunakan

pada penentuan titik koordinat pada sumbu X dan Y pada saat simulasi pada 4nec2 dengan

rumus yang akan digunakan yaitu:

Page | 16

Untuk Elemen 1 :

Untuk elemen 2 :

Untuk elemen 3 :

Page | 17

Untuk elemen 4 :

2. Ketinggian Antena (H)

Untuk menghitung ketinggian antenna yang digunakan, dapa menggunakan rumus yaitu :

Setelah diperoleh data diatas kemudian dapat dilakukan simulasi pada software 4nec2

untuk perancangan antenna rhombik.

3. Sudut Antar Elemen (A)

Dalam sebuah perancangan antenna Rhombik, suatu pola radiasi dipengaruhi oleh sudut

yang dibentuk oleh antar elemen. Sudut yang digunakan dalam perancangan antenna ini adalah

60 o. Sudut ini digunakan karena dengan pertimbangan bahwa pada sudut 60 o SWR yang

dihasilkan bagus. Walaupun belum memiliki SWR yang sempurna yaitu SWR =1.

Page | 18

BAB 4

HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas lebih lanjut tentang perancangan antenna rhombik yang

sebelunnya telah melalui beberapa tahapan. Simulasi merupakan titik tolak untuk sebuah

perancangan antenna rhombik. Karena pada tahapan ini kita dapat mengetahui hasil dari

perhitungan yang telah kita cari. Pada tahapan ini juga kita dapat mengetahui pola radiasi dari

sebuah antenna serta gain yang dihasilkan oleh antenna tersebut.

Berikut ini merupakan hasil simulasi dari sebuah antenna rhombik dengan

menggunakan data – data yang telah dihitung sebelumnya.

GAMBAR 4.1 ANTENA RHOMBIK GAMBAR 4.2 POLA RADIASI ANTENA RHOMBIK

(Vertical Plane)

Page | 19

GAMBAR 4.3 POLA RADIASI ANTENA ( Horizontal Plane)

GAMBAR 4.4 SIMULASI PADA SMITHCHART

Page | 20

GAMBAR 4.5 RANGKAIAN RLC MATCHING

Page | 21

GAMBAR 4.6 GRAFIK SWR DAN KOEFISIEN REFLEKSI

GAMBAR 4.7 GRAFIK TOTAL GAIN DAN F/R BACK BERDASARKAN FREKUENSI

Page | 22

GAMBAR 4.8 GRAFIK IMPEDANSI DAN PHASE

GAMBAR 4.9 GRAFIK TOTAL GAIN BERDASARKAN FREKUENSI

Page | 23

Berdasarkan simulasi diatas diperoleh beberapa data –data yang akan disajikan dalam bentuk

tabel .

TABEL HASIL SIMULASI ANTENA RHOMBIK PADA FREKUENSI 5.5 GHz

PARAMETER HASIL SIMULASI SATUAN

Impedansi 61.5 – j13.5 Ω

SWR 1.38

Efficiency 100 %

Radian Efficiency 100 %

Input power 100 W

Radiant power 100 W

Voltage 80.3 + j 0 V

Current 1.25 + j 0.27 A

Berdasarkan simulasi diatas, menghasilkan beberapa data yang menunjukkan bahwa

antenna rhombik ini diaplikasikan pada teknologi WiMAX . Antenna rhombik ini memiliki SWR =

1.38 yang menunjukkan bahwa antara saluran transmisi dengan beban (Antena ) memiliki

kecocokan (matching). Walaupun sebenarnya SWR yang bagus adalah 1. Untuk menjadikan

SWR = 1 perlu memperbesar daya (power) karena SWR dan power berbanding terbalik.

Pola radiasi yang dihasilkan adalah omnidirectional dengan gain yang diperoleh yaitu

7.7 dB. Dengan efficiency yang dihasilkan adalah 100 %. Beberapa hasil diatas belum sempurna

karena masih terjadi perpotongan antara elemen 1 dan elemen 2 yang tidak diketahui

penyebabnya. SWR yang besar sepertinya masih dipengaruhi oleh tidak matchingnya elemen

tersebut.

Page | 24

Pada hasil simulasi diatas, terdapat beberapa pilihan untuk rangaian RLC Matching

dengan berbagai pilihan. Setiap rangkain RLC yang disajikan akan menghasilkan SWR yang sama

yaitu 1.38. dari rangkaian RLC diatas menunjukkan bahwa rangkaian ini dapat memblok DC dan

melewatkan AC.

Page | 25

BAB 5

KESIMPULAN

Pada tugas perancangan ini dirancang antenna rhombic yang akan diaplikasikan pada

teknologi WiMAX. Berdasarkan hasil perhitungan dan simulasi diperoleh beberapa kesimpulan,

yaitu :

1. Antenna Rhombic juga dapat diaplikasikan dengan baik untuk teknologi WiMAX yang

memiliki frekuensi yang tinggi. Wlaupun sebenarnya antenna Rhombik merupakan

antenna untuk frekuensi HF – UHF. Hasil yang diperoleh pada simulasi pun tidak

begitu buruk, Antena Rhombik memiliki SWR = 1.38. Hasil yang cukup baik karena

hal ini belum melalui tahapan evaluasi.

2. Pola radiasi yang dihasilkan merupakan gabungan 2 pola radiasi bidireksional untuk

bidang vertical dan bidang horizontal sehingga menghasilkan pola radiasi

omnidirectional.

3. Rangkaian matching yang digunakan adalah rangkaian matching yang dapat

memblok DC dan melewatkan AC.

Page | 26

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/WiMAX diakses tanggal 29 November 2012 pukul 21.30 WIB

http://www.ipellejero.es/hf/antenas/rombica/english.html diakses tanggal 1 Desember

2012 pukul 12.05 WIB

http://www.google.co.id/url?

sa=t&rct=j&q=HORIZONTAL+RHOMBIC+ANTENNAS+BY+E+BRUCE&source=web&cd=1&cad=rj

a&ved=0CCcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.alcatel-lucent.com%2Fbstj%2Fvol14-

1935%2Farticles%2Fbstj14-1-135.pdf&ei=ftO5UKToH8_PrQeV3YCICQ&usg=AFQjCNFd-

y1auDNE-sM_nL4a5gvD-tu7qw diakses tanggal 1 Desember 2012 pukul 10.57 WIB

Page | 27

LAMPIRAN

TUTORIAL PENGGUNAAN SOFTWARE 4 nec2 DALAM PERANCANGAN ANTENA RHOMBIK

1. Buka aplikasi 4nec2

2. Selanjutnya akan tampil kotak dialog seperti gambar dibawah ini:

3. Untuk memasukan input yang diinginkan, Klik menu File – Open – pilih antenna yang

dinginkan (Rhombic.nec) SELANJUTNYA Double Klik/ open.

4. Untuk memasukan input data yang kita buat, Klik Edit – input (.nec) file / f6. selanjutnya

akan muncul kotak dialog seperti gambar dibawah ini :

Page | 28

Pada kotak dialog diatas masukan Frekuensi yang kita inginkan dan tentukan

Ground/Free space yang kita inginkan. Untuk frekuensi yang saya gunakan yaitu

F = 5500 MHz ( untuk aplikasi WiMax)

Free space

Selanjutnya klik Geometry maka akan muncul kotak dialog seperti gambar

dibawah ini :

Pada kotak dialog ini ada beberapa elemen penting yaitu :

Page | 29

Nr : menyatakan jumlah elemen yang digunakan. Karena antenna

rhombic merupakan antenna dengan 4 elemen,maka pada kolom Nr Ada

4 nomor yaitu 1-4.

Type : menyatakan jenis elemen yang digunakan. Dalam hal ini saya

menggunakan wire.

Tag : menyatakan urutan elemen pada antenna.

Segs : menyatakan segment setiap kawat.

X1 ,X2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu X.

Y1 ,Y2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu Y.

Z1 ,Z2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu Z.

Radius : menyatakan diameter elemen antenna

Berdasarkan data diatas, saya menggunakan beberapa input yaitu :

Selanjutnya Klik Symbol, di mana pada kotak dialog ini kita akan memasukan beberapa

parameter penting dalam perancangan antenna rhombic. Beberapa data yang dimasukkan

pada antenna ini merupakan data input melalui hasil perhitungan.

Page | 30

5. Setelah semua input dimasukkan kemudian save atau dengan meng klik gambar disket

yang ada di kanan atas .

6. Setelah disave, kemudian dapat mengeksekusinya / untuk mengetahui pola radiasinya

dengan cara menge klik gambar kalkulator yanga ada di kanan atas.

Page | 31

Untuk Menyimpan

7. Setelah itu akan muncul kotak dialog seperti gambar dibawah ini, kemudian pilih far

field Pattern – generate

8. Untuk selanjutnya akan muncul kotak dialog yang menampilkan pola radiasi dari

antenna yang kita rancang.

Page | 32

Untuk mengeksekusi input

9. Untuk menampilkan pola radiasi dalam bentuk 3D, pilih dan klik 3D pada menu Main.

Kemudian pada kolom sebelah kanan pilih hide structure kemudian pilih multi color

untuk menampilkan pola radiasi dalam tiga dimensi.

10. Selanjutnya berikut gambar antena rhombic berdasarkan 2D dan 3D.

Page | 33

Page | 34