RANCANG BANGUN ANTENA PENERIMA HELIKS RAGAM SUMBU … · antena unidirectional helix yang mempunyai...

RANCANG BANGUN ANTENA PENERIMA HELIKS RAGAM SUMBU UNTUKWIRELESS FIXED PADA WILAYAH 2.4 - 2.48 GHZ

I Gede Made Wira Saputra¹, Soetamso², Teha Tearalangi³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom

AbstrakAntena memiliki banyak fungsi dan ragam yang bergantung pada jenis komunikasi yang dilayani.Antena secara umum berfungsi sebagai pengubah gelombang terbimbing yang dilewatkan padasaluran transmisi menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya. Antena sangat berperan dalamperkembangan telekomunikasi.Pada perkembangan teknologi komunikasi wireless yang semakin cepat dan beragammemunculkan berbagai standar teknologi yang baru. Antena dalam hal ini sebagai device yanglangsung berhubungan dengan media transmisi komunikasi sangatlah diperlukan akankegunaanya. Antena ini memiliki aplikasi seperti Hotspot dan W-LAN. Standar-standar teknologitersebut memiliki frekuensi pengoperasian yang kurang lebih sekitar 2.4 - 2.48 GHz. Untukpengguna yang ingin menjalankan teknologi di atas pada perangkat terminalnya, makadiperlukan suatu perangkat antena yang bisa beroperasi pada frekuensi tersebut.Pada proyek akhir ini dirancang suatu antena yang mempunyai bandwidth lebar yaitu antenaunidirectional helix yang mempunyai polarisasi sirkular dengan frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48GHz dan mempunyai fungsi sebagai aplikasi wi-fi (wireless fixed). Parameter yang dianalisismeliputi : SWR, Bandwidth, gain dan pola radiasi yang dilihat dari parameter –parameter maupundengan pengukuran langsung setelah prototipe dibuat.Semua analisis dan data pengukuran yang valid nantinya bisa menghasilkan suatu bentukkonfigurasi antena unidirectional helix yang mempunyai wilayah frekuensi wi-fi serta memilikipolarisasi sirkular yang dapat mendukung berbagai sistem teknologi komunikasi wireless.

Kata Kunci : -

AbstractAntenna has many functions and variances depend on its types of communication. Antenna ingenerally is used for converting the leading wave which is through by transmission channelbecome the space wave or contray. Antenna has a significant role in the telecommunicationdevelopment.The fast and the variability of the wireless communication technology development appears a lotof new standard technologies. In this case, antenna as a device which is directly connected withthe communication transmition channel is very needed. The application of the antenna such ashotspot and W-LAN. These standard technologies works approximately in range frequency 2,4 –2,48 GHz. For the user who want to applicate this technology in their terminal device needsantenna which is work in that range frequency.In this final project, writer design an antenna with wide bandwidth, that is an helicalunidirectional antenna with sircular polarization, range frequency approximately 2,4 – 2,48 GHz,and can applicate in WiFi (Wireless fidelity). Writer analyze some variables, such as Vswr,bandwidth, gain, an radiation pattern which is shown by its value or by the measurement afterwriter made the antenna prototype.Writer hope all of the analysis and the realible measurement data can appear a configuration ofhelical unidirectional antenna with range frequency WiFi and appear a configuration of helicalunidirectional antenna with range frequency WiFi and sircular polarization which is support inmany wireless communication technology systems.

Keywords : -

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2009

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang dan pengertian judul

Telekomunikasi adalah salah satu bidang yang memegang peranan penting di abad ini.

Dengan telekomunikasi orang bisa saling bertukar informasi satu dengan yang lain. Seiring

dengan perkembangan aktivitas manusia yang semakin mobile maka dituntut pula suatu pola

komunikasi yang mudah dilakukan dimana saja, sehingga muncullah konsep telekomunikasi

yang tidak lagi menggunakan media kabel yang disebut sistem telekomunikasi mobile

wireless, yang perlu menggunakan antena.

Antena memiliki banyak fungsi dan ragam yang bergantung kepada jenis komunikasi

yang dilayani. Antena secara umum berfungsi sebagai Transformator atau pengubah

gelombang terbimbing yang dilewatkan pada saluran transmisi menjadi gelombang ruang

bebas dan sebaliknya. Antena digunakan pada komunikasi radio sebagai pelepas energi

elektromagnetik ke ruang bebas dan sebagai penerima energi elektromagnetik dari ruang

bebas, yang merupakan sebuah divais metal (kawat) untuk meradiasikan atau menerima

gelombang radio.

Pada perkembangan teknologi komunikasi wireless yang semakin cepat dan beragam

memunculkan berbagai standar teknologi yang baru. Antena ini memiliki aplikasi seperti

Hotspot dan W-LAN. Standar teknologi tersebut memiliki frekuensi pengoperasian sekitar

2.4 - 2.48 GHz.

Untuk sebuah pengguna yang ingin menjalankan teknologi di atas pada perangkat

terminalnya, maka diperlukan suatu perangkat antena yang bisa beroperasi pada frekuensi

tersebut. Salah satunya adalah dengan antena yang mempunyai bandwidth yang lebar yaitu

antena unidirectional helix yang mempunyai polarisasi sirkular dengan frekuensi 2.4 - 2.48

GHz dan mempunyai fungsi sebagai aplikasi wi-fi (wireless fixed).

Berdasarkan hal di atas, maka perlu untuk diteliti, dkembangkan dan dirancang suatu

antena yang memenuhi spesifikasi tersebut. Oleh karena itu, dalam proyek akhir ini dibahas

tentang perancangan dan analisis antena unidirectional helix yang memenuhi kebutuhan

tersebut.

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 2

Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini adalah :

a. Mempelajari dan memahami karakteristik kerja antena unidirectional helix untuk

aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz.

b. Dapat memahami proses perancangan suatu prototipe antena unidirectional helix

untuk aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi 2.4 - 2.48 GHz.

c. Mampu merancang dan membuat antena unidirectional helix untuk aplikasi wireless

fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz dengan spesifikasi yang

telah ditentukan.

d. Mampu melakukan pengujian dan pengukuran parameter suatu antena.

e. Mampu menganalisis hasil pengukuran dan pengujian dari antena yang telah dibuat.

f. Sebagai syarat kelulusan program D3 jurusan Teknik Elektro IT Telkom Bandung

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka masalah yang diteliti dapat dirumuskan sebagai

berikut

a. Bagaimana merancang dan merealisasikan antena unidirectional helix untuk aplikasi

wireless fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz.

b. Bagaimanakah proses perancangan dan pembuatan antena unidirectional helix untuk

aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi 2.4 - 2.48 GHz.

c. Bagaimana cara mendapatkan antena unidirectional helix agar dapat bekerja pada

rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz

d. Bagaimana perancangan teknik penyepadan saluran.

e. Bagaimanakah mengukur parameter antena yang akan dibuat.

f. Apakah hasil pengukuran dan pengujian sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan.

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 3


1.4 Batasan Masalah

1. Antena helix ini memiliki spesifikasi teknis,sbb :

a. Frekuensi kerja : 2.4 – 2.48 GHz

b. Bandwidth : 80 MHz atau 3.33 %

c. VSWR : ≤ 1.5

d. Pola radiasi : unidireksional

e. Polarisasi : sirkular

f. Impedansi antena : 50 Ω (unbalance)

g. Gain : ≥ 10 dBi

Parameter yang akan diukur pada proyek akhir ini, adalah spesifikasi yang dirancang.

2. Tidak membahas wireless fixed, wireless fixed pada Proyek Akhir mempunyai arti

penggunaan frekuensi kerjanya saja.

1.5 Metodologi Penyelesaian Masalah

Pengerjaan proyek akhir ini menggunakan metodologi :

1. Studi Literatur

Studi Literatur bertujuan mempelajari dasar teori dan literatur-literatur mengenai

antena, system komunikasi yang menggunakan antena dan berbagai macam referensi

tentang antena.

2. Pengumpulan Data

Pengumpulan Data bertujuan untuk mengumpulkan informasi dan data yang

berhubungan dengan perancangan antena.

3. Studi Analisis dan Pengembangan.

Proses perencanaan yang meliputi desain lengkap, pemilihan perangkat, dan

konfigurasi akhir. Bertujuan menganalisis kebutuhan perangkat, melakukan

perancangan dan desain antena.

4. Perancangan dan uji coba

Perancangan dan uji coba bertujuan mengimplementasikan perancangan dan desain

yang telah dibuat, kemudian melakukan pengujian terhadap antena yang telah dibuat

dengan melakukan serangkaian pengukuran berdasarkan parameter yang dianalisis

untuk mendapatkan gambaran kuatitatif terhadap performansi antena.

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 4


5. Analisis Performansi

Analisis Performansi bertujuan melakukan uji performansi antena dan menganalisis

hasil uji coba yang telah dilakukan. Apakah telah sesuai dengan spesifikasi

perancangan yang elah ditentukan.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan proyek akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I : Pendahuluan

Dalam BAB I dibahas mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah,

pembatasan masalah, tujuan, metode penyelesaian masalah dan sistematika

penulisan laporan.

BAB II : Landasan Teori

Dalam BAB II Dibahas mengenai landasan teori yang berkaitan dengan

penyusunan proyek akhir.

BAB III : Perancangan dan realisasi antena

Dalam BAB III diuraikan tentang Proses perencanaan yang meliputi desain

lengkap, pemilihan perangkat, dan konfigurasi akhir. Perancangan dan

realisasi antena.

BAB IV : Pengukuran dan analisis

Dalam BAB IV dibahas tentang pengukuran terhadap antena yang telah dibuat

dengan melakukan serangkaian pengukuran berdasarkan parameter dan

dianalisis untuk mendapatkan gambaran kuatitatif terhadap performansi

antena.

BAB V : Penutup

Dalam BAB V berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran yang diajukan

untuk penelitian selanjutnya.

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 5


1.7 Diagram Alir Rancang Bangun prototipe[8]

Rancang bangun antena dalam penelitian ini menghasilkan suatu antena prototipe dengan

spesifikasi yang teruji.

Gambar 1.1 Diagram Alir Rancang Bangun Prototipe[8]

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 6


1.8 Diagram Alir Pengujian Antena Melalui Pemodelan[8]

Pengujian antena dalam penelitian ini mengacu pada diagram alir. Pengujian antena,

dimana antena diuji dengan persyaratan ruangan, instrumen dan spesifikasi yang baik agar

dapat menghasilkan pengukuran yang baik, dalam arti kesalahan pengukuran yang minimal

dan hasil yang maksimal.

Gambar 1.2 Diagram Alir Pengujian Prototipe

Dalam PA ini hanya sampai pada model prototipe, yang berguna untuk antena real

sesuai permintaan

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 7


1.8 Rencana Kerja, Pengujian dan Biaya Pengeluaran

Tabel 1-1 menunjukkan rencana alokasi waktu, dan kenyataannya rencana alokasi waktu

menyimpang dari rencana alokasi waktu tersebut, karena penulis kesulitan dalam mencari

bahan untuk proyek akhir ini.

Tabel 1-1 Alokasi Waktu Pengerjaan Proyek Akhir

Tabel 1-2 menunjukkan bahan dan biaya yang dibutuhkan untuk merealisasikan Antena

Penerima Heliks ragam sumbu yang sesuai dengan harga di pasar.

Tabel 1-2 Alokasi Biaya Pengerjaan Proyek Akhir

Nama Bahan Jumlah Harga

Konektor SMA Female

N-connector 1 Rp. 25.000

Plat Tembaga (PCB) 1 Rp. 4.000

Pipa Paralon diameter 4cm 0.5 meter Rp. 2.000

Kabel Tembaga 0.5 meter Rp. 8.000

Plat Alumunium 0.5 meter Rp. 4.000

Harga Total Rp. 53.000

No Kegiatan

BULAN

Januari Februari Maret April Mei Juni

2008 2008 2008 2008 2008 2008

1 Studi Literatur

2 Perancangan

dan

Pembuatan

Antena

3 Pengukuran

dan Analisa

Hasil

Pengukuran

Antena yang

telah jadi

4 Penulisan

Buku

Tugas Akhir - 2009


BAB I Pendahuluan 8


Dalam proses pengujian parameter antena yang direalisasikan dibutuhkan beberapa alat

ukur yang sesuai dengan spesifikasi teknis antena. Berikut ini adalah tabel perencanaan

pengujian dan alat yang digunakan saat proses pengujian :

Tabel 1-3 Rencana Pengujian Parameter Antena

NO Parameter Pengujian Alat Yang Diperlukan Lokasi

Peminjaman

1 Impendansi Network analyzer (300

kHz-3 GHz)

Lab. Microwave

2 VSWR Network analyzer (300

kHz-3 GHz)

Lab. Microwave

3 Gain (Penguatan) Sweep Oscilator Lab. Microwave

Spectrum Analyzer Lab. Microwave

Antena Referensi Lab. Microwave

4 Pola Radiasi dan

Polarisasi

Sweep Oscilator Lab. Microwave

Spectrum Analyzer Lab. Microwave

Holder (tiang

penyangga)

Lab. Microwave

Antena Referensi Lab. Microwave

5 Bandwidth (lebar pita) Network analyzer (300

kHz-3 GHz)

Lab. Microwave


Tugas Akhir - 2009


55

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan, realisasi, dan pengukuran Antena

Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2.4 GHz

– 2.48 GHz maka didapat kesimpulan sebagai berikut:

1. Bandwidth diperoleh sebesar 80 MHz pada VSWR ≤ 1.5 (memenuhi

spesifikasi)

2. Pola radiasi antena unidireksional (memenuhi spesifikasi)

3. Polarisasi antena mendekati sirkular (mendekati spesifikasi)

4. Gain yang diperoleh 10.009 dBi pada frekuensi 2408.25 MHz, 10.165 dBi

pada frekuensi 2435.25 MHz, dan 11.694 dBi pada frekuensi 2479.25

MHz (memenuhi spesifikasi gain ≥ 10 dBi)

5. Nilai impedansi terminal antena (51.78-j17.34)Ω atau (54.60 -18.51)Ω

(mendekati spesifikasi)

6. Jangkauan Antena heliks lebih jauh dibandingkan antena dipole sleve

karena antena heliks memiliki gain ≥ 10 dBi dari antena dipole sleve.

5.2 Saran

Dari hasil realisasi yang diperoleh pada Proyek Akhir ini, agar

nantinya performansi antena lebih baik, maka perlu diperhatikan beberapa

saran berikut ini:

1. Ketelitian dalam perancangan dan realisasi antena sangat dibutuhkan,

karena hal tersebut akan mempengaruhi performansi antena

2. Konstanta dielektrik, εr bahan yang digunakan sebagai penyepadanan

sebaiknya seakurat mungkin, sehingga tidak menyebabkan koefisien

pantul yang besar sehingga menghasilkan nilai Vswr mendekati

rancangan.

Tugas Akhir - 2009


BAB V Kesimpulan Dan Saran 56


3. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, pengukuran parameter antena sebaiknya

dilakukan di ruang tanpa gema (Anechoic Chamber).

4. Sebaiknya IT Telkom membuat ruang tanpa gema agar pengukuran antena

mendapatkan hasil yang lebih akurat.

5. Lilitan harus dibuat rapat dengan paralon agar hasil yang didapat sesuai dengan yang

diinginkan.


Tugas Akhir - 2009


57

DAFTAR PUSTAKA

[1] Adriansyah, Nachwan Mufti, ST. ” Slide Mata Kuliah Antena”. STT

Telkom, 2001

[2] Balannis,CA.,”Antenna Theory : Analisys and Desain”, John Wiley and

Sons., 1982

[3] Jasik, Henry. “Antenna Engineering Handbook”. Mc Graw Hill Book

Company 1stedition, 1961

[4] Krauss,J.D, Marhefka, Ronald J “Antennas for All Applications”. Mc-Graw

Hill International 3rd

edition, 2002

[5] Laboratorium Antena dan Microwave. “Short Course of Antennas Module:

Design & Realization”. STT Telkom, 2003

[6] Laboratorium Antena. “Design and Realization of Receiver Antenna for WI-

FI Application Module”. STT Telkom, 2007

[7] Pozar,David M.”Microwave Engineering”.John Wiley & Sons 3rd

edition,

2004.

[8] Soetamso, Drs.“Diktat Kuliah Sistem Antena”. STT Telkom, 2004


Tugas Akhir - 2009


RANCANG BANGUN ANTENA PENERIMA HELIKS RAGAM SUMBU … · antena unidirectional helix yang mempunyai...

Documents

Transcript of RANCANG BANGUN ANTENA PENERIMA HELIKS RAGAM SUMBU … · antena unidirectional helix yang mempunyai...