RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENAlib.ui.ac.id/file?file=digital/20307105-S42248-Renita...

UNIVERSITAS INDONESIA

RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENA

MONOPOLE 145.95 MHZ DAN 436.915 MHZ UNTUK APLIKASI

NANOSATELIT

SKRIPSI

RENITA DANARIANTI

0806331235

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

DEPOK

JUNI 2012

Rancang bangun..., Renita Danarianti, FT UI, 2012

HALAMAN JUDUL

UNIVERSITAS INDONESIA

RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENA

MONOPOLE 145.95 MHZ DAN 436.915 MHZ UNTUK APLIKASI

NANOSATELIT

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana

RENITA DANARIANTI

0806331235

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

DEPOK

JUNI 2012


ii


iii


iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

segala nikmat, rahmat, dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan

skripsi ini. Penulisan ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat

untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas

Teknik Universitas Indonesia. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan

bimbingan dari berbagai pihak penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini.

Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Eko Tjipto Rahardjo M.Sc., selaku dosen pembimbing yang

telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis

dalam penulisan skripsi ini;

2. Dr. Fitri Yuli Zulkifli S.T. M.Sc., Basari S.T. M. Eng, Ph.D., Dr. Ir.

Muhamad Asvial M.Eng., dan Catur Apriono S.T. M.T. atas segala

masukan dan bimbingan yang diberikan kepada penulis mengenai materi

pada skripsi ini;

3. Kedua orang tua serta keluarga penulis atas segala bentuk dukungan yang

diberikan selama proses penulisan skripsi ini;

4. Aditya Inzani, Ahmad Dahlan, Tb Tidra Imanu, Syifa Aulia, Galih

Dewandaru, Annisa Dinda, Puspita, Mega Oktafiani dan seluruh

mahasiswa DTE angkatan 2008 atas segala bantuannya; dan

5. Civitas academica yang turut membantu penulis dalam mengerjakan

penulisan skripsi ini.

Tanpa bantuan dari pihak-pihak yang tersebut maupun tidak di atas, tidaklah

mudah bagi penulis untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan lancar.

Semoga skripsi ini mampu membawa manfaat bagi pengembangan ilmu.

Depok, 14 Juni 2012

Penulis


v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS

AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :

Nama : Renita Danarianti

NPM : 0806331235

Program Studi : Teknik Elektro

Departemen : Teknik Elektro

Fakultas : Teknik

Jenis Karya : Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty

Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENA MONOPOLE 145.95

MHZ DAN 436.915 MHZ UNTUK APLIKASI NANOSATELIT

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,

mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),

merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok

Pada tanggal :

Yang menyatakan

(Renita Danarianti)


vi

vi Universitas Indonesia

ABSTRAK

Nama : Renita Danarianti

Program Studi : Teknik Elektro

Judul : Rancang Bangun Dan Pengukuran Antena Monopole 145.95

Mhz Dan 436.915 Mhz Untuk Aplikasi Nanosatelit

Nanosatelit merupakan jenis satelit yang salah satu aplikasinya digunakan sebagai

broadcasting informasi bencana alam. Skripsi ini membahas perancangan,

fabrikasi dan pengukuran dari dua antena Monopole yang berfungsi sebagai uplink

dan downlink, masing - masing bekerja pada frekuensi 145.95 MHz dan 436.915

MHz untuk aplikasi nanosatelit. Perancangan antena dilakukan dengan

menggunakan software Computer Simulation Technology (CST) 2011. Adanya

keterbatasan dalam dimensi nanosatelit, modifikasi pada antena uplink dilakukan

dengan cara menambahkan loading coil. Hasil fabrikasi dari antena diperoleh dua

antena downlink dan uplink, masing – masing memiliki dimensi 15.3 cm dan 32

cm. Berdasarkan hasil pengukuran, untuk antena uplink 145.95 diperoleh nilai

return loss -10.392 dB dan untuk antena downlink 436.915 diperoleh nilai return

loss -10.371 dB.

Kata kunci:

Antena Monopole, CST, nanosatelit, loading coil.


vii

vii Universitas Indonesia

ABSTRACT

Name : Renita Danarianti

Study Program : Electrical Engineering

Title : Design And Measurement of Monopole Antennas 145.95 MHz

and 436.915 MHz for Nanosatellite Application

Nanosatellites are a kind of satellites which are mainly used as a natural disaster

broadcaster. This thesis discusses the design, fabrication and measurement of two

Monopole antennas which functions as uplink and downlink, each of them

working in the frequency range of 145.95 MHz to 436.915 MHz for nanosatellite

applications. The antenna is designed using the Computer Simulation Technology

(CST) 2011 software. Due to the limitations in nanosatellite dimensions, the

uplink antenna is modified by adding a loading coil. The fabrication resulted in 2

different kinds of antenna, downlink and uplink, with each having dimensions of

15.3 cm and 32 cm. The measurement resulted in the 145.95 uplink antenna

having a return loss of -10.392 dB and the 436.915 downlink antenna having a

return loss of -10.371 dB.

Key words:

Monopole Antennas, CST, nanosatellite, loading coil


viii

viii Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................. Error! Bookmark not defined.

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................. v

ABSTRAK ......................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii

BAB 1 ................................................................................................................. 1

PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

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

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penulisan ................................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3

BAB 2 ................................................................................................................. 5

NANOSATELIT DAN ANTENA MONOPOLE DENGAN LOADING COIL.... 5

2.1 Nanosatelit ............................................................................................. 5

2.2 Pengertian dan Parameter – Parameter Antena ....................................... 6

2.3 Antena Monopole .................................................................................. 9

2.4 Antena Monopole dengan Loading coil ................................................ 10

2.5 Space Diversity Antena ........................................................................ 10

BAB 3 ............................................................................................................... 12

METODOLOGI PERANCANGAN ANTENA .................................................. 12

3.1 Spesifikasi Antena ............................................................................... 12

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan .......................................................... 14

3.3 Diagram Alir Perancangan Antena ....................................................... 15

3.4 Perhitungan Dimensi Antena................................................................ 15


ix

ix Universitas Indonesia

3.4.1 Perhitungan Dimensi Antena Monopole untuk Downlink pada Aplikasi

Nanosatelit .................................................................................................. 17

3.4.2 Perhitungan Dimensi Antena Monopole untuk Uplink pada Aplikasi

Nanosatelit .................................................................................................. 17

BAB 4 ............................................................................................................... 19

SIMULASI DAN KARAKTERISASI ANTENA .............................................. 19

4.1 Kondisi Simulasi Antena ..................................................................... 19

4.2 Simulasi Rancang Bangun Awal .......................................................... 21

4.2.1 Hasil Simulasi Rancang Bangun Awal Antena Uplink ........................ 22

4.2.2 Hasil Simulasi Rancang Bangun Awal Antena Downlink ................... 22

4.3 Karakterisasi Rancang Bangun Antena ................................................ 24

4.3.1 Karakterisasi Antena Uplink ............................................................... 25

4.3.2 Karakterisasi Antena Downlink .......................................................... 26

4.4 Simulasi Rancang Bangun Akhir ......................................................... 27

4.5 Simulasi Rancang Bangun Akhir Antena dengan Model Satelit ........... 29

BAB 5 ............................................................................................................... 33

HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS ........................................................ 33

5.1 Kondisi Pengukuran Antena ................................................................. 33

5.1.2 Perhitungan Ketinggian Antena .......................................................... 34

5.2 Peralatan yang Digunakan.................................................................... 35

5.2.1 Perangkat Keras (Hardware) .............................................................. 35

5.2.2 Perangkat Lunak (Software) ............................................................... 35

5.3 Pengukuran Port Tunggal ..................................................................... 36

5.3.1 Pengukuran Antena Uplink ................................................................. 36

5.3.2 Pengukuran Antena Downlink ............................................................ 37

5.4 Pengukuran Port Ganda ....................................................................... 39

5.4.1 Pengukuran Pola Radiasi Antena ........................................................ 39

5.4.1.1 Antena Uplink ........................................................................... 40

5.4.1.2 Antena Downlink ...................................................................... 40

5.4.1.3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena ...................................... 41

5.4.2 Pengukuran Pola Radiasi Antena dengan Model Nanosatelit .............. 42

5.4.2.1 Antena Uplink ........................................................................... 42

5.4.2.2 Antena Downlink....................................................................... 43

5.4.2.3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena dengan Model Nanosatelit

44

5.4.3 Pengukuran Diversity Gain Antena .................................................... 45


x

x Universitas Indonesia

5.4.3.1Pengukuran Diversity Gain Antena Uplink ................................... 45

5.4.3.2Hasil Pengukuran Diversity Gain Antena ...................................... 46

5.4.4 Pengukuran Gain Antena ................................................................... 47

5.5 Analisis Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Pengukuran ......... 48

5.5.1 Return Loss Antena Uplink dan Downlink .......................................... 48

5.5.2 Diversity Gain Antena Uplink dan Downlink ...................................... 50

5.5.3 Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink ......................................... 50

5.5.3.1 Perbandingan Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink Pada

Isolated Antenna ..................................................................................... 51

5.5.3.2 Perbandingan Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink Dengan

Keadaan On Body Satellite ...................................................................... 53

5.6 Spesifikasi dan Hasil Simulasi dan Pengukuran ................................... 56

5.7 Analisis Kesalahan Umum ................................................................... 57

BAB 6 ............................................................................................................... 58

KESIMPULAN ................................................................................................. 58

DAFTAR REFERENSI ..................................................................................... 59

LAMPIRAN A : Data Hasil Pengukuran Parameter Return Loss........................ 60

LAMPIRAN B : Data Hasil Pengukuran Pola Radiasi ........................................ 64

LAMPIRAN C. Data Hasil Pengukuran Gain ..................................................... 68


xi

xi Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Desain Nano Satelit IiNUSAT-01[5] ................................................ 5

Gambar 3. 1 Rancang Bangun Antena untuk Aplikasi Nanosatelit, (a) Antena

Uplink, (b) Antena Downlink. ............................................................................ 14

Gambar 3. 2 Desain Konektor N- Female Pada Software CST 2011. .................. 15

Gambar 3. 3 Diagram Alir Perancangan Antena untuk Aplikasi Nanosatelit

dengan Frekuensi Kerja 145.95 Mhz dan 436.915 MHz. .................................... 16

Gambar 4. 1 Kondisi Simulasi dan Pengukuran Antena (a) Antena Uplink, (b)

Antena Downlink, (c) Antena Uplink pada Nanosatelit, (d) Antena Downlink pada

Nanosatelit, (e) Antena Downlink dan Antena Uplink pada Nanosatelit. ............. 20

Gambar 4. 2 Grafik Return Loss Terhadap Frekuensi Hasil Simulasi Rancang

Bangun Awal Antena Uplink.............................................................................. 22


Bangun Awal Antena Downlink. ........................................................................ 23

Gambar 4. 4 Antena Uplink dengan Penambahan Loading coil, (a) Elemen

Vertikal Antena, (b) Loading coil. ...................................................................... 25

Gambar 4. 5 Grafik Frekuensi Terhadap Return Loss Hasil Simulasi Rancang

Bangun Akhir Antena Uplink. ............................................................................ 28


Bangun Akhir Antena Downlink. ....................................................................... 29

Gambar 4. 7 Rancang Bangun Antena pada Model Nanosatelit, (a) Antena Uplink,

(b) Antena Downlink. ......................................................................................... 30

Gambar 4. 8 Pola Radiasi Hasil Simulasi, (a) Antena Uplink, (b) Antena

Downlink, (c) Antena Uplink pada Nanosatelit, (d) Antena Downlink pada

Nanosatelit. ........................................................................................................ 31

Gambar 5. 1 Hasil Pengukuran Port Tunggal Antena Uplink, (a) Grafik Return

Loss terhadap Frekuensi, (b)Grafik VSWR dari Network Analyzer. ................... 37

Gambar 5. 2 Hasil Pengukuran Port Tunggal Antena Downlink, (a) Grafik Return

Loss terhadap Frekuensi, (b)Grafik VSWR dari Network Analyzer. ................... 38

Gambar 5. 3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Uplink dengan

Frekuensi Resonan 145.95 MHz. ....................................................................... 40

Gambar 5. 4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Downlink

dengan Frekuensi Resonan 436.915 MHz........................................................... 41

Gambar 5. 5 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Uplink pada

Model Nanosatelit dengan Frekuensi Resonan 145.95 MHz. .............................. 43

Gambar 5. 6 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Downlink pada

Model Nanosatelit dengan Frekuensi Resonan 436.915 MHz. ............................ 44

Gambar 5. 7 Metode Pengukuran Gain dengan 3 Antena Referensi. [10]............ 47

Gambar 5. 8 Grafik S11 Hasil Simulasi dan Pengukuran Antena Uplink. ........... 49


xii

xii Universitas Indonesia

Gambar 5. 9 Grafik S11 Hasil Simulasi dan Pengukuran Antena Downlink. ...... 49

Gambar 5. 10 Pola Medan E Antena Uplink Hasil Simulasi dengan Hasil

Pengukuran tanpa Model Satelit ......................................................................... 51

Gambar 5. 11 Pola Medan H Antena Uplink Hasil Simulasi dengan Hasil


Gambar 5. 12 Pola Medan E Antena Downlink Hasil Simulasi dengan Hasil


Gambar 5. 13 Pola Medan H Antena Downlink Hasil Simulasi dengan Hasil



Pengukuran dengan Model Satelit ...................................................................... 54








xiii

xiii Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Spesifikasi Parameter Kerja Rancang Bangun Antena Untuk Aplikasi

Nanosatelit. ........................................................................................................ 12

Tabel 4. 1 Parameter Awal Rancang Bangun Antena Uplink dan Downlink untuk

Aplikasi Nanosatelit. .......................................................................................... 21

Tabel 4. 2 Parameter Akhir Rancang Bangun Antena Uplink dan Downlink untuk

Aplikasi Nanosatelit. .......................................................................................... 27

Tabel 5. 1 Hasil Pengukuran Port Tunggal ......................................................... 39

Tabel 5. 2 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena Tanpa Model Satelit. ............. 41

Tabel 5. 3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi.Antena dengan Model Nanosatelit. ... 44

Tabel 5. 4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi.Antena dengan Model Nanosatelit. ... 46

Tabel 5. 5 Hasil Simulasi dan Hasil Pengukuran Return Loss (S11) ................... 50

Tabel 5. 6 Perbandingan Spesifikasi Awal Antena dengan Hasil Simulasi dan

Pengukuran ........................................................................................................ 56


1 Universitas Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem komunikasi secara umum terbagi menjadi dua yaitu sistem

komunikasi terestrial dan sistem komunikasi satelit. Kedua sistem komunikasi ini

sama - sama memiliki dasar transmisi nirkabel yang artinya sistem komunikasi

terjadi tanpa menggunakan kabel . Sistem komunikasi terestrial saat ini

berkembang dengan pesat, akan tetapi sistem komunikasi terestrial memiliki

keterbatasan yang dapat dipenuhi oleh sistem komunikasi satelit. Oleh karena itu

sistem komunikasi satelit juga terus dikembangkan. Sistem transmisi nirkabel

tidak akan lepas dari antena sebagai media penghubung antar sistem tersebut.

Berkembangnya sistem komunikasi satelit terutama pada space segment terjadi

dalam bentuk minimalisasi dimensi fisik satelit secara umum. Secara tidak

langsung dibutuhkan pula antena yang dimensi dan karakteristiknya sesuai dengan

dimensi dan karakteristik satelit tersebut.

Perkembangan sistem komunikasi satelit secara spesifik dapat dilihat dari

ukuran fisik satelit. Dimana terdapat satelit kecil yang terbagi menjadi minisatelit

dengan massa 100 – 1000 kg, kemudian mikrosatelit yang memiliki massa 10 –

100 kg dan nanosatelit dengan massa kurang dari 10 kg. Disamping itu, terdapat

berbagai jenis orbit satelit, diantaranya adalah LEO (Low Earth Orbits) yang

memiliki jarak orbit sekitar 160 km diatas bumi, MEO (Medium Earth Orbits)

yang berjarak dari bumi lebih besar dari jarak LEO tetapi kurang dari GEO, GEO

(Geosynchronous Orbits) dimana pergerakan satelit mengikuti rotasi bumi dengan

jarak sekitar 35.786 km dari bumi, dan Sun-Synchronous Orbits dimana satelit

melewati satu bagian permukaan bumi yang sama setiap harinya.[1]

Berbagai jenis antena telah diaplikasikan pada satelit, diantaranya adalah

antena dipole pada SATCOM, antena loop pada ION-F [2], dan penelitian

mengenai antena Quadrifilar Helical yang dapat dijadikan antena dalam sistem

komunikasi satelit [3]. Dan pada penelitian ini, dipilih antena kawat monopole


2

Universitas Indonesia

seperti pada satelit KUBESat dan KUTESat yang merupakan jenis pikosatelit [4].

Antena monopole lebih dipilih dibandingkan dengan jenis antena lainnya seperti

antena mikrostrip yang memiliki pola radiasi directional dan antena loop yang

sulit untuk impedance matching sehingga lebih cocok untuk dijadikan antena

penerima saja, karena karakteristiknya yang omnidirectional sesuai dengan orbit

dari nanosatelit ini yaitu Sun-Synchronous Orbit.

Antena kawat monopole merupakan salah satu jenis antena yang dapat

diaplikasikan dalam sistem komunikasi satelit karena bentuknya yang sederhana

sehingga hemat ruang dan karakteristik pola radiasinya yang omnidirectional.

Antena jenis ini relatif mudah dalam pembuatan serta banyak teknik modifikasi

yang dapat dilakukan untuk mendapatkan karakteristik antena yang diinginkan.

Satelit dimana antena akan dipasang merupakan jenis nanosatelit yang

memiliki ukuran sekitar 32x34 cm untuk setiap sisi dengan bentuk segi enam.

Saat akan diluncurkan satelit ditempatkan dalam sebuah kotak peluncuran yang

memiliki ukuran sekitar 80x80 cm untuk setiap sisi, oleh karena itu dilakukan

pengurangan dimensi dari antena agar satelit dan antena bisa diluncurkan ke ruang

angkasa. Pada penelitian ini dipilih metode pembebanan coil yaitu membuat

sebagian dari badan antena menjadi bentuk coil sehingga dimensi antena menjadi

lebih kecil. Metode ini dipilih karena penerapannya mudah dan sederhana.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan, yaitu :

1. Bagaimana merancang antena Monopole dengan proses minimalisasi

dimensi pada frekuensi VHF 145.95 MHz dan tanpa minimalisasi pada

frekuensi UHF 436.915 MHz?

2. Bagaimana pengaruh coil loaded pada frekuensi antena uplink?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian adalah rancang bangun dua buah antena kawat

Monopole yang masing – masing berfungsi sebagai antena uplink dengan

frekuensi kerja 145.95 MHz dan antena downlink dengan frekuensi kerja 436.915


3


MHz. dimana pada frekuensi UHF dilakukan minimalisasi dimensi antena

menggunakan metode coil loaded pada sebagian dari badan antena sehingga

dimensi panjangnya kurang dari 40 cm. Hal ini dikarenakan terbatasnya dimensi

dari kotak peluncur dari nanosatelit.

1.4 Manfaat Penulisan

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Mengetahui cara mendesain antena dengan teknik coil untuk pengurangan

dimensi antena.

2. Mengetahui hubungan coil pada antena terhadap parameter S11.

1.5 Batasan Masalah

Agar pembahasan menjadi lebih terarah maka pembahasan akan dibatasi

sebagai berikut :

1. Parameter antena yang menjadi perhatian utama adalah dimensi antena.

2. Karakteristik antena seperti pola radiasi juga diperhitungkan.

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan penelitian ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut

:

Bab 1 Pendahuluan

Bagian ini terdiri dari latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan

penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah serta sistematika penulisan.

Bab 2 Landasan Teori

Bagian ini berisi tentang teori – teori dasar yang digunakan pada

perancangan antena yaitu mengenai antena Monopole, parameter umum antena,

teknik coil pada antena Monopole, serta mengenai nano satelit dan spesifikasinya.

Bab 3 Metodologi Perancangan Antena

Bagian ini berisi mengenai penjelasan perancangan dari kedua antena,

bahan dan perlengkapan yang digunakan serta dimensi dari antena tersebut.

Prosedur perancangan antena juga akan dijelaskan pada subbab ini.


4


Bab 4 Simulasi Dan Karakterisasi Antena

Bagian ini berisi pengaplikasian dari desain yang telah dirancang ke dalam

simulator antena yaitu CST 2011 dan proses karakterisasi yang dilakukan

sehingga diperoleh desain antena yang paling optimal.

Bab 5 Hasil Pengukuran Dan Analisis

Bagian ini berisi hasil dari pengukuran antena yang telah difabrikasi serta

analisis perbandingannya dengan hasil simulasi.

Bab 6 Kesimpulan

Bagian ini membahas mengenai kesimpulan.



BAB 2

NANOSATELIT DAN ANTENA MONOPOLE DENGAN LOADING COIL

2.1 Nanosatelit

Merupakan salah satu jenis satelit kecil yang memiliki berat kurang dari

10 kg. Memiliki fungsionalitas yang sama seperti satelit – satelit besar pada

umunya, yang menjadi perbedaan terletak pada masa hidup satelit. Nano satelit

yang bernama IiNUSAT-01 merupakan nanosatelit buatan mahasiswa –

mahasiswa Indonesia dari berbagai perguruan tinggi negeri. Satelit ini dibuat

dengan tujuan sebagai media pembelajaran bagi mahasiswa dalam bidang

teknologi satelit, disamping itu satelit ini diharapkan dapat menjadi alat bantu

komunikasi darurat saat terjadi bencana. Berikut merupakan desain dari nano

satelit yang berbentuk heksagonal :

Gambar 2. 1 Desain Nano Satelit IiNUSAT-01[5]

Jenis orbit dari Nano Satelit IiNUSAT-01 adalah Sun- Synchronous Orbit.

Orbit ini memungkinkan satelit untuk melewati satu bagian permukaan bumi di

waktu yang sama setiap harinya. Dikarenakan terdapat 365 hari dalam setahun

dan 360 derajat dalam sebuah lingkaran, satelit tersebut harus menggeser orbitnya

sebanyak kurang lebih 1 derajat per hari. Satelit-satelit tersebut mengorbit pada

ketinggian 700 sampai 800 km. Satelit-satelit tersebut memanfaatkan bentuk

Bumi yang tidak sepenuhnya bulat (Bumi agak menonjol di bagian tengah,


6


tonjolan di sekitar khatulistiwa ini menimbulkan adanya tambahan gravitasi yang

bekerja pada satelit. Hal ini menyebabkan timbulnya perubahan pada lintasan

orbit satelit tersebut. Lintasan orbit ini digunakan oleh satelit yang memerlukan

paparan cahaya matahari yang konstan. Jenis satelit yang mengambil gambar

Bumi bekerja paling baik ketika dipaparkan dengan cahaya matahari yang terang,

sedangkan jenis satelit yang mengukur radiasi gelombang panjang bekerja paling

baik di dalam kegelapan total.[1]

2.2 Pengertian dan Parameter – Parameter Antena

Berdasarkan Antenna Research from Miller & Beasley, 2002, antena

merupakan elemen rangkaian yang merubah bentuk gelombang terbimbing pada

saluran kabel (Tx) ke dalam gelombang ruang bebas dan menangkap semua

gelombang elektromagnetik, dan sebaliknya-Rx. Sedangkan pengertian antena

berdasarkan IEEE oleh Stutzman & Thiele, antena merupakan bagian dari sistem

pengiriman maupun penerimaan yang dirancang untuk meradiasi atau menangkap

gelombang elektromagnetik. Berikut merupakan beberapa parameter antena yang

dapat menunjukkan performa kerja dari antena tersebut.

a. Frekuensi Kerja

Merupakan suatu ukuran mengenai seberapa cepat suatu gelombang

berosilasi. Pada antena, parameter frekuensi menunjukkan kemampuan

kerja dari antena. Frekuensi kerja (f) antena berkaitan dengan panjang

gelombang antena tersebut (λ) dan juga kecepatan cahaya di udara (c)

yang dapat dilihat pada persamaan (2.1).

C = f*λ [6](2.1)

b. Bandwidth

Merupakan lebar frekuensi yang merupakan performa kerja antena yang

bergantung pada suatu karakteristik yang ditentukan oleh standar tertentu.

Hal ini menghasilkan berbagai cara untuk mengetahui bandwidth dari

suatu antena. Diantaranya adalah pattern bandwidth dan impedance

bandwidth, pattern bandwith terkait dengan gain, side lobe level,

beamwidth, polarisasi dan arah beam sedangkan impedance bandwidth

terkait dengan input impedance dan efisiensi radiasi[6].


7


c. Pola Radiasi

Merupakan fungsi matematis atau representasi grafik dari sifat radasi

antena sebagai fungsi koordinat ruang. Jenis – jenis pola radiasi antara lain

adalah isotropis, directional, dan omnidirectional. Pola radiasi isotropis

merupakan pola radiasi ideal saat antena secara hipotesa memiliki radiasi

yang besarnya sama pada semua arah. Pola radiasi directional memiliki

sifat meradiasi atau menerima gelombang elektromagnetik lebih efektif

pada suatu arah dibandingkan arah yang lain. Dan pola radiasi

omnidirctional merupakan jenis pola radiasi yang memiliki pola

nondirectional pada bidang azimuth dan pola directional pada bidang

tegak lurusnya (elevation)[6].

d. Directivity

Merupakan rasio antara intensitas radiasi pada suatu arah terhadap

intensitas radiasi rata – rata pada semua arah. Intensitas radiasi rata – rata

sama dengan total daya radiasi antena dibagi dengan 4π.

ad

U

U

UD

r0 P

4 [6](2.2)

e. Gain

Gain dari suatu antena berkaitan dengan directivity dari antena tersebut.

Absolute gain adalah rasio dari intensitas pada arah tertentu

terhadapintensitas radiasi yang dihasilkan jika daya yang diterima oleh

antena yang beradiasi secara isotropis. Dan relative gain adalah rasio dari

daya gain pada arah tertentu terhadap daya gain pada antena referensi pada

arah referensi. [6]

f. Polarisasi

Merupakan polarisasi dari gelombang yang ditransmisikan oleh antena

pada arah tertentu. Jika arah tidak terdefinisi, polarisasi dilihat pada arah

maksimum gain. Terdapat tiga jenis polarisasi yaitu linear, circular dan

eliptical. Pada polarisasi linear, gelombang terpolarisasi secara linear pada

titik tertentu di udara jika vektor medan elektrik pada titik tersebut selalu

berorientasi disepanjang garis lurus yang sama pada setiap waktu. Pada

polarisasi sirkular, pada titik teretentu di udara jika vektor medan elektrik


8


pada titik tersebut membentuk lingkaran berdasarkan fungsi waktu. Dan

pada polarisasi elips, jika ujung dari vektor medan elektrik ataupun

magnetik membentuk lokus elips di udara. [6]

g. Radial atau Kaki Antena

Untuk jenis antena vertikal yang tertanam pada bidang pentanahan dimana

pencatuan dilakukan secara langsung pada dasar antena, agar memperoleh

pentanahan yang sempurna, tegangan (potensial) terhadap pentanahan

harus bernilai nol pada sisi dari titik pencatuan yang terhubung langsung

dengan bidang pentanahannya yang berarti bahwa keseluruhan tegangan

dari sumber dikirimkan semuanya ke antena. Pada kondisi yang sempurna,

bidang pentanahan memiliki nilai resistansi dan reaktansi nol, tidak ada

perbedaan tegangan seberapa besarpun arus yang mengalir dan juga tidak

ada rugi - rugi.Akan tetapi pada kenyataannya tidak adak bidang

pentanahan yang sempurna, terdapat rugi - rugi dan perbedaan tegangan

yang disebabkan arus pada bidang pentanahan disekitar antena. Langkah

pendekatan yang dapat dilakukan diantaranya adalah menambahkan plat

logam atau sejumlah radial pada permukaan bidang pentanahan untuk

mengurangi resitansi dan impedansi pentanahan. Lebih banyak metal yang

ditambahkan, makin baik pula bidang pentanahan yang dihasilkan dan

semakin efisien performa kerja antena.

Pada antena vertikal yang tertanam diatas bidang pentanahan,

antena dicatu pada dasar elemen vertikal, radial tidak terhubung secara

langsung dengan bidang pentanahan. Pada keadaan ini, akan terdapat arus

yang mengalir pada radial dan pada titik pencatu, arus pada elemen

vertikal akan diseimbangkan oleh arus yang mengalir pada seluruh radial.

Ini tetap tidak menghasilkan antena yang seimbang karena arusnya tidak

simetris disekitar titik pencatuan. Pada kenyataannya arus mengalir secara

vertikal pada elemen vertikal dan secara horizontal pada radial.

Dikarenakan adanya arus yang mengalir pada radial, radial akan meradiasi,

akan tetapi radiasi ini akan diminimalisasi untuk menjaga karakteristik

yang diinginkan dari antena vertikal. Cara yang dapat dilakukan untuk

mengurangi radiasi adalah dengan menyusun radial secara simetris


9


terhadap dasar vertikal. Untuk radial yang simetris, arus yang mengalir

pada setiap radial memiliki arah yang berlawanan dengan arus pada radial

yang berlawanan dengannya dan radiasi total pada bidang horizontal akan

lenyap sehingga radial akan memiliki efek yang sedikit terhadap radiasi

sudut rendah (low angle radiation).[7]

2.3 Antena Monopole

Antena monopole merupakan salah satu jenis antena kawat yang terbentuk

dengan cara mengganti atau menghilangkan setengah dari antena dipole dengan

bidang pentanahan (ground plane) pada penempatan yang tepat sesuai dengan

setengan sisa antenanya. Jika bidang pentanahannya cukup besar, antena

monopole akan bekerja seperti antena dipole yang mana pantulan pada bidang

pentanahan akan menggantikan fungsi dari setengah antena dipole yang

dihilangkan tersebut. Oleh karena hal ini, antena monopole dikenal juga sebagai

antena dipole dengan seperempat panjang gelombang (1/4 λ).

Antena monopole biasanya memiliki bentuk geometri yang terdiri dari

elemen vertikal berbentuk silinder yang berada pada bagian tengah dari bidang

pentanahan yang menjadi penghantar (konduktor) sempurna di dalam ruang bebas

(free space). Bentuk antena seperti ini memiliki karakteristik pola radiasi yang

seragam pada arah azimuth yang biasa dikenal dengan jenis pola radiasi

omnidirectional.

Antena monopole merupakan antena yang paling banyak digunakan untuk

sistem komunikasi wireless mobile dengan karakteristik broadband dan konstruksi

yang sederhana yang biasa digunakan pada antena untuk peralatan portable.

Panjang elektrik dari antena behubungan langsung dengan frekuensi resonannya

dan berpengaruh terhadap efisiensi radiasi dan karakteristik gain.

Dimensi dari antena monopole merupakan ¼ dari panjang gelombangnya,

dimana rumus mencari panjang gelombang adalah :

λ = C / f (2.3)


10


maka untuk menghitung panjang (l) dari antena monopole dapat digunakan

persamaan berikut :

l = 4 C / f (2.4)

2.4 Antena Monopole dengan Loading coil

Antena monopole dengan modifikasi loading coil berpengaruh terhadap

perubahan frekuensi resonan frekuensi tersebut. Hubungan antara loading coil

dengan frekuensi resonan dari antena monopole dapat dilihat dari persamaan (2.5)

dan (2.6) berikut.

LCf

LCf

LC

2

1

12

1

[9](2.5)

Zd

NdL

4018

22

[9](2.6)

2.5 Space Diversity Antena

Space diversity merupakan metode yang digunakan dengan memanfaatkan

lebih dari satu antena dalam suatu sistem transmisi. Pada space diversity, terdapat

koefisien yang berpengaruh terhadap kualitas dari sistem transmisi tersebut, yaitu

diversity gain yang nilainya dipengaruhi oleh nilai correlation. Diversity gain

merupakan konsep yang didefinisikan oleh Hodge [1978] untuk sistem

komunikasi bumi dan satelit yang melibatkan dua antena pada jarak tertentu yang

beroperasi pada mode diversity [9]. Correlation yang paling baik bernilai 0 dan

diversity gain yang paling baik bernilai 10. Berikut persamaan untuk menghitung

nilai correlation dan diversity gain.

2

12

2

22

2

21

2

11

2

22211211

11 SSSS

SSSS

env

[10](2.7)


11


envDG 110 [10](2.8)



BAB 3

METODOLOGI PERANCANGAN ANTENA

3.1 Spesifikasi Antena

Pada skrispsi ini dibuat rancang bangun dari dua antena yang akan

digunakan pada aplikasi nanosatelit dengan frekuensi kerja termasuk kedalam

Ultra High Frequency (UHF) dan Very High Frequency (VHF). Masing – masing

antena bekerja pada frekuensi berbeda dan fungsi yang berbeda pula. Antena

pertama berfungsi sebagai antena downlink yang fungsinya mengirimkan sinyal

dari satelit ke bumi (ground station), memiliki frekuensi kerja 436.915 MHz

sedangkan antena kedua berfungsi sebagai antena uplink yang bertugas menerima

sinyal yang dikirimkan dari ground station, memiliki frekuensi kerja 145.95 MHz.

Spesifikasi rancang bangun antena monopole dapat dilihat pada tabel 3.1.

Pemilihan frekuensi UHF dan VHF sebagai frekuensi kerja dari

nanosatelit antara lain adalah desain antena yang dihasilkan berupa

omnidirectional, tingkat penyerapan udara terhadap gelombang UHF dan VHF

rendah, gelombang ini mampu mengirimkan data sebesar 1.2 kBps, dan juga pita

gelombang ini telah banyak diaplikasikan dalam sistem komunikasi satelit.

Antena yang akan digunakan pada aplikasi nanosatelit ini berupa antena monopole

yang memiliki karakteristik omnidirectional, low-profile, polarisasi linear serta

kemudahan tuning setelah proses fabrikasi.

Tabel 3. 1 Spesifikasi Parameter Kerja Rancang Bangun Antena Untuk Aplikasi

Nanosatelit.

Antena Parameter Antena Nilai

Antena Uplink Frekuensi Bawah 145.945 MHz

Frekuensi Atas 145.955 MHz

Frekuensi Tengah 145.950 MHz

Bandwidth 10 kHz

Polarisasi Linear

Gain 0 dB


13


Antena Downlink Frekuensi Bawah 436.900 MHz

Frekuensi Atas 436.930 MHz

Frekuensi Tengah 436.915 MHz

Bandwidth 30 kHz

Polarisasi Linear

Gain 0 dB

Terdapat perbedaan rancang bangun antara antena uplink dengan antena

downlink untuk aplikasi nanosatelit ini. Dimensi fisik dari antena monopole yang

memiliki karakteristik panjang elemen vertikal adalah sebesar seperempat lambda,

diperoleh dari persamaan (2.4). Adanya keterbatasan pada ukuran dari nanosatelit

menyebabkan dimensi fisik dari antena harus menyesuaikan dengan spesifikasi

dari ukuran nanosatelit, oleh karena itu pada skripsi ini antena uplink yang

memiliki frekuensi lebih rendah sehingga memiliki dimensi fisik yang lebih besar

dibandingkan antena downlink perlu dimodifikasi dengan tujuan minimalisasi dari

dimensi fisik antena tersebut. Bentuk modifikasi yang dilakukan pada rancang

bangun antena uplink untuk aplikasi nanosatelit adalah dengan penambahan

loading coil sehingga dimensi fisik dari antena dapat dikurangi. Dipilih metode

loading coil untuk minimalisasi dimensi dari antena monopole karena

keunggulannya dalam kesederhanaan proses fabrikasi dan tetap dapat

dipertahankan karakteristik dasar dari antena monopole seperti omnidirectional

dan polarisasi linear. Rancang bangun dari antena downlik dan antena uplink

dapat dilihat pada Gambar 3.1.


14


(a) (b)

Gambar 3. 1 Rancang Bangun Antena untuk Aplikasi Nanosatelit, (a) Antena

Uplink, (b) Antena Downlink.

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat dan bahan yang digunakan pada saat merancang dan menyimulasikan

antena monopole ini meliputi perangkat lunak simulator, bahan kawat antena,

model dari satelit, serta konektor dari antena.

a. Simulator Antena

Simulator antena termasuk dalam perangkat lunak yang digunakan dalam

mendesain dan menyimulasikan antena. Dilakukan tahapan simulasi agar

diperoleh gambaran dari performa kerja antena yang dirancang sehingga

kemudian antena tersebut dapat difabrikasi. Simulator yang digunakan

adalah Computer Simulation Technology (CST) 2011.

b. Bahan Kawat Antena

Antena monopole ini didesain menggunakan material PEC (Perfect

Electric Conductor) dengan diameter 2mm.


15


Pada simulator dirancang pula permodelan dari nanosatelit sehingga dapat

dilihat performa antena setelah diletakkan pada model nanosatelit tersebut.

Model satelit terbuat dari alumunium yang memiliki ketebalan 0.5mm dan

ukuran fisik yaitu tinggi 34cm dan lebar 17cm.

c. Konektor Antena

Dirancang pula konektor antena pada simulator CST 2011 dengan jenis n-

female connector yang memiliki karakteristik impedansi sebesar 50 Ohm.

3.3 Diagram Alir Perancangan Antena

Skema proses dari perancangan antena untuk aplikasi nanosatelit ini dapat

dilihat pada diagram alir yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.

3.4 Perhitungan Dimensi Antena

Elemen vertikal dari suatu antena monopole menjadi parameter utama

yang menentukan frekuensi resonan dari antena tersebut. Saluran transmisi

memiliki impedansi sebesar 50 Ohm sehingga konektor yang digunakan sebagai

pencatu antena monopole harus didesain sehingga memiliki nilai impedansi yang

sama atau paling tidak mendekati 50 Ohm sehingga diperoleh kondisi matching.

Desain dari konektor yang digunakan adalah konektor N female, dapat dilihat

pada Gambar 3.2, yang memiliki nilai impedansi 49.55 Ohm yang diketahui dari

perhitungan impedansi saluran pada software CST 2011.

Gambar 3. 2 Desain Konektor N- Female Pada Software CST 2011.


16


Gambar 3. 3 Diagram Alir Perancangan Antena untuk Aplikasi Nanosatelit

dengan Frekuensi Kerja 145.95 Mhz dan 436.915 MHz.

MULAI

Menentukan spesifikasi

dari antena (frekuensi,

bandwidth, return loss,

dan VSWR)

Menghitung dimensi

elemen vertikal dari

kedua antena, uplink

dan downlink

Dimensi antena

sudah sesuai

dengan dimensi

nanosatelit

(<40cm)?

Simulasi antena

menggunakan software

CST 2011

Rancang ulang

antena dengan

menambahkan

loading coil

RL ≤ -10dB pada

frekuensi resonan

yang diinginkan ?

Mengatur

kembali elemen

vertikal dari

antena

A

Simulasi pola

radiasi dan

polarisasi antena

Simulasi antena

pada model

nanosatelit

Melihat pola radiasi

dan polarisasi dua

antena

SELESAI

A B

B

Tidak

Ya

Tidak

Ya


17


3.4.1 Perhitungan Dimensi Antena Monopole untuk Downlink pada Aplikasi

Nanosatelit

Dengan menggunakan persamaan (2.3) dapat dihitung panjang gelombang

dari antena monopole, besar dari panjang gelombang dipengaruhi langsung oleh

frekuensi resonan dari antena. Perhitungan untuk panjang gelombang dari antena

downlink adalah sebagai berikut.

mx

x6866.0

1036915.4

103

8

8

Panjang elemen vertikal dari antena monopole adalah seperempat dari panjang

gelombang antena tersebut.

4

l

4

6866.0 m

cm

m

165.17

17165.0

Maka panjang dari elemen vertikal untuk antena downlink untuk aplikasi

nanosatelit adalah 17.165 cm.

3.4.2 Perhitungan Dimensi Antena Monopole untuk Uplink pada Aplikasi

Nanosatelit

Seperti perhitungan pada antena downlink, untuk mengetahui panjang

elemen vertikal dari antena uplink dilakukan metode yang sama. Berikuta

perhitungan untuk panjang gelombang dari antena downlink.

mx

x0555.2

104595.1

103

8

8

Panjang elemen vertikal dari antena monopole adalah seperempat dari panjang

gelombang antena tersebut.


18


4

l

4

055.2 m

cm

m

375.51

51375.0

Maka panjang dari elemen vertikal untuk antena downlink untuk aplikasi

nanosatelit adalah 51.375 cm. Adanya keterbatasan pada ukuran dari nanosatelit

maka dilakukan modifikasi pada elemen vertikal tersebut dengan tujuan

mengurangi total dari elemen vertikal. Metode yang dilakukan adalah dengan

penambahan coil pada sebagian elemen vertikal.



BAB 4

SIMULASI DAN KARAKTERISASI ANTENA

4.1 Kondisi Simulasi Antena

Pengaruh keberadaan nanosatelit terhadap performa kerja antena akan

dibandingkan dengan performa kerja antena tersebut tanpa adanya nanosatelit,

oleh karena itu akan disimulasikan antena tanpa adanya model nanosatelit dan

antena yang diletakkan pada model nanosatelit. Terdapat dua jenis antena, uplink

dan downlink, maka terdapat lima jenis kombinasi kondisi simulasi antena yang

dapat dilihat pada Gambar 4.1. Kondisi – kondisi tersebut juga berlaku pada saat

pengukuran antena yang telah difabrikasi.

(a) (b)


20


(c) (d)

(e)

Gambar 4. 1 Kondisi Simulasi dan Pengukuran Antena (a) Antena Uplink, (b)

Antena Downlink, (c) Antena Uplink pada Nanosatelit, (d) Antena Downlink pada

Nanosatelit, (e) Antena Downlink dan Antena Uplink pada Nanosatelit.

Berikut merupakan penjelasan dari kelima kondisi diatas.

a. Kondisi pertama adalah simulasi dari performa kerja antena uplink dengan

kondisi ruang disekeliling antena merupakan udara terbuka.


21


b. Kondisi kedua adalah simulasi dari antena downlink dengan kondisi batas

yang diberlakukan sama seperti pada antena uplink.

c. Kondisi ketiga adalah simulasi dari antena uplink saat diletakkan pada

model nanosatelit. Pada kondisi ini, ukuran dari nanosatelit dibuat sesuai

dengan dimensi asli dari nanosatelit. Karena digunakan dua buah antena

yang berfungsi sebaga space diversity, jarak dari kedua antena juga

disimulasikan sama seperti pada kondisi sebenarnya.

d. Kondisi keempat dilakukan pada antena downlink saat diletakkan pada

model nanosatelit dengan kondisi yang sama yang diberlakukan seperti

pada kondisi ketiga.

e. Kondisi kelima dilakukan pada antena downlink dan uplink saat kedua

jenis antena tersebut diletakkan pada model satelit. Parameter yang ingin

diketahui adalah diversity gain sebagai acuan dari coverage dari antena

dan pola radiasi dari antena – antena tersebut.

4.2 Simulasi Rancang Bangun Awal

Parameter awal dari rancang bangun antena uplink dan downlink untuk

aplikasi nanosatelit dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4. 1 Parameter Awal Rancang Bangun Antena Uplink dan Downlink untuk

Aplikasi Nanosatelit.

Parameter Antena Nilai

Elemen Vertikal Uplink 51.387 cm

Downlink 17.175cm

Konektor Uplink N- female

Downlink N- female

Nilai dari parameter antena diperoleh dari hasil perhitungan dan

perancangan antena seperti telah dijelaskan pada Bab 3. Dengan beberapa kondisi


22


yang telah disebutkan sebelumya, antena kemudian disimulasikan untuk

mengetahui parameter kerja dari antena tersebut. Berdasarkan hasil simulasi

rancang bangun antena awal, ternyata diperlukan karakterisasi dari parameter

antena untuk memperoleh spesifikasi yang diinginkan dari antena yang telah

dirancang.

4.2.1 Hasil Simulasi Rancang Bangun Awal Antena Uplink

Hasil simulasi rancang bangun awal antena uplink dapat dilihat dari grafik

return loss yang terdapat pada Gambar 4.2. Berdasarkan grafik tersebut, terlihat

bahwa antena uplink belum beresonansi pada frekuensi kerja yang diharapkan

pada spesifikasi antena, selain itu spesifikasi dimensi antena yang diharapkan

belum terpenuhi. Maka dilakukan karakterisasi pada parameter antena untuk

dapat memenuhi spesifikasi yang diinginkan. Parameter dari antena yang dapat

dikarakterisasi adalah mengubah panjang dari elemen vertikal serta menambahkan

loading coil pada elemen vertikal tersebut.


Bangun Awal Antena Uplink.

4.2.2 Hasil Simulasi Rancang Bangun Awal Antena Downlink


23


Hasil simulasi rancang bangun awal dari antena downlink berupa

parameter return loss atau dikenal dengan S11 dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Berdasarkan grafik return loss tersebut dapat diketahui frekuensi resonan dari

rancang bangun antena.


Bangun Awal Antena Downlink.

Terlihat pada Gambar 4.3 bahwa antena bekerja pada frekuensi tengah 593

MHz pada batas RL ≤ -10dB. Hal ini menunjukkan bahwa performa kerja antena

belum sesuai dengan spesifikasi antena yang diharapkan. Oleh karenanya

dilakukan karakterisasi untuk memenuhi spesifikasi kerja yang diinginkan.

Parameter dari antena downlink yang dapat dikarakterisasi adalah dengan

mengubah panjang dari elemen vertikal antena dan dengan penambahan radial

pada antena tersebut.

Simulasi rancang bangun awal pada kedua antena berdasarkan hasil

perhitungan menunjukkan hasil yang tidak sesuai dengan spesifikasi kerja yang

diinginkan. Pada antena uplink dan downlink, grafik return loss terhadap frekuensi

menunjukkan frekuensi kerja dari antena yang lebih tinggi dari spesifikasi

frekuensi kerja yand diinginkan. Agar spesifikasi kerja dari antena dapat

terpenuhi, pada antena downlink, panjang elemen vertikal pada antena harus


24


ditambahkan agar frekuensi kerja dapat menjadi lebih rendah. Sedangkan untuk

antena uplink, dapat dilakukan beberapa metode untuk membuat frekuensi kerja

antena menjadi lebih rendah, yaitu dengan mengurangi bagian lurus dari elemen

vertikal, mengurangi panjang dari kaki radial atau dengan mengubah parameter

dari loading coil seperti mengurangi jumlah putaran coil, memperkecil diameter

dari putaran coil atau memperbesar jarak antar putaran coil. Hasil simulasi tidak

sesuai dengan hasil perhitungan disebabkan karena pada saat perhitungan elemen

vertikal antena, diameter antena tidak diikut sertakan serta nilai konduktivitas

elektrik dari bahan konduktor sebagai elemen peradiasi juga tidak diperhitungkan.

4.3 Karakterisasi Rancang Bangun Antena

Karakterisasi dari rancang bangun antena dilakukan agar performa kerja

antena hasil simulasi dapat memenuhi spesifikasi antena seperti yang diinginkan.

Tujuan dari karakterisasi antena adalah untuk mengetahui pengaruh dari

perubahan parameter antena terhadap performa kerja antena sehingga dapat

diperoleh nilai dari parameter antena yang menghasilkan performa kerja dari

antena yang paling optimal.

Sesuai dengan persamaan (2.1) dan persamaan (2.2), semakin panjang

dimensi fisik dari antena maka panjang gelombang antena tersebut akan semakin

besar yang berarti frekuensi resonannya akan menjadi lebih rendah, begitupun

sebaliknya jika panjang dimensi fisik dari antena dikurangi maka panjang

gelombang dari antena tersebut akan semakin kecil sehingga frekuensi resonan

antena menjadi lebih tinggi. Hal tersebut berlaku untuk antena monopole dengan

elemen vertikal berupa kawat lurus sebagai elemen peradiasi, sedangkan untuk

antena uplink yang memiliki coil loading, parameter – parameter lain yang

terdapat dicoil juga dapat mempengaruhi frekuensi resonan dari antena seperti

terdapat pada persamaan 2.. Parameter – parameter pada antena uplink dengan

loading coil akan dibahas lebih lanjut pada karakterisasi antena uplink.


25


4.3.1 Karakterisasi Antena Uplink

Penambahan loading coil pada antena uplink menyebabkan bertambahnya

parameter antena yang dapat dikarakterisasi untuk memperoleh performa kerja

antena hasil simulasi seperti yang diinginkan. Gambar 4.4 memberikan rancang

bangun dari antena uplink yang telah diberikan loading coil beserta parameter –

parameternya.

(a) (b)

Gambar 4. 4 Antena Uplink dengan Penambahan Loading coil, (a) Elemen

Vertikal Antena, (b) Loading coil.

Parameter – parameter antena yang dapat dikarakterisasi yaitu jumlah

putaran coil (N), jari – jari putaran coil (r), jarak antar putaran coil (d), serta

panjang elemen vertical atau bagian antena monopole yang berupa kawat lurus.

Berdasarkan simulasi dari karakterisasi parameter – parameter antena yang telah

dilakukan, diketahui bahwa setiap parameter – parameter tersebut memiliki

pengaruh terhadap frekuensi resonan dari antena. Ketika diperoleh simulasi antena


26


dengan frekuensi kerja yang sesuai, nilai dari return loss atau S11 tidak lebih

besar dari -10 dB, hal ini berarti bahwa keadaan matching dari antena kurang

terpenuhi. Oleh karena itu ditambahkan radial atau kaki antena sebagai metode

untuk memperbaiki matching dari antena. Setelah dilakukan simulasi dengan

karakterisasi panjang radial, ternyata penambahan dari radial tidak hanya

meningkatkan kondisi matching dari antena tetapi juga mengubah frekuensi

resonannya. Maka dilakukan karakterisasi – karakterisasi terhadap parameter dari

antena sampai diperoleh performa kerja antena yang sesuai dengan spesifikasi

yang diharapkan.

Dimensi fisik dari antena uplink berupa antena monopole yang memiliki

elemen vertikal yang terdiri dari kawat lurus dan loading coil. Dengan panjang

kawat lurus yang terletak sebelum loading coil (L1) adalah 5 cm, panjang kawat

lurus yang terletak setelah loading coil (L2) adalah 20 cm, jumlah putaran coil (N)

adalah 6, jari – jari dari putaran coil (r) adalah 1.5 cm, jarak antar putaran coil (s)

adalah 1 cm, dan panjang radial (L3) adalah 3.5 cm. Dari spesifikasi antena

tersebut, ternyata diperoleh performa kerja yang paling optimal dari antena uplink.

4.3.2 Karakterisasi Antena Downlink

Perubahan dari parameter antena pada antena downlink untuk memperoleh

frekuensi resonan antena seperti yang diinginkan terbatas pada perubahan panjang

dari elemen vertikal antena dan penambahan radial atau kaki antena. Berdasarkan

simulasi rancang bangun awal, diperoleh frekuensi kerja antena yaitu 593 MHz.

Frekuensi ini lebih tinggi dibandingkan spesifikasi dari antena. Maka untuk

menurunkan frekuensi resonan dari antena menjadi 436.915 MHz, panjang dari

elemen vertikal ditambahkan dengan melakukan iterasi panjang dari 18 cm

sampai 25 cm. Selain itu ditambahkan radial atau kaki antena. Iterasi panjang

radial juga dilakukan antara 2cm sampai 8cm.

Berdasarkan hasil simulasi dari iterasi – iterasi yang telah dilakukan, terlihat

hubungan antara panjang elemen vertikal terhadap frekuensi kerja antena tanpa

adanya tambahan radial atau kaki antena. Pola perubahannya adalah semakin

panjang elemen vertikal antena, frekuensi kerja antena akan semakin rendah. Dan


27


semakin rendah frekuensi kerja grafik return loss akan semakin naik atau tidak

melewati batas return loss ≤ -10 dB. Oleh karenanya ditambahkan radial pada

antena. Semakin besar nilai dari panjang radial antena, frekuensi kerja akan

semakin rendah dan nilai return loss akan melewati batas nilai –10 dB. Iterasi

dilakukan dengan nilai panjang radial dari 3 cm sampai 7 cm. Sedangkan pada

iterasi dimana nilai dari radial antena dibuat tetap dengan variasi pada panjang

elemen vertikal. Nilai radial antena dibuat sebesar 6 cm dan panjang elemen

vertikal dilakukan iterasi antara 17 cm sampai dengan 25 cm. Ternyata dengan

adanya radial antena dengan panjang elemen vertikal yang sama dibandingkan

dengan tanpa adanya radial, frekuensi yang dihasilkan menjadi lebih rendah.

Maka dicari nilai dari kedua parameter antena ini dengan metode iterasi hingga

diperoleh hasil yang paling optimal.

4.4 Simulasi Rancang Bangun Akhir

Rancang bangun antena monopole untuk uplink dan downlink pada

aplikasi nanosatelit dengan parameter yang terdapat pada Tabel 4.2 telah

disimulasikan dan diperoleh hasil simulasi yang sesuai dengan spesifikasi dari

antena.

Tabel 4. 2 Parameter Akhir Rancang Bangun Antena Uplink dan Downlink untuk

Aplikasi Nanosatelit.

Antena Parameter Nilai

Uplink L1 5 cm

L2 20 cm

N 6

R 1.5 cm

D 1 cm

L3 3.5 cm

Downlink L1 23.2 cm

L2 6 cm


28


Untuk hasil simulasi antena uplink, diperoleh frekuensi kerja sesuai

dengan spesifikasi yaitu 145.95 MHz dengan return loss sebesar -14.21 dB. Grafik

hasil simulasi yang merupakan perbandingan antara frekuensi terhadap nilai S11

(return loss) dari antena uplink dapat dilihat pada Gambar 4.5. Sedangkan untuk

antena downlink, diperoleh nilai return loss sebesar -12.8 dB pada frekuensi

resonan 436.915 MHz, grafik hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 4.6.


Bangun Akhir Antena Uplink.


29



Bangun Akhir Antena Downlink.

4.5 Simulasi Rancang Bangun Akhir Antena dengan Model Satelit

Rancang bangun akhir antena seperti telah disebutkan pada subbab

sebelumnya yang telah memiliki peforma kerja sesuai dengan spesifikasi antena

kemudian disimulasikan dengan model dari nanosatelit. Pada simulasi, antena

diletakkan pada bagian atas dari model nanosatelit. Simulasi ini dilakukan untuk

mengetahui pengaruh dari model nanosatelit terhadap performa kerja dari antena,

baik antena uplink maupun antena downlink. Pengaruh ini dilihat dari pola radiasi

yang dihasilkan antena tersebut. Pada simulasi yang dilakukan dengan software

CST 2011, dapat dilihat penggambaran medan E dan medan H dari antena.

Rancang bangun dari antena yang diletakkan pada model nanosatelit dapat dilihat

dari Gambar 4.7.


30


(a) (b)

Gambar 4. 7 Rancang Bangun Antena pada Model Nanosatelit, (a) Antena Uplink,

(b) Antena Downlink.

Hasil pola radiasi yang dapat terlihat berupa medan E dan medan H

dengan keadaan antena disimulasikan tanpa adanya model dari nanosatelit dan

dengan diletakkan pada model nanosatelit dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Berdasarkan Gambar 4.8, terlihat bahwa antena masih memiliki pola radiasi yang

berbentuk seperti angka delapan pada medan E dan berbentuk lingkaran pada

medan H, atau dapat dikatakan bahwa antena monopole ini omnidirectional.

(a)


31


(b)

(c)

(d)

Gambar 4. 8 Pola Radiasi Hasil Simulasi, (a) Antena Uplink, (b) Antena

Downlink, (c) Antena Uplink pada Nanosatelit, (d) Antena Downlink pada

Nanosatelit.


32


Selain pola radiasi, terdapat diversity gain yang dapat dijadikan sebagai

parameter acuan untuk menentukan coverage dari antena. Metode untuk

menghitung nilai diversity gain berdasarkan nilai S-parameter seperti pada

persamaan (2.8) menghasilkan nilai diversity gain sebesar 9.86 pada frekuensi

kerja antena uplink 145.95 MHz dan diversity gain sebesar 9.97 pada frekuensi

kerja antena downlink 436.915 MHz. Dengan nilai maksimum dari diversity gain

yaitu 10, nilai yang diperoleh dari hasil simulasi pada antena uplink dan antena

uplink seperti telah disebutkan sebelumnya menunjukkan bahwa antena pada hasil

simulasi telah menghasilkan performa kerja yang paling optimum saat

dikondisikan sebagai antena diversity.



BAB 5

HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS

5.1 Kondisi Pengukuran Antena

Berdasarkan proses perancangan dan simulasi, diperoleh rancang bangun

akhir antena dengan performa yang sesuai dengan karakteristik yang diinginkan.

Hasil rancangan tersebut kemudian difabrikasi dan diukur di dalam ruang anti

gema (anechoic chamber) untuk mengetahui performa kerja dari antena tersebut.

Pengukuran antena dilakukan pada jarak far-field dan untuk mengetahui performa

antena saat antena diletakkan pada satelit juga dilakukan pengukuran antena

dengan menggunakan model satelit.

5.1.1 Perhitungan Jarak Far-Field

Pengukuran yang dilakukan di dalam ruang anti gema (anechoic chamber)

dilakukan pada daerah medan far – field, dimana pada daerah medan ini, antena

sudah beradiasi dengan stabil. Jarak dari far – field bergantung pada dimensi linier

terbesar dari antena dan panjang gelombang antena tersebut, sesuai dengan

persamaan 2.. Antena yang akan diukur di dalam ruang anti gema (anechoic

chamber) pada jarak far – field biasa disebut dengan AUT (Antenna Under Test).

Dimensi linier terbesar dari antena untuk nanosatelit adalah panjang dari

elemen vertikalnya. Untuk antena downlink yang memiliki dimensi terbesar

adalah 15.3 cm dengan frekuensi kerja 436.915 Mhz sehingga diperoleh panjang

gelombang sebesar 0.686 m, maka perhitungan jarak far – fieldnya adalah sebagai

berikut.

cm

m

m

m

DR

82.6

068.0

686.0

153.02

2

2

2


34


Sedangkan untuk antena uplink, dimensi linear terbesarnya adalah total

panjang dari elemen vertikal dari antena yaitu sebesar 32 cm. Dengan frekuensi

resonan antena 145.95 MHz dan panjang gelombang sebesar 2.055 m,

perhitungan far – field adalah sebagai berikut.

cm

m

m

m

DR

9.9

099.0

055.2

32.02

2

2

2

Dengan jarak far – field sebesar 9.9 cm untuk antena uplink dan 6.82 m

untuk antena downlink, maka perhitungan dari jarak far-field diganti berdasarkan

rumus 3 λ. Diperoleh jarak far – field 2.058m untuk antena downlink dan 6.165 m

untuk antena uplink. Karena jarak far – field pada antena uplink tidak

memungkinkan pengukuran dilakukan di dalam anechoic chamber, jarak far –

field untuk antena uplink disamakan dengan antena downlink dengan asumsi

bahwa jarak far – field pengukuran berada pada kondisi dimana antena sudah

dapat beradiasi dengan stabil hingga hasil pengukuran menjadi lebih akurat.

5.1.2 Perhitungan Ketinggian Antena

Ketinggian dari antena dihitung berdasarkan rumus Fresnel Zone yang

nilainya akan dipengaruhi oleh jarak far – field antena dan frekuensi resonan

antena. Perhitungan dari Fresnel zone ini dilakukan untuk mengkondisikan agar

antena berada didalam Fresnel 1 dimana kondisi tersebut berarti bahwa antena

dapat beradiasi dengan optimal. Akan tetapi pengukuran dari antena uplink dan

antena downlink dilakukan didalam ruang anti gema, perhitungan Fresnel zone

tidak perlu dilakukan karena didalam ruang anti gema tersebut sudah dikondisikan

seperti pada Fresnel 1. Maka ketinggian antena selama pengukuran dapat

ditentukan sendiri. Pada pengukuran ini ditentukan ketinggian antena adalah 1.1

m.


35


5.2 Peralatan yang Digunakan

Pada pengukuran, dibutuhkan perangkat – perangkat untuk mendukung

proses pengukuran dan analisis hasil pengukuran tersebut. Perangkat – perangkat

yang dibutuhkan terbagi menjadi perangkat keras dan perangkat lunak.

5.2.1 Perangkat Keras (Hardware)

Perangkat keras yang digunakan pada pengukuran adalah sebagai berikut.

a. Connector N 50 Ohm

Konektor digunakan untuk memberikan port pada antena yang akan

menghubungkan feed line antena dengan saluran transmisi alat ukur network

analyzer.

b. Kabel coaxial RG-55/U Fujikura

Kabel ini digunakan sebagai penghubung antara port pada network analyzer

dan port pada antena.

c. Calibration Kit Agilent 85052D

Peralatan kalibrasi digunakan saat mengkalibrasi network analyzer sebelum

melakukan pengukuran.

d. Network Analyzer Agilent N5230C (300 kHz – 13,5 GHz)

Network analyzer (NA) digunakan pada pengukuran port tunggal dimana

yang diukur adalah return loss dan VSWR dan pada pengukuran port ganda

untuk pengukuran pola radiasi, diversity gain dan gain antena.

5.2.2 Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan pada proses pengukuran adalah sebagai

berikut.

a. Microsoft Excel 2007

Perangkat lunak ini digunakan saat mengolah data hasil pengukuran

sehingga dapat ditampilkan pada skripsi ini.


36


5.3 Pengukuran Port Tunggal

Pengukuran antena pada port tunggal meliputi return loss, VSWR, dan

input impedance. Pengukuran dilakukan dengan cara menghubungkan port antena

ke salah satu port pada network analyzer. Pengukuran port tunggal cukup

dilakukan di dalam ruangan, tidak di dalam ruang anti gema seperti pada

pengukuran port ganda.

5.3.1 Pengukuran Antena Uplink

Pada Gambar 5.1 terlihat hasil pengukuran dari antena uplink berupa nilai

return loss atau S11 dan VSWR.

(a)


37


Gambar 5. 1 Hasil Pengukuran Port Tunggal Antena Uplink, (a) Grafik Return

Loss terhadap Frekuensi, (b)Grafik VSWR dari Network Analyzer.

Berdasarkan gambar diatas, antena uplink dapat dikatakan beresonan pada

frekuensi 145.95 MHz dengan nilai return loss sebesar -10.61 dB (lebih dari -

10dB), VSWR 1.66.

5.3.2 Pengukuran Antena Downlink

Pada Gambar 5.2 terlihat hasil pengukuran dari antena downlink berupa

nilai return loss atau S11 dan VSWR.


38


(a)

Gambar 5. 2 Hasil Pengukuran Port Tunggal Antena Downlink, (a) Grafik Return

Loss terhadap Frekuensi, (b)Grafik VSWR dari Network Analyzer.


39


Berdasarkan gambar diatas, antena downlink dapat dikatakan beresonan

pada frekuensi 436.915 MHz dengan nilai return loss sebesar -10.5 dB (lebih dari

-10dB), VSWR 1.85.

5.3.3 Hasil Pengukuran Port Tunggal Antena

Hasil pengukuran menunjukkan bahawa sistem antena, baik antena

downlink dan antena uplink bekerja sesuai dengan spesifikasi frekuensi kerja yang

diharapkan.

Tabel 5.1 menunjukkan hasil pengukuran port tunggal dari antena uplink

dan downlink untuk aplikasi nanosatelit.

Tabel 5. 1 Hasil Pengukuran Port Tunggal

Antena Frekuensi

Resonan

(MHz)

Return

Loss (dB)

VSWR

Uplink 145.95 -10.61 1.66

Downlink 436.915 -10.5 1.85

5.4 Pengukuran Port Ganda

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua port yang terdapat pada

network analyzer terhubung dengan antena yang akan diukur atau biasa disebut

AUT (Antenna Under Test) dan antena penguji dimana antena yang digunakan

pada pengukuran ini adalah antena yang sama dengan AUT, bekerja pada

frekuensi resonan 145.95 MHz untuk antena uplink dan 436.915 MHz untuk

antena downlink. Parameter yang diukur pada pengukuran port ganda meliputi

parameter pola radiasi, dan diversity gain.

5.4.1 Pengukuran Pola Radiasi Antena


40


Pengukuran pola radiasi dari antena dilakukan dengan dua buah antena

dimana satu antena sebagai antena yang diuji dihubung ke port 1 dan antena

lainnya sebagai antena penguji terhubung ke port 2 pada network analyzer. Data

yang diambil yaitu nilai S12 yang terbaca pada frekuensi resonan dari antena yang

diuji. Proses pengukurannya adalah antena yang diuji diputar satu lingkaran penuh

terhadap sumbu putar vertikal dimana antena penguji berada pada posisi tetap dan

berhadapan dengan antena yang diuji. Data dari S12 diambil tiap interval 10° dari

total satu putaran penuh 360°.

5.4.1.1 Antena Uplink

Gambar 5.3 menunjukkan grafik normalisasi hasil pengukuran pola radiasi

dari antena uplink yang bekerja pada frekuensi 145.95 MHz. Hasil pengukuran

pola radiasi menunjukkan bahwa pola radiasi memiliki bentuk lingkaran pada

bidang H dan bentuk seperti angka delapan pada bidang E, atau dapat dikatakan

pola radiasi omnidirectional.

Gambar 5. 3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Uplink dengan

Frekuensi Resonan 145.95 MHz.

5.4.1.2 Antena Downlink


41



dari antena uplink yang bekerja pada frekuensi 436.915 MHz. Hasil pengukuran

pola radiasi menunjukkan bahwa pola radiasi memiliki bentuk lingkaran pada

bidang H dan bidang E, sehingga pola radiasi tidak omnidirectional.

Gambar 5. 4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Downlink

dengan Frekuensi Resonan 436.915 MHz.

5.4.1.3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena

Hasil pengukuran pola radiasi antena ditunjukkan pada Tabel 5.2 di

bawah.

Tabel 5. 2 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena Tanpa Model Satelit.

Antena Frekuensi Resonan Omnodorectional

(Ya/Tidak)

Uplink 145.95 MHz Ya

Downlink 436.915 MHz Ya

Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi, terlihat bahwa antena

downlink dan uplink memiliki jenis pola radiasi omnidirectional yang dapat

terlihat dari bentuk medan E seperti bentuk angka delapan dan medan H yang

menyerupai lingkaran meskipun tidak sempurna. Hal ini disebabkan oleh faktor


42


eksternal selama pengukuran seperti bending kabel yang digunakan pada

pengukuran yang menyebabkan ketidaksempuranaan bentuk pola radiasi antena.

5.4.2 Pengukuran Pola Radiasi Antena dengan Model Nanosatelit

Pengukuran pola radiasi dengan model nanosatelit dilakukan dengan

menggunakan mock-up dari nanosatelit yang berbahan alumunium dengan

dimensi fisik yang sama dengan satelit asli. Pengukuran pola radiasi dari antena

menggunakan model satelit ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari satelit

terhadap performa antena. Seperti pada pengukuran pola radiasi antena saja,

pengukuran ini dilakukan pada satu putaran penuh dengan interval pengambilan

data tiap 10°.

5.4.2.1 Antena Uplink


dari antena uplink yang diletakkan pada model nanosatelit dengan frekuensi kerja

145.95 MHz. Hasil pengukuran pola radiasi menunjukkan bahwa pola radiasi

memiliki bentuk lingkaran pada bidang H dan bidang E, atau dapat dikatakan pola

radiasi tidak omnidirectional. Medan E maksimum berada pada sudut 260°

dengan level daya –56.45 dB dan medan H maksimum berada pada sudut 10°

dengan level daya –-27.54 dB.


43


Gambar 5. 5 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Uplink pada

Model Nanosatelit dengan Frekuensi Resonan 145.95 MHz.

5.4.2.2 Antena Downlink


dari antena downlink yang diletakkan pada model nanosatelit dengan frekuensi

kerja 436.915MHz. Hasil pengukuran pola radiasi menunjukkan bahwa pola

radiasi memiliki bentuk lingkaran pada bidang H dan bentuk menyerupai angka

delapan pada bidang E, atau dapat dikatakan pola radiasi omnidirectional.


44


Gambar 5. 6 Hasil Pengukuran Pola Radiasi E-Co vs H-Co Antena Downlink pada

Model Nanosatelit dengan Frekuensi Resonan 436.915 MHz.

5.4.2.3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena dengan Model Nanosatelit


bawah.

Tabel 5. 3 Hasil Pengukuran Pola Radiasi.Antena dengan Model Nanosatelit.

Antena Frekuensi Resonan Omnodorectional

(Ya/Tidak)

Uplink 145.95 MHz Ya

Downlink 436.915 MHz Ya

Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi, terlihat bahwa antena downlink

dan uplink memiliki jenis pola radiasi omnidirectional yang dapat terlihat dari

bentuk medan E seperti bentuk angka delapan dan medan H yang menyerupai

lingkaran meskipun tidak sempurna. Hal ini disebabkan oleh faktor eksternal

selama pengukuran seperti bending kabel yang digunakan pada pengukuran yang

menyebabkan ketidaksempuranaan bentuk pola radiasi antena.


45


5.4.3 Pengukuran Diversity Gain Antena

Pengukuran diversity gain dilakukan dengan cara mengukur S- parameter

dari antena yang diletakkan pada model nanosatelit. Kemudian dari nilai S-

parameter tersebut dengan menggunakan perumusan yang terdapat pada software

CST diperoleh nilai correlation yang dapat digunakan untuk menghitung diversity

gain. Pengukuran dari S-parameter tidak dilakukan pada jarak far – field

melainkan pada jarak nyata dari kedua antena yang bertindak sebagai antena

diversity. Jarak kedua antena tersebut adalah sebesar 30 cm. Data yang diambil

adalah S11, S22, S12, dan S21 pada frekuensi resonan antena tersebut.

5.4.3.1Pengukuran Diversity Gain Antena Uplink

Pengukuran dilakukan dengan mencari nilai dari S-parameter. Berdasarkan

nilai S- parameter tersebut, maka nilai correlation dan diversity gain adalah

sebagai berikut.

0015.0

11

11

**

11

2

2222

2

2

12

2

22

2

21

2

11

2

22211211

b

a

nm

yx

bdca

dcba

SSSS

SSSS

env

9.9

10

110

110

b

a

DGenv

Dari perhitungan diatas, diperoleh nilai correlation sebesar 0.0015 dan nilai

diversity gain sebesar 9.9.


46


5.4.3.1 Pengukuran Diversity Gain Antena Downlink

Berdasarkan nilai S- parameter yang didapat dari pengukuran, maka nilai

correlation dan diversity gain adalah sebagai berikut.

282.0

11

11

**

11

2

2222

2

2

12

2

22

2

21

2

11

2

22211211

b

a

nm

yx

bdca

dcba

SSSS

SSSS

env

47.8

10

110

110

b

a

DGenv

Dari perhitungan diatas, diperoleh nilai correlation sebesar 0.282 dan nilai

diversity gain sebesar 8.47.

5.4.3.2Hasil Pengukuran Diversity Gain Antena


bawah.

Tabel 5. 4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi.Antena dengan Model Nanosatelit.

Antena Frekuensi

Resonan

Correlation Diversity Gain

Uplink 145.95 MHz 0.0015 9.99

Downlink 436.915 MHz 0.282 8.47

Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi, terlihat bahwa nilai dari

correlation yang mendekati no dan nilai dari diversity gain yang mendekati 10,


47


menunjukkan bahwa dua antena diversity tersebut mampu mengcoverage daerlah

disekitarnya.

5.4.4 Pengukuran Gain Antena

Pengukuran gain dilakukan dengan metode tiga buah antena referensi yang

mana dari ketiga antena tersebut tidak ada yang diketahui nilai gainnya. Dari

Gambar 5.7 dapat dilihat metode pengukuran gain yang dilakukan.

Gambar 5. 7 Metode Pengukuran Gain dengan 3 Antena Referensi. [11]

Dari pengukuran diperoleh nilai S21, S31, S32, R21, R31, dan R32. Nilai dari

R21, R31, dan R32 adalah sama yaitu 1.48 m, karena digunakan tiga buah antena

yang memiliki dimensi yang sama. Berdasarkan nilai – nilai tersebut, besarnya

gain diperoleh dari perhitungan rumus berikut.


48


2

2

2

4log20

4log20

4log20

231312

3

231312

2

231312

1

2332

0

32

1032

1331

0

31

1031

1221

0

21

1021

AAAG

AAAG

AAAG

ASR

GG

ASR

GG

ASR

GG

dB

dB

dB

dBdBdB

dBdBdB

dBdBdB

[10](5.1)

Setelah dilakukan perhitungan menggunakan persamaan (5.1), untuk

antena uplink diperoleh gain sebesar -0.252 dB dan untuk antena downlink

diperoleh nilai gain 0.398 dB.

5.5 Analisis Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Pengukuran

5.5.1 Return Loss Antena Uplink dan Downlink

Gambar 5.8 menunjukkan perbandingan antara grafik S11 dari antena

uplink hasil simulasi dengan hasil pengukuran. Dapat terlihat bahwa keduanya

memiliki frekuensi tengah yang sama yaitu pada 145.95 MHz dengan nilai return

loss yang berbeda.


49


Gambar 5. 8 Grafik S11 Hasil Simulasi dan Pengukuran Antena Uplink.

Gambar 5.9 menunjukkan perbandingan antara grafik S11 dari antena

downlink hasil simulasi dengan hasil pengukuran. Dapat terlihat bahwa terdapat

pergeseran frekuensi dari hasil simulasi ke hasil pengukuran menjadi lebih rendah

pada frekuensi tengahya.

Gambar 5. 9 Grafik S11 Hasil Simulasi dan Pengukuran Antena Downlink.

Tabel 5.5 menunjukkan nilai dari return loss hasil simulasi dan hasil

pengukuran untuk antena uplink dan antena downlink.


50


Tabel 5. 5 Hasil Simulasi dan Hasil Pengukuran Return Loss (S11)

Antena Frekuensi S11

Uplink Pengukuran 145.95 MHz -10.61dB

Simulasi 145.95 MHz -14.2 dB

Downlink Pengukuran 436.915 MHz -10.58 dB

Simulasi 436.915 MHz -12.8 dB

Berdasarkan hasil pengukuran, terlihat bahwa nilai return loss kedua

antena tersebut sama – sama melebihi -10 dB dengan nilai return loss dari hasil

simulasi dapat dikatakan lebih baik dari hasil pengukuran. Hal ini disebabkan oleh

kondisi fisik dari pembentukan antena yang tidak sempurna sehingga keadaan

matching dari antena tersebut tidak sempurna sehingga grafik return loss

cenderung naik jika dibandingkan dengan grafik return loss hasil simulasi.

5.5.2 Diversity Gain Antena Uplink dan Downlink

Berdasarkan Tabel 5.4 diketahui bahwa nilai dari diversity gain untuk

hasil pengukuran untuk masing – masing antena uplink dan downlink. Sedangkan

untuk hasil simulasi, diperoleh nilai diversity gain sebesar 9.77 untuk antena

downlink dan 9.88 untuk antena uplink. Nilai diversity gain dari hasil simulasi

lebih mendekati nilai 10 dibandingkan hasil pengukuran disebabkan kondisi

mendekati ideal yang dapat diatur selama proses simulasi, sedangkan pada proses

pengukuran, faktor eksternal seperti benda – benda disekitar dan bahkan faktor

internal dari dalam diri antena tersebut dapat mempengaruhi nilai dari diversity

gain. Akan tetapi secara umum, nilai dari diversity gain yang diperoleh dari hasil

simulasi maupun pengukuran membuktikan bahwa keadaan dari dua antena

diversity tersebut sudah optimal.

5.5.3 Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink


51


Dibandingkan antara hasil pengukuran dengan hasil simulasi dari pola

radiasi antena uplink maupun antena downlink. Perbandingan dilakukan untuk

masing – masing antena pada keadaan isolated antenna maupun on body satellite.

5.5.3.1 Perbandingan Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink Pada Isolated

Antenna

Pada Gambar 5.10 dapat terlihat perbandingan antara medan E hasil

simulasi dan pengukuran dari antena uplink. Terjadi pergeseran beamwidth antara

hasil simulasi dengan hasil pengukuran.


Pengukuran tanpa Model Satelit

Pada Gambar 5.11, terlihat medan H yang diperoleh dari hasil pengukuran

menyerupai dengan medan H hasil simulasi.


52





simulasi dan pengukuran dari antena downlink. Terjadi pergeseran beamwidth

antara hasil simulasi dengan hasil pengukuran.




53



yang lebih kecil daripada hasil simulasi.



Perbedaan yang terjadi antara hasil simulasi dengan hasil pengukuran

disebabkan oleh faktor - faktor eksternal selama pengukuran antara lain kabel

konektor yang terhubung ke Network Analyzer, kondisi lingkungan dalam ruang

anti gema seperti keberadaan benda – benda diluar yang dibutuhkan selama

pengukuran

5.5.3.2 Perbandingan Pola Radiasi Antena Uplink dan Downlink Dengan Keadaan

On Body Satellite


simulasi dan pengukuran dari antena uplink. Terjadi pergeseran beamwidth antara

hasil simulasi dengan hasil pengukuran.


54



Pengukuran dengan Model Satelit


lebih kecil daripada hasil simulasi.




55



simulasi dan pengukuran dari antena downlink. Terjadi pergeseran beamwidth

antara hasil simulasi dengan hasil pengukuran.




lebih besar daripada hasil simulasi.


56




Perbedaan yang terjadi antara hasil simulasi dengan hasil pengukuran

disebabkan oleh faktor - faktor eksternal selama pengukuran antara lain kabel

konektor yang terhubung ke Network Analyzer yang ikut terputar saat pengukuran

dan kondisi lingkungan dalam ruang anti gema seperti keberadaan benda – benda

diluar yang dibutuhkan selama pengukuran.

5.6 Spesifikasi dan Hasil Simulasi dan Pengukuran

Tabel 5.6 menunjukkan spesifikasi awal dari antena yang diinginkan

dengan hasil simulasi dan pengukuran.

Tabel 5. 6 Perbandingan Spesifikasi Awal Antena dengan Hasil Simulasi dan

Pengukuran

Antena Parameter Antena Spesifikasi

Awal

Hasil

Pengukuran

Antena Uplink Frekuensi Bawah 145.90 MHz 142 MHz

Frekuensi Atas 146.00 MHz 147 MHz

Frekuensi Tengah 145.95 MHz 145 MHz

Bandwidth 10 kHz 5 MHz


57


Polarisasi Linear Linear (dari

simulasi)

Pola Radiasi Omni Omni

Gain 0 dB -0.99

Antena Downlink Frekuensi Bawah 436.900 MHz 403 MHz

Frekuensi Atas 436.930 MHz 439 MHz

Frekuensi Tengah 436.915 MHz 418 MHz

Bandwidth 30 kHz 36 MHz

Polarisasi Linear Linear (dari

simulasi)

Pola Radiasi Omni Omni

Gain 0 dB -1.15

5.7 Analisis Kesalahan Umum

Dari perbandingan yang telah dilakukan pada hasil simulasi dan hasil

pengukuran, terdapat perbedaan hasil yang diperoleh yang disebabkan oleh faktor

– faktor yang memperngaruhi selama proses pengukuran berlangsung sehingga

hasil pengukuran memiliki keterbatasan dan berbeda atau mungkin juga tetap

sama dengan hasil simulasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses dan hasil

pengukuran adalah sebagai berikut.

a. Fabrikasi antena yang dihasilkan tidak sama persis dengan rancang bangun

antena pada simulasi.

b. Kondisi ruangan yang tidak ikut diperhitungkan di dalam proses simulasi

seperti suhu dan kelembapan udara.

c. Proses penyolderan konektor ke kawat yang kurang baik sehingga hasil

pengukuran kurang akurat.

d. Terdapat rugi – rugi daya dari kabel coaxial dan juga konektor yang

digunakan selama proses pengukuran.


58


BAB 6

KESIMPULAN

1. Antena uplink untuk aplikasi nanosatelit beresonansi pada frekuensi 145.95 MHz

dengan nilai return loss dibawah – 10.39 dB.

2. Antena downlink untuk aplikasi nanosatelit beresonansi pada frekuensi 436.915 MHz

dengan nilai return loss dibawah – 10.36 dB.

3. Minimalisasi dimensi untuk antena uplink yang dilakukan dengan metode loading coil

mengurangi dimensi antena dari 51 cm menjadi 32 cm.

4. Pola radiasi dari antena uplink dan downlink berbentuk omnidirectional. Pada saat

antena diletakkan pada model nanosatelit terdapat pengaruh dari nanosatelit tersebut

terhadap pola radiasi sehingga bentuk dari pola radiasi kedua antena tidak terlalu

sempurna.

5. Diversity gain untuk antena uplink dan downlink masing – masing adalah 8.47 dan

9.99.

6. Gain antena yang diperoleh dari hasil pengukuran adalah -0.252 untuk antena uplink

dan 0.398 untuk antena downlink.



DAFTAR REFERENSI

[1] Institute of Marine and Coastal Sciences. Types of Orbits. Available :

http://marine.rutgers.edu/mrs/education/class/paul/orbits2.html#2.

[2] Christian W. Hearn, Electrical Design and Testing of an Uplink Antenna for

Nanosatellite Applications, Blacksburg : Faculty of the Virginia Polytechnic Institute

and State University, 2001.

[3] Jing Hou, Xin Sun, Hongchun Yang, Design of a High Gain Quadrifilar Helix

Antenna for Satellite Mobile Communication, In Proceedings of China – Japan Joint

Microwave Conference (CJMW), 20-22 April 2011.

[4] Nikhil Paruchuri, The Kuhabs,Kubesat & Kutesat-1 Technical Report, Design of a

Modular Platform forPicosatellite, University of Kansas, 2006.

[5] T. K. Priyambodo, A. E. Putra, M. Asvial, R. E. Putro, Gamantyo, E. Pitowarno, S.

Kuswadi dan G. S. Prabowo, IiNuSat-1 Satelit-Nano Perdana Di Indonesia Untuk

Penelitian Dan Pendidikan, Jurnal Ilmiah KURSOR, vol. 6, n0. 1, pp 6. Januari 2011.

[6] Constantine A. Balanis, Antenna Theory Analysis and Design (2nd

ed), New York:

John Wiley & Sons, Inc, 2003.

[7] Walt Fair, Jr., Antenna Notes For A Dummy, Restricted Space Antennas, Available :

http://www.comportco.com/~w5alt/antennas/notes/ant-notes.php?pg=21].

[8] Kirt Blattenberger Erie. RF Cafe. Available :

http://www.rfcafe.com/references/electrical/inductance.htm.

[9] J. Goldhirsh and W. J. Vogel, Handbook of Propagation Effects for Vehicular and

Personal Mobile Satellite Systems, Chapter 6: Polarization, Antenna Gain and

Diversity Considerations, EERL-98-12A. Austin, TX: Elect. Eng. Res. Lab., 1998. RS

Elliot, Antenna Theory and Design, Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, pp 290–291.

1981.

[10] Kyohei Fujimoto, Mobile Antenna Systems Handbook, Artech House, June 2008.

[11] Nozonii Ishii,

Antenna Basic Measurement Method, Korona, 2011.


http://www.rfcafe.com/references/electrical/inductance.htm

60


LAMPIRAN A : Data Hasil Pengukuran Parameter Return Loss

Tabel Lampiran A.1 Data Hasil Pengukuran Return Loss Antena Uplink pada

Frekuensi 145.95 MHz

Frek (MHz) S11 (dB)

100 -1.1511

101 -1.1588

102 -1.1757

103 -1.1946

104 -1.2215

105 -1.2591

106 -1.3063

107 -1.3533

108 -1.4080

109 -1.4630

110 -1.5261

111 -1.5889

112 -1.6649

113 -1.7400

114 -1.8210

115 -1.9004

116 -1.9840

117 -2.0795

118 -2.1820

119 -2.3010

120 -2.4362

121 -2.5912

122 -2.7652

123 -2.9705

124 -3.1982

125 -3.4595

126 -3.7505

127 -4.0804

128 -4.4427

129 -4.8352

130 -5.2604

131 -5.7024

132 -6.1516

133 -6.5948

134 -7.0146

135 -7.4205

136 -7.8216

137 -8.2276

138 -8.6380

139 -9.0647

140 -9.4654

141 -9.8246

142 -10.1590

143 -10.4483

144 -10.6445

145 -10.7144

146 -10.6081

147 -10.3255

148 -9.8918

149 -9.3727

150 -8.7917

151 -8.1970

152 -7.5944

153 -7.0082

154 -6.4398

155 -5.8985

156 -5.3908

157 -4.9193

158 -4.4916

159 -4.0983

160 -3.8020

161 -3.4839

162 -3.2006

163 -2.9521

164 -2.7257

165 -2.5265

166 -2.3508

167 -2.1880

168 -2.0434

169 -1.9169

170 -1.7956

171 -1.6917

172 -1.5926

173 -1.5013

174 -1.4251

175 -1.3540

176 -1.2893

177 -1.2298

178 -1.1750

179 -1.1244

180 -1.0780

181 -1.0366

182 -0.9968

183 -0.9592

184 -0.9234

185 -0.8919

186 -0.8677

187 -0.8419

188 -0.8210

189 -0.7949

190 -0.7768

191 -0.7572

192 -0.7404

193 -0.7217

194 -0.7063

195 -0.6892

196 -0.6767

197 -0.6611

198 -0.6478

199 -0.6353

200 -0.6275

201 -0.6152

202 -0.6066

203 -0.5961

204 -0.5872

205 -0.5809

206 -0.5718

207 -0.5639

208 -0.5598

209 -0.5525

210 -0.5413

211 -0.5391

212 -0.5347

213 -0.5282

214 -0.5230

215 -0.5146

216 -0.5092

217 -0.5043

218 -0.4959

219 -0.3781

220 -0.3720


61


221 -0.3706

222 -0.3685

223 -0.3661

224 -0.3630

225 -0.3597

226 -0.3597

227 -0.3581

228 -0.3552

229 -0.3521

230 -0.3530

231 -0.3538

232 -0.3478

233 -0.3479

234 -0.3488

235 -0.3484

236 -0.3454

237 -0.3441

238 -0.3434

239 -0.3427

240 -0.3421

241 -0.3391

242 -0.3368

243 -0.3388

244 -0.3373

245 -0.3370

246 -0.3359

247 -0.3355

248 -0.3344

249 -0.3320

250 -0.3336

251 -0.3289

252 -0.3298

253 -0.3296

254 -0.3304

255 -0.3281

256 -0.3285

257 -0.3289

258 -0.3274

259 -0.3261

260 -0.3266

261 -0.3256

262 -0.3238

263 -0.3260

264 -0.3264

265 -0.3273

266 -0.3255

267 -0.3276

268 -0.3275

269 -0.3257

270 -0.3281

271 -0.3274

272 -0.3290

273 -0.3329

274 -0.3315

275 -0.3331

276 -0.3383

277 -0.3397

278 -0.3400

279 -0.4589

280 -0.4671

281 -0.4696

282 -0.4769

283 -0.4833

284 -0.4883

285 -0.4958

286 -0.5056

287 -0.5112

288 -0.5229

289 -0.5276

290 -0.5344

291 -0.5405

292 -0.5487

293 -0.5522

294 -0.5581

295 -0.5649

296 -0.5713

297 -0.5733

298 -0.5761

299 -0.5787

300 -0.5836


62


Tabel Lampiran A.2 Data Hasil Pengukuran Return Loss Antena Downlink pada

Frekuensi 436.915 MHz

Frek (MHz) S11 (dB)

100 -0.4375

103 -0.4512

106 -0.4586

109 -0.4676

112 -0.4720

115 -0.4768

118 -0.4822

121 -0.4546

124 -0.4107

127 -0.3917

130 -0.3947

133 -0.4279

136 -0.4924

139 -0.5892

142 -0.7701

145 -0.9312

148 -1.0178

151 -0.9892

154 -0.8807

157 -0.7822

160 -0.7275

163 -0.7136

166 -0.7336

169 -0.7599

172 -0.7934

175 -0.8259

178 -0.8482

181 -0.8753

184 -0.8991

187 -0.9311

190 -0.9591

193 -0.9916

196 -1.0288

199 -1.0803

202 -1.1436

205 -1.1690

208 -1.1817

211 -1.2179

214 -1.2625

217 -1.3144

220 -1.3741

223 -1.4438

226 -1.5288

229 -1.6277

232 -1.7480

235 -1.8820

238 -2.0345

241 -2.1988

244 -2.3792

247 -2.5585

250 -2.7331

253 -2.9035

256 -3.0748

259 -3.2315

262 -3.3613

265 -3.4676

268 -3.5484

271 -3.5974

274 -3.6083

277 -3.5904

280 -3.5585

283 -3.5190

286 -3.4895

289 -3.4662

292 -3.4482

295 -3.4411

298 -3.4545

301 -3.4815

304 -3.5057

307 -3.5335

310 -3.5775

313 -3.6347

316 -3.7083

319 -3.7956

322 -3.8876

325 -3.9695

328 -4.0413

331 -4.1121

334 -4.1876

337 -4.2724

340 -4.3585

343 -4.4623

346 -4.5749

349 -4.7073

352 -4.8536

355 -5.0171

358 -5.1845

361 -5.3827

364 -5.5904

367 -5.8033

370 -6.0265

373 -6.2419

376 -6.4759

379 -6.7237

382 -6.9885

385 -7.2849

388 -7.6136

391 -7.9992

394 -8.4418

397 -8.9747

400 -9.5857

403 -10.2913

406 -11.0941

409 -11.9983

412 -12.8944

415 -13.6187

418 -13.9917

421 -13.9332

424 -13.5017

427 -12.8059

430 -12.0136

433 -11.2406

436 -10.5878

439 -10.1449

442 -9.7882

445 -9.3586

448 -8.8952

451 -8.4757


63


454 -8.1339

457 -7.9229

460 -7.9989

463 -8.4582

466 -9.0689

469 -9.5683

472 -9.8716

475 -9.9837

478 -9.9565

481 -9.7515

484 -9.2141

487 -8.5308

490 -7.9825

493 -7.6172

496 -7.4338

499 -7.4368

502 -7.6224

505 -7.8533

508 -8.0105

511 -8.0211

514 -7.8471

517 -7.5490

520 -7.2085

523 -6.8860

526 -6.6227

529 -6.4227

532 -6.2109

535 -5.9943

538 -5.8017

541 -5.6065

544 -5.4281

547 -5.2723

550 -5.1343

553 -5.0216

556 -4.9398

559 -4.8832

562 -4.8428

565 -4.8063

568 -4.7828

571 -4.7369

574 -4.6641

577 -4.6208

580 -4.5967

583 -4.5603

586 -4.5181

589 -4.4707

592 -4.4197

595 -4.3764

598 -4.3438

601 -4.3164

604 -4.3087

607 -4.3059

610 -4.2986

613 -4.2838

616 -4.2690

619 -4.2487

622 -4.2408

625 -4.2264

628 -4.2003

631 -4.1635

634 -4.1041

637 -4.0399

640 -3.9751

643 -3.9135

646 -3.8621

649 -3.8041

652 -3.7501

655 -3.6853

658 -3.6345

661 -3.5969

664 -3.5578

667 -3.5070

670 -3.4521

673 -3.3985

676 -3.3583

679 -3.3166

682 -3.2844

685 -3.2460

688 -3.2108

691 -3.1672

694 -3.1268

697 -3.0844

700 -3.0515


64


LAMPIRAN B : Data Hasil Pengukuran Pola Radiasi

Intensitas Daya Relatif Antena Uplink pada Frekuensi 145.95 MHz tanpa Model Satelit

Tabel Lampiran B.1 Intensitas Daya Relatif untuk Bidang E dan Bidang H Antens Uplink

Sudut (°)

E-Co 145.5 MHz H-Co 145.95 MHz

E (dB) E Normalisasi H (dB) H Normalisasi

0 -63.3 -6.85 -27.79 -0.25

10 -62.5 -6.05 -27.54 0

20 -61.62 -5.17 -27.61 -0.07

30 -60.48 -4.03 -27.72 -0.18

40 -59.72 -3.27 -27.73 -0.19

50 -58.4 -1.95 -27.77 -0.23

60 -57.84 -1.39 -27.78 -0.24

70 -57.45 -1 -27.76 -0.22

80 -57.21 -0.76 -27.82 -0.28

90 -59.32 -2.87 -27.9 -0.36

100 -60.43 -3.98 -27.92 -0.38

110 -62.33 -5.88 -27.96 -0.42

120 -63.37 -6.92 -28.02 -0.48

130 -63.5 -7.05 -28.09 -0.55

140 -63.69 -7.24 -28.12 -0.58

150 -63.41 -6.96 -28.16 -0.62

160 -63.2 -6.75 -28.17 -0.63

170 -63.56 -7.11 -28.24 -0.7

180 -63.72 -7.27 -28.29 -0.75

190 -63.85 -7.4 -28.3 -0.76

200 -63.69 -7.24 -28.32 -0.78

210 -62.75 -6.3 -28.33 -0.79

220 -61.34 -4.89 -28.75 -1.21

230 -59.45 -3 -29.3 -1.76

240 -57.92 -1.47 -28.54 -1

250 -56.89 -0.44 -28.24 -0.7

260 -56.45 0 -28.21 -0.67

270 -58.73 -2.28 -28.19 -0.65

280 -59.13 -2.68 -28.17 -0.63

290 -61.34 -4.89 -28.07 -0.53

300 -62.35 -5.9 -28.05 -0.51

310 -62.15 -5.7 -27.96 -0.42

320 -62.14 -5.69 -27.97 -0.43

330 -61.9 -5.45 -27.87 -0.33

340 -61.78 -5.33 -27.78 -0.24

350 -62.34 -5.89 -27.74 -0.2


65


Intensitas Daya Relatif Antena Downlink pada Frekuensi 436.915 MHz tanpa Model Satelit

Tabel Lampiran B.2 Intensitas Daya Relatif untuk Bidang E dan Bidang H Antena Downlink

Sudut (°)

E-Co 436.925 MHz H-Co 436.915 MHz


0 -42.98 0 -44.35 -3.76

10 -42.86 0.12 -43.89 -3.3

20 -41.73 1.25 -43.39 -2.8

30 -41.25 1.73 -43.1 -2.51

40 -41.24 1.74 -42.9 -2.31

50 -41.27 1.71 -42.65 -2.06

60 -41.39 1.59 -42.35 -1.76

70 -42.29 0.69 -42.21 -1.62

80 -42.55 0.43 -42.09 -1.5

90 -43.9 -0.92 -41.89 -1.3

100 -44.42 -1.44 -41.63 -1.04

110 -47.64 -4.66 -41.55 -0.96

120 -48.33 -5.35 -41.34 -0.75

130 -51.87 -8.89 -41.18 -0.59

140 -56.63 -13.65 -41.1 -0.51

150 -51.55 -8.57 -41.08 -0.49

160 -49.34 -6.36 -40.97 -0.38

170 -48.46 -5.48 -40.85 -0.26

180 -45.88 -2.9 -40.75 -0.16

190 -45.69 -2.71 -40.74 -0.15

200 -45.3 -2.32 -40.7 -0.11

210 -44.82 -1.84 -40.62 -0.03

220 -42.45 0.53 -40.59 0

230 -42.21 0.77 -40.61 -0.02

240 -41.23 1.75 -40.65 -0.06

250 -41.27 1.71 -40.72 -0.13

260 -41.26 1.72 -40.76 -0.17

270 -41.92 1.06 -41.02 -0.43

280 -42.36 0.62 -41.18 -0.59

290 -42.85 0.13 -41.65 -1.06

300 -43.89 -0.91 -41.85 -1.26

310 -44.76 -1.78 -42.37 -1.78

320 -45.63 -2.65 -42.84 -2.25

330 -46.28 -3.3 -43.68 -3.09

340 -46.79 -3.81 -43.79 -3.2

350 -48.82 -5.84 -44.25 -3.66


66


Intensitas Daya Relatif Antena Uplink pada Frekuensi 145.95 MHz dengan diatas Model Satelit

Tabel Lampiran B.3 Intensitas Daya Relatif untuk Bidang E dan Bidang H Antens Uplink

Sudut (°)

E-Co 145.95 MHz H-Co 145.95 MHz


0 -33.24 -2 -39.73 -1.83

10 -32.85 -1.61 -39.75 -1.85

20 -31.74 -0.5 -39.8 -1.9

30 -31.56 -0.32 -40.1 -2.2

40 -31.26 -0.02 -40.52 -2.62

50 -31.28 -0.04 -40.89 -2.99

60 -31.37 -0.13 -41.45 -3.55

70 -32.28 -1.04 -41.5 -3.6

80 -32.54 -1.3 -41.75 -3.85

90 -33.86 -2.62 -41.58 -3.68

100 -34.43 -3.19 -41.45 -3.55

110 -37.65 -6.41 -41.02 -3.12

120 -38.34 -7.1 -40.98 -3.08

130 -41.89 -10.65 -40.5 -2.6

140 -46.62 -15.38 -40.3 -2.4

150 -41.54 -10.3 -40.05 -2.15

160 -39.33 -8.09 -40 -2.1

170 -38.43 -7.19 -39.75 -1.85

180 -35.87 -4.63 -39.5 -1.6

190 -35.67 -4.43 -39.1 -1.2

200 -35.32 -4.08 -38.78 -0.88

210 -34.85 -3.61 -38.25 -0.35

220 -32.44 -1.2 -38.09 -0.19

230 -32.24 -1 -37.9 0

240 -31.24 0 -37.93 -0.03

250 -31.26 -0.02 -37.9 0

260 -31.26 -0.02 -37.92 -0.02

270 -31.93 -0.69 -37.93 -0.03

280 -32.38 -1.14 -37.93 -0.03

290 -32.88 -1.64 -38.02 -0.12

300 -33.87 -2.63 -38.23 -0.33

310 -34.78 -3.54 -38.33 -0.43

320 -35.65 -4.41 -38.43 -0.53

330 -36.29 -5.05 -38.88 -0.98

340 -36.78 -5.54 -39.03 -1.13

350 -38.85 -7.61 -39.21 -1.31


67


Intensitas Daya Relatif Antena Downlink pada Frekuensi 436.915 MHz dengan diatas Model Satelit

Tabel Lampiran B.4 Intensitas Daya Relatif untuk Bidang E dan Bidang H Antena Downlink

Sudut (°)

E-Co 145.5 MHz H-Co 145.95 MHz


0 -55.57 -17.51 -39.73 -1.83

10 -48.69 -10.63 -39.75 -1.85

20 -40.98 -2.92 -39.8 -1.9

30 -41.06 -3 -40.1 -2.2

40 -40.24 -2.18 -40.52 -2.62

50 -40.26 -2.2 -40.89 -2.99

60 -40.47 -2.41 -41.45 -3.55

70 -43.89 -5.83 -41.5 -3.6

80 -44.2 -6.14 -41.75 -3.85

90 -56.76 -18.7 -41.58 -3.68

100 -55.87 -17.81 -41.45 -3.55

110 -53.69 -15.63 -41.02 -3.12

120 -52.48 -14.42 -40.98 -3.08

130 -46.78 -8.72 -40.5 -2.6

140 -45.53 -7.47 -40.3 -2.4

150 -44.31 -6.25 -40.05 -2.15

160 -41.16 -3.1 -40 -2.1

170 -39.25 -1.19 -39.75 -1.85

180 -38.29 -0.23 -39.5 -1.6

190 -38.65 -0.59 -39.1 -1.2

200 -38.45 -0.39 -38.78 -0.88

210 -38.43 -0.37 -38.25 -0.35

220 -38.42 -0.36 -38.09 -0.19

230 -38.29 -0.23 -37.9 0

240 -38.06 0 -37.93 -0.03

250 -38.91 -0.85 -37.9 0

260 -38.98 -0.92 -37.92 -0.02

270 -38.75 -0.69 -37.93 -0.03

280 -39.77 -1.71 -37.93 -0.03

290 -40.52 -2.46 -38.02 -0.12

300 -41.78 -3.72 -38.23 -0.33

310 -42.64 -4.58 -38.33 -0.43

320 -43.66 -5.6 -38.43 -0.53

330 -47.24 -9.18 -38.88 -0.98

340 -47.69 -9.63 -39.03 -1.13

350 -48.52 -10.46 -39.21 -1.31


68


LAMPIRAN C. Data Hasil Pengukuran Gain

Tabel C.1 Nilai Gain dari Antena Uplink

Antena Gain

1 -0.252

2 -1.022

3 -1.702

Tabel C.2 Nilai Gain dari Antena Downlink

Antena Gain

1 0.398

2 -1.982

3 -0.452


RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENAlib.ui.ac.id/file?file=digital/20307105-S42248-Renita...

Documents

Transcript of RANCANG BANGUN DAN PENGUKURAN ANTENAlib.ui.ac.id/file?file=digital/20307105-S42248-Renita...