Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan Metode Patch...

LAPORAN TAHUNAN

PENELITIAN HIBAH BERSAING

Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan

Metode Patch dan Array 1x8 untuk Aplikasi Radar

Maritim Frekuensi 3,2 GHz

Tahun Ke 1 dari rencana 2 tahun

TIM PENGUSUL

Dr. Jonifan

NIDN : 0318085602

Wahyu Supriyatin, ST., MMSI

NIDN : 0304068601

Dibiayai oleh :

Kopertis Wilayah III Jakarta

Kementrian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi

Sesuai dengan Surat Perjanjian/Kontrak Penugasan Dalam Rangka Pelaksanaan Program Penelitian

Tahun Anggaran 2016 Nomor :790/K3/KM/SPK.LT/2016 Tanggal 14 Juni 2016

UNIVERSITAS GUNADARMA

NOVEMBER 2016

Copyright(c): Ditlitabmas 2012, updated 2016

HALAMAN PENGESAHAN.Judul : Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan

Metode Patch dan Array 1x8 untuk Aplikasi RadarMaritim Frekuensi 3,2 GHz

Peneliti/PelaksanaNama Lengkap : Dr. Drs JONIFAN M.M.Perguruan Tinggi : Universitas GunadarmaNIDN : 0318085602Jabatan Fungsional : LektorProgram Studi : Manajemen Sistem InformasiNomor HP : 0818805481Alamat surel (e-mail) : [email protected] (1)Nama Lengkap : WAHYU SUPRIYATIN ST., MMSINIDN : 0304068601Perguruan Tinggi : Universitas GunadarmaInstitusi Mitra (jika ada)Nama Institusi Mitra : -Alamat : -Penanggung Jawab : -Tahun Pelaksanaan : Tahun ke 1 dari rencana 2 tahunBiaya Tahun Berjalan : Rp 50.000.000,00 Biaya Keseluruhan : Rp 143.650.000,00..

Mengetahui,Dekan Fak. Teknologi Informasi

Jakarta, 12 - 12 - 2016Ketua,

.

.

.

.(Prof. Dr. Ir. Bambang Suryawan, MT.)

NIP/NIK 100602(Dr. Drs JONIFAN M.M.)

NIP/NIK 910160:

Menyetujui,Ketua Lembaga Penelitian

.

.

.

.(Dr. Ir. Hotniar Siringoringo, MSc)

NIP/NIK 910177

iii

RINGKASAN

Radar merupakan sebuah perangkat yang menggunakan gelombang elektromagnetik yang

berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak, kecepatan, dan memetakan objek bergerak

maupun diam. Sementara Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang dipakai diatas

kapal laut sehingga dapat mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia.

Radar Maritim berfungsi mengawasi perairan Indonesia dari pelanggaran wilayah oleh

kapal-kapal asing yang hendak melakukan pencurian ikan, penyelundupan, maupun

pembajakan. Selain itu, Radar Maritim juga dapat berfungsi sebagai monitoring

pergerakan kapal laut sehingga dapat mencegah terjadinya tabrakan apabila kapal hendak

merapat ke pelabuhan. Salah satu subsistem dari Radar Maritim adalah antena. Antena

berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik ke udara bebas. Untuk

mendapatkan coverage area yang luas maka diperlukan antena dengan gain yang tinggi.

Pemasangan Radar Maritim dengan gain yang tinggi sangat diperlukan, agar dapat

mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia. Selaras dengan hal tersebut,

pada penelitian ini diusulkan sebuah rancangan Antena dengan gain yang tinggi untuk

aplikasi Radar Maritim. Sebagai state of the art, pada penelitian ini diusulkan penggunaan

kombinasi metode patch rectangular dan circular dengan metode Array 1 x 8. Metode

metode patch rectangular dan circular berguna untuk menghasilkan antena yang bekerja

pada beberapa frekuensi 3,2 GHz, yang merupakan frekuensi kerja Radar Maritim di

Indonesia. Sementara itu, metode Array 1 x 8 berguna untuk meningkatkan gain antena

tanpa merubah fasa dari sinyal. Kombinasi metode ini diharapkan menghasilkan sebuah

High Gain Antenna untuk Aplikasi Radar Maritim Frekuensi 3,2 GHz. Target khusus yang

ingin dicapai pada penelitian ini yaitu dihasilkan prototipe perangkat antena untuk

Aplikasi Radar Maritim 3,2 GHz dengan gain yang tinggi yang menggunakan kombinasi

Metode Patch dan Metode Array 1 x 8. Luaran penelitian ini yaitu 2 buah publikasi dalam

Jurnal Nasional ber-ISSN tidak terakreditasi dan makalah yang disampaikan dalam

Pertemuan Nasional serta 1 buah prototipe antena. Luaran tambahan berupa 1 usul HKI.

Rencana kegiatan penelitian ini meliputi perancangan, simulasi kinerja dengan mengacu

pada standar yang berlaku, evaluasi kinerja hasil simulasi, pengukuran, publikasi, dan

pelaporan.

Hasil penelitian :

Pada penelitian ini telah berhasil dirancang antena dengan menggunakan metode patch

dan array 1 x 8 yang terdiri dari patch circular dan patch rectangular. Untuk perancangan

menggunakan metode patch circular, nilai dimensi untuk delapan elemen adalah lg = 9,1

mm, l9 = 6 mm, l10 = 13,2 mm, l11= 2d + w1/2 – (l9 + l10) mm, l4 = l12= 10,9 mm, w5

= w8 = 3 mm, w6 = 1,6 mm dan w7 = 0,6 mm. Hasil simulasi didapat karakteristik

bandwidth 159 MHz, fatas = 3,3 GHz, fbawah = 3,1 GHz, VSWR = 1,005 dan Gain = 11,3

dB Untuk perancangan menggunakan metode patch rectangular terdiri dari antenna 8

elemen mempunyai dimensi W = 370 mm, L = 68 mm, w9 = 3 mm, w10 = 1,6 mm, w11=

0,6 mm, w12= 3 mm, i9 = 6 mm, i10=15,5 mm, i11= 72 mm dan i12 = 9 mm. Hasil

simulasi didapat karakteristik bandwidth 135,5 MHz, fatas = 3,2559 GHz, fbawah = 3,1206

GHz, VSWR = 1,01 dan Gain = 11,3 dB. Secara keseluruhan karakteristik tersebut telah

memenuhi kriteria yang diharapkan kecuali nilai Gain yang masih harus di tingkatkan

(Direncanakan pada tahun ke-2).

Kata kunci : array, gain, maritim, patch, radar.

iv

PRAKATA

Penulis panjatkan puji syukur kepada Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya,

penulis dapat melaksanakan penelitian ini. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan

bimbingan dari berbagai pihak, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan penelitian

ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

mendukung penelitian ini.

Akhir kata, penulis berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua

pihak yang telah membantu. Semoga penelitian ini membawa manfaat bagi pengembangan

ilmu pengetahuan.

Jakarta, November 2016

Penulis

v

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ......................................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................................. ii

RINGKASAN ....................................................................................................................... iii

PRAKATA ............................................................................................................................ iv

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ................................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ viii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................... x

BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang dan Permasalahan yang Akan Diteliti .............................................. 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 2

2.1 State of The Art Penelitian .......................................................................................... 2

2.2 Studi Pendahuluan yang Telah Dilaksanakan dan Hasil yang Sudah Dicapai ........... 5

2.3 Peta Jalan Penelitian ................................................................................................... 8

BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ........................................................ 9

3.1 Tujuan Penelitian ....................................................................................................... 9

3.2 Manfaat Penelitian ..................................................................................................... 10

BAB 4. METODE PENELITIAN ...................................................................................... 11

4.1 Bagan Alir Penelitian (Fishbone Diagram) ............................................................... 11

4.2 Rencana Penelitian Tahun Pertama ............................................................................ 11

4.3 Lokasi Penelitian dan Luaran ..................................................................................... 13

BAB 5. HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI .......................................................... 15

5.1 Hasil Penelitian .......................................................................................................... 15

5.2 Penentuan Spesifikasi Antena .................................................................................... 15

vi

5.3 Penentuan Substrat ..................................................................................................... 15

5.4 Perancangan Dimensi Patch ....................................................................................... 16

5.5 Perancangan Dimensi Pencatu ................................................................................... 16

5.5.1 Saluran Pencatu Mikrostrip 50 Ohm .............................................................. 16

5.5.2 Saluran Pencatu Mikrostrip 100 Ohm ............................................................ 17

5.5.3 Saluran Pencatu Mikrostrip 70,71 Ohm ......................................................... 17

5.5.4 Perancangan Jarak Antar Elemen ................................................................... 18

5.5.5 Karakteristik Dimensi Antena Mikrostrip ...................................................... 19

5.5.6 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal ....... 19

5.5.7 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Dua Elemen .... 20

5.5.8 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen 21

5.5.9 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen 21

5.5.10 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Rectangular Array

Delapan Elemen ............................................................................................. 22

5.5.11 Hasil Simulasi Antena Circular Mikrostrip Elemen Tunggal ........................ 22

5.5.12 Hasil Simulasi Antena Circular Mikrostrip Array Dua Elemen .................... 24

5.5.13 Hasil Simulasi Antena Circular Mikrostrip Array Empat Elemen ................ 26

5.5.14 Hasil Simulasi Antena Circular Mikrostrip Array Delapan Elemen .............. 27

5.5.15 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen ....... 29

BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA ............................................................ 31

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 34

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 35

LAMPIRAN .......................................................................................................................... 36

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Susbstrat Rodgers Sajjad (2014) ........................................................................ 5

Tabel 2.2 Posisi dan Peta Jalan Penelitian ......................................................................... 7

Tabel 2.3 Road Map Penelitian High Gain Antena untuk Radar Maritim ......................... 8

Tabel 4.1 Luaran Tahunan ................................................................................................. 14

Tabel 4.2 Indikator Keberhasilan ....................................................................................... 14

Tabel 5.1 Parameter Subtrat yang Digunakan ................................................................... 16

Tabel 5.2 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal .......................... 20

Tabel 5.3 Nilai Parameter Antena Mikrostri Circular Array Dua Elemen ........................ 20

Tabel 5.4 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen .................. 21

Tabel 5.5 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen ................ 22

Tabel 5.6 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen ......... 22

Tabel 5.7 Karakteristik Antena Elemen Tunggal .............................................................. 24

Tabel 5.8 Karakteristik Antena Circular Array Dua Elemen ............................................. 26

Tabel 5.9 Karakteristik Antena Circular Array Empat Elemen ......................................... 27

Tabel 5.10 Karakteristik Antena Circular Array Delapan Elemen .................................... 29

Tabel 5.11 Karakteristik Antena Rectangular Array Delapan Elemen .............................. 30

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Antena Mikrostrip Beserta Elemen Peradiasinya .............................. 3

Gambar 2.2 Antena Array .................................................................................................. 4

Gambar 2.3 Patch Antena dan Pola Radiasinya Sajjad ...................................................... 5

Gambar 2.4 Struktur Antena Hajian, M ............................................................................. 6

Gambar 2.5 Nilai Gain dan Return Loss Antena Hajian, M ............................................. 6

Gambar 4.1 Fishbone Diagram High Gain Antena untuk Radar Maritim ........................ 11

Gambar 4.2 Rencana Penelitian Radar Maritim Tahun Pertama ....................................... 12

Gambar 4.3a Metode Circular ............................................................................................ 12

Gambar 4.3b Metode Rectangular ..................................................................................... 12

Gambar 4.4 Proses Riset sampai dengan Pemanfaatan Produk bagi Pengguna ................ 13

Gambar 5.1. Rancangan Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal ............................. 19

Gambar 5.2. Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Dua Elemen ......................... 20

Gambar 5.3 Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen ..................... 21

Gambar 5.4 Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen ................... 21

Gambar 5.5 Rancangan Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen ............. 22

Gambar 5.6. Hasil Simulasi S11 Elemen Tunggal .............................................................. 23

Gambar 5.7 Hasil Simulasi VSWR Elemen Tunggal ........................................................ 23

Gambar 5.8 Hasil Simulasi Farfield Gain Elemen Tunggal .............................................. 24

Gambar 5.9 Hasil Simulasi S11 Circular Array Dua Elemen ............................................. 25

Gambar 5.10 Hasil Simulasi VSWR Circular Array Dua Elemen .................................... 25

Gambar 5.11 Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Dua Elemen .......................... 25

Gambar 5.12 Hasil Simulasi S11 Circular Array Empat Elemen ....................................... 26

Gambar 5.13 Hasil Simulasi VSWR Circular Array Empat Elemen ................................. 26

Gambar 5.14. Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Empat Elemen ..................... 27

Gambar 5.15 Hasil Simulasi S11 Circular Array Delapan Elemen .................................... 28

Gambar 5.16. Hasil Simulasi VSWR Circular Array Delapan Elemen ............................. 28

Gambar 5.17 Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Delapan Elemen ................... 28

ix

Gambar 5.18 Hasil Simulasi S11 Rectangular Array Delapan Elemen .............................. 29

Gambar 5.19. Hasil Simulasi VSWR Rectangular Array Delapan Elemen ...................... 29

Gambar 5.20 Hasil Simulasi Farfield Gain Rectangular Array Delapan Elemen ............. 30

Gambar 6.1 Rencana Penelitian Radar Maritim Tahun Kedua .......................................... 31

Gambar 6.2 Optimasi Desain High Gain Antena untuk Radar Maritim ............................ 32

Gambar 6.3 Metode Penelitian High Gain Antenna untuk Radar Maritim ....................... 33

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Instrumen ......................................................................................................

Lampiran 2 : Personalia Tenaga Peneliti ........................................................................... 36

Lampiran 3 : HKI dan Publikasi ........................................................................................ 47

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Permasalahan yang Akan Diteliti

Sebagai negara Maritim, Indonesia memiliki lebih dari 17.000 pulau, dengan 2/3 dari

wilayahnya merupakan lautan, yang kaya akan sumber daya kelautan dan perikanan. Selain

kaya sumber daya, posisi Indonesia yang strategis mengakibatkan banyak kapal laut yang

berlalu-lintas di daerah perairan Indonesia. Sehingga perlu diadakan pengawasan terhadap

pertahanan dan keamanan di perairan Indonesia. Pengawasan daerah kelautan di Indonesia

dapat dipantau dengan menggunakan Radar Maritim.

Saat ini, Kapal-kapal pengawas dan pemantau daerah kelautan yang ada di Indonesia

sudah dilengkapi dengan radar, akan tetapi lingkup jangkauan dari radar yang dipancarkan

oleh kapal milik Indonesia masih kecil dan sedikit. Radar pendukung kapal pengawas dan

pemantau daerah kelautan Indonesia juga masih sedikit tergantung dari aplikasi yang

digunakan, frekuensi, bandwidth, gain, return loss serta metode perancangannya baik dari

rectangular, circular dan arraynya. Selain masalah radar yang kurang pada kapal di

Indonesia masalah lain juga muncul antara lain kurangnya sumber daya manusia pengawas

laut sehingga laut Indonesia yang luat tidak terjaga, masalah pencurian ikan yang makin

marak oleh kapal-kapal luar negeri, pembajakan serta penyelundupan hasil tangkapan ikan

ataupun yang lainnya dan adanya tabrakan yang terjadi antar kapal yang ingin bersandar

karena kurangnya radar untuk mendeteksi keberadaan kapal lain yang ada disekitar. Sehingga

perlu dibuatkan prototipe berupa radar maritim yang dilihat dari segi frekuensi serta

bandwidth serta antena dan gain yang dimiliki.

Menurut Kemkominfo (2013) Radar merupakan sebuah perangkat yang menggunakan

gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak, kecepatan, dan

memetakan objek bergerak maupun. Sementara Radar Maritim adalah stasiun radar

bergerak yang dipakai diatas kapal laut sehingga dapat mencakup daerah yang luas di

wilayah perairan Indonesia. Radar laut terbagi dua yaitu Radar Maritim dan Radar

Surveillance.

1. Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang dipakai di atas kapal laut.

2. Radar Surveillance adalah stasiun radar tetap yang berfungsi untuk pengawasan

pantai, selat, sungai, dan ekplorasi lepas pantai atau darat.

Sementara itu, menurut Andaya Lestari (2012) Radar Maritim berfungsi mengawasi

perairan Indonesia dari pelanggaran wilayah oleh kapal-kapal asing yang hendak melakukan

pencurian ikan, penyelundupan, maupun pembajakan. Selain itu, Radar Maritim juga dapat

2

berfungsi sebagai monitoring pergerakan kapal laut sehingga dapat mencegah terjadinya

tabrakan apabila kapal hendak merapat ke pelabuhan.

Salah satu subsistem dari Radar Maritim adalah antena. Antena berfungsi untuk

memancarkan gelombang elektromagnetik ke udara bebas Balanis (1997). Untuk

mendapatkan coverage area yang luas maka diperlukan antena dengan gain yang tinggi.

Menurut Endon Bharata (2011) Pemasangan Radar Maritim dengan gain yang tinggi sangat

diperlukan, agar dapat mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia.

Penelitian sebelumnya (Lestari, 2012) membuat sebuah prototipe radar surveillance

long-range yang bekerja pada frekuensi S-band untuk kebutuhan maritim. Prototipe radar ini

bekerja dengan daya pancar sekitar 5 W. Penelitian lainnya (Sugiarto, 2012) merancang

antena yang dapat digunakan untuk mendukung kerja radar pengawas pantai. Antena ini

dirancang dengan menggunakan antena mikrostrip dimana karakteristik antena ini harus

mempunyai bandwidth lebar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 State of The Art Penelitian

Radar Radio detection and ranging (RADAR) merupakan sebuah perangkat

elektronika yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi, mengukur jarak, dan membuat

peta lokasi benda-benda seperti kapal laut maupun pesawat. Prinsip kerjanya yaitu

gelombang radio dikirim dan sebuah penerima menerima sinyal pantulnya yang kembali.

Dengan menganalisa sinyal yang dipantulkan maka dapat ditentukan lokasinya. Walaupun

signal yang diterima kecil, tapi sinyal radio dapat dengan mudah dideteksi dan diperkuat

seperti dikemukakan Hajian, M (2009).

Sebagai negara Maritim, Indonesia membutuhkan Radar Maritim yang baik untuk

mengawasi perairan Indonesia dari pelanggaran wilayah oleh kapal-kapal asing yang hendak

melakukan pencurian ikan, penyelundupan, maupun pembajakan. Salah satu subsistem dari

Radar Maritim adalah antena. Antena berfungsi untuk memancarkan gelombang

elektromagnetik ke udara bebas. Menurut Balanis, A Constantine. (1997) Berdasarkan

definisi IEEE, antena merupakan alat/divais yang digunakan untuk meradiasi atau menerima

gelombang radio (elektromagnetik). Dengan kata lain, antena merupakan sebuah alat

pengarah yang mengkonversi gelombang elektromagnetik menjadi arus listrik maupun

sebaliknya.

3

Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang mempunyai kelebihan

dalam hal bentuknya yang sederhana, ringan, dapat dibuat sesuai kebutuhan. Secara umum,

antena mikrostrip terdiri dari 3 elemen, yaitu: elemen peradiasi (radiator), substrat, dan

elemen pentanahan (ground). Contoh bentuk antena mikrostrip dapat dilihat pada Gambar

2.1.

Gambar 2.1 Bentuk Antena Mikrostrip Beserta Elemen Peradiasinya (Balanis : 1997)

Mneurut Pozar (1998) Antena mikrostrip ini mempunyai beberapa keuntungan

apabila dibandingkan dengan antena lainnya, yaitu diantaranya :

1. low profile (mempunyai ukuran yang kecil dan ringan)

2. mudah difabrikasi dan tidak memakan biaya yang besar

3. dapat berdiri dengan kuat ketika diletakkan pada benda yang rigid

4. Polarisasi linier dan sirkular mudah di dapat hanya dengan feeding yang sederhana

5. Dapat digunakan untuk aplikasi dual polarisasi, dual frekuensi maupun triple

frekuensi band

6. Feed line dan matching network dapat dipabrikasi langsung dengan struktur

antena.

Sementara itu salah satu kekurangannya adalah gain nya yang rendah. Padahal

untuk mendapatkan coverage area yang luas maka diperlukan antena dengan gain yang

tinggi. Pemasangan Radar Maritim dengan gain yang tinggi sangat diperlukan, agar dapat

mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia.

Maka dari itu, sebagai state of the art, pada penelitian ini diusulkan penggunaan

kombinasi metode patch rectangular dan circular dengan metode Array 1 x 8. Metode

metode patch rectangular dan circular berguna untuk menghasilkan antena yang bekerja

4

pada beberapa frekuensi 3,2 GHz, yang merupakan frekuensi kerja Radar Maritim di

Indonesia. Sementara itu, metode Array 1 x 8 berguna untuk meningkatkan gain antena

tanpa merubah fasa dari sinyal. Kombinasi metode ini diharapkan menghasilkan sebuah

High Gain Antenna untuk Aplikasi Radar Maritim Frekuensi 3,2 GHz.

Antena array adalah susunan dari beberapa antena yang identik seperti dikemukakan

Mikulasek, T (2013). Dalam antena mikrostrip patch, yang disusun secara array adalah

bagian patch. Medan total dari antena array ditentukan oleh penjumlahan vektor dari medan

yang diradiasikan oleh elemen tunggal. Untuk membentuk pola yang memiliki keterarahan

tertentu, diperlukan medan dari setiap elemen array berinterferensi secara konstruktif pada

arah yang diinginkan dan berinterferensi secara destruktif pada arah yang lain.

Ada beberapa macam konfigurasi antena array, di antaranya : linear, planar, dan

circular. Antena array linear adalah array dengan titik pusat elemen array berada pada satu

garis lurus. Antena array planar adalah array denga susunan elemen array membentuk

sebuah area yang berbentuk kotak seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2. Antena array

circular adalah array dengan elemen array terletak pada suatu lingkaran dengan radius

tertentu.

Gambar 2.2 Antena Array (Pozar : 1998)

5

Masing-masing konfigurasi memiliki keuntungan, misalnya linear array memiliki

kelebihan dalam perhitungan yang tidak terlalu rumit, sedangkan planar array memiliki

kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian arah pola radiasi.

2.2 Studi Pendahuluan yang Telah Dilaksanakan dan Hasil yang Sudah Dicapai

Penelitian Sajjad (2014) menujukan perancangan antena array pada Frekuensi 3,8

GHz, Bandwidth 16 MHz, menghasilkan Gain 13,5 dBi, dengan return loss -13 dB. Penelitian

tersebut menggunakan jenis Subtrat yang terlihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Susbstrat Rodgers Sajjad (2014)

Dimensi dan hasil penelitian Sajjad terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Patch Antena dan Pola Radiasinya Sajjad (2014)

Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Hajian (2009) yang meneliti Radar FMCW di

Indonesia dengan frekuensi 9,4 GHz, bandwidth 200 Mhz, gain 16 dBi, serta return loss -

20 dB. Antena ini menggunakan 1x 8 Array. Hasilnya penelitian Hajian terlihat pada Gambar

2.4 serta nilai dari gain dan return yang dihasilkan dari antena Hajian dapat dilihat pada

Gambar 2.5.

6

Gambar 2.4 Struktur Antena Hajian, M (2009)

Gambar 2.5 Nilai Gain dan Return Loss Antena Hajian, M (2009)

7

Secara keseluruhan, studi pendahuluan penelitian yang telah dilaksanakan dengan menggunakan metode array untuk antena maritim

terlihat pada peta jalan di tabel 2.2.

Tabel 2.2 Posisi dan Peta Jalan Penelitian

No. Penelitian Aplikasi

Hasil yang dicapai Metode Perancangan

Frekuensi

(GHz)

Bandwidth

(MHz)

Gain

(dBi)

Return Loss

(dB) Rectangular Circular

Array

1. Sajjad (2014). WiMAX 3,8 GHz 16 MHz 13,5 dBi -13 dB yes - 2 x 2

2. Dubey, S. (2014). S Band

Indonesia 3,5 GHz 500 MHz 6 dBi -10 dB yes - 3 Yagi

3. Thakur, S (2013) Radar Cuaca

India 5,8 GHz 170 MHz 19 dBi -15 dB yes - 4 x 4

4. Slomian, I. (2013) Radar FMCW 24 GHz 2 GHz 8 dBi -10 dB yes - 4 x 4

5 Mikulasek (2013) Radar 24 GHz 200 MHz 11 dBi - 25 dB yes - 2 x 2

6 Sreeja (2012) Nano Satellite 2,45 GHz 10 Mhz 5 dBi - 15 dB yes - -

7 Golezani (2012). Radar 5,8 GHz 50 MHz 5 dBi -30 dB - yes -

8 Dewan, R (2011). WiMAX 3, 55 Ghz 20 MHz 6 dBi -20 dB - - 2 x 2

9 Hajian, M (2009). Radar FMCW

Indonesia 9,4 GHz 200 Mhz 16 dBi -20 dB yes - 1 x 8

10 Usulan Penelitian Radar Maritim

Indonesia 3,2 GHz 60 MHz > 15 dBi < -10 dB yes yes 1 x 8

Tabel 2.2 merupakan peta jalan penelitian high gain antena utuk radar maritim yang bekerja pada frekuensi 3,2 GHz. Peta jalan

penelitian awalnya dimulai pada tahun 2009 oleh Hajian yang diawali dengan pembuatan Radar FMCW pada frekuensi 9,4 GHz dan

menggunakan metode perancangan patch rectangular serta kombinasi array 1x8. Peta jalan penelitian sebagai latar belakang yang akhirnya

digunakan untuk membuat radar maritim ini adalah sampai tahun 2014 oleh Sajjad dengan menggunakan WiMAX dalam frekuensi 3,8 GHz,

metode patch rectangular dan kombinasi array 2.

8

2.3 Peta Jalan Penelitian

Perancangan High Gain Antenna untuk Radar Maritim ini diharapkan dapat meningkatkan kinerja Radar Maritim yang berfungsi

mengawasi perairan Indonesia dari pelanggaran wilayah oleh kapal-kapal asing yang hendak melakukan pencurian ikan, penyelundupan,

maupun pembajakan. Tabel 2.3 adalah road map penelitian high gain antena radar maritim.

Tabel 2.3 Road Map Penelitian High Gain Antena untuk Radar Maritim

Tahapan … - 2016 2016-2017 2017-2018 2019-…

Tahapan Awal

Tahapan Menengah

Tahapan Akhir

Metode Patch Rectangular

Pada bagian dijelaskan spesifikasi antena,

jenis substrat. Dilanjutkan perancangan

dimensi panjang dan lebar antena dan

optimasi lokasi pencatu.

Metode Patch Circular

Perancangan ini dimulai dengan menentukan

jari-jari antena dan optimasi lokasi pencatu

agar dapat bekerja pada frekuensi 3,2 GHz.

Pada proses kombinasi menjadi

antena Array. Setiap Antena tersebut

harus memiliki nilai fasa sama.

Kerjasama dengan Industri dan evaluasi

serta Pelaporan

9

BAB 3

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1 Tujuan Penelitian

Tujuan khusus penelitian ditahun pertama yaitu dihasilkan suatu antena dengan

high gain antena untuk radar maritim dengan menggunakan metode patch microstrip.

Perancangan microstrip antena dilakukan dengan menggunakan metode patch yang dibagi

menjadi dua yaitu patch circular dan patch rectangular yang bekerja dengan frekuensi 3,2

GHz. Perancangan antena dengan metode patch circular dilakukan dengan menentukan jari-

jari antena dan penentuan lokasi catunya kembali untuk bekerja pada frekuensi 3,2 GHz

sedangkan perancangan antena menggunakan metode patch rectangular dilakukan dengan

menentukan dimensi antena agar dapat bekerja optimal pada frekuensi 3,2 GHz.

Tujuan khusus penelitian tahun kedua yaitu dilakukan kombinasi menjadi antena

array 1 x 8 dimana setiap antena harus memiliki nilai fasa yang sama sehingga menghasilkan

gain yang besar sehingga dihasilkan suatu prototipe antena untuk aplikasi radar maritim

berfrekuensi 3,2 GHz. Antena tersebut kemudian di pabrikan dan evaluasi. Secara spesifik,

Tujuan khusus yang ingin dicapai pada penelitian ini yaitu dihasilkan prototipe Antena

untuk Aplikasi Radar Maritim 3,2 GHz dengan gain yang tinggi yang menggunakan

Kombinasi Metode. Metode Patch dan Metode Array 1 x 8. Parameter kinerja yang

dirancang secara lebih lengkap sesuai dengan ketentuan Kemkominfo (2013) :

a. Frekuensi kerja : 3,2 GHz

b. Bandwitdh : 60 MHz

c. Gain : > 15 dBi

d. Return Loss : < -10 dB

e. VSWR : < 2

f. Ketebalan subtrat : 1,6 mm

g. Permitivitas substarat : 4,4

h. Loss Tangent : 0.002

Luaran penelitian ini yaitu 2 buah publikasi dalam Jurnal Nasional ber-ISSN tidak

terakreditasi dan makalah yang disampaikan dalam Pertemuan Nasional serta 1 buah

prototipe antena. Luaran tambahan berupa 1 usul HKI. Rencana kegiatan penelitian ini

meliputi perancangan, simulasi kinerja dengan mengacu pada standar yang berlaku, evaluasi

kinerja hasil simulasi, pengukuran, publikasi dan pelaporan

10

3.2 Manfaat Penelitian

Salah satu penelitian sebelumnya dilakukan oleh Ananda Lestari yaitu prototipe radar

surveillance long range yang bekerja pada frekuensi S-band untuk keperluan maritim.

Prototipe radar ini diharapkan dapat diproduksi menjadi radar operasional yang sesuai dengan

spesifikasi TNI AL. Prototipe ini bekerja dengan teknologi Frequency Modulated Continuous

Wave (FMCW) dengan daya pancar 5 W dan berhasil mendeteksi keberadaan bangunan-

bangunan yang ada di sekeliling lokasi pengujian dalam radius sekitar 5 nm (9 km).

Penelitian lainya dilakukan oleh Yoga Sugiarto tentang perancangan antena susun delapan

mikrostrip rectangular pada frekuensi kerja 3 GHz untuk aplikasi radar pengawas pantai.

Perancangan antena yang digunakan untuk mendukung kerja radar pengawas pantai ini dibuat

dengan menggunakan antena mikrostrip. Perancangan antena mikrostrip dilakukan dengan

menghitung dimensi antena sesuai rumus teori yang ada dan dimensi hasilnya digunakan

untuk proses simulasi. Antena dibuat dengan pola radiasi dan polarisasinya agar sesuai

dengan yang dibutuhkan dilapangan yang bekerja pada frekuensi 3 GHz serta bandwidth 60

MHz pasa VSWR = 1,231 dan gain sebesar 11,41 dBi. Terlihat bahwa penelitian antena

maritim fokus kepada Gain antena.

Urgensi penelitian ini yang dihasilkan berupa prototipe antena untuk aplikasi radar

maritim berfrekuensi 3,2 GHz dengan gain yang tinggi lebih dari 15 dBi. Penggunaan radar

maritim dengan gain yang tinggi diperlukan dalam laut Indonesia yang luas agar dapat

mencakup jangkauan yang jauh di semua perairan laut Indonesia. Prototipe antena untuk

aplikasi radar maritim dibuat dengan menggembangkan beberapa metode, metode patch

microstrip yaitu metode patch circular dan rectangular ditahun pertama yang dikembangkan

dengan menggunakan metode array 1 x 8 pada tahun kedua untuk kemudian di pabrikasikan.

Inovasi yang ditargetkan pada penelitian ini yaitu dikembangkan high gain antenna

dengan state of the art berupa penggunaan kombinasi metode. metode patch circular dan

rectangular dengan metode Array 1 x 8. Metode metode patch circular dan rectangular

berguna untuk menghasilkan antena yang bekerja pada beberapa frekuensi 3,2 GHz, yang

merupakan frekuensi kerja Radar Maritim di Indonesia. Sementara itu, metode Array 1 x 8

berguna untuk meningkatkan gain antena tanpa merubah fasa dari sinyal Pozar (1998).

Kombinasi metode ini diharapkan menghasilkan sebuah High Gain Antenna untuk Aplikasi

Radar Maritim Frekuensi 3,2 GHz.

11

BAB 4

METODE PENELITIAN

4.1 Bagan Alir Penelitian (Fishbone Diagram)

Pada Gambar 4.1 dijelaskan fishbone diagram untuk penelitian High Gain Antena

untuk Radar Maritim, dengan permasalahan yang muncul di awal seperti kurangnya

pengawasan laut oleh tentara-tentara maritim laut Indonesia, maraknya pencurian ikan oleh

kapal-kapal laut negara asing dengan berbendera Indonesia, pembajakan serta penyelundupan

hasil laut Indonesia oleh kapal asing serta tabrakan antara kapal laut yang ingin bersandar.

Karena permasalahan tersebut maka dibuatlah Radar Maritim dengan High Gain Antena

dimana dengan ketentuan sub sistem antena, high antena, frekuensi kerja dan bandwitdh,

antena array serta jenis antena patch yang lebih berkembang dari pada yang terdahulu pernah

diciptakan. Karena beberapa permasalahan yang muncul serta solusi yang didapat maka

dibuatlah Radar Maritim dengan kombinasi metode patch dengan metode array.

Gambar 4.1 Fishbone Diagram High Gain Antena untuk Radar Maritim

4.2 Rencana Penelitian Tahun Pertama

Gambar 4.2 adalah penelitian yang akan direncanakan ditahun pertama perancangan

high gain antena untuk radar maritim dengan menggunakan kombinasi metode patch

microstrip yaitu patch circular dengan patch rectangular yang akan menghasilkan frekuensi

3,2 GHz. Metode patch circular maupun patch rectangular sama-sama menentukan lokasi

pencatunya.

12

Gambar 4.2 Rencana Penelitian Radar Maritim Tahun Pertama

Gambar 4.3a Metode Circular Gambar 4.3b Metode Rectangular

Lokasi Pencatu

Penelitian High Gain Antenna untuk Radar Maritim

Mulai

Patch Circular

Patch Rectangular

Metode Patch

Microstrip

13

Pada Gambar 4.3a dengan 4.3b merupakan perancangan dengan metode patch mikrostrip

antena dengan menggunakan patch circular dan patch rectangular yang bekerja pada

frekuensi 3,2 GHz. Gambar 4.3a, dalam gambar dapat dilihat bahwa metode circular sama

dengan metode rectangular yang berbeda dalam penentuan jari-jari dari antenanya yang

dalam metode rectangular ditentukan dimensinya baik panjang ataupun lebar antena bila

dalam metode circular yang ditentukan jari-jari antenanya. Sedangkan rancangan dengan

metode circular terdapat pada Gambar 4.3b adalah rancangan dengan metode patch

rectangular dimana dalam perancangan dengan menggunakan metode ini terlebih dahulu

ditentukan jenis substrat yang akan dipergunakan dalam antena, dimensi dari antenanya serta

lokasi pencatu yang optimal untuk menjalankan frekuensi 3,2 GHz.

4.3 Lokasi Penelitian dan Luaran

Tahapan terakhir adalah kerjasama dengan pihak industri untuk dapat dilakukan

produksi masal. Hasilnya dapat digunakan untuk stakeholder, sementara alurnya terlihat

seperti Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Proses Riset sampai dengan Pemanfaatan Produk bagi Pengguna

Permintaan

Dilakukan studi terhadap

kebutuhan High Gain Antenna

untuk Radar Maritim

Riset

Riset pengembangan

dan inovasi dilakukan

oleh Universitas

Gunadarma

Proses Industri

(Fabrikasi)

Dilakukan oleh IDN

(a.l. PT TRG, PT

LEN, dan PT

Panggung

Elektronika)

Evaluasi dan

Pengembangan

Evaluasi mengenai link and

match antara Permintaan

dan Kebutuhan

Pemasaran

Bisa dilakukan oleh Marketing

14

Lokasi penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Elektro, Universitas

Gunadarma dan keluaran yang dihasilkan terlihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Luaran Tahunan

Luaran Tahun ke-1

Metode Patch

Tahun ke-2

Array 1 x 8

Frekuensi Kerja 3,2 GHz 3,2 GHz

Bandwidth 60 MHz 60 MHz

VSWR < 2 < 2

Return Loss < -10 dB < -10 dB

Gain 4 dBi 15 dBi

Fase Single Single

Pola Radiasi Single Single

Indikator pencapaian keberhasilan dari riset dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Indikator Keberhasilan

No. Indikator Capaian

1. Desain Prototype Smart Antena 1

2. Seminar Nasional 2

3. Jurnal Nasional 1

4. Jurnal Internasional 1

5. Usul HKI 1

Riset ini akan dilaksanakan oleh 1 periset utama dan 1 anggota periset. Nama periset,

surat pernyataan dari periset, serta CV para periset dapat dilihat pada Lampiran Kelengkapan

Administrasi Riset.

15

BAB 5

HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI

5.1 Hasil Penelitian

Pada penelitian ini akan dirancang antena mikrostrip Array 8 elemen menggunakan

simulator CST Microwave Studio 2011. Jenis antena mikrostrip yang dirancang adalah

antena mikrostrip dengan bentuk patch lingkaran dan teknik pencatuan menggunakan saluran

mikrostrip (microstrip line feed). Proses perancangan antena mikrostrip pada tugas akhir

ini dilakukan dengan beberapa tahapan. Secara umum tahap pertama yaitu membuat

perancangan antena mikrostrip elemen tunggal, tahap selanjutnya adalah membuat

perancangan antena Array dua elemen, dan selanjutnya membuat perancangan antena Array

empat elemen, dan tahap akhir membuat perancangan antena mikrostrip Array 1x8. Hasil dari

rancangan akhir akan difabrikasi dan dilakukan pengukuran, sehingga hasil dari simulasi dan

fabrikasi dapat dibandingkan.

5.2 Penentuan Spesifikasi Antena

Tahapan pertama kali dalam melakukan perancangan antena mikrostip adalah

menentukan spesifikasi antena yang ingin dicapai. Spesifikasi antena yang dimaksud yaitu

frekuensi kerja, VSWR, gain, bandwidth dan impedansi masukan. Spesifikasi antena yang

ingin dicapai adalah sebagai berikut :

1. Frekuensi kerja : 3,2 GHz (2,19 – 3,23 GHz)

2. VSWR : ≤ 2

3. Gain : ≥ 8 dBi

4. Bandwidth : 60 MHz

5. Impedansi masukan : 50 Ω

5.3 Penentuan Substrat

Tahap selanjutnya yaitu menentukan jenis substrat yang akan digunakan. Dalam

pemilihan jenis subtrat sangat diperlukan pengetahuan tentang spesifikasi umum daris

substrat tersebut, kualitasnya, ketersediaannya serta yang tidak kalah penting adalah harga

atau biaya yang harus dikeluarkan untuk mendapatkannya, karena akan mempengaruhi nilai

jual ketika akan difabrikasi secara massal untuk dipasarkan. Jenis subtrat yang digunakan

pada perancangan antena dalam tugas akhir ini adalah Epoxy FR4 dengan parameter-

parameterna ditunjukan pada Tabel 5.1.

16

Tabel 5.1. Parameter Subtrat yang Digunakan

No Parameter Substrat Epoxy FR4 Keterangan

1 Konstanta Dielektrik Relatif (εr) 4,4

2 Dielektrik Loss Tangent (tan Q) 0,02

3 Ketebelan substrat (h) 0,16 cm

5.4 Perancangan Dimensi Patch

Langkah selanjutnya yaitu melakukan perancangan dimensi patch antena mikrostrip.

Bentuk patch dari antena mikrostrip yang akan dirancang yaitu dengan bentuk patch

lingkaran, sehingga yang perlu dicari adalah panjang jari-jari lingkaran (a). Untuk

mendapatkan panjang jari-jari lingkaran digunakan persamaan berikut :

Dengan F :

h dalam cm dan fr dalam Hz

Sehingga didapat nilai a adalah:

Dari perhitungan di atas, didapatkan nilai jari-jari (a) patch lingkaran sepanjang 12,6 mm.

5.5 Perancangan Dimensi Pencatu

Saluran pencatu yang digunakan pada perancangan antena mikrostrip adalah saluran

pencatu 50 Ω, 70,71 Ω, dan 100 Ω pemilihan saluran pencatu ini mengacu pada bentuk

antena Array .

5.5.1 Saluran Pencatu Mikrostrip 50 Ohm

Saluran pencatu mikrostrip 50 ohm dihubungkan dengan konektor 50 ohm, untuk

mendapatkan nilai impedansi saluran pencatu sebesar 50 Ω, maka dapat dilakukan dengan

mencari lebar saluran pencatu. Lebar saluran pencatu dapat dihitung dengan persamaan W.

Dengan memasukan nilai εr = 4,4, h = 1,6 mm dan Z0 = 50 Ω:

17

Dengan nilai B adalah:

Sehingga:

W = 3 mm

Didapat lebar saluran pencatu 50 Ω sebesar 3 mm

5.5.2 Saluran Pencatu Mikrostrip 100 Ohm

Saluran pencatu 100 Ω digunakan untuk perancangan antena yang ditempatkan

paralel dari saluran pencatu 50 Ω. Lebar saluran pencatu mikrostrip 100 Ω dapat dicari

dengan menggunakan persamaan berikut:

Dengan

Sehingga:

5.5.3 Saluran Pencatu Mikrostrip 70,71 Ohm

Saluran Saluran pencatu mikrostrip 70,71 Ω merupakan transformator λ/4 antara

saluran penatu 100 Ω dan 50 Ω. Lebar saluran pencatu mikrostrip 70,71 Ω dapat dicari

dengan menggunakan persamaan berikut:

18

Dengan:

= 3,993

Sehingga:

Saluran pencatu 70,71 Ω merupakan transformator ¼ gelombang sehingga panjang

pencatunya dapat dicari dengan persamaan berikut:

Konstanta dielektrik efektif ( ) digunakan untuk menghitung panjang pencatu

saluran mikrostrip 70,71 Ω sesuai dengan persamaan:

Sehingga diperoleh panjang saluran pencatu mikrostrip 70,71 Ω adalah:

Untuk memudahkan dalam proses perancangan maka panjang saluran pencatu 70,71 Ω

dibulatkan menjadi 13,2 mm.

5.5.4 Perancangan Jarak Antar Elemen

Jarak antar elemen diukur dari titik pusat elemen ke titik pusat elemen yang berdeatan

dapat dicari dengan persamaan berikut:

19

= 0,0469 m = 47 mm

5.5.5 Karakterisasi Dimensi Antena Mikrostrip

Tahap selanjutnya dilakukan karakterisasi terhadap dimensi antena. Berdasarkan

dasar teori antena mikrostrip pada umumnya, untuk menggeser frekuensi kerja adalah dengan

memperbesar atau memperkecil dimensi patch antena. Semakin besar dimensi antena maka

frekuensi kerja akan semakin kecil, begitu sebaliknya, karena dimensi antena berbanding

terbalik dengan frekuensi kerjanya. Dengan demikian, untuk menggeser frekuensi kerja pada

antena mikrostrip lingkaran, akan dilakukan karakterisasi jari-jari lingkaran (a). Teknik

pencatuan yang digunakan adalah Microstrip Line Feed sehingga memiliki parameter lain

yang dapat dimodifikasi untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan yaitu panjang

saluran pencatu (l). Dengan demikian parameter yang memungkinkan untuk digunakan pada

pengkarakterisasian ini adalah jari-jari lingkaran (a) dan panjang saluran pencatu (l).

Tahap pertama karakterisasi dilakukan pada antena mikrostrip elemen tunggal

(lampiran 1). Kemudian karakterisasi pada antena mikrostrip Array dua elemen (lampiran 2)

dan karakterisasi pada antena mikrostrip Array empat elemen (lampiran 3), dan tahap akhri

karakterisasi pada antena mikrostrip Array delapan elemen (lampiran 4).

5.5.6 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal

Gambar 5.1. Rancangan Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal

20

Tabel 5.2 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal

Parameter Panjang (mm)

W 45

L 45

a 12,9

lg 9,6

y2 6

wf 3

wg 1

5.5.7 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Dua Elemen

Gambar 5.2 Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Dua Elemen

Tabel 5.3 Nilai Parameter Antena Mikrostri Circular Array Dua Elemen

Dimensi Nilai (mm)

d 41

l1 6

l2 13,2

l3 d/2 + w1/2 – (l1 + l2)

l4 7,7

w1 = w4 3

w2 1,6

w3 0,6

21

5.5.8 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen

Gambar 5.3 Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen

Tabel 5.4 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Array Empat Elemen

Dimensi Nilai (mm)

l5 6

l6 13,2

l7 d/2 + w1/2 – (l5 + l6)

l4=l8 8,8

w5 = w8 3

w6 1,6

w7 0,6

5.5.9 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen

Gambar 5.4 Rancangan Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen

22

Tabel 5.5 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen

Dimensi Nilai (mm)

lg 9,1

l9 6

l10 13,2

l11 2d + w1/2 – (l9 + l10)

l4 = l12 10,9

w5 = w8 3

w6 1,6

w7 0,6

5.5.10 Hasil Akhir Perancangan Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan

Elemen

Gambar 5.5 Rancangan Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen

Tabel 5.6 Nilai Parameter Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen

Dimensi Nilai (mm)

W 370

L 68

w9 3

w10 1.6

w11 0.6

w12 w9

i9 6

i10 15.5

i11 72

i12 9

Dari tahap perancangan didapat hasil simulasi antenna mikrostrip, berikut akan dijelaskan

karakteristik antena yang didapat dari hasil simulasi.

5.5.11 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Circular Elemen Tunggal

Pada Gambar 5.6 menjelaskan hasil simulasi S11 yang memiliki skala frekuensi 2,6

GHz sampai dengan 3,8 GHz dengan sumbu y adalah S11. Hasil simulasi menyatakan bahwa

23

bandwidth –10 dB diperoleh saat f1 = 3,15 GHz dan f2 = 3,25 GHz dengan bandwidth 98

MHz dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –45 dB.

Gambar 5.6. Hasil Simulasi S11 Elemen Tunggal

Pada Gambar 5.7 menjelaskan hasil simulasi VSWR yang memiliki skala frekuensi

2,6 GHz sampai 3,8 GHz dengan sumbu y adalah VSWR. Hasil simulasi menyatakan bahwa

VSWR yang diperoleh adalah 1,01.

Gambar 5.7 Hasil Simulasi VSWR Elemen Tunggal

Pada Gambar 5.8 menjelaskan hasil simulasi Farfield Gain dengan main lobe

magnitude diperoleh sebesar 4 dB.

24

Gambar 5.8 Hasil Simulasi Farfield Gain Elemen Tunggal

Hasil simulasi elemen tunggal dirangkum dalam Tabel 5.7.

Tabel 5.7 Karakteristik Antena Elemen Tunggal

Karakteristik Nilai

Bandwidth 98 MHz

Fatas 3,25 GHz

Fbawah 3,15 GHz

VSWR 1,01

Gain 4 dB

5.5.12 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Circular Array Dua Elemen




MHz dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai S11 = –47 dB.

25

Gambar 5.9 Hasil Simulasi S11 Circular Array Dua Elemen




Gambar 5.10 Hasil Simulasi VSWR Circular Array Dua Elemen

Gambar 5.11 Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Dua Elemen


magnitude diperoleh sebesar 6.3 dB. Hasil simulasi dua elemen dirangkum dalam Tabel 5.8.

26

Tabel 5.8 Karakteristik Antena Circular Array Dua Elemen

Karakteristik Nilai

Bandwidth 106 MHz

Fatas 3,25 GHz

Fbawah 3,15 GHz

VSWR 1,01

Gain 6.3 dB

5.5.13 Hasil Simulasi Antenna Mikrostrip Circular Array Empat Elemen




MHz dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –48 dB.

Gambar 5.12 Hasil Simulasi S11 Circular Array Empat Elemen

Gambar 5.13 Hasil Simulasi VSWR Circular Array Empat Elemen

27




Gambar 5.14. Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Empat Elemen


magnitude diperoleh sebesar 9,4 dB. Hasil simulasi empat elemen dirangkum dalam Tabel

5.9.

Tabel 5.9 Karakteristik Antena Circular Array Empat Elemen

Karakteristik Nilai

Bandwidth 106 MHz

Fatas 3,26 GHz

Fbawah 3,14 GHz

VSWR 1,007

Gain 9,4 dB

5.5.14 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Circular Array Delapan Elemen



bandwidth –10 dB diperoleh saat f1 = 3,1 GHz dan f2 = 3,3 GHz dengan bandwidth 159 MHz

dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –52 dB.

28

Gambar 5.15 Hasil Simulasi S11 Circular Array Delapan Elemen

Gambar 5.16. Hasil Simulasi VSWR Circular Array Delapan Elemen




Gambar 5.17 Hasil Simulasi Farfield Gain Circular Array Delapan Elemen

29


magnitude diperoleh sebesar 11,3 dB.

Tabel 5.10 adalah tabel karakteristik simulasi antena mikrostrip array delapan elemen

Tabel 5.10 Karakteristik Antena Circular Array Delapan Elemen

Karakteristik Nilai

Bandwidth 159 MHz

Fatas 3,3 GHz

Fbawah 3,1 GHz

VSWR 1,005

Gain 11,3 dB

5.5.15 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Rectangular Array Delapan Elemen



bandwidth –10 dB diperoleh saat f1 = 3,1206 GHz dan f2 = 3,2559 GHz dengan bandwidth

153,3 MHz dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –45,45 dB

Gambar 5.18 Hasil Simulasi S11 Rectangular Array Delapan Elemen

Gambar 5.19. Hasil Simulasi VSWR Rectangular Array Delapan Elemen

30




Gambar 5.20 Hasil Simulasi Farfield Gain Rectangular Array Delapan Elemen


magnitude diperoleh sebesar 11,3 dB.

Tabel 5.11 adalah tabel karakteristik simulasi antena mikrostrip array rectangular

delapan elemen.

Tabel 5.11 Karakteristik Antena Rectangular Array Delapan Elemen

Karakteristik Nilai

Bandwidth 135,3 MHz

Fatas 3,2559 GHz

Fbawah 3,1206 GHz

VSWR 1,01

Gain 11,3 dB

31

BAB 6

RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA

Tahun kedua penelitian radar maritim dengan melakukan kombinasi antara metode

patch microstrip dengan metode array antena sehingga akan menjadi antena array 1 x 8

seperti pada Gambar 6.1. Kombinasi ini diharapkan menghasilkan high gain antena untuk

radar maritim 3,2 GHz.

Gambar 6.1 Rencana Penelitian Radar Maritim Tahun Kedua

Dengan menggunakan kombinasi ini diharapkan dapat menghasilkan sebuah high

gain antena untuk aplikasi radar maritim 3,2 GHz. Metode array 1 x 8 digunakan untuk

meningkatkan kemampuan gain antena sedangkan metode patch microstrip digunakan untuk

menghasilkan antena dengan frekuensi 3,2 GHz. Selanjutnya dilakukan pabrikasi antena

microstrip pada frekuensi tersebut dan dilakukan validasi serta evaluasi untuk pengukuran

kinerja antena tersebut pada radar maritim. Sementara itu, tahapan optimasi rancangan High

Gain Antenna terlihat pada Gambar 6.2.

Integrasi

Lokasi Pencatu Array

Pabrikasi

Metode Patch

Mikrostrip

Metode Array Antena

Metode Array 1 x 8

menghasilkan peningkatan Gain

sehingga

meningkatkan coverage area

Selesai

State of the art penelitian

Kombinasi Metode :

Metode patch circular dan

rectangular menghasilkan

antena frekuensi 3,2 Ghz

Metode Array 1 x 8.

Metode Array 1 x 8

berguna untuk

meningkatkan gain antena

Kombinasi metode ini

diharapkan menghasilkan

sebuah High Gain Antena

untuk Aplikasi Radar

Maritim 3,2 GHz Metode Patch Mikrostrip

1 x 8 Array Fasa Sama

Pengukuran dan Evaluasi

32

Gambar 6.2 Optimasi Desain High Gain Antena untuk Radar Maritim

1

1

Integrasi

Antena Patch

Frekuensi 3,2 GHz

Parameter Kinerja

1. Frekuensi kerja 13,56 MHz

2. Bandwidth 60 Mhz

3. Tegangan 220 Volt AC

Spesifikasi High Gain Antena

Mulai

Karakteristik Substrat

1. Ketebalan 1,6 mm

2. Permitivity 4.4

3. Loss Tangen 0.002

Metode Patch

Circular

Rectangular

Memenuhi

Parameter

Kinerja Antena

Lokasi Pencatu

Pabrikasi

Selesai

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Lokasi Pencatu

Ya

Power Combiner

Tanpa merubah fasa sinyal

Frekuensi 3,2 GHz

High gain antenna

array

Gain > 10 dBi

Pengukuran

Evaluasi

33

Secara keseluruhan metode TAHUN PERTAMA dan TAHUN KEDUA perancangan high

gain antenna untuk Radar Maritim terlihat seperti pada Gambar 6.3.

Gambar 6.3 Metode Penelitian High Gain Antena untuk Radar Maritim

Lokasi Pencatu

Penelitian High Gain Antena untuk Radar Maritim

Integrasi

Lokasi Pencatu Array

Mulai

Pabrikasi

Patch Circular

Patch Rectangular

Metode Patch

Mikrostrip

Metode Array Antena

Metode Array 1 x 8

menghasilkan peningkatan Gain

sehingga

meningkatkan coverage area

Selesai

State of the art penelitian

Kombinasi Metode :

Metode patch circular dan

rectangular menghasilkan

antena frekuensi 3,2 Ghz

Metode Array 1 x 8.

Metode Array 1 x 8

berguna untuk

meningkatkan gain antena

Kombinasi metode ini

diharapkan menghasilkan

sebuah High Gain Antena

untuk Aplikasi Radar

Maritim 3,2 GHz Metode Patch Mikrostrip

1 x 8 Array Fasa Sama

Pengukuran dan Evaluasi

34

BAB 7

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada penelitian ini telah berhasil dirancang antena dengan menggunakan metode

patch yang terdiri dari patch circular dan patch rectangular.

Untuk perancangan menggunakan metode patch circular terdiri dari antenna elemen

tunggal, array 2 elemen, array 4 elemen dan array 8 elemen. Pada antena elemen tunggal

memiliki nilai dimensi W = 45mm, L= 45 mm, a = 12,9, lg = 9,6 mm, y2 = 6mm, wf = 3, wg

= 1mm. Dari hasil simulasi didapat karakteristik Bandwidth = 98 MHz, fatas = 3,25 GHz,

fbawah = 3,15 GHz, VSWR = 1,01, dan Gain = 4 dB. Nilai dimensi pada antena array dua

elemen d = 41 mm, l1 = 6 mm, l2 =13,2 mm, l3 = d/2 + w1/2 – (l1 + l2) mm, l4 = 7,7 mm,

w1 = w4 = 3 mm, w2 = 1,6 mm, w3 = 0,6 mm. Hasil simulasi didapat karakteristik

bandwidth 106 MHz, fatas = 3,25 GHz, fbawah = 3,15 GHz, VSWR = 1,01, dan Gain = 6.3 dB.

Nilai dimensi array empat elemen adalah l5 =6 mm, l6 = 13,2 mm, l7 = d/2 + w1/2 – (l5 +

l6), l4=l8 =8,8 mm, w5 = w8= 3 mm, w6 = 1,6 mm dan w7= 0,6 mm. Hasil simulasi didapat

karakteristik bandwidth 106 MHz, fatas = 3,26 GHz, fbawah = 3,14 GHz, VSWR = 1,007 dan

Gain = 9,4 dB. Nilai dimensi untuk array delapan elemen adalah lg = 9,1 mm, l9 = 6 mm, l10

= 13,2 mm, l11= 2d + w1/2 – (l9 + l10) mm, l4 = l12= 10,9 mm, w5 = w8 = 3 mm, w6 = 1,6

mm dan w7 = 0,6 mm. Hasil simulasi didapat karakteristik bandwidth 159 MHz, fatas = 3,3

GHz, fbawah = 3,1 GHz, VSWR = 1,005 dan Gain = 11,3 dB

Untuk perancangan menggunakan metode patch rectangular terdiri dari antena array 8

elemen mempunyai dimensi W = 370 mm, L = 68 mm, w9 = 3 mm, w10 = 1,6 mm, w11= 0,6

mm, w12= 3 mm, i9 = 6 mm, i10=15,5 mm, i11= 72 mm dan i12 = 9 mm. Hasil simulasi

didapat karakteristik bandwidth 135,5 MHz, fatas = 3,2559 GHz, fbawah = 3,1206 GHz, VSWR

= 1,01 dan Gain = 11,3 dB

Secara keseluruhan karakteristik tersebut telah memenuhi kriteria yang diharapkan

kecuali nilai Gain yang masih harus di tingkatkan (Direncanakan pada tahun ke-2).

35

DAFTAR PUSTAKA

Balanis, Constantine A. Antena Theory : Analysis and Design. John Wiley and Sons, Inc.

Canada. 1997.

Bharata, Endon, Achmad Mun. ”Perancangan secara numerik modul pembagi daya untuk

pencatuan antena susun 2-4GHz pada aplikasi sistem radar,” Prosiding Seminar

Radar Nasional 2011, Jakarta, April 2011.

Dewan, R, ect. “X-Polarization array antenna with parallel feeding for WiMAX 3.55 GHz

application” International RF and Microwave Conference (RFM). Page(s): 368 –

372. 2011.

Dubey, S, S. Zafar. “Broadband microstrip Yagi array antenna for S-C Band application”

IEEE Students' Conference on Electrical, Electronics and Computer Science

(SCEECS). Page(s): 1 – 4. 2014.

Golezani. “A novel compact wideband directional monopole antenna for use in radar

applications”. International Symposium on Antenna Technology and Applied

Electromagnetics (ANTEM). Page(s): 1 – 5. 2012.

Hajian, M. “Analysis, design and measurement of a series-fed microstrip array antenna for X-

band INDRA: The INDonesian maritime Radar” European Conference on Antennas

and Propagation. Page(s): 1154 – 1157. 2009.

Kementerian Komunikasi dan Informatika. Peraturan Menteri Komunikasi Komunikasi dan

Informatika Nomor 31 Tahun 2013. Tentang “Persyaratan Teknik Alat dan

Perangkat Radar Maritim dan Radar Survelillance”.

Lestari, Andaya. “Indera MS-1 : Radar S-Band Pertama Karya Anak Bangsa” Prosiding

InSINas 2012. HK-80-84. 2012.

Mikulasek, T. “2 x 2 Microstrip Patch Antenna Array Fed by Substrate Integrated Waveguide

for Radar Applications“ IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. Volume:

12. Page(s): 1287 – 1290. 2013.

Pozar. Microwave Engineering, 2nd, ed., John Wiley & Sons, New York. United state of

America. 1998.

Sajjad, Hassan, Waleed Tariq Sethi, K. Zeb, A. Mairaj. “Microstrip patch antenna array at 3.8

GHz for WiMax and UAV applications”. International Workshop on Antenna

Technology (iWAT). page(s): 107 – 110. 2014.

Slomian, I. “Broadband 4 × 4 microstrip antenna array utilizing slot-coupled power dividers”

International Microwave & Optoelectronics Conference (IMOC). Page (s) : 1 – 4.

2013.

Sreeja, T.K. “An S-Band Micro-strip Patch Array Antenna for nano-satellite applications“

International Conference on Green Technologies (ICGT), 2012.

Sugiarto, Yoga. “Design and Realization Array of Eight Rectangular Element microstrip

Antenna at Frequency 3GHz for Coastal Surveillance Radar Application”. Journal

Institut Teknologi Telkom. 2012.

Thakur, S., S. S. Narkhede, T. Bhuiya. “Microstrip patch antenna array for Rainfall RADAR”

Fourth International Conference on Computing, Communications and Networking

Technologies (ICCCNT). Page(s): 1 – 4. 2013.

Judul

Skema HibahPeneliti / PelaksanaNarna KetuaPerguruan TinggiNIDNNamaAnggota (l)Tahun PelaksanaanDana Tahun BerjalanDana Mulai Diterima Tanggal

Rlncian Penggunaan

Rekapitulasi Penggunaan Dana Penelitian

Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan Metode

Patch dan Array 1x8 untuk Aplikasi Radar Maritim Frekuensi

3,2GHZPenelitian Hibah Bersaing

Dr. Drs JONIFAI' M.M.Universitas Gunadarma031808s602WAHYI.I SUPRTYATIN ST., MMSITahun ke I dari rencana 2 tahunRp 50.000.000,002016-08-12

I. HONOR OUTPUT KEGIATAI\I

1. Honor Ketua Peneliti 80.00 lam 62.500 5.000.000

2. Honor Anssota Peneliti 80.00 laill 50.000 4.000.000

3. Teknisi 75.00 lam 40.000 3.000.000

Sub Total (Rp) 12.000.000,00

2. BELANJABAIIAN

1. Pembayaran Paiak PPN 1.00 paket [email protected] 4.642.040

2. Software CST MICROWAVE STUDIO 1.00 pcs 825.000 825.000

3. Pembelian SubfratFR4 (er*4.4) 3.00 paket 1.250.000 3.750.000

4. Pabrikasi Antena Mioostrip FR4

(er4.4)4.00 paket 775.000 3.100.000

5. Soft IIFSS Ansoft Hieh Frequency 1.00 paket 950.000 950.000

6. Flashdisk Sandisk Dual Drive OTG

32GB USB 3.03.00 pcs 239.000

.-t717.000

7. Fan Processor Intel i3 LGA 1.00 pcs 257.000 257.000

8. Mouse Wireless Logitech Ml85Wireless

1.00 pcs 277.000 277.000

9. Konektor SMA 50 ohm 10.00 pcs 45.000 450.000

Coryighr(c, Dittit4bms 2012, updqtd 2016

10. Memori Laptop Kingston (4Gb) 2.00 pcs 650.000 1.300.000

I l. Softwate ADS (Advance Design

Systems)1.00 pcs 950.000 950.000

12. HDD Westem Disital 1.00 pcs 878.000 878.000

13. HDD Seagate 2 TB Sata3 3.5" 1.00 pcs 946.000 946.000

14. Timah Solder Cairuntuk SMD 4.00 pcs 70.000 280.000

Sub Total (Rp) 19.322.000,00

3. BELANJA BARANG NON OPERASIONAL LAIIY1YYA

1. Sewa Mobil, BBM, dan Sopir (Seminar

Nasional)2.00 hari 1.300.000 2.600.000

2. Penginapan Seminar Nasional 2.00 kamar 712.000 1.424.000

3. Uang Harian Seminar Nasional 2.00 had 350.000 700.000

4. Sewa Mobil, BBM, dan Sopir (Pabrikasi

Antena)2.00 hari r.100.000 2.200.0w

5. Pensinapan Pemantauan Pabrikasi 2.OO kamar 775.000 1.550.000

6. Uang Harian Peni4iauan Pabrikasi

Antena2.00 hari 360.000 720.000

7. Sewa Mobil, BBM, dan Sopir (Antena

LIPD3.00 hari 7s0.000 2.2s0.000

8. Uang Harian Pengukuran Antena LIPI 3.00 kati 355.000 1.065.000

Sub Total @p) 12.509.000,00

4. BELANJA PERJALANANI LAINI\TYA

1. Pendaftaran Seminar Nasional (Ketua

peneliti)1.00 paket 750.000 750.000

2. Pendaftaran Seminar Nasional (Anggota

peneliti)1.00 paket 350.000 350.000

3. Buku Prosiding 2.00 buku 245.N0 490.000

4. Kertas A4 (80 g;ram) 5.00 rlm 40.000 200.000

5. Kertas A4 (70 gram) 4.00 nm 35.000 140.000

6. Penggandaan Laporan Kemajuan 4.00 paket 35.000 140.000

7. ATK (Alat Tulis Kantor) Lengkap 3.00 paket 275.000 825.000

8. Catridge Printer Canon 810 Oitamputih)

4.00 pcs 237.000 948.000

9. Catridge Printer Canon 811 (berwarna) 4.00 pcs 287.000 1.148.000

10. Cetak Buku Literatur : Wireless

Commnunicationr.00 buku 228.000 228.000

1 l. Cetak Buku Literatur RF Circuit 1.00 buku 219.000 219.000

12. Cetak Buku Literatur : Antena 1.00 buku 279.000 279.000

13. Cetak Buku Literatur : Microelechonic 1.00 buku 257.000 257.000

[4. Peneeandaan Laporan Akhir 4.00 pcs 45.000 180.000

15. Burn CD dan Cover CD 2.00 pcs 25.000 50.000

Sub Total (Rp) 5.204.000,00

Total Pengeluaran Dalam Satu Tahun (Rp) 50.035.000,00

NIPAIK 910160

36

Lampiran Ketua Peneliti

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap Dr. Jonifan

2. Jenis Kelamin Laki-Laki

3. Jabatan Fungsional Lektor

4. NIK 910160

5. NIDN 0318085602

6. Tempat dan Tanggal Lahir Padang 18 Agustus 1956

7. E-mail [email protected]

8. Nomor Telepon/HP 0818805481

9. Alamat Kantor Jln Margonda Raya no. 100 Depok Jabar

Nomor Telepon/Faks 021-78881112

12. Lulusan yang telah dihasilkan 50 orang

13. Mata Kuliah yang Diampu 1.Fisika Dasar

2.Rangkaian Listrik

3.Medan Elektromagnetik

4.Fisika Zat Padat

B. Riwayat Pendidikan

S-1 S-2 S-3

Nama Perguruan Tinggi Institut Teknologi

Bandung

Universitas

Gunadarma

Universitas

Gunadarma

Bidang Ilmu Fisika Sistem Informasi Teknologi Informasi

Tahun Masuk-Lulus 1979-1986 1994 – 1996 2010 - 2014

Judul

Skripsi/Thesis/Disertasi

Pemakaian

Diagram Zone

Buta Pada

Pemecahan

Masalah

Pembalikan

Kecepatan dan

Lapisan

Rancang Bangun

Sistem Informasi

Tenaga Kerja

Analisis Struktur

Domain Dan Sifat-

Sifat Instrinsik

Material

Feromagnetik

Untuk Aplikasi

Media

Penyimpanan

Berbasis Magnet

Menggunakan

Simulasi Time

Resolved Imaging

37

Tersembunyi

Dalam Pekerjaan

Seismik Bias.

Migromagnetic.

Nama Pembimbing/

Promotor

Dr. Sri Yatno Dr. Kudang B.

Seminar .

Prof. Dr Sarifudin

Madenda

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jml (Juta Rp.)

1. 2013 Pengamatan Struktur Domain Dan Sifat-Sifat

Intrinsik Material Ferromagnet Untuk Aplikasi

Divais Magnet Memory Menggunakan Simulasi

Time-Resolved Imaging Micromagnetik.

Pribadi 15.000.000,00

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pendanaan


1. 2014 Sebagai Pendamping Pelatihan Siswa-Siswi

SMA dan Guru SMP-SMA Putradarma Global

School (Maret-Juli 2014)

Pribadi

(Mandiri)

-



School (Oktober 2013-Februari 2014)

Pribadi

(Mandiri)

-

3. 2013 Sebagai Pengajar dalam kegiatan Pelatihan

Matematika dan Teknologi Informasi Tingkat

Dasar untuk Pemuda Rentan (23 April – 13 Juli

2013)

Pribadi

(Mandiri)

-



School (Oktober 2012- Februari 2013)

Pribadi

(Mandiri)

-

5. 2012 Sebagai Anggota dalam kegiatan Sosialisasi dan

Pelaksanaan Uji Coba Pra UN 2012 untuk

Pribadi

(Mandiri)

-

38

Siswa SMA Negeri/Swasta se Kabupaten

Bekasi (17 Februari - 22 Febuari 2012)

E. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir.

No. Judul Artikel Ilmiah Volume/Nomor/Tahun Nama Jurnal

1. " Micromagnetic Study on the Dynamic

Susceptibility Spectra of Square_Patterned

Ferromagnets".

2014 Jurnal Materials

Research Vol. 896

(2014) pp 410-

413 TransTech

Publication,

Switzerland

2. “Desain Smart Antena Menggunakan

Metode Phase Array Untuk Aplikasi

WLAN 2,4 GHz

10/1/Maret 2014

ISSN: 1858-2095.

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial ORBITH.

Politeknik Negeri

Semarang.

2. “Perancangan dan Pembuatan Antena

Horn Yagi 10 Elemen untuk Aplikasi

Penerimaan Siaran Televisi.”

9/1/ Maret 2013

ISSN: 1858-2095

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial ORBITH.

Politeknik Negeri

Semarang

5. Pendeteksian Otomatis Kista Ovarium

dari Citra USG Menggunakan Metode

Template Matching

4 / 1 / Juni 2012

ISSN: 2085-6989

Jurnal Ilmiah

Elektron.

Jurusan

6. Perancangan Simulasi Cell Breathing

Untuk Pengaturan Sinyal Pilot Kontrol

Dalam Sistem Seluler CDMA

7 / 3 / November 2011.

ISSN: 1858-2095.

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial ORBITH.

Politeknik

Negeri

Semarang

39

7.. Termometer Non Kontak dengan

Sensor Inframerah dan Akuisisi

Datanya Menggunakan Komputer

7 /1 / Maret 2011.

ISSN: 1858-2095.

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial ORBITH.

Politeknik

Negeri

Semarang

8. Kompresi Citra Menggunakan Teknik

Lossy dengan Metode Algoritma JPEG

118 / Edisi November 2010

ISSN: 0854 - 8986

Pemberitaan

Ilmiah

PERCIKAN.

Bandung

9. Kompresi Citra Menggunakan Teknik

Lossless Dengan Metode Algoritma

Run Length Encoding

113/ Edisi Juni 2010

ISSN: 0854 - 8986

Pemberitaan

Ilmiah

PERCIKAN.

Bandung

10. Pendeteksian kerusakan Modul pada

Transmisi Satelit PT. Telkom

Menggunakan Borland C++

1/ 2/ Desember 2009.

ISSN: 2085-6989.

Jurnal Ilmiah

Elektron.

JurusanT.Elektro.

Politeknik

Negeri Padang

F. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir.

No. Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

1. Seminar Nasional Applied

Business and Engineering

Conference (ABEC)

ISSN: 2339-2053

Perancangan Antena Mikrostrip

Dual-Band Menggunakan

Metode Dual Slot untuk

Aplikasi Komunikasi Nirkabel.

Hal. 359 - 364

31 Okober 2013.

Politeknik Negeri Batam

bekerjasama dengan

Politeknik Caltex Riau

di Gedung IT Centre BP

Batam.

3. Konferensi Nasional Sistem

Informasi (KSNI)” Bridging

Gap Between Theories and

Klasifikasi Citra USG Kista

Menggunakan Metode

Euclidean Distance Untuk

25 – 26 Februari 2011

STMIK Potensi Utaa

Medan

40

Practice” STMIK POTENSI

UTAMA & ITB

ISBN: 978-602-98768-0-2

Estimasi Ukuran Kista

Ovarium. Hal, 132,

4. Seminar Ilmiah Nasional

KOMMIT ”Teknologi

Informasi dan Komunikasi

(TIK) Untuk Ketahanan

Nasional”.

ISSN: 2302-3740

Pengidentifikasian Otomatis

Bentuk Kista Ovarium

Menggunakan Deteksi Circle

dan Deteksi Tepi Laplacian

dan Prewitt.

Hal. 482

18 – 19 September

2012.

Universitas

Gunadarma. Depok.

5. The 1 st National Conference

on Industrial Electrical and

Electronics (NCIEE)” Peran

Penelitian Bidang Elektro

guna Mendukung Kebutuhan

Industri Nasional”

ISBN: 978-602-98211-0-2

Segmentasi Citra USG Kista

Ovarium

Secara Otomatis

Menggunakan Visual Basic,

Hal. 476

15 – 16 Desember

2010.

Hotel Permata

Krakatau Cilegon.

Untirta Banten.

6. The 5th International

Conference on Telematics

System, Service and

Applications (TSSA 2009

ISSN: 1693-993x

An Application of Images

Processing By Using Digital

Images for Automatics Cyst

Detection

Hal. 25

19 – 21 November

2009

ITB – Bandung

G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir

No. Judul Buku Tahun Jumlah

Halaman Penerbit

- - - - -

H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir

No. Judul /Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID

- - - - -

I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 5

Tahun Terakhir

41

No. Judul /Tema/Jenis Rekayasa Sosial

Lainnya yang Telah Diterapkan Tahun

Tempat

Penerapan

Respons

Masyarakat

1. - - - -

J. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi, atau institusi

lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

1. Memproleh Sertifikat Pendidik (SERDOS) Kementerian

Pendidikan Nasional

Republik Indonesia

2008

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-

sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan

dalam pengajuan Hibah Penelitian.

Depok, November 2016

Dr. Jonifan

NIK. 910160

42

Lampiran Anggota Peneliti

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap (dengan gelar) Wahyu Supriyatin, ST., MMSI

2. Jenis Kelamin Perempuan

3. Jabatan Fungsional Asisten Ahli

4. NIP/NIK/Identitas lainnya 060943

5. NIDN 0304068601

6. Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 04 Juni 1986

7. E-mail [email protected]

8. Nomor Telepon/HP 081513413255

9. Alamat Kantor Jl. Margonda Raya no. 100 Depok Jawa Barat

Nomor Telepon/Faks 021-78881112

12. Lulusan yang telah dihasilkan -

13. Mata Kuliah yang Diampu 1. Pengantar Teknologi Sistem Informasi

2. Pengembangan Sistem Informasi

3. Testing dan Implementasi Sistem

B. Riwayat Pendidikan

S-1 S-2 S-3

Nama Perguruan Tinggi Universitas

Gunadarma

Universitas Gunadarma

Bidang Ilmu Teknik Informatika Manajemen Sistem Informasi

Tahun Masuk-Lulus 2004 - 2008 2010 - 2012

Judul

Skripsi/Thesis/Disertasi

Peningkatan

Kualitas Citra X-

Ray Menggunakan

Matlab 7.0

Aplikasi Pengidentifikasian

Perkembangan Janin

Menggunakan Citra

Ultrasonografi Dan

Perhitungan Panjang Janin

Nama Pembimbing/

Promotor

Prof. Suryadi H. S.,

Ssi., MMSI.

Dr. Bertalya, SKom., DEA.

43

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan


1. - - - -

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pendanaan


1. 2016 Pelatihan Matematika dan Komputer Dasar di

Yayasan Karang Widya (The Learning Farm) di

Perkebunan The Maleber Kp. Maleber,

Ciherang, Pacet, Cianjur, Jawa Barat.

Pribadi

(Mandiri)

-





Pribadi

(Mandiri)

-





Pribadi

(Mandiri)

-

4. 2013 Pelatihan Peningkatan Pengetahuan di Bidang

Teknologi Informasi Tingkat Dasar Untuk

Materi Ecxel di Yayasan Pesantren Al-

Maulidiyah, Jatiasih, Bekasi, Jawa Barat.

Pribadi

(Mandiri)

-

E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam Jurnal Dalam 5 Tahun Terakhir.

No. Judul Artikel Ilmiah Volume/Nomor/Tahun Nama Jurnal

1. Decision Tree Learning Untuk

Penentuan Jalur Kelulusan Mahasiswa

Volume

VIII/No.1/Mei/2016.

P-ISSN 2085-4315/E-ISSN

2502-8332.

Jurnal Ilmiah

FIFO,

Universitas

Mercu Buana.

44

pp : 64-71.

2. Aplikasi Android sebagai Media

Informasi dalam Pengenalan

Kepribadian Anak Usia Dini.

Volume 11/Nomor

3/November 2015.

ISSN : 1858-2095.

pp : 202-208.

ORBITH

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial,

Politeknik

Negeri

Semarang.

3. Aplikasi Penajaman Citra Grayscale

Menggunakan Metode Gauss.

Volume 11/Nomor 1/Maret

2015.

ISSN : 1858-2095.

pp : 30-35.

ORBITH

Majalah Ilmiah

Pengembangan

Rekayasa dan

Sosial,

Politeknik

Negeri

Semarang.

4. Aplikasi Peningkatan Kualitas Cutra

Greyscale Dalam Bentuk Perubahan

Kaecerahan.

Volume 7/No. 8/Tahun

2013.

ISSN : 1978 - 4783.

pp : 456-463.

UG Jurnal,

Universitas

Gunadarma.

F. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir.

No. Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

1. The 4th National Conference

on Industrial Electrical and

Electronics (NCIEE).

Perancangan Antena

Microstrip Rectangular Patch

Array 1x2 pada Frekuensi

3,2 GHz untuk Aplikasi

Radar Maritim.

pp : 265-268.

12-14 Oktober 2016.

Universitas Sultan

Ageng Tirtayasa,

Banten.

2. Konferensi Nasional Penentuan Minat Konsumen 08 Oktober 2016.

45

Teknologi Informasi dan

Aplikasinya (KNTIA 2016).

Chapter IV, ISBN : 978-602-

71218-1-2.

Dalam Membeli Mobil

menggunakan Algoritma ID3

Studi Kasus Daihatsu

Wilayah Jakarta.

pp : E-25 - E-30.

Universitas Sriwijaya,

Palembang.

3. Seminar Nasional Riset

Teknologi Informasi 2016

(SRITI 2016).

Volume VIII Tahun 2016,

ISSN : 1907-3526.

Analisis Pelacakan Objek

Mobil dengan Optical Flow

pada Kamera Diam dan

Bergerak.

pp : 48-56.

30 Juli 2016.

STMIK AKAKOM,

Yogyakarta.

4. Digital Information &

System Conference 2015 (7th

DISC 2015).

Buku 1, ISBN : 978-979-

1194-11-2.

Prototype Sistem Informasi

Kenaikan Pangkat Pegawai

Negeri Sipil Studi Kasus

Direktorat Kepangkatan Dan

Mutasi BKN Jakarta.

pp : 1-6.

17-19 September

2015.

Universitas Kristen

Maranatha, Bandung.

5. Prosiding Seminar Teknologi

dan Rekayasa (SENTRA)

2015.

Volume 1, 05 Juni 2015,

ISBN : 978-979-796-238-6.

Rancang Bangun Aplikasi

Huruf Hijaiyah Dan Angka

Arab Sebagai Media

Pembelajaran Interaktif

Menggunakan Adobe Flash

CS 5.5.

pp : I-250 – I-255.

05 Juni 2015.

Universitas

Muhammadiyah

Malang, Malang.

6. Prosiding Seminar Ilmiah

Nasional Komputer dan

Sistem Intelijen (KOMMIT

2012) ”Teknologi Informasi

dan Komunikasi (TIK) Untuk

Ketahanan Nasional”.

Vol. 7 September 2012, ISSN

: 2302-3740.

Perhitungan Panjang Janin

Pada Citra Ultrasonografi

Untuk Memprediksi Usia

Kehamilan.

pp. 456 - 463.

18 – 19 September

2012.

Universitas

Gunadarma, Depok.

G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir

46

No. Judul Buku Tahun Jumlah

Halaman Penerbit

1. - - - -

H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir

No. Judul /Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID

1. - - - -

I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 5

Tahun Terakhir

No. Judul /Tema/Jenis Rekayasa Sosial

Lainnya yang Telah Diterapkan Tahun

Tempat

Penerapan

Respons

Masyarakat

1. - - - -

J. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi, atau institusi

lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

1. - - -

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-

sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksinya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan

dalam pengajuan Hibah Penelitian.

Depok, November 2016

Wahyu Supriyatin, ST., MMSI.

NIK. 060943

The 4th National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE) 2016

265

Perancangan Antena Microstrip Rectangular Patch

Array 1 x 2 pada Frekuensi 3,2 GHz untuk

Aplikasi Radar Maritim Jonifan

1, Wahyu Supriyatin

2, dan Yenniwarti Rafsyam

3

1,2 Universitas Gunadarma (UG).

3Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta (PNJ).

Email: [email protected]

Abstract – Maritime Radar is a mobile radar station

used aboard a ship so that it can cover a wide area in the

territorial waters of Indonesia. Maritime radar to monitor

the waters of Indonesia of territorial violations. In this

research Designing Rectangular Microstrip Patch

Antenna Array 1 x 2 at frequencies of 3.2 GHz for

Maritime Radar Applications. The results show that the

antenna design has a center frequency of 3.2 GHz with a

return loss of -49.9 dB. This antenna discount bandwidth

of 92.15 MHz frequency starting from 3.152 GHz to 3.245

GHz with a VSWR of 1.005 and has the gain of 6.8 dBi.

Keywords: Bandwith, VSWR, Gain, dan Frekuensi

Tengah

I. PENDAHULUAN

Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang

dipakai diatas kapal laut sehingga dapat mencakup

daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia. Radar

Maritim berfungsi mengawasi perairan Indonesia dari

pelanggaran wilayah oleh kapal-kapal asing yang

hendak melakukan pencurian ikan, penyelundupan,

maupun pembajakan. Selain itu, Radar Maritim juga

dapat berfungsi sebagai monitoring pergerakan kapal

laut sehingga dapat mencegah terjadinya tabrakan

apabila kapal hendak merapat ke pelabuhan.

Salah satu subsistem dari Radar Maritim adalah

antena. Antena berfungsi untuk memancarkan

gelombang elektromagnetik ke udara bebas. Untuk

mendapatkan coverage area yang luas maka

diperlukan antena dengan gain yang tinggi.

Pemasangan Radar Maritim dengan gain yang tinggi

sangat diperlukan, agar dapat mencakup daerah yang

luas di wilayah perairan Indonesia.

Menurut Kemkominfo (2013) Radar merupakan

sebuah perangkat yang menggunakan gelombang

elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi,

mengukur jarak, kecepatan, dan memetakan objek

bergerak maupun. Sementara Radar Maritim adalah

stasiun radar bergerak yang dipakai diatas kapal laut

sehingga dapat mencakup daerah yang luas di wilayah

perairan Indonesia. Menurut Andaya Lestari. (2012)

Radar Maritim berfungsi mengawasi perairan

Indonesia dari pelanggaran wilayah oleh kapal-kapal

asing yang hendak melakukan pencurian ikan,

penyelundupan, maupun pembajakan. Selain itu,

Radar Maritim juga dapat berfungsi sebagai

monitoring pergerakan kapal laut sehingga dapat

mencegah terjadinya tabrakan apabila kapal hendak

merapat ke pelabuhan.

Salah satu subsistem dari Radar Maritim adalah

antena. Antena berfungsi untuk memancarkan

gelombang elektromagnetik ke udara bebas Balanis

(1997). Untuk mendapatkan coverage area yang luas

maka diperlukan antena dengan gain yang tinggi.

Menurut Endon Bharata (2011) Pemasangan Radar

Maritim dengan gain yang tinggi sangat diperlukan,

agar dapat mencakup daerah yang luas di wilayah

perairan Indonesia.

Pada penelitian ini dilakukan Perancangan Antena

Microstrip Rectangular Patch Array 1 x 2 pada

Frekuensi 3,2 GHz untuk Aplikasi Radar Maritim.

II. Tinjauan Pustaka

Secara umum bentuk sebuah patch antenna

mikrostrip ada tiga, yaitu: persegi panjang, lingkaran

dan ellips. Struktur dari antenna mikrostrip, dimana

lebar konduktor pada sisi permukaan atas substrat

disebut patch. Arah radiasi medan magnetic dari patch

menuju pada lapisan substrat dengan ketebalan

tertentu sampai bidang ground. Bidang ground

merupakan lapisan konduktor yang menutupi seluruh

lapisan substrat[2]. Sehingga medan radiasi akan

terpantul keseluruh permukaan substart dan sebagian

menuju ke lapisan udara.

Sebuah patch bujur sangkar merupakan bagian dari

bentuk umum patch persegi panjang. Bentuk struktur

dari patch persegi panjang terhadap frekuensi

resonansi (fr) dipengaruhi oleh mode dominan

propagasi gelombang tranverse magnetik TMmn,

dimana m dan n mode orde. Bentuk dimensi patch

persegi panjang diperoleh melalui persamaan 1 [5,7] :

dimana fr adalah frekuensi resonansi dalam Hertz,

εreff adalah konstanta dielektrik efektive dan c adalah

kecepatan cahaya ( 3 x 108 m/dt ). Untuk L adalah

panjang sisi patch dalam milimeter dan W adalah

lebar sisi patch dalam milimeter.

Untuk dimensi patch bujur sangkar digunakan

mode propagasi terhadap mode propagasi TM10,

dimana orde mode untuk m = 1 dan n = 0. Panjang


266

effektive patch bujur sangkar diperoleh melalui

persamaan2[4,5,7] :

Adanya effek fringing yang muncul sepanjang sisi

tepi peradiasi diperlukan penambahan panjang (L)

sepanjang dimensi patch yang diperoleh melalui

persamaan 3 [4,5,7]:

dimana h adalah ketebalan substrat dalam

milimeter, w adalah lebar saluran microstrip dalam

milimeter dan ε eff adalah konstanta dielektrik

effective. Sedangkan untuk effisiensi radiasi lebar

patch peradiasi (W) bujur sangkar diperoleh melalui

persamaan 4 [4,5,7]:

Dimana c adalah kecepatan cahaya, εreff adalah

konstanta dielektrik effective, fr adalah frekuensi

resonansi dalam Hertz.

III. Perancangan Antena

Secara struktur dasar desain antena susun adalah

penambahan sebuah elemen patch identik yang

ditempatkan pada jarak resonansi frekuensi operasi

tertentu.

Gambar 1. Antena Single Element

Tabel 1. Dimensi antena


W 37

L 37

s 10.9

lg 9.6

y2 6

wf 3.1

wg 0.5

Untuk meng array antena maka ditambahkan

power divider. Sebuah rangkaian power divider

transformer memiliki fungsi sebagai pembagi terhadap

impedansi saluran transmisi[7,10]. Gambar 3

memperlihatkan hasil rancangan dari struktur power

divider jenis T-Junction terdiri dari satu saluran input

50 Ohm dan dua saluran output masing-masing 50

Ohm melalui persamaan 4 diperoleh lebar (w).

Gambar 2. Antena Microstrip Rectangular Patch

Array 1 x 2

Tabel 2. Dimensi Antena Microstrip Rectangular

Patch Array 1 x 2


W 80

L 45

w1 2.8

w2 1.6

w3 0.6

w4 w1

i1 5

i2 12.7

i3 5

i4 7.7

IV. Hasil Simulasi

Pada subab ini akan dibahas hasil simulasi dari

antena, diantaranya frekuensi tengah, return loss,

bandwidth, vswr dan Gain. Pada Gambar 3

memperlihatkan

Gambar 3. Nilai return loss dan bandwith

Pada Gambar 3 memperlihatkan memperlihatkan

bahwa antena tersebut memiliki frekuensi tengah 3,2


267

GHz dengan return loss sebesar -50,9 dB. Antena ini

memliki bandwith sebesar 79,5 MHz dimulai dari

frekuensi 3,1655 GHz sampai dengan 3,24 GHz.

Gambar 4. Nilai VSWR

Gambar 5. Nilai farfield


bahwa antena tersebut memiliki VSWR sebesar 1,009

dengan Gain sebesar 4,7 dBi.

Gambar 6. Nilai return loss dan bandwith Antena

Microstrip Rectangular Patch Array 1 x 2





frekuensi 3,152 GHz sampai dengan 3,245 GHz.

Gambar 7. Nilai VSWR Antena Microstrip

Rectangular Patch Array 1 x 2

Gambar 8. Nilai VSWR Antena Microstrip

Rectangular Patch Array 1 x 2


bahwa antena tersebut memiliki VSWR sebesar 1,005

dengan Gain sebesar 6,8 dBi.

V. KESIMPULAN

Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang

dipakai diatas kapal laut sehingga dapat mencakup

daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia. Radar

Maritim berfungsi mengawasi perairan Indonesia dari

pelanggaran wilayah. Pada penelitian ini dilakukan

Perancangan Antena Microstrip Rectangular Patch

Array 1 x 2 pada Frekuensi 3,2 GHz untuk Aplikasi

Radar Maritim. Hasil perancangan memperlihatkan




frekuensi 3,152 GHz sampai dengan 3,245 GHz serta

memiliki VSWR sebesar 1,005 dengan Gain sebesar

6,8 dBi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Bahl, I. J and Bhartia, P, “Microstrip Antennas”, Artech

House, 1980.

[2] Garg, R., Bartia, P, Bhal, I. Ittipiboon, A., Microstrip Design

hand book, (Norwood : Artech House) inc, MA, 2001. [3] High Frequency Laminate : Standard Thickness, Tolerances

and Panel Sizes. www.rogerscorporation.com


268

[4] James, J.R and P.S Hall, “ Handbook Microstrip Antennas” ,

IEEE Electromagnetic Wave Series 28, 1989. [5] JR James & PS Hall, “ Handbook of Microstrip Antennas”,

Peter Peregrinus Ltd, Volume 1 dan Volume 2, 1993.

[6] John D. Kraus, “ Antennas “, McGraw-Hill, 2nd ed, 1988. [7] Kai Chang,Inder Bahl,Vijay Nair , “ RF and Microwave

Circuit and Component Design for Wireless System”, John

Wiley & Son, 2002. [8] Robert E. Collin ;” Foundation For Microwave Engineering “,

McGraw-Hill, 2nd ed, 1992.

Jurnal Ilmiah SETRUM – Volume 5, No.1, Juni 2016 p-ISSN : 2301-4652 / e-ISSN : 2503-068X

11

Perancangan Antena Mikrostrip Patch Circular menggunakan metode Array 1x8 untuk Aplikasi Radar Maritim Frekuensi 3,2 GHz

Jonifan1), Wahyu Supriyatin2), Yenniwarti Rafsyam3) , Teguh Firmansyah4), Akoh Herudin5)

1,2)Universitas Gunadarma Jakartaemail: 1)[email protected], 2)[email protected]

3)Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta (PNJ)email: 3)[email protected]

4,5)Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Sultan Ageng Tirtayasa (UNTIRTA)email: 4)[email protected]

Abstrak – Radar merupakan sebuah perangkat yang menggunakan gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak, kecepatan dan memetakan objek bergerak maupun diam. Radar maritim adalah stasiun radar bergerak yang dipakai diatas kapal laut sehingga dapat mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia. Radar maritim digunakan untuk mengawasi perairan laut Indonesia. Salah satu subsistem radar maritim adalah antena, Antena berfungsi memancarkan gelombang elektromagnetik ke udara bebas. Untuk menghasilkan coverage area yang luas diperlukan antena dengan gain yang tinggi. Berdasarkan kondisi tersebut maka pada penelitian ini akan diusulkan penggunaan metode patch circular dengan metode array 1x8. Metode patch circular berguna untuk menghasilkan antena yang bekerja pada frekuensi 3,2 GHz. Metode array 1x8 berguna untuk meningkatkan gain antena tanpa merubah fasa dari sinyal. Hasil pengujian menujukkan bahwa semakin banyak elemen banyak, gain semakin tinggi dan memenuhi kriteria yang diharapkan.

Kata kunci : Antena, Array 1x8, Bandwidth, Gain, Radar

Abstract –

Keywords :

I. PENDAHULUANSaat ini, kapal-kapal pengawas dan pemantau daerah

kelautan yang ada di Indonesia sudah dilengkapi dengan radar, akan tetapi lingkup jangkauan dari radar yang dipancarkan oleh kapal milik Indonesia masih kecil dan sedikit. Radar pendukung kapal pengawas dan pemantau daerah kelautan Indonesia juga masih sedikit tergantung dari aplikasi yang digunakan, frekuensi, bandwidth, gain, return loss serta metode perancangannya baik dari rectangular, circular dan arraynya. Selain masalah radar yang kurang pada kapal di Indonesia masalah lain juga muncul antara lain kurangnya sumber daya manusia pengawas laut sehingga laut Indonesia yang luat tidak terjaga, masalah pencurian ikan yang makin marak oleh kapal-kapal luar negeri, pembajakan serta penyelundupan hasil tangkapan ikan ataupun yang lainnya dan adanya tabrakan yang terjadi antar kapal yang ingin bersandar karena kurangnya radar untuk mendeteksi keberadaan kapal lain yang ada disekitar. Sehingga perlu dibuatkan prototipe berupa radar maritim yang dilihat dari segi frekuensi serta bandwidth serta antena dan gain yang dimiliki.

Menurut Kemkominfo [1] Radar merupakan sebuah perangkat yang menggunakan gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak, kecepatan dan memetakan objek bergerak maupun diam. Sementara Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang dipakai diatas kapal laut sehingga dapat mencakup daerah yang luas di wilayah

perairan Indonesia. Radar laut terbagi dua yaitu Radar Maritim dan Radar Surveillance.1. Radar Maritim adalah stasiun radar bergerak yang

dipakai di atas kapal laut.2. Radar Surveillance adalah stasiun radar tetap yang

berfungsi untuk pengawasan pantai, selat, sungai, dan ekplorasi lepas pantai atau darat.Salah satu subsistem dari Radar Maritim adalah

antena. Antena berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik ke udara bebas [2]. Untuk mendapatkan coverage area yang luas maka diperlukan antena dengan gain yang tinggi. Pemasangan Radar Maritim dengan gain yang tinggi sangat diperlukan, agar dapat mencakup daerah yang luas di wilayah perairan Indonesia [3].

Penelitian sebelumnya [4] membuat sebuah prototipe radar surveillance long-range yang bekerja pada frekuensi S-band untuk kebutuhan maritim. Prototipe radar ini bekerja dengan daya pancar sekitar 5 W. Penelitian lainnya [5] merancang antena yang dapat digunakan untuk mendukung kerja radar pengawas pantai. Antena ini dirancang dengan menggunakan antena mikrostrip dimana karakteristik antena ini harus mempunyai bandwidth lebar.

II. METODOLOGI PENELITIAN


12

Permasalahan yang muncul seperti kurangnya pengawasan laut oleh tentara-tentara maritim laut Indonesia, maraknya pencurian ikan oleh kapal-kapal laut negara asing dengan berbendera Indonesia, pembajakan serta penyelundupan hasil laut Indonesia oleh kapal asing serta tabrakan antara kapal laut yang ingin bersandar. Karena permasalah tersebut maka dibuatlah Radar Maritim dengan High Gain Antena dimana dengan ketentuan subsistem antena, high antena, frekuensi kerja dan bandwitdh, antena array serta jenis antena patch yang lebih berkembang dari pada yang terdahulu pernah diciptakan. Karena beberapa permasalahan yang muncul serta solusi yang didapat maka dibuatlah Radar Maritim dengan metode patchcircular dengan metode array.

Gambar 1 adalah metode circular yang digunakan didalam penelitian ini. Metode circular bekerja pada frekuensi 3,2 GHz.

Gambar 1. Metode Circular

III. PERANCANGAN ANTENAPenelitian ini akan merancang antena mikrostrip

Array 8 elemen menggunakan simulator CST Microwave Studio 2011. Jenis antena mikrostrip yang dirancang adalah antena mikrostrip dengan bentuk patch lingkaran dan teknik pencatuan menggunakan saluran mikrostrip (mikrostrip line feed).

Proses perancangan antena mikrostrip pada penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan. Secara umum tahap pertama yaitu membuat perancangan antena mikrostrip elemen tunggal, tahap selanjutnya adalah membuat perancangan antena array dua elemen, dan selanjutnya membuat perancangan antena array empat elemen, dan tahap akhir membuat perancangan antena mikrostrip array 1x8. Hasil dari rancangan akhir akan difabrikasi dan dilakukan pengukuran, sehingga hasil dari simulasi dan fabrikasi dapat dibandingkan.

A. Penentuan Spesifikasi AntenaTahapan pertama dalam melakukan perancangan

antena mikrostip adalah menentukan spesifikasi antena yang ingin dicapai. Spesifikasi antena yang dimaksud yaitu frekuensi kerja, VSWR, gain, bandwidth dan impedansi masukan. Spesifikasi antena yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah :1. Frekuensi kerja : 3,2 GHz (2,19 – 3,23 GHz)

2. VSWR : ≤ 2

3. Gain : ≥ 8 dBi

4. Bandwidth : 60 MHz

5. Impedansi masukan : 50 Ω

B. Penentuan SubstratTahap selanjutnya yaitu menentukan jenis substrat

yang akan digunakan. Dalam pemilihan jenis substrat sangat diperlukan pengetahuan tentang spesifikasi umum dari substrat tersebut, kualitasnya, ketersediaannya serta yang tidak kalah penting adalah harga atau biaya yang harus dikeluarkan untuk mendapatkannya, karena akan mempengaruhi nilai jual ketika akan difabrikasi secara massal untuk dipasarkan. Jenis substrat yang digunakan pada perancangan antena dalam penelitian ini adalah Epoxy FR4 dengan parameter seperti ditunjukan pada table 1.

Tabel 1. Tabel Parameter Substrat yang Digunakan

No Parameter Sustrat Epoxy FR4 Keterangan1. Konstanta Dielektrik Relatif ( ) 4,4

2. Dielektrik Loss Tangent (tan Q) 0,02

3. Ketebalan substrat (h) 0,16 cm

C. Perancangan Dimensi PatchLangkah selanjutnya adalah melakukan

perancangan dimensi patch antena mikrostrip. Bentuk patch dari antena mikrostrip yang akan dirancang yaitu dengan bentuk patch lingkaran, sehingga yang perlu dicari adalah panjang jari-jari lingkaran (a). Untuk


13

mendapatkan panjang jari-jari lingkaran digunakan persamaan berikut :

Dengan F :

h dalam cm dan fr dalam Hz.

Sehingga didapat nilai a adalah:

Dari perhitungan di atas, didapatkan nilai jari-jari (a) patch lingkaran sepanjang 12,6 mm.

D. Perancangan Dimensi PencatuSaluran pencatu yang digunakan pada perancangan

antena mikrostrip adalah saluran pencatu 50 Ω, 70,71 Ω, dan 100 Ω pemilihan saluran pencatu ini mengacu pada bentuk antena array.

E. Perancangan Antena Mikrostrip Antena Mikrostrip Array Empat Elemen

Gambar 2. Hasil Rancangan Antena Mikrostrip ArrayEmpat Elemen

Tabel 2. Tabel Nilai Parameter Antena Mikrostrip Array Empat Elemen

Dimensi Nilai (mm)

l5 6l6 13,2l7 d + w1/2 – (l5 + l6)

l4 = l8 8,8w5 = w8 3

w6 1,6w7 0,6

Antena Mikrostrip Array Delapan Elemen

Gambar 3. Hasil Rancangan Antena Mikrostrip ArrayDelapan Elemen

Tabel 3. Tabel Nilai Parameter Antena Mikrostrip ArrayDelapan Elemen

Dimensi Nilai (mm)lg 9,1l9 6l10 13,2l11 2d + w1/2 – (l9 + l10)

l4 = l12 10,9w5 = w8 3

w6 1,6w7 0,6

III. HASIL DAN PEMBAHASANA. Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Array Empat

ElemenHasil simulasi yang dilakukan pada gambar 4

menjelaskan hasil simulasi S11 yang memiliki skala frekuensi 2,6 GHz sampai dengan 3,8 GHz dengan sumbu y adalah S11. Hasil simulasi menyatakan bahwa bandwidth –10 dB diperoleh saat f1 = 3,14 GHz dan f2 = 3,26 GHz dengan bandwidth 119 MHz dan frekuensitengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –48 dB.

Gambar 4. Hasil Simulasi S11 Empat Elemen

Gambar 5 menjelaskan hasil simulasi VSWR yang memiliki skala frekuensi 2,6 GHz sampai 3,8 GHz dengan sumbu y adalah VSWR. Hasil simulasi menyatakan bahwa VSWR yang diperoleh adalah 1,007.


14

Gambar 5. Hasil Simulasi VSWR Empat Elemen

Gambar 6 menjelaskan hasil simulasi Farfield Gain dengan main lobe magnitude diperoleh sebesar 9,4 dB

Gambar 6. Hasil Simulasi Farfield Gain Empat Elemen

Tabel 4 adalah table simulasi karakteristik antenaarray empat elemen.

Table 4. Karakteristik Antena Array Empat Elemen Karakteristik NilaiBandwidth -10 dBFatas 3,26 GHzFbatas 3,14 GHzVSWR 1,007Gain 9,4 dB

B. Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Array Delapan ElemenHasil simulasi yang dilakukan pada gambar 7

menjelaskan hasil simulasi S11 yang memiliki skala frekuensi 2,6 GHz sampai dengan 3,8 GHz dengan sumbu y adalah S11. Hasil simulasi menyatakan bahwa bandwidth –10 dB diperoleh saat f1 = 3,1 GHz dan f2 = 3,3 GHz dengan bandwidth 159 MHz dan frekuensi tengah (fc) = 3,2 GHz dengan nilai s11 = –52 dB.

Gambar 7. Hasil Simulasi S11 Delapan Elemen

Gambar 8 menjelaskan hasil simulasi VSWR yang memiliki skala frekuensi 2,6 GHz sampai 3,8 GHz dengan sumbu y adalah VSWR. Hasil simulasi menyatakan bahwa VSWR yang diperoleh adalah 1,005.

Gambar 8. Hasil Simulasi VSWR Delapan Elemen

Gambar 9 menjelaskan hasil simulasi Farfield Gain dengan main lobe magnitude diperoleh sebesar 11,3 dB

Gambar 9. Hasil Simulasi Farfield Gain Delapan Elemen

Tabel 5 adalah table simulasi karakteristik antenaarray delapan elemen.

Table 5. Karakteristik Antena Array Delapan Elemen Karakteristik NilaiBandwidth 159 MHzFatas 3,3 GHzFbatas 3,1 GHzVSWR 1,005Gain 11,3 dB

IV. KESIMPULANPenelitian ini telah berhasil merancang empat buah

antena dan mensimulasikannya. Empat buah antenatersebut adalah antena elemen tunggal, antena array dua elemen, antena array empat elemen dan antena array delapan elemen. Antena elemen tunggal memiliki return loss = -45 dB, VSWR = 1,01, gain = 4 dB. Antena array dua elemen memiliki return loss = -47 dB, VSWR = 1,01, gain = 6,3 dB. Antena array empat elemen memiliki return loss = -48 dB, VSWR = 1,007, gain = 9,8 dB. Antena array delapan elemen memiliki return loss = -52 dB, VSWR = 1,005, gain = 11,3 dB. Secara keseluruhan hasil penelitian ini menujukkan bahwa semakin banyak elemen banyak, gain semakin tinggi dan memenuhi kriteria yang diharapkan. Tetapi dalam hal ini


15

nilai gain masih harus ditingkatkan untuk pengaplikasian pada Radar Maritim.

DAFTAR PUSTAKA[1] Kementerian Komunikasi dan Informatika.

Peraturan Menteri Komunikasi dan Informatika Nomor 31 Tahun 2013. Tentang “Persyaratan Teknik Alat dan Perangkat Radar Maritim dan Radar Survelillance”.

[2] Balanis, Constantine A. Antena Theory : Analysis and Design. John Wiley and Sons, Inc. Canada. 1997.

[3] Bharata, Endon, Achmad Mun. ”Perancangan secara numerik modul pembagi daya untuk pencatuan antena susun 2-4GHz pada aplikasi sistem radar,” Prosiding Seminar Radar Nasional 2011, Jakarta, April 2011.

[4] Lestari, Andaya. “Indera MS-1 : Radar S-Band Pertama Karya Anak Bangsa” Prosiding InSINas 2012. HK-80-84. 2012.

[5] Sugiarto, Yoga. “Design and Realization Array of Eight Rectangular Element mikrostrip Antena at Frequency 3GHz for Coastal Surveillance Radar Application”. Journal Institut Teknologi Telkom. 2012.

Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan Metode Patch...

Documents

Transcript of Rancang Bangun High Gain Antenna Menggunakan Metode Patch...