PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP FREKUENSI 3,5 GHz dengan patch Circular
LAPORAN TUGAS BESAR Disusun sebagai syarat lulus mata kuliah Antena dan Propagasi di Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Disusun oleh : RAIHAN ANSHARI
1101154176
HENDRO FRANSNIKO STUMEANG
1101150007
FAUZI RAMDANI
1101154137
TEUKU MAHENDRA
1101154228
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS TELKOM BANDUNG 2018
ABSTRAK Seiring dengan perkembangan zaman kebutuhan manusia terhadap teknologi komunikasi juga semakin meningkat, terutama di bidang
teknologi
komunikasi wireless. Teknologi telekomunikasi yang sedang dikembangkan saat ini adalah teknologi Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), teknologi ini menawarkan kualitas komunikasi yang lebih baik dari teknologi-teknologi sebelumnya. Salah satu contoh alat pendunkung dalam dalam teknologi tersebut, yakni antena. Antena didefinisikan sebagai suatu transformator struktur transmisi antara saluran transmisi dengan gelombang ruang bebas berupa suatu gelombang elektromagnetik atau sebaliknya. Antena berfungsi sebagai penerima dan pelepas energi elektromagnetik sehingga memiliki peranan penting dan mutlak harus ada dalam suatu komunikasi wireless. Pada tugas besar mata kuliah antena ini dilakukan perancangan dan realisasi antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi range frekuensi 3,4 – 3,4 – 3,6 GHz. Frekuensi ini merupakan salah satu frekuensi kerja dari teknologi. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini yaitu antena mampu menghasilkan karakteristik yang bekerja pada pada frekuensi tengah 3,5 GHz untuk nilai VSWR < 1,5.
ii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ...................... ii DAFTAR ISI .................................................... .......................................................................... ............................................. ................................ ......... iii BAB I PENDAHULUAN ........................................... ................................................................. ............................................ ........................ 6 1.1
Latar Belakang Masalah .......................................... ................................................................. .................................. ...........6
1.2
Rumusan Masalah ............................................ ................................................................... ......................................... ..................6
1.3
Tujuan ............................................ ................................................................... ............................................. ..................................... ...............6
Tujuan yang iningin dicapai dari tugas besar ini adalah : ................................. .................................... ...6 1.4
Manfaat Tugas Besar ............................................ ................................................................... ..................................... ..............7
1.5
Asumsi ........................................... .................................................................. ............................................. ..................................... ...............7
1.6
Batasan Masalah ........................................... ................................................................. ............................................ ........................7
1.7
Metode Penelitian ......................................... ............................................................... ............................................. .......................7
BAB II LANDASAN TEORI ................................................ ....................................................................... .................................. ...........9 2.1
Antena Mikrostrip ............................................ ................................................................... ......................................... ..................9
2.2
Teknik Pencatuan ......................................... ............................................................... ........................................... .....................10
2.3
Parameter Antena ......................................... ............................................................... ........................................... .....................11
2.4
Dimensi Patch............................................ .................................................................. ............................................ ........................ ..11
BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI ............................................ ...................................................... ..........15 3.1
Pendahuluan .......................................... ................................................................ ............................................ ............................ ......15
3.2
Diagram Alir Perancangan .......................................... ................................................................. ............................ .....16
3.3
Spesifikasi Antenna .......................................... ................................................................. ....................................... ................17
3.4
Pemilihan Bahan Antenna ........................................... .................................................................. ............................ .....18
3.5
Perhitungan Dimensi Antenna............................................ ................................................................. .....................18
3.6
Mendesain Antenna Dengan Menggunakan Software ............................ ............................20
DAFTAR PUSTAKA .......................................... ................................................................ ............................................ ............................ ...... 26
iii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur antenna mikrostrip. mikrostrip. ................................................. ........................................................ ....... 8
..................................... 10 Gambar 2.2 Teknik pencatuan microstrip linefeed . ..................................... ant enna micros mic rostri trip. p. .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ..... 11 Gambar 2.3 Pat ch antenna Gambar 3.1 Dia gram alir ali r peranc per ancanga anga n. ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... ......... .... 15 Gambar 3.2 Bentuk antena. ............................................................................. 19
.................................................................. ........................... .... 20 Gambar 3.3 Grafik return loss. loss . ........................................... Gambar 3.4 Grafik perubahan perubahan panjang panjang dan lebar feed fe ed terhadap terhadap return loss. loss .
............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ...................................... ................ 20 Gambar 3.5 Grafik perubahan jari-jari pat jari-jari pat ch terhad ap frekue nsi. ....... .......... ...... ... 21
...... .... .. 22 Gambar 3.6 Grafik return loss antena satu elemen setelah optimasi. ....
iv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel substrat yang popular popular dan parameternya. parameternya . ............................ 9
perhitungan . ........................... ........................... 19 Tabel 3.1 Dimensi antena berdasarkan hasil perhitungan. Tabel 3.2 Pengaruh perubahan dimensi feed terhadap return l oss,
VSWR,bandwidth, VSWR,bandwidth, dan frekuensi tengah . ........................................................ ....................................................... 21 antena satu elemen setelah optimasi. optimasi . ............................. ............................ 22 Tabel 3.3 Dimensi antena
v
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Masalah
Dimasa mendatang dapat diperkirakan teknologi akan mendapatkan perhatian khusus, karena di masa depan kemampuan dalam layanan data dengan kecepatan tinggi sangat dibutuhkan. Salah satu teknologi telekomunikasi yang saat ini sedang berkembang adalah WiMAX. WiMAX salah satunya beroperasi pada frekuensi 3,3 GHz, dan 3,5 GHz. Pada WiMAX peran antena sangat penting. Antena berperan dalam penerimaan dan
pengiriman
informasi,
yaitu
sebagai
transformator
gelombang
elektromagnetik dari dan ke udara ruang bebas. Antena yang baik untuk teknologi WiMAX ini adalah antena yang memiliki design compact, berukuran kecil, memiliki bandwidth lebar serta dapat memenuhi frekuensi operasi dari sistem komunikasi mobile wireless tersebut. Dalam teknologi WiMAX,
banyak teknik
yang
dapat
meningkatkan
kualitas performansi WiMAX. Pada Tugas besar matakuliah antena ini dikembangkan antena jenis mikrostrip dengan patch berbentuk persegi yang bentuk patchnya untuk dapat beroperasi pada frekuensi 3,5 GHz yang memiliki rentang frekuensi 3400-3600 mHz.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat ditentukan rumusan masalah pada perancangan tugas besar ini, yaitu yaitu bagaimana merancang antena dengan frekuensi kerja 3,5 GHz. 1.3
Tujuan
Tujuan yang iningin dicapai dari tugas besar ini adalah : 1. Merancang antena mikrostrip dengan frekuensi 3,5 GHz. 6
2. Mampu menganalisis kerja antena yang dibuat beserta parameter parameternya.
1.4
Manfaat Tugas Besar
Manfaat dari tugas besar ini adalah : 1. Mengetahui cara perancangan antenna mikrostrip dengan frekuensi 3,5 GHz. 2. Mengetahui bagaimana cara kerja antena yang dirancang sesuai dengan kebutuhan. 1.5
Asumsi
Spesifikasi antena yang direncanakan adalah sebagai berikut :
1.6
a. Frekuensi Kerja
: 3.4 – 3.4 – 3.6 3.6 Ghz
b. Bandwidth
: 200 Mhz
c. Impedansi
: 50 R
d. VSWR
: ≤ 1.5
e. Pola Radiasi
: Unidirectional
f. Gain
: 3.1 dBi
g. Polarisasi
: Linier
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Tugas besar hanya terfokus dengan perancangan antena mikrostrip dengan frekuensi 3,5 GHz. 2. Bahan substrat yang digunakan adalah FR-4.
1.7
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan Tugas Besarr ini meliputi: 7
1. Studi literatur dengan melakukan pengumpulan data dari buku-buku dan internet. 2. Melakukan percobaan dan perancangan simulasi menggunakan software menggunakan software.. 3. Melakukan diskusi ilmiah, yaitu berkonsultasi dengan dosen dan teman untuk mendapatkan pemahaman materi dan teori-teori pendukung.
8
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Antena Mikrostrip
Antena mikrostrip merupakan antena yang terbuat dari konduktor yang menempel pada suatu dielektrik dan pada bagian bawah terdapat ground plane, pada umumnya dicetakpada dicet akpada PCB (printed circuit board). Percetakan antena pada PCB disebut juga etching . Berikut merupakan struktur antena mikrostrip
mikrostrip. Gambar 2.1 Struktur antena mikrostrip. Dari gambar 2.1, antena mikrostrip terdiri dari 3 bagian yaitu: a. Conducting patch, patch , merupakan lapisan paling atas pada antena yang terbuat dari bahan konduktor. Lapisan ini sering dikenal dengan istilah patch.Fungsi patch.Fungsi dari lapisan ini adalah untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara. Bentuk patch patch bermacam-macam, yaitu persegi, segitiga, lingkaran atau bentuk fractal bentuk fractal . b. Substrat dielektrik, merupakan lapisan bagian tengah dari antena yang terbuat dari bahan dielektrik. Fungsi dari lapisan dielektrik ini adalah untuk menyalurkan gelombang elektromagnetik dari catuan menuju patch.Berikut patch.Berikut merupakan label susbstrat yang sering digunakan beserta parameternya.
9
Tabel 2. 1 Tabel substrat yang popular dan parameternya.
c. GroundPlane, GroundPlane, merupakan lapisan bagian bawah dari antena mikrosrip yang biasanya terbuat dari bahan koduktor. koduktor. Fungsi dari lapisan ini adalah sebagai reflector sinyal yang yang tidak diinginkan.
2.2
Teknik Pencatuan
Teknik pencatuan pada antena mikrostrip merupakan teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip. Antena mikrostrip mempunyai elemen peradiasi pada salah satu sisi dari substrat dielektrik dan antena tersebut dapat menggunakan feeding atau pencatu berupa saluran mikrostrip atau coaxial probe probe pada ground plane. Teknik pencatu pencatu ini antara lain microstrip line feed, proximity-coupled feed, coaxial probe feed dan aperturecoupled feed. Pada tubes besar ini di gunakan teknik pencatuuan Microstrip Line. Pada teknik pencatuan ini, feed diletakkan pada lapisan substrat yang sama dengan patch. Patch adalah perpanjangan dari feed. Dengan teknik ini, perancangan dan fabrikasi dari antena mikrostrip akan lebih mudah. Namun, radiasi dari feed dapat menjadi distorsi sehingga mengganggu performa dari antena.
10
Gambar 2.2 Teknik pencatuan microstrip line feed.
2.3
Parameter Antena
Untuk menggambarkan kerja suatu antena, sangat penting untuk memahami parameter-parameter antena. Beberapa parameter saling berhubungan dan tidak semua perlu ditentukan untuk gambaran keseluruhan dari kinerja antena. Jenis parameter-parameter antena yaitu pola radiasi, intensitas radiasi, keterarahan (directivity), directivity), penguatan ( gain), gain), polarisasi, dan impedansi input . Parameter lain yang turut menentukan keberhasilan unjuk kerja antena yaitu Voltage Standing Wave Ratio (VSWR). Ratio (VSWR).
2.4
Dimensi Patch
Fringing effect menyebabkan dimensi medan elektromagnetik antena mikrostrip terlihat lebih besar dari dimensi fisiknya. Hal ini diperlihatkan pada Gambar-3.
11
Gambar 2.3 Patch antenna microstrip. microstrip.
Seperti terlihat pada gambar 2.4 , panjang antena mikrostrip bertambah sebesar 2 ΔL. ΔL. Sehingga panjang efektif dari antena mikrostrip menjadi: (2.1) Ini diperoleh dari:
(2.2)
Untuk mode dominan
, frekuensi resonansi untuk antena mikrostrip
merupakan fungsi dari panjangnya, dan biasanya diberikan oleh persamaan: (2.3)
dimana
merupakan kecepatan cahaya di ruang bebas. Persamaan (2.3) tidak
memperhitungkan efek fringing, oleh karena itu harus dimodifikasi dengan melibatkan efek tepi dengan menggunakan persamaan:
(2.4)
(2.5)
Untuk mendapatkan dimensi antena digunakan rumus sebagai berikut: 12
1. Menentukan frekuensi tengah ( f c)
=
f low +f high
(2. 6)
2. Menentukan panjang gelombang (λ)
=
(2. 7)
3. Menentukan jari-jari patch jari-jari patch (Wp) (Wp)
F=
a=
8.791× 10
9
√ √
fr
F
{1+
r = {1+
F 2 h
πx
π 2 h
(ln
π
2 h
0.5
) +1.7726 }
a 2h
πx
[ ln
+1.7726)}
0.5
(2. 8) dimana:
− ԑ = ԑ 2+ 1 + ԑ 2 1 1+12 ℎ 4. Menentukan lebar substrat
= +
(2. 9)
5. Menentukan panjang substrat
= +
(2.10)
Keuntungan digunakannya antena mikrostrip adalah mempunyai penampang yang tipis, ukurannya yang kecil dan ringan serta mudah untuk di produksi secara
13
massal. Namun antena mikrostrip memiliki kekurangan yaitu memiliki bandwidth yang sempit serta gain dan efisiensi yang rendah.
14
BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI 3.1
Pendahuluan
Antena yang dirancang pada Tugas besar ini adalah antena Mikrostrip dengan patch sirkular untuk Wifi yang akan diaplikasikan pada terminal pengguna. Perancangan antena ini dilakukan dengan menggunakan software CST Microwave Studio. Studio. Parameter yang ditinjau adalah frekuensi kerja, bandwidth, polarisasi, pola radiasi, gain, gain, dan mutual coupling. Salahsatu hal yang harus diperhatikan dalam perancangan antena yang akan diterapkan di terminal pengguna adalah dimensi keseluruhan antena jangan terlalu besar. Tahapan dalam perancangan ini diawali dengan menentukan spesifikasi bentuk antena beserta parameter yang akan ditinjau. ditinjau. Kemudian dilakukan perhitungan dimensi antena mikrostrip menggunakan persamaan matematis. Setelah dimensi antena ditemukan, antena tersebut disimulasikan pada software CST Studio Suite 2017 untuk melihat karakteristik dari antena tersebut. Setelah disimulasikan, tidak jarang keluaran parameter yang ditinjau belum memenuhi spesifikasi yang diinginkan. Untuk mendapatkan rancangan antena yang optimal, dilakukan beberapa perubahan pada dimensi antena dan juga memodifikasi bentuk antena, hingga antena yang dirancang bisa mencapai spesifikasi yang diinginkan.
15
3.2
Diagram Alir Perancangan
Langkah-langkah perancangan antena dalam Tugas Akhir ini diperlihatkan pada gambar 3.1 di di bawah ini.
Start
Menentukan spesifikasi antena
Menentukan bahan dan dimensi antena
Pemodelan antena dengan CST
Optimasi
Tidak Hasil simulasi sesuai spesifikasi?
Finish
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan
16
Pembuatan antena dilakukan dalam dua tahap, yaitu perancangan dan optimasi antena, kemudian baru merancang antena Miskrostrip dengan patch berbentuk sirkular. Proses perancangan dimulai dari penentuan spesifikasi antena yang akan dibuat beserta parameter yang akan ditinjau, yaitu frekuensi kerja, bandwidth, polarisasi, pola radiasi, dan gain. gain. Setelah spesifikasi ditentukan, langkah berikutnya adalah menghitung dimensi antena satu elemen menggunakan persamaan matematis, kemudian disimulasikan pada software pada software CST Studio Suite. Tinjau frekuensi kerja dan return loss hasil simulasi, jika belum sesuai dengan spesifikasi, ubah jari-jari patch untuk mendapatkan frekuensi kerja yang diinginkan, dan ubah nilai feed untuk memperkecil nilai return loss. Simulasikan lagi antena yang akan dirancang untuk melihat VSWR dan bandwidth, jika bandwidth, jika belum sesuai dengan spesifikasi maka jari-jari patch jari-jari patch dan nilai feed nilai feed harus dirubah. Pada tahap ini, sudah didapatkan antena satu elemen yang sesuai dengan spesifikasi. 3.3
Spesifikasi Antenna
Langkah awal dalam merancang antena adalah menentukan spesifikasi antena. Penentuan spesifikasi ini didasarkan pada tujuan perancangan, yaitu membuat antena mikrostrip untuk aplikasi Wimax. Adapun spesifikasi yang diharapkan dapat dicapai oleh antena yang akan dirancang adalah sebagai berikut: Frekuensi kerja
: 3.5 GHz
Impedansi
: 50 Ω
Gain
: ≥ 2.5 dBi dBi
VSWR
: ≤ 1,5
Return Loss
: ≤ -10 ≤ -10 dB
Polarisasi
: linier
Pola radiasi
: Unidireksional
Koefisien korelasi : ≈ 0
17
3.4
Pemilihan Bahan Antenna
Parameter yang dipertimbangkan pada pemilihan substrat adalah ketebalan (h) dan konstanta dielektrik (ε (εr ). ). Substrat yang tebal dengan konstanta dielektrik kecil sering digunakan untuk mendapatkan antena dengan efisiensi tinggi dan bandwidth yang lebih lebar, tetapi dimensi antena akan lebih besar. Begitupun sebaliknya, substrat tipis dan konstanta dielektrik besar akan menghasilkan dimensi antena yang lebih kecil, namun efisiensi dan bandwidth lebih kecil. Oleh karena itu antena harus didesain dengan pertimbangan dimensi, performansi, dan aplikasiannya. Pada tugas besar ini, substrat yang digunakan adalah FR-4 (lossy) dengan nilai εr sebesar 4,3 dengan tebal substrat sebesar 1,66 mm sedangkan elemen peradiasi dan groundplane menggunakan material berbahan cooper (annealed) dengan tebal 0.035 mm. 3.5
Perhitungan Dimensi Antenna
Dimensi antena pada antena mikrostrip secara umum bergantung pada frekuensi kerja serta jenis dan ketebalan bahan substrat. Pada perancangan antena, dimensi patch, dimensi patch, microstrip line, dan groundplane dan groundplane dihitung terlebih dahulu menggunakan persamaan matematis sebelum dibuat simulasinya. si mulasinya. 1) Menghitung patch Menghitung patch :
Menghitung r F=
a= {1+
8.791× 10 3.5 x 10
9
√
2(1.6) π(1.030)(4.3)
4.3 4.3
12.112
2 1.6 π 1.2112 [ ln π x 4.3 x 1.2112 2 1.6
r = {1+
9
(ln
2 1.6
0.5
) +1.7726 }
π 1.030
=1.2112 cm
= 1.030 cm
0.5
+1.7726)}
= 1.22 cm
2) Menghitung feed Lebar feed berpengaruh terhadap impedansi karakteristik saluran. Impedansi saluran yang biasanya digunakan adalah 50 Ω. Untuk menentukan lebar dari feed (catuan) dapat digunakan persamaan berikut : 18
= √ = √ .. =5.711
0.61]} = 21. 6 {5.7111ln 5.7111ln25.711 11 1 + 4.31 ln ln 5.7111 5.7111 +0.39 [ 24.3 4.3 = 3.113 113 Sedangkan, untuk menentukan panjang dari feed dapat digunakan persamaan berikut
−. 4.3+1 4.31 120. 1 6 = 2 + 2 (1+ (1 + 26.32 ) =4.66 8 3 10 = 039 = 3.5 10√ 4.4.66 = 0.039 10.3 = 10. lf
3) Menghitung dimensi groundplane Tebal ground plane dan substrat ditentukan dari bahan yang akan digunakan. Pada perancangan kali ini, digunakan bahan substrat FR-4 yang pada umumnya memiliki tebal 1,6 mm. Sedangkan ground plane menggunakan menggunakan bahan tembaga yang memiliki tebal 0,035 mm. Dimensi minimal dari ground plane dan substrat dapat dihitung dengan persamaan berikut : Lg = 6(1.6) + 26.32= 35.92 35.92 mm Sedangkan lebar groundplane lebar groundplane : Wg = 6(1.6) + 43.96 = 53.56 mm
Berikut adalah table hasil perhitungan dimensi antenna mikrostrip sebelum dioptimasi
19
Paramete
Nilai (mm)
Keterangan
r
12.2
Jari-jari patch
t
0.035
Tebal konduktor
Lf
10.33
Panjang line pencatu line pencatu
h
1.6
W
53.56
Lebar groundplane Lebar groundplane
lg
35.92
panjang ground panjang ground
Wf
3.113
Lebar line pencatu line pencatu
Tebal substrat
Tabel 3.1. Dimensi antena berdasarkan hasil perhitungan sebelum dioptime
3.6
Softwar e Mendesain Antenna Dengan Menggunakan Softw Setelah dimensi antena ditemukan melalui perhitungan, langkah selanjutnya
adalah membuat desain antena tersebut dan mensimulasikannya pada software simulator. Pada Tugas besar ini, software simulator yang digunakan adalah CST Studio Suite 2017. Simulasi ini bertujuan untuk menguji apakah dimensi antena yang
didapat
melalui
perhitungan
sudah
menghasilkan
antena
dengan
performansi yang sesuai dengan spesifikasi. Jika tidak sesuai, maka akan dilakukan optimasi dimensi, yaitu yaitu mengubah besaran dimensi dan bentuk antena. 2.4.1
Perancangan Antena Mikrostrip
Pada tahap ini, akan dibuat struktur antena satu elemen dan belum dilakukan penambahan antena. Berdasarkan data dari tabel 3.1, maka bentuk antena setelah disimulasikan pada CST Studio Suite terlihat pada gambar 3.2 di bawah ini.
Gambar 3.2 Gambar bentuk antena. 20
Grafik return loss antena satu elemen bisa dilihat pada gambar 3.3. Berdasarkan hasil simulasi, didapat nilai return loss -2,0385. Hasil ini masih jauh dari batas yang diinginkan yaitu yaitu ≤ ≤ - 10 dB.
Gambar 3.3 Grafik return loss.
Oleh karena itu, patch akan dimodifikasi. dimodifikasi. Panjang dan lebar feed akan diubah-ubah, mulai dari 1 mm hingga 3 mm, kemudian disimulasikan dan dilihat dimensi feed dimensi feed line berapa line berapa yang menghasilkan nilai return loss ≤ 10 dB. Pengaruh perubahan panjang dan lebar feed line terhadap return loss bisa loss bisa dilihat pada gambar 3.4 di bawah bawah ini.
Gambar 3.4 Grafik return loss sebelum dioptime.
Perubahan nilai return loss mempengaruhi VSWR, bandwidth, dan frekuensi tengah, sehingga hasil lengkap pengaruh perubahan dimensi feed terhadap terhadap return loss, VSWR, bandwidth, dan frekuensi tengah bisa dilihat pada tabel 3.2 di bawah ini.
21
RunID
Panjang F eed (mm)
Lebar
F eed (mm)
r
Return loss
VSWR
(mm)
Run 1
10.33
3.113
-4.3086
4.4114
12.2
Run 2
10.33
2.113
-4.6244
3.8447
12.2
Run 3
9.83
1.515
-8.8489
2.1300
11.4
Run 4
9.83
1.815
-9.45471
2.0153
11.7
Run 5
9.83
1.26
-10.5955
1.8379
11.8
Run 6
9.83
1.515
-11.5908
1.7148
11.7
Run 7
9.83
1.36
-12.9699
1.5794
11.7
Run 8
9.83
1.24
-13.8695
1.5079
11.7
Run 9
9.83
1.18
-14.5213
1.4267
11.7
Tabel 3.2 Pengaruh perubahan dimensi feed dimensi feed terhadap return loss,
VSWR,bandwidth, VSWR,bandwidth, dan frekuensi tengah. Dimensi feed yang kecil memberikan nilai return loss dan VSWR yang lebih rendah . Berdasarkan hasil pada tabel 3.2, dipilihlah Run ID 9 dengan panjang feed panjang feed 9.83 mm dan lebar feed feed 1.18 mm, karena return loss, bandwidth, dan VSWR sudah memenuhi spesifikasi. Perubahan jari-jari patch terhadap frekuensi bisa dilihat pada gambar 3.5 berikut.
Gambar 3.5 Grafik perubahan jari-jari
patch terhadap frekuensi.
22
3.6.2
Hasil
Sebelum
Optimasi
Antena
Mikrostrip
pengamata n 2d directivity dire ctivity Gambar 3.6 pengamatan sebelum dioptimasi
Gambar 3.7 pengamatan pengamata n 3d directivity direct ivity
sebelum dioptimasi
pengamata n 3d Gain sebelum s ebelum Gambar 3.8 pengamatan dioptimasi
23
Gambar 3.8 pengamatan pengamata n s-parameter s-par ameter
sebelum dioptimasi
3.6.3
Hasil Optimasi Antena Mikrostrip
Setelah dilakukan optimasi menggunakan menggunakan software software CST Studio Suite 2017, maka didapatkan nilai-nilai dimensi antena sebagai berikut : Parameter
Nilai
Jari-jari patch Jari-jari patch
11,7 mm
Panjang feed
9,83 mm
Lebar feed Lebar feed
1,18 mm
Panjang ground Panjang ground
38,03 mm
Lebar ground Lebar ground
33 mm
Tebal substrat
1,6 mm
Tebal konduktor patch konduktor patch
0,035 mm
Tabel 3.3 Dimensi antena satu elemen setelah optimasi.
Gambar 3.6 menunjukkan grafik return loss antena satu elemen setelah optimasi. Terlihat nilai return loss -14,521318 pada frekuensi tengah 3,5 GHz, sudah memenuhi spesifikasi yaitu return loss ≤ - 10 dB.
Gambar 3.9 grafik return loss setelah optimasi. 24
pengamatan farfield farfield 3.5 3.5 ghz. Gambar 4.0 pengamatan
Gambar 4.1 pengamatan pengamatan 2D derictivity derictivity 3.5 ghz setelah di
optimasi
pengamatan 3D gain 3.5 ghz ghz setelah di Gambar 4.2 pengamatan optimasi
25
DAFTAR PUSTAKA
[1]
A. Balanis, “ANTENA THEORY ANALYSIS AND DESIGN,” Chichester : john wiley & sons ltd, 1997. 1997.
[2]
Laboratorium Antenna, Modul Praktikum Antena, Bandung: Telkom University, 2018.
[3]
W. L. Stutzman and G. A. Thiele, "Antenna Theory and Design," Hoboken, Wiley, 2013, pp. 466 - 478.
[4]
A. H. Rambe, "Antena Mikrostrip: Konsep dan Aplikasinya," vol. 1, no. JiTEKH, p. 90, 2012.
26
