PENDAHULUAN DASAR TEORI Prosiding.Seminar.Radar.Nasional.2008

Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921. odd mode digunakan untuk menghitung besarnya impedansi kedua mode, dimana besarnya impedansi kedua mode tersebut menentukan dimensi coupled line. Hubungan antara karakteristik impedansi even mode dan odd mode coupled line dengan saluran mikrostrip adalah sebagai berikut: co ce c Z Z z = 1 dimana: Z c = Karakteristik impedansi saluran mikrostrip. Z ce ,Z c o = Karakteristik impedansi even mode dan odd mode coupled line. Perhitungan dalam mendesain parallel- coupled line microstrip diberikan pada [3]. e e b a r r eff re v − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + − + + = 10 1 . 2 1 2 1 _ ε ε ε 2 dimana ε re_eff = konstanta dielektrik efektif even mode. g g g u g v − + + + = exp . 10 . 20 2 2 ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = 3 4 2 4 1 . 18 1 ln 7 . 18 1 432 . 52 ln 49 1 1 v v v v a e 053 . 3 9 . 564 . ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + − = r r e b ε ε u = wh dan g = sh, dengan w = lebar strip dan h ketebalan substrate, sedangkan s adalah lebar gap antara dua saluran strip sejajar. do o re r re eff ro g c a . exp . 1 5 . _ − ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + − + + = ε ε ε ε 3 dimana : ε ro_eff = Konstanta dielektrik efektif odd mode. u a r re o 179 . exp 1 . 1 5 . 7287 . − − + − = ε ε r r o b ε ε = = 15 . . 747 . u b b c o o o 414 . exp . 207 . − − − = 526 . exp . 694 . 593 . u d o − + = dimana : ε re = konstanta dielektrik efektif untuk mikrostrip tunggal dengan lebar w. 377 1 . 4 _ c re eff re re c ce Z Q Z Z ε ε ε − = 4 dimana: 194 . 1 8685 . u Q = 31 . 2 2 189 . 7519 . 1 g g Q + + = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + + = 10 10 387 . 6 3 4 . 3 1 ln 241 1 4 . 8 6 . 16 1975 . g g g Q 3 3 . exp 2 exp 1 . 2 2 1 4 Q Q u g g u Q Q Q − − − + − = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + + + = 43 . 2 5 517 . 638 . 1 ln 14 . 1 794 . 1 g g Q 154 . 1 10 10 6 598 . 1 ln 1 . 5 1 8 . 5 1 ln 3 . 281 1 2305 . g g g Q + + ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = 64 Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921. 3 2 7 3 . 82 1 190 10 g g Q + + = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − − − = 5 8 15 . ln 95 . 5 . 6 exp g g Q ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = 5 . 16 1 . ln 8 7 9 Q Q Q ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = 9 ln exp 6 2 5 4 10 Q u u Q Q Q Q Q 377 . . 1 . 10 _ c re eff ro re c co Z Q Z Z ε ε ε − = 5

3. METODE DESAIN FILTER

Untuk mendesain sebuah filter di gunakan paersamaan 1-5 dengan terlebih dahulu menentukan parameter-parameter: frekwensi tengah fc, bandwidth filter, jenis respon chebyshef, besar equal ripple dan ketajaman dari response filter oktal per dB. Setelah perumusan desain filter ditentukan, maka di peroleh nilai g yang digunakan untuk menentukan lebar coupled line. 1 01 . 2 g g w Y J π = 6 1 , 1 , 1 . 2 + + = j j j j j g g W J π 7 1 , 2 1 , + = + n g g W Y J n n n n π 8 dimana: g , g 1 , g 2 .... g n adalah elemen-elemen low pass prototype dan W adalah fraksional bandwidth bandpass filter, J j,j+1 adalah karakteristik admitansi J- inverter dan Y adalah karakteristik admitansi saluran terminasi. Untuk merealisasikan J-inverter, karakteristik impedansi even dan odd mode coupled microstrip line didefinisikan menggunakan perhitungan: ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + + = + + + 2 1 , 1 , 1 , 1 1 Y J Y J Y Z j j j j j e 9 ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + − = + + + 2 1 , 1 , 1 , 1 1 Y J Y J Y Z j j j j j j o 10 dimana: j = 0 sampai n Panjang coupled line dihitung menggunakan persamaan : [ ] j j ro j re j l ∆ − = 5 . . 4 1 ε ε λ dimana = j l ∆ adalah koreksi panjang resonator untuk menghitung efek fringing ujung resonator yang dijelaskan pada [3] 2 5 3 1 ξ ξ ξ ξ h l = ∆ dimana: 87 . 189 . 236 . 26 . 434907 . 8544 . 81 . 8544 . 81 . 1 + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = h w h w re re ε ε ξ 1 . 35 . 2 1 371 . 2 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = r h w ε ξ 9236 . 9413 . 1 3 2 084 . tan 5274 . 1 re h w a ξ ξ ξ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛− − = h w 5 . 7 exp . 218 . 1 5 ξ

4. PERANCANGAN

Parallel-coupled bandpass filter pada penelitian ini dirancang pada frekwensi tengah fc = 9.4 GHz. Respon filter digunakan Chebyshev response, optimal equal ripple 0.2 dB dengan orde filter 5. Penentuan dimensi coupled-line dilakukan menggunakan program simulasi AWR Microwave Office 2004, dan dilakukan validasi ulang menggunakan Ansoft Ensemble 7 dengan asumsikan ground plane bersifat infinitive tidak terbatas. Optimasi filter menggunakan substrate tuning yang dilakukan secara intuisi sehingga diperoleh respon maksimal pergeseran antara simulasi dan 65 Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921. pengukuran menjadi minimum. Parallel-coupled bandpass filter dirancang menggunakan substrate Roger 4003 dengan karakteristik bahan: loss tangent = 0.0021, permitifitas bahan ε r = 3.38 dan ketebalan h = 0.813mm. Dimensi dan ukuran parallel-coupled bandpass filter ditampilkan pada gambar.1 dan tabel.1. Realisasi dari parallel-coupled bandpass filter ditampilkan pada gambar.2. Tabel.1 Ukuran dimensi parallel-coupled microstrip bandpass filter a b Gambar 1. Desain parallel-coupled line microstrip filter, dimensi groundplane A=40mm, B= 4.46mm. a tanpa substrate tuning. b dengan substrate tuning, l= 3mm dan L1= 5mm. No W mm Lmm S mm 1 1.8 7.0 0.2 2 1.0 4.6 1.2 3 1.0 9.1 1.2 4 1.0 9.1 1.2 a 5 1.0 9.1 1.2 6 1.0 9.1 1.2 7 1.0 9.1 1.2 8 1.0 9.1 0.2 9 1.0 4.6 - 10 1.8 7.0 - b Gambar 2. Realisasi parallel-coupled microstrip bandpass filter a Tanpa substrate tuning b dengan substrate tuning.

5. HASIL PENGUKURAN

Pengukuran filter dilakukan terhadap beberapa parameter, yaitu: koefisien refleksi S11, S12, koefisien transmisi S12, S21 dan VSWR S11. Agar pergeseran respon dapat di analisa, maka dilakukan perbandingkan antara hasil simulasi, hasil pengukuran sebelum dilakukan tuning dan hasil pengukuran setelah dilakukan tuning. Respon filter dari hasil simulasi dan hasil pengukuran ditampilkan pada gambar.3 sampai gambar.7. 66