Studi Perancangan Slot Untuk Mereduksi Ukuran Antena Mikrostrip Patch Segi Tiga Pada Frekuensi 2.4GHz

DAFTAR PUSTAKA

[1] Stallings, William.2007 “Komunikasi & Jaringan Nirkabel, Edisi Kedua, Jilid 1, terj. Sasongko”, Arya Dimas. Jakarta : Erlangga.

[2] Alaydrus, Mudrik. 2011. “Antena Prinsip dan Aplikasi”. Jakarta : Graha Ilmu

[3]Balanis, C.A. 2005. “Antenna Theory Analysis and Design, third edition”. Wiley inc: New Jersey.

[4] Pasaribu, Denny. 2013. “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Patch Segiempat Pada Frekuensi 2.4 GHz dengan Metode Pencatuan Inset”. Universitas Sumatera Utara. Medan.

[5] James JR dan Hall Ps. 1989. “Handbook of Microstrip Antenna”. First edition, Peter Peregrius Ltd.

[6] Garg,R,.dkk.2001,”Microstrip Antena Design Handbook”,ISBN:0-89006-513 6, Artech House.Inc:London

[7] Misra,D.K, 2004, Radio Frequency And Microwave Communication Circuit: Analysis and Design,Second edition,Wiley-Interscience:New Jersey

[8]Surjati, I, 2010, Antena Mikrostrip Konsep dan Aplikasinya, ISBN:978-979 26-8952-0,Universitas Trisakti: Jakarta

[9] Ramesh, M., YIP KB, “Design Formula for Inset Fed Microstrip Patch Antena,” Journal of Microwave and Optoelectronics, Desember 2003 : hal 5-10

[10] Iskandar, Fitri.2008. “ Antena Slot Mikrostrip dan Jaringan Saluran Pencatu Mikrostrip”. Universitas Indonesia: Jakarta

BAB III

STUDI PERANCANGAN SLOT UNTUK MEREDUKSI UKURAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGITIGA PADA FREKUENSI 2.4 GHz

3.1 Umum

Kebutuhanakanantenasaatinisemakin berkembang sehingga menyebabkan teknologiperancangan antena juga harus semakin meningkat. Antenayang dibutuhkanjugasemakinlamasemakinkompakdan harusmemiliki performayang tinggi.Antenamikrostrip merupakan salahsatu jenisantenayang dapat memenuhikebutuhan ini.PadaTugasAkhir ini, akan dirancangantena mikrostripuntuk mendapatkankarakteristikantenayang ditentukan. Jenisantena yang dirancang adalahantenamikrostrippatchsegitigayang bekerjapadafrekuensi2,44GHzdenganpenggunaanslot,yang digunakan pada aplikasi WLAN dan WiMAX. Yang dilakukan pada tahap ini adalah penentuanfrekuensiresonansiyang diinginkan,penentuanspesifikasi substrat yang akan digunakan,penentuandimensi patchantena,penentuan dimensi saluran pencatunya.

3.2 Diagram Alir Perancangan Antena

Diagramalirperancanganantena mikrostripdualbanddengan penambahanstubdapatdilihatpadaGambar 3.1.

tidak

ya

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Antena Menentukan

Frekuensi kerja dan jenis subtrat

Menghitung dimensi patch Antena dan ukuran slot

Simulasi dengan AWR Microwave office 2004

Hasil sesuai dengan yangdiharapkan.?

Tampilkan grafik hasil simulasi

Selesai

Iterasi slot Mulai

3.3 Perangkat Yang Digunakan

Untuk melakukan perancangan antena pada Tugas Akhir ini digunakan bantuan perangkat lunak (software).

Perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan antena antara lain: 1. AWR Microwave Office 2004

2. Mikrosoft Excel 2010

3.4 PerancanganAntena Mikrostrip Patch Segitiga Tanpa Slot

Setiap substrate memiliki parameter yang berbeda-beda.Oleh karena itu perlu ditentukan terlebih dahulu jenis substrate yang digunakan sebagai antena mikrostrip.Jenis substrate yang digunakan dalam perancangan ini adalah FR-4 (epoxy). Jenis substrate ini dipilih selain harganya yang terjangkau, substrate

jenis ini juga banyak diproduksi dan memiliki kualitas yang cukup baik. Adapun parameter substrate ini dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Spesifikasi Parameter yang Digunakan

Frekuensi Kerja 2,44 GHz

Jenis Substrate FR4 (epoxy)

Konstanta Dielektrik Relatif (εr) 4,4

Dielektrik LossTangen (tan δ) 0,02

Ketebalan Substrate (h) 1,6 mm

Dari parameter yang terdapat pada Tabel 3.1 dapat ditentukan dimensi

perhitungan antena mikrostrip patch segitiga, untuk frekuensi 2,4 GHz (2.400-2.483 MHz) dengan frekuensi tengah 2,44 GHz, panjang patch dengan menggunakan persamaan 2.20.

�

=

2�

3�_�√ɛ�= 38 mm

Dari hasil perhitungan di atas, diperoleh ukuran sisi patch segitiga untuk band 2,44 GHz sebesar 38mm.Saluran pencatu yang digunakan pada

perancangan antena

mikrostrippatchsegitigametodesinglestubinimempunyainilaiimpedansi masukan sebesar50Ωkarenakonektoryang digunakanpadaperancanganinimempunyai impedansi masukan50 Ω.Padaperancanganantena mikrostrip inidilakukan pengaturanlebarsaluranpencatudenganmenggunakanbantuansoftwareTXLine2003.

TampilanTXLineuntukmenentukanlebarsaluranpencatudapatdilihat padaGambar 3.2.

Gambar 3.2Tampilan TXLine 2003 untuk mencari lebar saluran pencatu MelaluiprogramTXLine2003ini, diperoleh bahwauntuk menghasilkan

mendapatkannilaiimpedansitersebutdilakukan pengaturan lebar saluran pencatu untuk,r=4,4danh=1,6mm, dapat ditentukan degan persamaan (2.23).

�0

ℎ = 2

� �� −1−ln(2� −1) + �� −1

2�_� ���(� −1) + 0.39− 0.61

�� �� dimana nilai B ditentukan dengan Persamaan (2.24)

�= 377� 2�_0√�� �= 377 × 3.14

2 × 50√4.4= 5.6434 sehingga,

�0

1.6= 2

� �5.6435−1−ln(2 × 5.6435−1) +4.4−1

2 × 4.4���(5.6435−1) + 0.39− 0.61

4.4�� �0= 3.0603 ��= 3 ��

Adapun geometri dari rancangan antena tersebut di perlihatkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Rancangan antena mikrostip patch segitiga tanpa slot

3.5 Perancangan antena Pada Simulator

Adapun langkah – langkah perancangan antena pada simulator AWR

Microwave Office 2004 adalah: 1. Pembuatan EM Structure

Pada pembuatan EM structureini di berikan nama perancangan yang akan kita rancang seperti yang di tunjukkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Pembuatan EM structure pada simulator 2. Penentuan Enclouser (subtract infformation)

Pada tahap ini, dilakukan pengisian enlclouser dengan mengisi box dimensions sesuai dengan perhitungan lebar ground Wg dan panjang ground Lg seperti yang di tunjukkan pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Pengisian Enclouser pada simulator

Kemudian dilanjutkan dengan pengesian di elektrik layers dengan subtract yang digunakan seperti pada Gambar 3.6.

Selanjutnya dilakukan pengisian boundaries kemudian klik OK seperti terlihat pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Pengisian Boundaries pada simulator 3. Pembuatan patch Antena dan saluran Pencatunya

Patch dan saluran pencatunya dibuat sesuai dengan ukuran yang telah di perhitungkan.seperti terlihat pada Gambar 3.8

4. Penentuan Frekuensi

Penentuan frekuensi diatur pada option – project maka akan timbul tampilan menu seperti pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9Pengisian Frekuensi Kerja

Frekuensi kerja di isi berkisar 2,3 GHz – 2,6 GHz dengan step 0,015 lalu klik apply.

5. Output (grafik keluaran)

Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan output paramameter yang akan di teliti dengan mengklik graph – add graph sehingga mucul menu seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10,

Gambar 3.10 Pembuatan Grafik keluaran

Setelah itu klik pada grafik yang telah dibuat, klik lalu pilih add measurement maka akan muncul menu seperti pada Gambar 3.11.

Pembuatan grafik keluaran Return Loss seperti terlihat pada Gambar 3.12

Gambar 3.12 Pembuatan Grafik keluaran Return Loss

Pembuatan grafik keluaran Gain ditunjukan pada Gamabar 3.13

3.6 Perancangan Antena Mikrostip Patch Segitiga Dengan Slot

Tujuan pada tugas akhir ini yaitu mereduksi ukuran patch antena mikrostrip segitiga dengan menggunakan slot. Untuk itu penulis harus menentukan ukuran panjang dan lebar slotnya terlebih dahulu.

Untuk menentukan panjang dan lebar slot kita dapat menggunakan persamaan seperti berikut :

�0 = �

� �0 = 3 �10

8

2,44 �109

= 1.23.10-1 = 0. 123meter

=123mm

untuk panjang slotnya maka:

Ps 0.1�0= 0.1� 123

= 123meter

=12.3mm

Untuk lebar slotnya maka,

Ls 0.1�0= 0.1� Ps

= 0.1 � 12.3

Dari hasil di atas di peroleh ukuran panjang slotnya adalah 12,3mm dan lebar slot 1.23mm, dibulatkan menjadi 12mm untuk panjangnya dan 1.2mm untuk lebarnya.

Setelah ukuran panjang dan lebar slotnya di dapat maka selanjutnya di rancang antena mikrostrip patch segitiga menggunakan slot seperti terlihat pada Gambar 3.14,Gambar 3.15 dan Gambar 3.16.

Gambar 3.14 Rancangan antena mikrostrip patch segitiga menggunakan slot

Gambar 3.15 Rancangan antena mikrostrip patch segitiga menggunakan slot

Vertikal ukuran 38mm

Gambar 3.16 Rancangan antena mikrostrip patch segitiga menggunakan slot

3.7 Variabel yang Dianalisis

Salah satu fungsi slot yaitu untuk mereduksi ukuran patch antena. Adapun variabel yang akan dianalisis adalah seberapa besar hasil reduksi

patch setelah diberi slot.

Titik acuannya adalah dengan melihat nilai dari salah satu parameter antena yang di hitung yaitu VSWR, apabila nilainya ≤ 2 . Ukuran patch yang akan di analisis dimulai dari 38 mm – 32 mm.

Pada slot yaitu dengan menggeser - geser letak slot secara vertikal dan horizontal terhadap sumbu Y dan sumbu X diantara patchnya,.Seperti yang terlihat pada Gambar 3.17. Gambar 3.18 dan Gambar 3.19.

Gambar 3.18pergeseran posisi slotbentuk Vertikal

BAB IV

ANALISIS DAN HASIL SIMULASI

4.1 Umum

Pada Tugas Akhir ini, akan dirancang antena mikrsotrip patch segitiga dengan menggunaaan Slot atau Celah untuk mereduksi ukuran pacth. Prosesperancangan ini menggunakan simulator AWR Microwave Office 2004.Adapun parameter yang akan dibahas adalah VSWR, return loss, gain, danpolaradiasi.

4.2 Analisi Antena Mikrostrip Patch Segitiga Tanpa Slot

Berdasarkan perancangan antena mikrostip pacth segitga pada frekuensi 2.4GHz tanpa penambahan Slotseperti pada Gambar 3.3, dilakukan simulasi dengan menggunakan program AWR Microwave 2004. Adapun hasil keluaran simulasi di tunjukkan pada Tabel 4.1dan grafik keluaranya pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3 untuk masing – masing nilai VSWR, return loss, gain, danpolaradiasi.

Tabel 4.1 Nilai Simulasi Tanpa Menggunakan Slot Tanpa Menggunakan Slot

Ukuran

patch antena 38mm 37mm 36mm 35mm 34mm 33mm 32mm VSRW 1,465 1,464 7,625 11,67 16,96 19,64 24,24

Gain 5.795 5.795 5.86 5.87 5.874 5.873 5.87 Return Loss -14.42 -14.57 -2.462 -1.555 -1.05 -0.6833 -0.6548

Gambar 4.1 Nilai Simulasi VSWR Tanpa Slot ukuran patch 38mm

Gambar 4.3 Nilai Simulasi Return loss Tanpa Slot ukuranI patch 38mm 4.3 Analisis Antena Mikrostrip Patch Segitiga Dengan Slot

Pada antena mikrostrip patch segitiga dengan slot pertama akan dilakukan simulasi pada patch berukuran 38mm – 32mm, dengan posisi slot tepat di titik tengah patchnya,namun apabila tidak di dapat hasil yang terbaik maka akan dilakukan simulasi dengan mengubah – ubah posisi slotnya.berikut adalah data hasil simulasi seperti yang diperlihatkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.3 dan Tabel 4.4.

Tabel 4.2 Nilai hasil simulasi dengan bentuk slot horizontal Slot Horizontal

Ukuran

patch antena 38mm 37mm 36mm 35mm 34mm 33mm 32mm VSRW 15.09 11.56 7.735 3.501 2.695 2.645 4.689

Gain 5.607 5.615 5.616 5.615 5.614 5.607 5.603 Return Loss -1.154 -1.51 -2.27 -5.153 -6.827 -6.95 -3.787

Tabel 4.3 Nilai hasil simulasi dengan bentuk slot vertikal Slot Vertikal

Ukuran

patch antena 38mm 37mm 36mm 35mm 34mm 33mm 32mm VSRW 1.498 3.516 6.372 12.29 15.79 21.47 24.73

Gain 5.617 5.613 5.609 5.603 5.598 5.59 5.584 Return Loss -14.21 -5.129 -2.612 -1.419 -1.103 -0.8099 -0.7031 Tabel 4.4 Nilai hasil simulasi dengan bentuk slot Plus

Slot Plus Ukuran

patch antena 38mm 37mm 36mm 35mm 34mm 33mm 32mm VSRW 19.5 15.26 8.54 5.729 7.646 2.109 3.4

Gain 5.826 5.419 5.561 5.729 5.703 5.826 5.853 Return Loss -0.819 -1.143 -2.055 -3.01 -2.301 -8.953 -5.31

4.3.1 Analisis Antena Dengan Slot Horizontal

Setelah didapat hasil simulasi patch segitiga menggunakan slot dengan ukuran patch 38mm – 32mm pada posisi slot tepat di titik tengah patchnya, namun dari ketiga bentuk slot tidak di dapat hasil nilai simulasi seperti yang di inginkan,maka dilakukan simulasi dengan mengubah ukuran patch rentang 33 mm – 34 mm dikarenakan pada ukuran patch tersebut memiliki nlilai yang lebih baik di bandingkan dengan ukuran patch yang lainnya.dapat dilihat pada tabel 4.2, dan mengubah – ubah posisi slotnya seperti pada Gambar 3.20. Ukuran patch yang terbaik yaitu 33.7mm. Hasil simulasi dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Nilai simulasi ukuran patch 33.7mm dengan perubahan posisi

slotHorizontal

Ket : Y + : pergeseran slot ke atas + 1mm dst. Y- : pergeseran slot ke bawah -1mm dst X+ :pergeseranslot ke kanan +1mm dst X- : pergeseran slot ke kiri -1mm dst

Dari hasil simulasi di dapat nilai yang terbaik yaitu pada bentuk slot horizontal dengan ukuran patch 33.7mm.maka di dapat nilainya VSWR 2.266,

Return Loss -8.33 dan Gain 5.612.

Hasil perhitungan reduksi dalam persen adalah :

%����ℎℎ��������� = 38−33.7

38 � 100 %

= 11,31%

Adapun grafik keluaran nilai patch ukuran 33.7mm pada bentuk slot

horizontal dapat dilihat pada Gambar 4.4, Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.

pergeseran slot X + X - Y+ Y - X + X - Y+ Y- X+ X- Y+

Y-1mm 2.915 2.297 2.599 2.266 -6.3 -7.902 -7.111 -8.233 5.612 5.612 5.611 5.612 2mm 2.402 35.88 2.969 2.514 -7.7 -0.4844 -6.164 -7.326 5.612 4.285 5.611 5.612

3mm 3.101 3.035 -5.896 -5.971 5.611 5.611

4mm 41.86 3.836 -0.415 -4.662 4.585 5.61

vswr Return loss Gain

Gambar 4.4 Nilai VSWR ukuran patch 33.7 mm pada posisi slot yang di ubah

Gambar 4.5 Nilai Return Loss ukuran patch 33.7 mm pada posisi slot yang di ubah

Gambar 4.6 Nilai Gain ukuran patch 33.7 mm pada posisi slot yang di ubah

4.3.2 Analisis Antena Dengan Slot Vertikal

Berdasarkan rancangan seperti pada Gambar 3.21 maka berikutnya dilakukan simulasi, sama seperti slot horizontal,namun bedanya pada bentuk slot

vertikal di dapat nilai terbaiknya pada patch dengan ukuran 38mm. Untuk mengetahui tingkat pereduksinya maka dilakukan simulasi dengan ukuran patch rentang 37mm – 38mm. Ukuran patch yang terbaik yaitu 37.5mm, hasil simulasi dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.6. Nilai simulasi ukuran patch 37.5mm dengan perubahan posisi slot

Vertikal

Ket : Y + : pergeseran slot ke atas + 1mm dst. Y- : pergeseran slot ke bawah -1mm dst X+ :pergeseranslot ke kanan +1mm dst X- : pergeseran slot ke kiri -1mm dst

Dari hasil simulasi di dapat nilai yang terbaik pada bentuk slot vertikal dengan ukuran patch 37.5mm, maka didapat nilainya. VSWR 1.773, Return Loss -11.38 dan Gain 5.617.

Hasil perhitungan reduksi dalam persen adalah :

%����ℎ��������= 38−37.5

38 � 100 %

1,31%

Adapun grafik keluaran nilai patch ukuran 37.5mm pada bentuk slot

vertikal dapat dilihat pada Gambar 4.7, Gambar 4.8 dan Gambar 4.9.

Pergeseran slot X+ X- Y+ Y- X+ X- Y+ Y- X+ X- Y+ Y-1mm 2.038 2.076 2.122 2.132 -9.499 -9.274 -9.051 -8.997 5.615 5.615 5.616 5.616 2mm 2 2.045 2.087 2.135 -9.724 -9.464 -9.215 -8.969 5.615 5.616 5.615 5.615 3mm 1.948 1.983 2.229 2.0744 -10.04 -9.821 -8.522 -9.296 5.615 5.616 5.615 5.615 4mm 1.892 1.888 2.27 2.062 -10.42 -10.44 -8.34 -9.37 5.615 5.616 5.615 5.615 5mm 1.887 1.773 2.295 2.063 -10.46 -11.38 -8.232 -9.464 5.614 5.617 5.615 5.615

vswr Return loss Gain

Gambar 4.7. Nilai VSWR ukuran patch 37.5 mm pada posisi slot yang di ubah

Gambar 4.8. Nilai Return Loss ukuran patch 37.5 mm pada posisi slot yang di ubah

Gambar 4.9. Nilai Gain ukuran patch 37.5 mm pada posisi slot yang di ubah

4.3.3 Analisis Antena Dengan Slot Plus

Pada bentuk slot plus nilai terbaiknya berada pada ukuran patch

33mm,dapat dilihat pada Tabel 4.4. maka dilakukan perancangan untuk mendapatkan nilai terbaiknya dengan cara mengubah ukuran patchnya dan mengubah – ubah posisi slotnya.Didapat ukuran patchnya yaitu 33.7mm.seperti terlihat pada Gambar 3.22. data hasil simulasi seperti terlihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7. Nilai simulasi ukuran patch 33.7mm dengan perubahan posisi slotPlus

Pergeseran slot X+ X- Y+ Y- X+ X- Y+ Y- X+ X- Y+ Y-1mm 2.066 1.965 2.195 2.672 -7.798 -9.771 -8.554 -6.857 5.826 5.803 5.816 5.827 2mm 2.378 23.81 2.254 3.243 -9.182 -0.731 -8.339 -5.554 5.821 5.632 5.809 5.833 3mm 1.797 30.48 2.402 4.123 10.94 -0.57 -7.794 -4.307 5.811 5.541 5.805 5.838 4mm 4.171 5.245 -0.4166 -3.365 5.61 5.844

vswr Return loss Gain

Ket : Y + : pergeseran slot ke atas + 1mm dst. Y- : pergeseran slot ke bawah -1mm dst X+ :pergeseranslot ke kanan +1mm dst X- : pergeseran slot ke kiri -1mm dst

Dari hasil simulasi di dapat nilai yang terbaik yaitu pada bentuk slot

vertikal dengan ukuran patch 37.5mm, maka didapat nilainya. VSWR 1.797, Return Loss -10.94 dan Gain 5.811

Hasil perhitungan reduksi dalam persen adalah :

%����ℎ����= 38−33.7

38 � 100 %

= 11,31%

Adapun grafik keluaran nilai patch ukuran 33.7mm pada bentuk slot plus dapat dilihat pada Gambar 4.10, Gambar 4.11 dan Gambar 4.12.

Gambar 4.11. Nilai Return Loss ukuran patch 33.7 mm pada posisi slot yang di ubah

Gambar 4.12. Nilai Gain ukuran patch 33.7 mm pada posisi slot yang di ubah Dari data yang diperoleh nilai VSWR yang lebih baik adalah ketika patch

berukuran 33.7 mm dengan bentuk slot plus, dimana slot berada pada posisi X+ 3mm. Berikut adalah gambar letak slot pada bentuk patch segitiga seperti yang di tunjukkan pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13 Antena mikrostrip patch segitiga dengan bentuk slot plus (X+3) 4.4 Analisis Perbandingan Antena patch Segitiga tanpa dan dengan Slot

Setelah melakukan simulasi terhadap antena mikrostrip patch segitiga tanpa slot dan dengan slot, maka diproleh nilai VSWR, return loss, gain dan polaradiasi.

Besar nilai VSWR = 1 adalah nilai ideal yang menyatakan bahwa tidak terjadi gelombang pantul dan dapat dikatakan terjadi transfer daya maksimum. Sedangkan, nilai VSWR = ∞ menyatakan bahwa tidak ada gelombang yang diteruskan untuk dipantulkan. Nilai perbandingan VSWR antara antena mikrostrip

patch segitiga dengan slot dan tanpa slot adalah seperti yang ditunjukkan seperti pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Perbandingan nilai VSWR Antena Mikrostrip Tanpa dan Dengan

Slot

Dari Gambar 4.14 tersebut dapat dilihat nilai VSWR antena dengan slot

horizontal, vertikal dan plus mengalami kenaikan yaitu slot horizontal 2.266, slot

vertikal 1.773 dan slot plus 1.797 dibandingkan nilai VSWR tanpa slot yaitu 1,465. Namun pada antena dengan slot mengalami penurunan ukuran patchnya

yaitu: slot horizontal 33.7mm, slot vertikal 37.5mm dan slot plus 33.7mm dibandingkan dengan antena tanpa slot yang memiliki ukuran 38mm. Hal ini menunjukan bahwa slot dapat mereduksi ukuran patch antena mikrostrip.

Parameter yang disimulasikan berikutnya adalah nilai return loss tanpa

Gambar 4.15 Perbandingan Nilai Return Loss Antena Tanpa dan Dengan slot

Parameter yang di simulasikan berikutnya adalah Gain dan Polaradiasi. Adapun perbandingan hasil simulasi antena tanpa dan menggunakan slot

ditunjukkan pada Gambar 4.16

Gambar 4.16 Perbandingan Nilai Gain dan Polaradiasi Antena Tanpa dan Dengan Slot

Pengukuran gain dari simulasi antena tanpa slot dan dengan slot yang diperlihatkan pada Gambar 4.16 tersebut menunjukkan bahwa nilai gain antena tanpa slot memiliki penguatan yang lebih lemah yaitu sebesar 5,797 dB dibandingakan dengan antena dengan slot yang memiliki penguatan sebesar

5,811dB. Hasil simulasi parameter – parameter perbandingan antena tanpa dan dengan slot, dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Perbandingan Nilai Parameter Antena Tanpa dan Denga Slot Parameter Antena Antena

Tanpa Slot Antena Slot horizontal Antena Slot vertikal Antena Slot plus

Panjang sisi 38mm 33.7mm 37.5mm 37.7mm

% reduksi patch 0% 11,31% 1,31% 11.31%

VSWR

padaf=2,44GHz 1,465 2.266 1.773 1.797

Parameter Antena Antena Tanpa Slot Antena Slot horizontal Antena Slot vertikal Antena Slot plus Return Lossf=2,44GHz

-14.48 -8.232 -11.38 -10.94

Gain f=2,44GHz 5.759 5.612 5.617 5.811

Pola radiasi

Unidirectionl

   

Dari tabel di atas dapat kita lihat bahwa pada antena slot plus memiliki hasil yang lebih baik daripada antena slot horizontal dan antena slot vertikal,dimana antena slot plus mengalami reduksi hingga 11.31% dan nilai VSWR dari antena slot plus adalah 1.797.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 kesimpulan

Pada Tugas Akhir ini telah dirancang antena mikrostrip patch segitiga dengan menggunakan slot pada setiap patchnya, dari hasilperancangan simulasi diperoleh beberapa kesimpulan :

1. Perancangan slot pada patch antena Mikrostrip mempengaruhi Frekuensi resonansi,dimana hasil yang baik dalam penggunaan slot tersebut di peroleh dengan bentuk slot plus.

2. Berdasarkan hasil simulasi pada Frekuensi yang sama yaitu 2.44 GHz, penggunaan slot bentuk Horizontal menghasilkan reduksi sebesar 11.31% VSWR 2.266,pada slot horizontal tidak memenuhi spesifikasi yang di inginkan, pada slot bentuk Vertikal menghasilkan reduksi sebesar 1.31%, VSWR 1.773 memenuhi spesifikasi yang di inginkan namun hasil reduksinya kecil dan pada slot bentuk Plus menghasilkan reduksi sebesar 11.31% VSWR 1.797 memenuhi spesifikasi yang di inginkan dan hasil reduksinya juga lebih baik.

3. Penggunaan slot pada patch tidak tidak mengalami perubahan yang signifikan terhadap polaradiasi dan gain.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan setelah pengerjaan Tugas Akhir ini antara lain :

1. Setelah melakukan perancangan, lebih baik bila dilanjutkan pada tahap proses produksi, sehingga antena dapat digunakan langsung pada aplikasi WLAN

2. Ada baiknya mencoba untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dengan menggunakan aplikasi yang lain,

BAB II

ANTENA MIKROSTRIP

2.1 Antena

Pada sistem komunikasi radio diperlukan adanya antena sebagai pelepas energi elektromagnetik ke udara (ruang bebas), atau sebaliknya sebagai penerima energi itu dari ruang bebas.Antena merupakan bagian yang penting dalam sistem komunikasi sehari-hari.Antena kita jumpai pada pesawat televisi, telepon genggam, radio, dan lain-lain.

Antena adalah sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetik. Antena sebagai alat pemancar (transmitting antenna) adalah sebuah transducer (pengubah) elektromagnetis, yang digunakan untuk mengubah gelombang tertuntun di dalam saluran transmisi menjadi gelombang yang merambat di ruang bebas, dan sebagai alat penerima (receiving antenna) mengubah gelombang ruang bebas menjadi gelombang tertuntun.[1]

Dengan defenisi antena di atas, diketahui suatu kepastian bahwa di setiap sistem komunikasi nirkabelterdapat komponen yang bisa mengubah gelombang tertuntun menjadi gelombang ruang bebas dan kebalikannya, komponen ini adalah antena. Pada sistem komunikasi nirkabelyang modern, sebuah antena harus berfungsi sebagai antena yang bisa memancarkan dan menerima gelombang dengan baik untuk suatu arah tertentu[1].

2.2 Antena Mikrostrip

Ide atau konsep antena mikrostrip diusulkan pertama kalinya oleh Deschamps pada awal tahun 1950 dan baru dibuat pada sekitar tahun 1970 oleh Munson dan Howell, dan merupakan salah satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem telekomunikasi modern saat ini seperti : Personal Communication System (PCS), Mobile Satellite Communications, Direct Broadcast Television (DBS), Radio Detection And Ranging (Ra-dar) dan Global Positioning System (GPS) [2].

Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang berbentuk papan tipis yang mampu bekerja pada frekuensi yang sangat tinggi.Antena mikrostrip dibuat dengan menggunakan sebuah substrate yang mempunyai tiga buah lapisan struktur dari substrate tersebut. Struktur tersebut terdiri dari patch antena yang sangat tipis (t<<�0, �0adalah panjang gelombang di ruang hampa) dan bidang pentanahan atau ground plane yang dapat dicetak pada satu atau lebih dielektrik

substrate (h<<�0 , biasanya 0.0003 �0 ≤ h ≤0.05 �0 )[2]. Bagian-bagian tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan memiliki fungsi seperti dijelaskan sebagai berikut [3] :

1. Pacth, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi sebagai elemen peradiasi gelombang elektromagnetik ke ruang bebas yang terletak dibagian paling atas antena. Bentuk patch antena mikrostrip bermacam-macam, diantaranya segiempat, lingkaran, segitiga, circular ring dan lain sebagainya.

2. Substrate dielektrik, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk menyalurkan gelombang elektromagnetik yang berasal

dari patch. Dalam perancangan antena mikrostrip, karakteristik substrate

sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter antena. Ketebalan dielektrik substratememiliki pengaruh besar terhadap bandwidth antena mikrostrip, dengan menambah ketebalan substrate dapat memperbesar

bandwidth [4].

3. Ground plane, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk memisahkan substrate dielektrik dengan benda lain yang dapat menggangu radiasi sinyal.

2.3 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip

Teknologi antena mikrostrip ini sampai sekarang masih merupakan salah satu topik yang menarik di dalam berbagai aplikasi gelombang mikro, baik di bidang akademis, industri, maupun penelitian. Berikut ini Beberapa keuntungan dari antena mikrostrip yaitu [5] :

1. Mempunyai bobot yang ringan dan volume yang kecil.

2. Konfigurasi yang low profile sehingga bentuknya dapat disesuaikan dengan perangkat utamanya.

3. Biaya fabrikasi yang murah sehingga dapat dibuat dalam jumlah yang besar.

4. Mendukung polarisasi linear dan sirkular.

5. Dapat dengan mudah diintegrasikan dengan microwave integrated circuits

(MICs)

6. Kemampuan dalam dual frequency dan triple frequency. 7. Tidak memerlukan catuan tambahan.

Namun, antena mikrostrip juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu : 1. Bandwidth yang sempit

2. Efisiensi yang rendah 3. Penguatan yang rendah

4. Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array

5. Memiliki daya (power) yang rendah

2.4 Parameter Antena Mirostrip

Kualitas antena dapat dilihat dari kerja parameter antena tersebut. Dengan mengetahui nilai parameter antena, dapat ditentukan apakah suatu antena cocok digunakan pada aplikasi yang diinginkan. Ada beberapa parameter-parameter penting sebagai karakteristik antena yang biasanya ditentukan pada pengamatan medan jauh (far field) [2].

2.4.1 Bandwidth

Bandwidth adalah daerah rentang frekuensi kerja dari suatu antena, dimana pada rentang tersebut antena dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima dan memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum banyak mengalami perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diizinkan.

Nilai Bandwidth dapat diketahui apabila nilai frekuensi bawah dan frekuensi atas dari suatu antena sudah diketahui[6]. Misalkan sebuah antena bekerja pada

frekuensi tengah sebesar fc, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada

frekuensi f1(dibawah fc) sampai dengan f2 (diatas fc), maka lebar bandwidth dari

antena tersebut adalah (f1 – f2). Tetapi apabila dinyatakan dalam persen, maka

bandwidth antena tersebut dinyatakan dengan Persamaan 2.1 [7]

��= �2−�1

�� × 100 % (2.1)

Pada antena mikrostrip, ada beberapa jenis bandwidth yang biasanya digunakan dalam perancangan ataupun pengukuran, yaitu [6]:

a. Impedance bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana patch antena berada pada keadaan matching dengan saluran pencatu. Hal ini terjadi karena impedansi dari elemen antena bervariasi nilainya tergantung dari nilai frekuensi. Nilai matching ini dapat dilihat dari return loss dan VSWR.

b. Pattern Bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana beamwidth, sidelobe, atau gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar nilai

bandwidth dapat dicari.

c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi di mana polarisasi (linier atau melingkar) masih terjadi. Nilai axial ratio untuk polarisasi melingkar adalah lebih kecil dari 3 dB.

2.4.2 Gain

Gain adalah karakteristik dari antena yang terkait dengan kemampuan suatu antena dalam mengarahkan radiasi sinyalnya atau penerima sinyal dari arah

tertentu. Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahuli harus di tentukan frekuensi kerja (fr) yang di gunakan, agar dapat mencari panjang

gelombang di ruang bebas (λ0) pada persamaan 2.2 [6]

�0 =

� �(2.2)

Setelah nilai (

�

₀) di peroleh, maka

�

_� dapat di hitung. Dimana

�

_� merupakan panjang gelombang pada bahan dielektrik yang besarnya dapat dihitung dengan persamaan 2.3 [6]

�� = _�ɛ���0

(2.3)

Gain diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.4 [6].

G = 4 ��2 (

���

2 ) (2.4)

Dimana :

G = Gain antena

�� = Panjang gelombang bahan dielektrik

(���

2 )= Luas Segitiga

Ada dua jenis pnguatan (gain) pada antena, yaitu penguatan absolute dan penguatan relatif.Penguatan absolute di defenisikan sebgai perbandingan antara intensitas yang di peroleh jika daya yang di terima oleh antena radiasi secara isotropik. Intesitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang di radiasikan

secara isotropik sama dengan daya yang di terima oleh antena (Pin) dibagi dengan

4π. Penguatan absolut ini dapat di hitung dengan persamaan 2.5[6]: Gain = 4π �(�.⌀)

���

(2.5)

Dimana :�(�.⌀) : intensitas radiasi pada arah tertentu

Pin: intensitas radiasi yang di terima

Selain penguatan absolute, ada juga penguatan relatif.Di defenisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada antena referensi pada arah yang di referensikan juga. Daya masukan harus sama di antara kedua antena itu. Akan tetapi antena referensi merupakan sumber isotropis yang lossless.Secara umum dapat dihubungkan dengan persamaan 2.6 [6].

G = d 4��(�.⌀) �����������(2.6)

Dimana :d :jarak antar antena

Pinlossless : intensitas radiasi diterima yang losslees

2.4.3 VSWR

VSWR adalah perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri (standing wave) maksimum (│V│max) dengan minimum (│V│min).Pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0-).Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi

Persamaan 2.7 digunakan untuk mencari nilai VSWR atau S.

� = │_│⊽│���

⊽│_��� =

1+ │г│

1−│г│ (2.7)

Koefisien refleksi tegangan (г) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan phasa dari refleksi.Dimana besar г

ditentukan dengan Persamaan 2.8.

г= �0−

�0+

= ��−�0

��+ �0 (2.8)

dimana Z0 adalah impedansi saluran lossless dan ZL adalah impedansi beban. Untuk beberapa kasus sederhana, ketika bagian imaginer dari г sama dengan nol,

maka :

1. Г = -1 : Merefleksikan negatif maksimum, ketika saluran terhubung singkat

2. Г = 0 : Tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched

sempurna

3. Г = +1 : Refleksi positif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka

Kondisi yang paling baik adalah ketika nilai VSWR sama dengan 1 atau S = 1, yang berarti tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching

sempurna. Namun kondisi ini pada prakteknya sulit didapatkan. Oleh karena itu nilai standar VSWR yang diijikankan untuk simulasi dan fabrikasi antena mikrostrip adalah VSWR lebih kecil sama dengan 2 [6].

Return loss dapat terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena), sehingga tidak semua daya yang diradiasikan melainkan ada yang dipantulkan kembali. Return loss

menunjukkan adanya perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan [6].

Nilai return loss dapat dicari dengan cara memasukkan koefisien tegangan

[Г] ke dalam Persamaan 2.9:

����������= 20 Log10│г│ (2.9)

Nilai return loss yang baik adalah dibawah -9,54 dB, sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah dalam keadaan matching. Nilai parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak.

2.4.5 Pola Radiasi

Pola radiasi didefenisikan sebagai sebuah fungsi matematika atau representasi grafik dalam fungsi koordinat ruang dari sifat radiasi antena. Sifat radiasi dapat dilihat pada Gambar 2.1 yang meliputi kerapatan flux, intensitas radiasi, kuat medan, atau polarisasi. Biasanya sifat dari radiasi yang sangat penting ialah persebaran secara tiga dimensi atau dua dimensi dari energi yang diradiasikan antena [3].

Gambar 2.1 Bentuk Grafis Pola Radiasi Antena

2.4.6 Impedansi Masukan

Impedansi masukan adalah perbandingan antara tegangan dan arus.Impedansi masukan disebut juga sebagai impedansi dari antena tersebut pada terminalnya.Impedansi masukan (Zin) terdiri dari bagian real (Rin) dan imajiner (Xin) dan dapat ditulis sesuai Persamaan 2.10.

��� = ( ��� +����) ٠(2.10)

Daya real (Rin) merupakan daya terdisipasi yang menggambarkan hilangnya daya akibat dari panas atau radiasi. Sedangkan komponen imajiner Xin (reaktansiinput) mewakili reaktansi antena serta daya yang tersimpan di sekitar antena [6].

2.4.7 Keterarahan (Directivity)

Keterarahan dari sebuah antena didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) intensitas radiasi sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada satu arah. Intensitas radiasi rata-rata-rata-rata sama dengan jumlah daya yang

diradiasikan oleh antena dibagi dengan 4π. Dengan demikian, keterarahan dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.11 [3].

� = _��

0 =

4 ��

���� (2.11)

Jika arah tidak ditentukan, keterarahan terjadi pada intensitas radiasi maksimum yang didapat dengan Persamaan 2.12 [3].

� = �0 = ����_�

0 =

4��_���

���� (2.12) dimana :

D : Keterarahan

D0 : Keterarahan maksimum U : Intensitas radiasi

Umax : Intensitas radiasi maksimum

U0 : Intensitas radiasi pada sumber isotropik Prad : Daya total radiasi

Keterarahan biasanya dinyatakan dalam dB, yaitu 10 Log D0 dB.Dimana Do merupakan maximum directivity dari sebuah antena.Directivity sebuah antena isotropis adalah 1, karena daya yang diradiasikan ke segala arah sama. Untuk antena yang lain, directivity akan selalu lebih dari satu, dan ini adalah figure of merit relatif yang memberikan sebuah indikasi karakteristik pengarahan antena dibandingkan dengan karakteristik pengarahan antena isotropis [3].

2.5 Rugi-Rugi Saluran Mikrostrip

Rugi-rugi pada saluran mikrostrip terjadi pada substrate dan elemen peradiasi antena yang dinyatakan dalam faktor pelemahan (α). Faktor pelemahan yang paling domian pada antena mikrostrip tergantung pada faktor geometri, sifat dielektrik dari substrate dan konduktor, serta frekuensi yang digunakan .Ada 3 jenis rugi-rugi yang utama yaitu rugi-rugi dielektrik, rugi-rugi konduktor, dan rugi-rugi radiasi [10].

2.5.1 Rugi-Rugi Dielektrik

Rugi-rugi dielektrik disebabkan oleh sifat konduktivitas dielektrik dan

dinyatakan sebagai koefisien pelemahan dielektrik (αd).Besarnya rugi-rugi dielektrik pada saluran mikrostrip dinyatakan dengan Persamaan 2.13 [3].

�� = 4.34_���_���� �����_��−−₁1� ��_��

0��� ��� �

(2.13)

dimana:

αd : rugi-rugi dielektrik (dB/cm) σd : konduktivitas dielektrik (mho/m)

εeff : permitivitas dilektrik relatif efektif (F/m) εr : permitivitas dielektrik relatif substrat (F/m) εo : permitivitas ruang hampa (8.854×10-12 F/m) µo : permeabilitas ruang hampa (4π×10-7 H/m)

2.5.2 Rugi-Rugi Konduktor

Suatu saluran mikrostrip yang memiliki rugi-rugi dielektrik yang rendah, maka sumber rugi-rugi utama diakibatkan tidak sempurnanya konduktor yang ada dan besarnya rugi-rugi konduktor dinyatakan dengan Persamaan 2.14 dan 2.15[3].

�� = 8.686_�.�� ����� ��� � (2.14)

�� = ��._��_�.�(Ω) (2.15)

dimana:

αc : rugi-rugi konduktor (dB/cm) Rs : resistansi permukaan (Ω)

Zo : impedansi karakteristik saluran (Ω) w : lebar saluran mikrostrip (mm) µ : permeabilitas bahan

σc : konduktivitas konduktor (mho/cm)

Berdasarkan persamaan diatas diperoleh besarnya koefisien pelemahan (α)

merupakan penjumlahan antara rugi-rugi dielektrik (αd) dan rugi-rugi konduktor (αc) yang dinyatakan dengan Persamaan 2.16 [3].

�= �_� +�_���� ��� � (2.16) dengan:

α : koefisien pelemahan (dB/cm)

αd : rugi-rugi dielektrik (dB/cm) αc : rugi-rugi konduktor (dB/cm)

2.5.3 Rugi-Rugi Radiasi

Rugi-rugi radiasi sangat tergantung pada ketebalan dan konstanta dilektrik

substrate. Rugi-rugi ini dinyatakan dalam bentuk rasio daya yang diradiasikan terhadap daya total yang diberikan ke saluran. Rasio daya yang diradiasikan oleh saluran microstrip open circuit dinyatakan oleh Persamaan 2.17 dan 2.18 [3].

���� �� =

240.�2

�� � ℎ ���

2

�����+1

���� −

����−1 2�_{��������} �� �

�����+1

�����−1�� (2.17) ����

��

=

��

�� (2.18)

dari substitusi persamaan diatas, diperoleh Persamaan 2.19.

�� = 240.�2�_�ℎ_��

2

�����+1

���� −

����−1 2�_{��������} �� �

�����+1

�����−1��(2.19)

dimana :

Rr : rugi-rugi radiasi (dB/cm)

Pt : daya total yang diberikan saluran (dB) Prad : daya yang diradiasikan (dB)

�o : panjang gelombang di udara (m) h : tebal substrat (mm)

εeff : permitivitas dielektrik relatif efektif (F/m)

2.6 Antena Mikrostrip Patch Segitiga

Antena mikrostrip merupakan salah satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem telekomunikasi modern. Antena mikrostrip merupakan sebuah antena yang tersusun atas tiga elemen, yaitu: elemen peradiasi (radiator), elemen substrate dan elemen pentanahan

(ground).Salah satu bentuk patch antena mikrostrip adalah segitiga. Dalam Tugas Akhir ini, akan dibahas mengenai perancangan antena mikrostrip segitiga sama sisi dengan menggunakan slot[9]. Bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat : yaitu untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga lebih kecil dibandingkan dengan luas yang dibutuhkan oleh antena mikrostrip bentuk segi empat. Bentuk antena mikrostrip patch segitiga dapat dilihat pada Gambar 2.2[9]

Gambar 2.2 Antena Mikrostrip patch Segitiga

Panjang sisi patch antena segitiga sama sisi dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.20 [3].

ɑ

=

2�

3�_�√ɛ�

dan

ɑe= ɑ+h (

ɛ�

)

-1/2

(

2.20)

2.6.1 Antena Mikrostrip Slot

Bentuk Celah (slot) pada antena mikrostrip sebenarnya sama seperti bentuk segi empat panjang dan lebar. Celah (slot) merupakan bagian alternatif dari fungsi elemen peradiasi. Untuk bentuk geometri dasar antena mikrostrip terdiri dari elemen konduktor peradiasi (slot) yang di cetak pada substrat. Elemen

peradiasi dapat di eksitasi oleh saluran transmisi koaksial,saluran mikrostrip,atau kopling elektromagnetik. Bentuk antena mikrostip celah (slot) tunggal dapat di lihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3.Antena celah (slot) tunggal.

Pada antena mikrostrip celah (slot) meliputi suatu slot yang memotong pada bidang tanah dengan saluran mikrostrip, sehingga slot akan tegak lurus dengan konduktor pada saluran mikrostrip.[10]

Penambahan slot pada patch bentuk segitiga membuat luas yang dibutuhkan akan semakin kecil dikarenakan salah satu fungsinya celah (slot) yaitu untuk mereduksi ukurannya.

2.7 Dimensi Antena

Dimensi antena mempresentasikan bentuk serta ukuran dari antena mikrostrip. Untuk dapat menentukan dimensi antena patch segitiga, terlebih dahulu harus diketahui parameter bahan yang akan digunakan seperti ketebalan dielektrik (h), konstanta dielektrik (ε), frekuensi kerja yang diharapkan (f ).

Pengaturan panjang dan lebar antena mikrostrip harus sesuai agar bandwidth yang dihasilkan lebar, karena apabila terlalu pendek maka bandwidth yang dihasilkan sempit sedangkan apabila terlalu panjang maka akan dihasilkan bandwidth yang lebar tetapi efisiensi radiasi nya menjadi kecil.

Pendekatan yang digunakan untuk mencari panjang antena mikrostrippatch segitiga,dapat menggunakan Persamaan 2.21 [3].

�= 2�

3�_�√ɛ� (2.21)

dimana :

εr : konstanta dielektrik

c : kecepatan cahaya diruang bebas (3×108 m/s2)

fr : frekuensi kerja antena (Hz)

2.7.1 Menentukan Lebar Saluran Pencatu

Dalam perancangan antena mikrostrip terlebih dahulu kita harus menghitung dimensi antena yang akan di buat yang meliputi panjang sisi patch -nya. Setelah di peroleh panjang sisi segitiga dari patch, langkah selanjunya adalah menentukan ukuran saluran pencatu inset dilakukan dengan menghitung lebar dan panjangnya. Lebar saluran pencatu inset di hitung dengan persamaan 2.22 [3]

�0

ℎ =

8��

�2�₋₂ (2.22)

Persamaan (2.22) berlaku untuk nilai �0

ℎ < 2, sedangkan untuk �0

ℎ > 2 nilai W0 ditunjukkan oleh Persamaan (2.23) [5].

�0 ℎ =

2

��� −1−ln(2� −1) + ��−1

2�_� ���(� −1) + 0.39− 0.61

dengan A dan B bernilai seperti Persamaan (2.24) dan (2.25). �= �0

60�

��+1 2 +

��−1

2�_� �0.23 + 0.11

�� � (2.24)

�= 377�

2�0√�� (2.25)

Untuk menghitung panjang saluran pencatu (y0) digunakan Persamaan (2.26), dimana persamaan ini valid untuk nilai 2 ≤ εr ≤ 10 [8].

�0= 10−4(0.001699��7+ 0.13761��6−6.1783��5+ 93.187��4−682.69��3+ 2561.9�_�2−4043�_�+ 6697)�

ℎ (2.26)

2.8 WLAN

Perkembangan komunikasi wireless di abad ini sangat dibutuhkan. Hal ini dikarenakan manusia ingin berkomunikasi dengan sesamanya tanpa dibatasi oleh jarak dan tempat. Komunikasi wireless yang sedang berkembang saat ini adalah

WLAN dan WiMAX dimana kelebihan dari kedua teknologi ini adalah mobilitas dan produktivitas tinggi, kemudahan dan kecepatan instalasi serta fleksibel.

WLAN adalah suat

802.11 adalah sebuah standart yang digunakan dalam jaringan Wireless / jaringan Nirkabel dan di implementasikan di seluruh peralatan Wireless yang ada. 802.11 di keluarkan oleh IEEE sebagai standart komunikasi untuk bertukar data di udara/ nirkabel.

gelombang radio sebagai media tranmisinya.

IEEE 802.11b merupakan pengembangan dari standar IEEE 802.11 yang asli, yang bertujuan untuk meningkatkan kecepatan hingga 5.5 Mb/s atau 11 Mb/s tapi tetap menggunakan frekuensi 2.45 GHz. Dikenal juga dengan IEEE 802.11

HR. Padaprakteknya, kecepatan maksimum yang dapat diraih oleh standar IEEE 802.11b mencapai 5.9 Mb/s pada protokol TCP, dan 7.1 Mb/s pada protokol UDP.

Metode transmisi yangdigunakannya adalah DSSS.

Standard ini sempat diterima oleh pemakai didunia dan masih bertahan sampai saat ini.Tetapi sistem b bekerja pada band yang cukup kacau, seperti gangguan pada Cordless dan frekuensi Microwave dapat saling menganggu bagi daya jangkaunya. Standard 802.11b hanya memiliki kemampuan tranmisi standard dengan 11Mbps atau rata rata 5MBbit/s yang dirasakan lambat, mendouble (turbo mode) kemampuan wireless selain lebih mahal tetapi tetap tidak mampu menandingi kemampuan tipe a dan g.

Tabel 2.1Chanel WLAN

Frekuensi 2.4Ghz mungkin frekuensi yang paling banyak digunakan dalam WLAN.2.4Ghz digunakan oleh 802.11, 802.11b, 802.11g, dan 802.11n standart IEEE. Frekuensi 2.4Ghz yang dapat digunakan oleh WLAN dibagi b agi menjadi channel yang berkisar dari 2.4000 sampai 2.4835 Ghz. Di US memiliki 11 Channel, dan setiap channel mempunyai lebar pita 22 Mhz. Beberapa Channel overlap / tumpang tindih dengan yang lainnya dan menyebabkan interferensi.

Karena alasan ini, Channel 1, 6, dan 11 adalah channel yang sering digunakan karena sinyalnya tidak overlap.

2.9 AWR Microwave Office 2004

Awr Microwave Office 2004merupakan software yang digunakan untuk mendesain dan menganalisis kinerja pada radio frequency (RF), microwave,

millimeterwave, analog, dan desain RFIC yang memungkinkan untuk

menggambar langsung kedalam sistem AWR. Microwave Office (MWO) dan

Analog Office (AO) memungkinkan untuk merancang desain sirkuit yang rumit secara linear, non-linear, serta struktur elektromagnet, dan menampilkan layout

dari desain tersebut. Software ini juga bekerja dengan cepat dan menganalisis secara akurat.

Microwave Office merupakan solusi perangkat lunak yang paling komprehensif dalam merancang berbagai jenis rangkaian microwave dan RF.

Microwave office terkenalkarena memiliki user interface yang intuitif. Keunikan dari arsitekturnya membuat perangkat ini dapat berintegrasi dengan produk AWR yang lain, perangkat-perangkat terbaru, perangkat lunak dengan aplikasi khusus dari perusahaan mitra dengan tujuan untuk memudahkan dan mempercepat dalam menyelesaikan rancangan-rancangan pada frekuensi tinggi. Adapun kemampuan dan aplikasi dari Microwave Office adalah sebagai berikut:

Kemampuan :

a. Perancangan schematic/layout.

b. Simulasi rangkaian linier dan non linier. c. Analisa EM

d. Sintesis, optimasi, dan analisis hasil e. DRC/L vs skematik

f. Process designs kits (PDKs) dari berbagai perancangan

Aplikasi :

a. Microwave Integrated Circuits (MIC). b. Papan cetak perancangan RF (PCB). c. Rakitan microwave terpadu.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel di atas

ground plane yang diantaranya terdapat bahan dielektrik. Antena mikrostrip tersusun atas 3 komponen yaitu: ground plane, substratedan patch peradiasi.

Antena mikrostrip merupakan salah satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem telekomunikasi moderen saat ini.Hal ini disebabkan karena ukuran antena mikrostrip yang kecil dan beratnya yang ringan membuat jenis antena ini sederhana untuk dibuat dan mudah untuk diintegrasikan.[1]

Antena adalah suatu bagian yang tidak dapat dipisahkan dari suatu sistem komunikasi wireless/nirkabel(tanpa kabel). Semakin populernya komunikasi

nirkabel membuat kebutuhan akan antena meningkat. Seiring dengan semakin majunya teknologi semikonduktor, menyebabkan ukuran dari perangkat komunikasi yang digunakan semakin mengecil.Oleh karena itu dibutuhkan suatu antena dengan bentuk fisik yang mudah difabrikasi serta memiliki performa tinggi untuk diaplikasikan pada perangkat telekomunikasi nirkabel yang ada. Antena mikrostrip adalah jawaban dari permasalahan diatas[1].

Salah satu bentuk patch dari antena mikrostrip adalah bentuk segi tiga sama sisi. Dimana bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk

rectangular (segiempat), yaitu untuk menghasilkan karakterisasi radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan untuk antena segitiga lebih kecil dibandingkan luas antena bentuk segiempat.

Bentuk celah atau slot pada antena mikrostrip sebenarnya sama dengan bentuk antena segi empat dengan panjang dan lebar. Celah atau slot merupakan bagian alternatif dari fungsi elemen peradiasi, dimana salah satu pengaruhnya adalah untuk mereduksi ukurannya.[1]

Pada tugas akhir ini di lakukan studi tentang penggunaan slot pada antena mikrostrip patch segi tiga. Adapun parameter yang di analisis adalah ukuran slot, ukuran patch, VSWR (Voltage Standing WaveRatio), dan gain.Studi dilakukan dengan menggunakan simulator AWR.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan pada Tugas Akhir ini yaitu:

1. Perancangan antena mikrostrip patch segitga.

2. Perancangan slot pada antena mikrostrip patch segitiga. 3. Analisis perancangan slot terhadap ukuran patch.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh reduksi pada antena mikrostrip patch segi tiga slot tengah.

1.4 Batasan Masalah

Agar pembahasan lebih terarah, maka pembahasan dibatasi sebagai berikut: 1. Hanya membahas antena mikrostrip patch segi Tiga

2. Parameter yang dibahas hanya: return loss, VSWR, pola radiasi dan gain. 3. Bentuk patch yang digunakan adalah segi tiga.

4. Analisis menggunakancara simulasi dengan bantuan software simulator

1.5 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang dilakukan pada penulisan Tugas Akhir ini adalah:

a. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik Tugas Akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain.

b. Perancangan merupakan merancang antena pacth segi tiga dengan menggunakan software.

c. Simulasi yaitu melakukan simulasi terhadap perancangan antena dengan menggunakan perangkat lunak komputer.

d. Analisis yaitu menganalisa perbandingan hasil simulasi antena dan hasil perhitungan antena mikrostrip patch segi tiga.

e. Kesimpulan yaitu melihat bagaimana hasil antena mikrostip patchsegetiga setelah dilakukan simulasi.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, serta sistematika penulisan.

BAB II : ANTENA MIKROSTRIP

Bab ini berisi penjelasan tentang antena mikrostrip secara umumdan penjelasan tentang antena mikrostrip patchsegitiga secara khusus.

BAB III: STUDI PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP

PATCHSEGI TIGA MENGGUNAKAN SLOT PADA

FREKUENSI 2.4GHz

Bab ini berisi penjelasan tentang perancangan antena mikrostrip patch

segitiga.

BAB IV: ANALISIS HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang hasil simulasi secara teori maupun literasi

dengan menggunakan perangkat lunak AWR Microwave Office 2004.

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian Tugas Akhir.

ABSTRAK

Antena mikrostrip merupakan salah satu perangkat komunikasi yang sangat penting, disamping memiliki bentuk dan ukuran yang kecil dengan kemampuan meradiasi dan menerima sinyal yang baik.Dengan berkembangnya teknologi semikonduktor menyebabkan ukuran dari perangkat yang digunakan semakin mengecil.Oleh karena itu dibutuhkan suatu antena dengan bentuk fisik yang kompak, mudah di pabrikasi dan memiliki peforma yang tinggi untuk diaplikasikan pada perangkat nirkabel yang ada, maka Antena mikrostrip adalah solusi yang terbaik untuk digunakan pada permasalahan tersebut.

Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah antena mikrostrip patch segitiga dengan penambahan slotpada patchnya yang diharapkan dapat mereduksi ukuran-nya dan mampu bekerja secara optimal pada frekuensi 2.4 GHz.

Berdasarkan analisa pengukuran, diperoleh nilai VSWR untuk masing - masing jenis slot yang digunakan ≤ 2, adapun tingkat pereduksian -nya pada slot horizontal 33.7 mm atau 11.3%, vertikal 37.5 mm atau 1.3%, dan pada slot plus 33.7 mm atau 11,3%, dari ukuran awalnya 38 mm.

TUGAS AKHIR

STUDI PERANCANGAN

SLOT

UNTUK MEREDUKSI

UKURAN ANTENA MIKROSTRIP

PATCH

SEGI TIGA PADA

FREKUENSI 2.4GHz

Diajukan untuk memenuhi persyaratanmenyelesaikan pendidikan sarjana(S-1) padaDepartemen Teknik Elektro

Oleh

IRZALIAN TAMARA

080402005

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Antena mikrostrip merupakan salah satu perangkat komunikasi yang sangat penting, disamping memiliki bentuk dan ukuran yang kecil dengan kemampuan meradiasi dan menerima sinyal yang baik.Dengan berkembangnya teknologi semikonduktor menyebabkan ukuran dari perangkat yang digunakan semakin mengecil.Oleh karena itu dibutuhkan suatu antena dengan bentuk fisik yang kompak, mudah di pabrikasi dan memiliki peforma yang tinggi untuk diaplikasikan pada perangkat nirkabel yang ada, maka Antena mikrostrip adalah solusi yang terbaik untuk digunakan pada permasalahan tersebut.

Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah antena mikrostrip patch segitiga dengan penambahan slotpada patchnya yang diharapkan dapat mereduksi ukuran-nya dan mampu bekerja secara optimal pada frekuensi 2.4 GHz.

Berdasarkan analisa pengukuran, diperoleh nilai VSWR untuk masing - masing jenis slot yang digunakan ≤ 2, adapun tingkat pereduksian -nya pada slot horizontal 33.7 mm atau 11.3%, vertikal 37.5 mm atau 1.3%, dan pada slot plus 33.7 mm atau 11,3%, dari ukuran awalnya 38 mm.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas Berkah dan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:

“STUDI PERANCANGAN SLOT UNTUK MEREDUKSI UKURAN ANTENA MIKROSTRIP PATCHSEGI TIGA PADA FREKUENSI 2.4GHz”

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa, yaitu Ayahanda Munawar Kazetdan Ibunda Masliana, S.Pd, yang telah membesarkan, mendidik, dan selalu mendoakan penulis tanpa mengenal rasa lelah. Selanjutnya rasa sayang kepada saudara-saudaripenulis,Sosa Irzayuliana dan Rima Purnala Rosyiyang selalu memberi dukungan dan selalu bersama penulis dalam menjalani lika-liku kehidupan.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:

1. BapakDr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang bersedia dan senantiasa bersabar dalam membimbing dan memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan oleh penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim,M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dan Sekaligus sebagai Dosen pembanding pada Tugas Akhir ini

4. Bapak Yulianta Siregar, ST, MT, selaku Dosen Wali penulis yang membimbing dan mengarahkan penulis sampai menyelesaikan pendidikan di kampus USU.

5. Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku dosen pembanding pada tugas akhir ini 6. Seluruh Staf Pengajar yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis

dan Staf Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT-USU.

7. Seluruh sahabat penulis, Hafiz Alyusra,Muhammad Fardiansyah, Cakra Danu Sedayu, Angga Harahap,Rosi Ersendy,Dimas Yudhaprawira,Samuel Pasaribu,Roberto Sembiring,Ummu Handasah,Elsa Sinaga,Debora Sinaga,Rinesya Citra Amalia Bangun,dan Meinarti Sinurait.

8. Teman-teman stambuk 2008 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu,terimaksih atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan selama penulis bergelut di kampus.

9. Seluruh senior dan junior di Departemen Teknik Elektro, atas dukungan dan bantuan yang diberikan kepada penulis.

10. Semua orang yang pernah mengisi setiap detik waktu yang telah dilalui bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Tanpa mereka, pengalaman penulis tidaklah lengkap.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna.. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan.

Kiranya Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.Terimakasih.

Medan, April 2016 Penulis

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... ... i

KATA PENGANTAR ... ...ii

DAFTAR ISI ... ...v

DAFTAR GAMBAR ... ...vii

DAFTAR TABEL ... ...xi

I. PENDAHULUAN ... ...1

1.1 Latar Belakang Masalah ... ...1

1.2 Rumusan Masalah ... ...2

1.3 Tujuan Penulisan ... ...2

1.4 Batasan Masalah... ...2

1.5 Metodelogi Penulisan ... ...3

1.6 Sistematika Penulisan... ...3

II. ANTENA MIKROSTRIP ... ...5

2.1 Antena ... ……..5

2.2 Antena Mikrostrip ... ……..6

2.3 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip ... ……..7

2.4 Parameter Antena Mikrostrip ... ……..8

2.4.1 Bandwidth ... ……..9

2.4.2 Gain ... …….9

2.4.3 VSWR ... …...11

2.4.5 Pola Radiasi ... …...13

2.4.6 Impedansi Masukan ... …...14

2.4.7 Keterarahan (Directivity) ... …...14

2.5 Rugi-Rugi Saluran Mikrostrip ... ……16

2.5.1 Rugi-Rugi Dielektrik ... …….16

2.5.2 Rugi-Rugi Konduktor ... …….17

2.5.3 Rugi-Rugi Radiasi ... …….18

2.6 Antena Mikrostrip patch Segitiga ... ……18

2.6.1 Antena mikrostrip Slot……….……….19

2.7 Dimensi Antena………...……….20

2.7.1 Menentukan lebar Saluran Pencatu………..21

2.8 WLAN……………….22

2.9 AWR Microwave Office 2004 ... ……..24

III. STUDI PERANCANGAN SLOT UNTUK MEREDUKSI UKURAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGITIGA PADA FREKUENSI 2.4 GHz ... ……26

3.1 Umum ... ……26

3.2 Diagram Alir Perancangan Antena ... ……26

3.3 Perangkat Yang Digunakan ... ……27

3.4 Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Tanpa Slot ... ……28

3.5 Perancangan Antena Pada Simulator ... ……31

3.6 Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan Slot ... ……37

3.7 Variabel Yang Dianalisis ... ……40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... ……42

4.1 Umum ... ……42

4.2 Analisis Antena Mikrostrip Patch Segitiga Tanpa Slot ... ……42

4.3 Analisis Antena Mikrostrip Patch Segita Dengan Slot………... ……44

4.3.1 Analisis Antena Dengan Slot Horizontal ... …….45

4.3.2 Analisi Antena Dengan Slot Vertikal………..48

4.3.3 Analisi Antena Dengan Slot Plus………51

4.4 Analisis Perbandingan Antena Patch Segitiga Tanpa dan Dengan Slot………..55

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... ……58

5.1 Kesimpulan ... ……58

5.2 Saran ... ……58

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Grafis Pola Radiasi Antena ... 14

Gambar 2.2 Antena Mikrostrip Patch Segi Tiga ... 19

Gambar 2.3 Antena Celah Atau (Slot) Tunggal ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Antena ... 27

Gambar 3.2 Tampilan TXLine2003 Untuk Mencari Lebar Saluran Pencatu ... 29

Gambar 3.3 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segi Tiga Tanpa Slot……….. 30

Gambar 3.4 Pembuatan EM Structure Pada Simulator……….. 31

Gambar 3.5 Pengisian Enclouser Pada Simulator……….. 32

Gambar 3.6 Pengisian Dielektrik layers Pada Simulator……… 32

Gambar 3.7 Pengisian Boundaries Pada Simulator………. 33

Gambar 3.8 Pembuatan Patch Antena dan Saluran Pencatu….. ... 33

Gambar 3.9 Pengisian Frekuensi Kerja… ... 34

Gambar 3.10 Pembuatan Grafik Keluaran.. ... 35

Gambar 3.11 Pembuatan Grafik VSWR.. ... 35

Gambar 3.12 Pembuatan Grafik Keluaran Return Loss.. ... 36

Gambar 3.14 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan

Slot Horizontal Ukuran 38mm……….. ... 38

Gambar 3.15 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan Slot Vertikal Ukuran 38mm. ... 39

Gambar 3.16 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan Slot Plus Ukuran 38mm... 39

Gambar 3.17 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Horizontal ... 40

Gambar 3.18 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Vertikal ... 41

Gambar 3.19 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Plus ... 41

Gambar 4.1 Nilai Simulasi VSWR Tanpa Slot Ukuran Patch 38mm ... 43

Gambar 4.2 Nilai Simulasi Gain dan PolaRadiasi Tanpa Slot Ukuran Patch 38mm ... 43

Gambar 4.3 Nilai Simulasi Return Loss Tanpa Slot Ukuran Antena 38mm ... 44

Gambar 4.4 Nilai VSWR Ukuran Patch 33.7mm Pada Posisi Slot Yang di Ubah ... 47

Gambar 4.5 Nilai Return Loss Ukuran Patch 33.7mm Pada posisi Slot Yang di Ubah ... 47

Gambar 4.6 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 33.7mm pada Posisi Slot yang di Ubah ... 48

Gambar 4.7 Nilai VSWR Ukuran Patch 37.5mm pada Posisi Slot yang di Ubah ... 50

Gambar 4.8 Nilai Return loss Ukuran Patch 37.5mm pada posisi slot

yang di ubah ... 50

Gambar 4.9 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 37.5mm Pada posisi Slot Yang Di Ubah ... 51

Gambar 4.10 Nilai VSWR Ukuran Patch 33.7mm Pada Posisi Slot yang Di Ubah ... 53

Gambar 4.11 Nilai Return loss Ukuran Patch 33.7mm pada posisi slot

yang di ubah ... 53

Gambar 4.12 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 33.7mm Pada posisi Slot Yang Di Ubah ... 54

Gambar 4.13 Antena Mikrostrip Patch Segitiaga Dengan Bentuk Slot

Plus (X+3) ... 54

Gambar 4.14 Perbandingan Nilai VSWR Antena Mikrostrip Tanpa dan Dengan Slot ... 55

Gambar 4.15 Perbandingan Nilai Return Loss Antena Tanpa dan Dengan Slot ... 56

Gambar 4.16 Perbandingan Nilai Gain dan Pola Radiasi Antena Tanpa

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Parameter Yang Digunakan ... 23 Tabel 3.1 Spesifikasi Parameter Yang Digunakan ... 28 Tabel 4.1 Nilai Hasil Simulasi Tanpa Slot.... ... 42 Tabel 4.2 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Horizontal………… 44 Tabel 4.3 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Vertikal ... 45 Tabel 4.4 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Plus ... 45 Tabel 4.5 Nilai Simulasi Ukuran Patch 33.7mm Dengan perubahan Posisi

Slot Horizontal ... 46

Tabel 4.6 Nilai Simulasi Ukuran Patch 37.5mm Dengan perubahan Posisi Slot Vertikal ... 49

Tabel 4.7 Nilai Simulasi Ukuran Patch 33.7mm Dengan perubahan Posisi Slot Plus ... 52

vii

3.7 Variabel Yang Dianalisis ... ……40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... ……42

4.1 Umum ... ……42

4.2 Analisis Antena Mikrostrip Patch Segitiga Tanpa Slot ... ……42

4.3 Analisis Antena Mikrostrip Patch Segita Dengan Slot………... ……44

4.3.1 Analisis Antena Dengan Slot Horizontal ... …….45

4.3.2 Analisi Antena Dengan Slot Vertikal………..48

4.3.3 Analisi Antena Dengan Slot Plus………51

4.4 Analisis Perbandingan Antena Patch Segitiga Tanpa dan Dengan Slot………..55

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... ……58

5.1 Kesimpulan ... ……58

5.2 Saran ... ……58

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Grafis Pola Radiasi Antena ... 14

Gambar 2.2 Antena Mikrostrip Patch Segi Tiga ... 19

Gambar 2.3 Antena Celah Atau (Slot) Tunggal ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Antena ... 27

Gambar 3.2 Tampilan TXLine2003 Untuk Mencari Lebar Saluran Pencatu ... 29

Gambar 3.3 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segi Tiga Tanpa Slot……….. 30

Gambar 3.4 Pembuatan EM Structure Pada Simulator……….. 31

Gambar 3.5 Pengisian Enclouser Pada Simulator……….. 32

Gambar 3.6 Pengisian Dielektrik layers Pada Simulator……… 32

Gambar 3.7 Pengisian Boundaries Pada Simulator………. 33

Gambar 3.8 Pembuatan Patch Antena dan Saluran Pencatu….. ... 33

Gambar 3.9 Pengisian Frekuensi Kerja… ... 34

Gambar 3.10 Pembuatan Grafik Keluaran.. ... 35

ix Gambar 3.14 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan

Slot Horizontal Ukuran 38mm……….. ... 38

Gambar 3.15 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan Slot Vertikal Ukuran 38mm. ... 39

Gambar 3.16 Rancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Menggunakan Slot Plus Ukuran 38mm... 39

Gambar 3.17 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Horizontal ... 40

Gambar 3.18 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Vertikal ... 41

Gambar 3.19 Pergeseran Posisi Slot Bentuk Plus ... 41

Gambar 4.1 Nilai Simulasi VSWR Tanpa Slot Ukuran Patch 38mm ... 43

Gambar 4.2 Nilai Simulasi Gain dan PolaRadiasi Tanpa Slot Ukuran Patch 38mm ... 43

Gambar 4.3 Nilai Simulasi Return Loss Tanpa Slot Ukuran Antena 38mm ... 44

Gambar 4.4 Nilai VSWR Ukuran Patch 33.7mm Pada Posisi Slot Yang di Ubah ... 47

Gambar 4.5 Nilai Return Loss Ukuran Patch 33.7mm Pada posisi Slot Yang di Ubah ... 47

Gambar 4.6 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 33.7mm pada Posisi Slot yang di Ubah ... 48 Gambar 4.7 Nilai VSWR Ukuran Patch 37.5mm pada Posisi Slot yang di

Ubah ... 50 Gambar 4.8 Nilai Return loss Ukuran Patch 37.5mm pada posisi slot

yang di ubah ... 50 Gambar 4.9 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 37.5mm Pada posisi

Slot Yang Di Ubah ... 51 Gambar 4.10 Nilai VSWR Ukuran Patch 33.7mm Pada Posisi Slot yang

Di Ubah ... 53 Gambar 4.11 Nilai Return loss Ukuran Patch 33.7mm pada posisi slot

yang di ubah ... 53 Gambar 4.12 Nilai Gain dan Polaradiasi Ukuran Patch 33.7mm Pada posisi

Slot Yang Di Ubah ... 54 Gambar 4.13 Antena Mikrostrip Patch Segitiaga Dengan Bentuk Slot

Plus (X+3) ... 54 Gambar 4.14 Perbandingan Nilai VSWR Antena Mikrostrip Tanpa dan

xi Gambar 4.15 Perbandingan Nilai Return Loss Antena Tanpa dan Dengan

Slot ... 56 Gambar 4.16 Perbandingan Nilai Gain dan Pola Radiasi Antena Tanpa

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Parameter Yang Digunakan ... 23 Tabel 3.1 Spesifikasi Parameter Yang Digunakan ... 28 Tabel 4.1 Nilai Hasil Simulasi Tanpa Slot.... ... 42 Tabel 4.2 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Horizontal………… 44

Tabel 4.3 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Vertikal ... 45

Tabel 4.4 Nilai Hasil Simulasi Dengan Bentuk Slot Plus ... 45

Tabel 4.5 Nilai Simulasi Ukuran Patch 33.7mm Dengan perubahan Posisi Slot Horizontal ... 46 Tabel 4.6 Nilai Simulasi Ukuran Patch 37.5mm Dengan perubahan Posisi

Slot Vertikal ... 49 Tabel 4.7 Nilai Simulasi Ukuran Patch 33.7mm Dengan perubahan Posisi

Slot Plus ... 52 Tabel 4.8 Perbandigan Nilai Parameter Antena Tanpa Dan Dengan Slot .. 57