Perancangan Patch Segiempat 2 Elemen .1 Diagram Alir Perancangan array 2 Elemen

34 3.4 Perancangan Patch Segiempat 2 Elemen 3.4.1 Diagram Alir Perancangan array 2 Elemen Perancangan antena array ini menggunakan data yang telah diperoleh dari hasil rancangan antena elemen tunggal seperti dimensi patch, slot aperture, panjang saluran pencatu dan magnitude pola radiasi. Pada penelitian ini, jenis yang digunakan adalah dengan konfigurasi array, hal ini dimaksudkan agar dapat lebih mudah mengatur pola radiasi dan meminimalisir dimensi antena. Setelah penentuan jenis konfigurasi array, selanjutnya adalah merancang konfigurasi saluran pencatu bagi setiap elemen. Perancangan konfigurasi saluran ini sangat kompleks, karena parameter yang mempengaruhinya sangat bervariasi. Namun secara sederhana, proses perancangan antena mikrostrip patch segiempat 2 elemen ini dapat dibuat ke dalam diagram alir seperti ditunjukkan pada Gambar 3.8.

3.4.2 Pengaturan Jarak Antar Elemen

Jarak antar elemen pada antena yang dirancang pada tesis ini sekitar setengah panjang gelombang d = λ2. d = = = , =75,7 mm Jarak antar elemen ini dapat diatur untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal yaitu untuk meningkatkan magnitude hasil simulasi pola radiasi agar lebih besar dari yang dihasilkan pada rancangan elemen tunggal 5 dB.

3.4.3 Perancangan T-Junction

Pada hasil rancangan elemen tunggal diketahui bahwa saluran pencatu yang digunakan adalah 50 ohm. Untuk merancang antena 2 elemennya, dibutuhkan T-junction 50 ohm yang berfungsi sebagai power divider. Pada perancangan ini T-junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,711 ohm karena penggunaannya dapat mendukung untuk meminimalisir ukuran antena. Impedansi 70,711 tersebut berfungsi sebagai transformator λ 4. Gambar 3.9 menunjukkan konfigurasi T-junction yang akan digunakan. Universitas Sumatera Utara 35 Gambar 3.8 Diagram alir perancangan array 2 elemen Gambar 3.9 Perancangan T-junction impedansi 70,711Ω Universitas Sumatera Utara 36 Untuk mendapatkan panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711 Ω digunakan program TXLine 2003. Tampilan program TXLine 2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711 Ω ditunjukkan pada Gambar 3.10. Gambar 3.10 Tampilan program TXLINE untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711 Ω . Melalui perangkat lunak TXLine 2003 ini Gambar 3.10 diperoleh bahwa untuk menghasilkan impedansi 70,711 Ω dengan substrat yang akan digunakan dalam perancangan dan frekuensi kerja yang diinginkan yaitu 1,98 GHz, dibutuhkan panjang saluran pencatu sebesar 21,2921 mm dan lebar sebesar 1,57139 mm. Untuk menyesuaikan dengan ukuran grid yang digunakan pada perangkat lunak Microwave Office 6.51 maka panjang dan lebar ini dibulatkan menjadi 21 mm dan 1,5 mm. Dengan pembulatan ini nilai impedansi dari saluran pencatu menjadi 72,2626 Ohm. Kekurangan 1,5516 Ω ini masih dalam toleransi.

3.4.4 Hasil Simulasi 2 Elemen

Dengan bantuan perangkat lunak Microsoft Office 2004, proses iterasi dilakukan terhadap rancangan 2 elemen dengan pengaturan jarak antar elemen. Berikut ini adalah hasil simulasi yang cukup optimal untuk parameter return loss Gambar 3.11, VSWR Gambar 3.12, dan pola radiasi Gambar 3.13. Universitas Sumatera Utara 37 Gambar 3.11 Hasil simulasi return loss 2 elemen Gambar 3.12 Hasil simulasi VSWR 2 elemen Universitas Sumatera Utara 38 a Tampak atas substrat-1 : Gambar 3.13 Hasil simulasi pola radiasi 2 elemen Dari Gambar 3.11, 3.12 dan 3.13 dapat dilihat bahwa nilai return loss yang diperoleh pada frekuensi 1,98 GHz diperoleh -33,41 dB, nilai VSWR yang diperoleh adalah 1,045 dan pola radiasi pada sudut 0 o adalah 6,579 dB. Nilai ini telah memenuhi kebutuhan yang ingin dicapai yaitu VSWR ≤ 2 atau return loss ≤ -14 dB. Adapun bandwidth yang dicapai pada nilai VSWR ≤ 2 adalah: Bandwidth = . , , x 100 = 3,03 Tabel 3.2 memperlihatkan data parameter antena hasil simulasi dari rancangan antena elemen tunggal dan antena array 2 elemen. Universitas Sumatera Utara 39 Tabel 3.2 Parameter Antena Hasil Simulasi Parameter Elemen Tunggal 2 Elemen Return Loss minimum -27,67 dB -33,41 dB VSWR minimum 1,09 1,045 Gain maksimum pola radiasi 5,432 dB pada sudut 0 o 6,579 dB pada sudut 0 o Polarisasi Linier Linier 3.5 Langkah Pengerjaan Antena Mikrostrip patch segiempat 2 elemen dengan pencatuan aperture coupled Antena yang sudah dirancang, kemudian difabrikasi untuk kemudian dapat dilakukan pengukuran. Langkah-langkah yang dilakukan, yaitu 1. Potong papan pcb sesuai dengan ukuran yang diinginkan dengan menggunakan gergaji besi. 2. Persiapkan kertas foto yang sudah dicetak dengan gambar desain antena mikrostrip. Dalam hal ini, harus menggunakan tinta mesin fotokopi atau tinta dari printer laser. Lalu kertas ditempelkan pada papan pcb, dan disetrika sambil ditekan perlahan agar gambar desain berpindah ke pcb. 3. Apabila hasil cetakan kurang bagus, maka dapat menggunakan spidol tinta permanen untuk menandai daerah yang kurang bagus. Hasil cetakan dapat dilihat pada gambar 3.13 di bawah. Gambar 3.14 Hasil cetakan Universitas Sumatera Utara 40 4. Setelah selesai dicetak, maka larutkan FeCl3 ke dalam air dalam satu ember plastik. Lalu pcb tersebut dicelupkan sambil digoyang perlahan agar tembaga yang tidak terlindung oleh tinta dapat luntur. Proses ini dinamakan proses etching. Proses dapat dilihat pada gambar 3.14 berikut di bawah. Gambar 3.15 Proses etching 5. Setelah seluruh tembaga yang tidak terlindung oleh tinta, hilang, maka papan pcb dibilas dengan air bersih. 6. Untuk menghilangkan bekas tinta, dapat digunakan larutan pengencerthinner atau bensin. Setelah itu, papan dibilas sampai bersih. 7. Proses fabrikasi selesai. Universitas Sumatera Utara 41

BAB IV PENGUJIAN ANTENA

4.1 Umum