2.5.8. Frekuensi Resonansi
Frekuensi resonansi sebuah antena dapat diartikan sebagai frekuensi kerja antena di mana pada frekuensi tersebut seluruh daya dipancarkan secara maksimal. Pada
umumnya frekuensi resonansi menjadi acuan menjadi frekuensi kerja antena.
2.6. Antena Mikrostrip Patch Persegi Panjang
Patch berbentuk persegi panjang adalah bentuk yang paling banyak dipakai. Bentuk ini bentuk yang paling mudah dianalisis. Berikut ini adalah perhitungan untuk
merancang antena mikrostrip berbentuk patch persegi panjang [2]. Untuk menentukan lebar patch
digunakan Persamaan 2.12 : =
2 2
� + 1 2.12
merupakan lebar patch, adalah kecepatan cahaya di ruang bebas yaitu sebesar 3×10
8
ms, adalah frekuensi resonansi antena, dan
� adalah permitivitas relatif bahan substrat. Untuk menentukan panjang patch
diperlukan parameter ∆ yang merupakan pertambahan panjang patch akibat adanya fringing effect. Pertambahan
panjang ∆ tersebut dirumuskan dengan Persamaan 2.13 [2] :
∆ = 0,412 ∙ �
+ 0,3 + 0,264
� − 0,258 + 0,8
2.13 Dengan adalah tebal substrat, dan
� adalah permitivitas relatif efektif yang
dirumuskan dengan Persamaan 2.14 [2] : �
= � + 1
2 +
� − 1 2
1 1 + 12
2.14
Dan panjang patch efektif yang dapat dirumuskan dengan Persamaan 2.15 : =
2 �
2.15 Maka panjang patch
diberikan oleh Persamaan 2.16 : =
− 2∆ 2.16
Metode cavity yang digunakan akan menyebabkan pertambahan panjang patch akibat adanya fringing effect yang ditunjukkan pada Persamaan 2.13. Dilihat dari
Persamaan 2.12 dan 2.15 nilai dari frekuensi resonansi berbanding terbalik dengan nilai panjang dan lebar patch. Sehingga untuk mendapatkan frekuensi kerja yang tinggi
dibutuhkan luas elemen peradiasi yang lebih kecil. Perbandingan lebar saluran mikrostrip dengan ketebalan substrat
merupakan parameter yang berkaitan langsung dengan parameter impedansi karakteristik dan permitivitas relatif. Salah satu parameter yang menjadi persyaratan
dalam merancang suatu antena adalah impedansi karakteristik . Hal ini terkait
dengan impedance matching antara saluran mikrostrip tersebut dengan saluran pencatunya. Dalam rangka memenuhi kesesuaian dengan parameter yang ada, perlu
dilakukan perhitungan untuk parameter terkait. Apabila diketahui dimensi saluran mikrostrip, nilai
dapat dihitung dengan cara [5] :
= 60
� ln
8 +
4 1
120 �
� + 1,393 + 0,667 ln + 1,44
1 2.17
Dengan �
adalah permitivitas relatif efektif. Sedangkan apabila impedansi karakteristik yang diinginkan maupun permitivitas relatif telah diketahui, perhitungan
dimensi saluran mikrostripnya adalah sebagai berikut [5] :
= 8
2
− 2 2
2 � −
1 − ln 2 − 1 +
� − 1 �
ln − 1 + 0,39 − 0,61
� 2
2.18
Dengan � adalah permitivitas relatif, adalah lebar substrat dan adalah tebal
substrat [5] : =
60 �
+ 1 2
+ � − 1
� + 1 0,23 +
0,11 �
2.19
= 60
�
2
� 2.20
Sedangkan untuk menentukan panjang saluran pencatu dari panjang
gelombang � dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
� = 2.21 Dengan
� merupakan panjang gelombang di ruang bebas, dan � adalah panjang gelombang pada bahan.
� = �
� 2.22
Maka panjang saluran pencatu dapat dihitung dengan Persamaan 2.23 sebagai
berikut : =
� 4
2.23 Untuk mendapatkan nilai impedansi masukan yang kita inginkan, dapat digunakan
insert feed pada saluran pencatuan. Perhitungan untuk mendapatkan panjang insert feed dapat disederhanakan dalam bentuk Persamaan 2.24. Persamaan ini valid untuk nilai
� dari 2 sampai 10 [7]. = 10
−4
0,001699�
7
+ 0,13761 �
6
− 6,1783�
5
+ 93,187 �
4
− 682,69�
3
+ 2561,9 �
2
− 4043� + 6697 2
2.24
2.7. Teknik Pencatuan
Kategori