113
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9 1
x 10
-8
-40 -30
-20 -10
10 20
30 40
50
E x
V m
akukuwiaki, , R
=0.0065,0.14,0.03
time s
0.5 1
1.5 2
2.5 x 10
-9
-600 -500
-400 -300
-200 -100
100 200
300 400
E x
V m
bowtie s
tr, , R
=0.00375,0.25,0.2125
time s
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9 1
-8
x 10 -800
-600 -400
-200 200
400 600
E x
V m
Wire a
nten, , R
=0.00 0.14,0.095
time s 15,
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9 1
x 10
-8
-500 -400
-300 -200
-100 100
200 300
E x
V Wire
a nten, ,
R =0.0015,0.14,0.075
time s m
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9 1
x 10
-8
-300 -200
-100 100
200 300
E x
V m
a
time s Wire nten, ,
R =0.0015,
0.055 0.14,
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
x 10
-9
-800 -600
-400 -200
200 400
600
E
x
V m
Rad
M
F06ME, , R
=0. ,0.14,0.095
time s 0015
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
x 10
-9
-500 -400
-300 -200
-100 100
200 300
400
E
x
V m
Rad
M
F06ME, , R
=0. 0.14,0.08
time s 0015,
Gambar 14: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0.07 m dari antena.
- Pola medan listrik terhadap waktu antena GPR patah dengan ujung flat bentuk padat.
Gambar 15: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0.0375m dari antena.
Gambar 16: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0.0625m dari antena.
- Pola medan listrik terhadap waktu antena GPR patah dengan ujung flat bentuk kawat.
Gambar 17: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0. 025m dari antena.
Gambar 18: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0.045m dari antena.
Gambar 19: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0. 065 m dari antena.
0.5 1
1.5 2
2.5 x 10
-9
-400 -300
-200 -100
100 200
300
E x
V m
bowtie s
tr, , R
=0.00375,0.25,0.1875
time s
- Pola medan listrik terhadap waktu antena GPR patah dengan ujung flat bentuk kawat dengan pembebanan
kapasitif dan pembebanan resistif.
Gambar 20: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0. 025 m dari antena.
Gambar 21: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0. 04 m dari antena.
114
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
x 10
-9
-300 -200
-100 100
200 300
E x
V m
Rad M
F06ME, , R
=0.0015,0.14, 0.055
time s
Gambar 22: Plot medan elektromagnetik komponen-x terhadap waktu pada jarak 0. 065 m dari antena.
4. ANALISA HASIL
Dari hasil pengeplotan di atas terlihat bagaimana kondisi pulsa yang semakin jauh dari antena untuk
masing-masing bentuk antena yang kami buat. Tiga percobaan awal adalah antena dengan bentuk ujung
sirkuler. Masing masing memiliki perbedaan geometri, walaupun bentuk generalnya sama, yaitu dengan ujung
sirkuler.
Yang pertama adalah bentuk padat, yang kedua bentuk kawat, sementara yang terakhir adalah bentuk
padat tetapi dengan pembebanan kapasitif. Dari gambar diatas terlihat untuk jarak 0.07 meter
dari antena untuk antena dengan pembebanan kapasitif mempunyai efisiensi pulsa yang lebih tinggi
dibandingkan dengan kondisi pulsa dari antena tanpa adanya pembebanan kapasitif untuk jarak 0.06 meter
dari antena. Disinilah terlihat bagaimana pembebanan kapasitif mempengaruhi efisiensi dari pulsa yang
dipancarkan. Sementara untuk masalah late-time ringing
untuk ketiga antena diatas terlihat masih tetap terjadi, namun ada kondisi dimana masalah late-time
ringing -nya cukup parah, yaitu antena antena GPR
dengan ujung sirkuler bentuk kawat, seperti terlihat pada gambar 10,11,12. Disana terlihat late-time
ringing dengan intensitas yang sangat besar. Hal ini
tentunya akan berakibat buruk bagi sistem GPR yang kami buat, karena akan menyebabkan efek masking
dari benda yang akan kami deteksi. Dan juga berarti pula bahwa tingkat akurasi dari sistem GPR yang kami
buat cukup rendah. Hal ini tentunya akan kami hindari ketika kami merancang suatu sistem GPR.
Sedangkan untuk tiga gambar berikutnya memiliki perbedaan mendasar dengan tiga gambar
sebelumnya, dimana bentuk antena yang kami buat adalah bentuk patah dengan ujung flat. Pendesainan ini
bertujuan untuk menghasilkan antena dengan kualitas yang tidak kalah dengan bentuk sebelumnya, namun
memiliki ukuran dimensi yang jauh lebih ringkas, terutama ketika kami terlibat dengan antena dengan
sudut flare yang besar.
Tiga macam antena tersebut adalah yang berbentuk padat, berbentuk kawat, serta berbentuk
kawat dengan pembebanan kapasitif dan resistif. Untuk model antena dengan pembebanan kapasitif dan
resistif ini cenderung dipilih yang berbentuk kawat, hal ini disebabkan karena akan jauh lebih mudah dalam
implementasinya untuk membuat pembebanan resistif dari antena berbentuk kawat dibanding dengan antena
yang berbentuk padat. Jika kami lihat lagi diatas terlihat untuk antena yang berbentuk padat, didapat
bentuk pulsa dengan rentang waktu yang kurang. Hal ini tentunya akan menyulitkan analisis kami. Sehingga
untuk keperluan analisis digunakan hasil plotting untuk antena bentuk kawat tanpa pembebanan, dengan antena
bentuk kawat dengan pembebanan resistif dan kapasitif. Kecilnya rentang waktu ini disebabkan
karena jumlah time-step yang kami gunakan kurang sehingga tingkat keakurasiannya juga kurang dan
menyebabkan pula plotting pada Matlab menghasilkan bentuk gelombang elektromagnetik dengan rentang
waktu yang kecil pula. Masalah tersebut dapat kami atasi dengan menaikkan jumlah time-step.
Sementara untuk antena dengan pembebanan kapasitif dan resistif terlihat memiliki late-time ringing
yang lebih kecil dibanding dengan antena dengan tanpa pembebanan. Namun jika kami lihat efisiensinya
terlihat besarnya tidak sebesar pada kasus antena dengan ujung sirkuler. Hal ini disebabkan karena
dengan menerapkan pembebanan resistif, maka ada konsekuensi lain yang ditimbulkan, yaitu turunnya
efisiensi dari pulsa yang dipancarkan. Untuk itulah diperlukan pembebanan lain, yaitu pembebanan
kapasitif sehingga dihasilkan antena yang dapat memancarkan pulsa dengan late-time ringing yang
kecil, sementara efisiensinya dapat kami jaga. Hal ini terlihat pada hasil plotting diatas, dimana untuk jarak
yang sama sejauh 0.065 meter dari antena, untuk antena dengan pembebanan kapasitif dan resistif tetap
memiliki efisiensi yang lebih besar dibanding dengan antena tanpa pembebanan. Walupun nilai selisihnya
tidak sebesar jika kami hanya menggunakan pembebanan kapasitif seperti pada tiga percobaan
sebelumnya.
5. KESIMPULAN
1. Antena dengan pembebanan kapasitif mempunyai efisiensi pulsa yang lebih tinggi dibandingkan
dengan kondisi pulsa dari antena tanpa adanya pembebanan kapasitif.
2. Antena dengan pembebanan kapasitif dan resistif terlihat memiliki late-time ringing yang lebih kecil
dibanding dengan antena dengan tanpa pembebanan.
DAFTAR REFERENSI
[1] Lestari, A. Andaya, A.G. Yarovoy, L. P. Ligthart, “
RC-Loaded Bow-Tie Antenna for Improved Pulse Radiation”, Delft University of Technology, The
Netherlands.
[2] Lestari, A. Andaya, A.G. Yarovoy, L. P. Ligthart, “Modified Bow-Tie Antenna for Efficient
Transmission of UWB Pulse”, Delft University of Technology
, The Netherlands. [4] Lestari, A. Andaya, A.G. Yarovoy, L. P. Ligthart,
“An Efficient Ultra-Wideband Bow-Tie Antenna”, Delft University of Technology
, The Netherlands. [5] Mur, Gerrit, USER’S GUIDE FOR FDTD3D. The
Time-Domain Finite-Difference code in C++, 1999.
Netherland : IRCTR and Laboratory of Electromagnetic Research Department of Electrical
Engineering Faculty of Information Technology and Systems Delft University of Technology.
[3] Lestari, A. Andaya, A.G. Yarovoy, L. P. Ligthart, “Capasitively Tapered Bow-Tie Antenna”, Delft
University of Technology , The Netherlands.
115
