3.4 Diagram Alir Perancangan Antena
Dalam merancang antena diperlukan tahapan-tahapan untuk membantu dalam proses perancangan. Gambar 3.1 merupakan gambar diagram alir dari
perancangan antena susun mikrostrip patch segiempat dual-band.
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Antena Susun Mikrostrip Dual-Band
Universitas Sumatera Utara
3.5 Perancangan Elemen Antena
Pada Tugas Akhir ini perancangan dimensi patch dibagi menjadi dua, yaitu dimensi patch untuk frekuensi WLAN 2,4-2,5 GHz dan frekuensi WiMAX
3,3-3,4 GHz.
3.5.1 Perancangan Dimensi Patch 2,45 GHz
Berdasarkan Persamaan 2.9 dengan frekuensi kerja 2,45 GHz diperoleh lebar patch sebesar 37,26 mm.
� =
3 � 10
8
2 � 2,45� 10
9
�
4,4+1 2
= 37,26 mm
Kemudian, untuk memperoleh nilai panjang patch L digunakan Persamaan 2.10 sampai dengan Persamaan 2.13.Sehingga diperoleh panjang patch sebesar 28,82
mm.
eff
ε =
4,4 +1 2
+
4,4 −1
2
�
1 �1+12
1,6 37,26
�
= 4,0810
Δ�= 0,412 x 1,6
4,0810 + 0,3
37,26 1,6
+ 0,264 4,0810
−0,258
37,26 1,6
+ 0,8
= 0,7386
eff
L =
3 � 10
8
2 � 2,45�10
9
√4,0810
= 30,30 mm
L =
eff
L
– 2 ΔL = 30,30 – 1,4772 = 28,82 mm.
Saluran pencatu yang digunakan pada perancangan awal WLAN mempunyai impedansi masukan sebesar 50
Ω. Dengan bantuan program TXLine 2003
Universitas Sumatera Utara
diperoleh lebar dan panjang pencatu sebesar 3,05 mm dan 16, 645 mm seperti terlihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Perhitungan Lebar Saluran dan Panjang Pencatu WLAN
Untuk perancangan awal dari dimensi antena digunakan perhitungan pada antena mikrostrip dengan patch berbentuk persegi panjang seperti yang telah
dijelaskan di Persamaan 2.9 hingga 2.13. Dari perhitungan tersebut diperoleh panjang dan lebar patch masing-
masing adalah 28,82 mm dan 37,26 mm, lebar saluran pencatu dan panjang pencatu masing-masing 3,05 mm dan 16,645 mm. Untuk memudahkan dalam
perancangan awal maka panjang dan lebar patch dibulatkan menjadi 29 mm dan 37 mm. Kemudian untuk lebar dan panjang pencatu menjadi 3 mm dan 17 mm
seperti terlihat pada Gambar 3.3
Universitas Sumatera Utara
.
Gambar 3.3 Rancangan Mikrostrip Patch 2,45 GHz 3.5.2 Perancangan Dimensi Patch 3,35 GHz
Untuk perancangan dimensi patch WiMAX digunakan Persamaan 2.9 dengan frekuensi kerja 3,35 GHz. Diperoleh lebar patch W = 27,24 mm.
mm x
x x
W 24
, 27
2 1
4 ,
4 10
35 ,
3 2
10 3
9 8
= +
=
Untuk mencari nilai panjang patch L digunakan Persamaan 2.10 sampai dengan Persamaan 2.13.Terlebih dahulu mencari nilai
eff
ε dengan menggunakan Persamaan 2.13.
0019 ,
4 24
, 27
6 ,
1 12
1 1
2 1
4 ,
4 2
1 4
, 4
=
+ −
+ +
=
eff
ε
7346 ,
8 ,
6 ,
1 24
, 27
258 ,
0019 ,
4 264
, 6
, 1
24 ,
27 3
, 0019
, 4
6 ,
1 412
, =
+ −
+ +
= ∆
x L
Universitas Sumatera Utara
eff
L =
3 � 10
8
2 � 3,35�10
9
√4,0019
= 22,38 mm Sehingga diperoleh nilai panjang patch sebesar 20,91 mm dengan menggunakan
Persamaan 2.12. L =
eff
L –
2 ΔL = 22,38 – 2 x 0,7346 = 20,91
Saluran pencatu yang digunakan pada perancangan awal WiMAX mempunyai impedansi masukan sebesar 50 Ω. Dengan bantuan program TXLine 2003
diperoleh lebar dan panjang pencatu sebesar 3,06 mm dan 12,125 mm seperti terlihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Perhitungan Lebar Saluran dan Panjang Pencatu WiMAX
Seperti perancangan patch 2,45 GHz perancangan awal dari dimensi antena untuk patch 3,35 GHz digunakan perhitungan pada antena mikrostrip
dengan patch berbentuk persegi panjang seperti yang telah dijelaskan di Persamaan 2.9 hingga 2.13.
Dari perhitungan tersebut diperoleh panjang dan lebar patch masing- masing adalah 20,91 mm dan 27,24 mm, lebar pencatu dan panjang pencatu
Universitas Sumatera Utara
masing-masing 3,06 mm dan 12,125 mm. Untuk memudahkan dalam perancangan awal maka panjang dan lebar patch dibulatkan menjadi 21 mm dan 27 mm.
Kemudian untuk lebar dan panjang pencatu menjadi 3 mm dan 12 mm seperti terlihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rancangan Mikrostrip Patch 3,35 GHz 3.6 Pengaturan Jarak Antar Elemen
Pada perancangan antena susun mikrostrip dual-band jarak antar elemen perlu diperhatikan. Jarak antar elemen pada antena adalah d =
λ4[2].
mm x
x x
f c
d 61
, 30
10 45
, 2
4 10
3 4
4
9 8
= =
= = λ
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh jarak antar elemen adalah 30,61 mm. Untuk memudahkan perancangan dibulatkan menjadi 31mm.
Universitas Sumatera Utara
3.7 Perancangan T-Junction 50 Ohm
Pada hasil rancangan elemen tunggal diketahui bahwa saluran pencatu yang digunakan adalah 50
Ω. Untuk merancang antena susun mikrostrip,
dibutuhkan T-Junction 50 Ω yang berfungsi sebagai power divider. Pada
pengerjaan Tugas Akhir ini, T-Junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,7
Ω. Penggunaan T-Junction dapat mendukung untuk meminimalisir ukuran antena. Impedansi 70,7
Ω tersebut berfungsi sebagai transformator
4
λ . Untuk mendapatkan panjang dan lebar saluran pencatu agar
mempunyai impedansi 70,7 Ω digunakan program TXLine 2003. Dari hasil
perhitungan dengan program TXLine 2003 diperoleh lebar dan panjang pencatu sebesar 2 mm dan 17 mm seperti terlihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Tampilan TXLine 2003 Untuk Perancangan T-Junction
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Pada Tugas Akhir ini dirancang sebuah antena susun mikrostrip patch segiempat dual-band pada frekuensi kerja 2,45 GHz dan 3,35 GHz kemudian
disimulasikan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak AWR2004. Adapun parameter yang akan dibahas adalah frekuensi resonansi, bandwith, VSWR, Gain
antena dan pola radiasi. Untuk frekuensi resonansi dari WLAN ialah 2,45 GHz sedangkan untuk
WiMAX frekuensi resonansinya adalah 3,35 GHz. Hal ini disesuaikan dengan range frekensi dari WLAN yaitu dari 2,4 GHz hingga 2,5 GHz. Sedangkan untuk
WiMAX range frekuensi kerjanya dari frekuensi 3,3 GHz hingga 3,4 GHz. Kondisi yang paling baik untuk VSWR adalah sama dengan 1 yang berarti
tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Namun kondisi ini dalam praktiknya sulit didapatkan. Pada umumnya nilai VSWR yang
dianggap baik adalah VSWR ≤ 2.
4.2 Simulasi Elemen WLAN 2,45 GHz
Setelah semua langkah perancangan patch 2,45 GHz selesai maka dilakukan simulasi dengan perangkat lunak AWR2004. Dari hasil simulasi untuk
range frekuensi 2,2 GHz hingga 2,6 GHz diperoleh nilai VSWR sebesar 2,016 terlihat pada Gambar 4.1.
Universitas Sumatera Utara
Kategori