6, 6 8, 2 ,
8 ,
dBi W
D W
W
λ λ
λ
=
=
2.21 Gain antena mikrostrip patch segiempat dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan :
2
4
g
G L W
π λ
= ×
2.22 dengan
g r
λ λ
ε
= 2.23
Dimana λ
merupakan panjang gelombang pada frekuensi resonansi f
r
.
2.4 TEKNIK PENCATUAN APERTURE COUPLED
Teknik pencatuan pada antena mikrostrip merupakan teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip. Terdapat berbagai
konfigurasi teknik yang telah dikembangkan yang masing-masingnya tentu memiliki kelebihan dan kekurangan. Untuk mendapatkan bandwidth yang lebar,
salah satu teknik yang dapat digunakan adalah dengan teknik pencatuan aperture coupled. Arsitektur teknik pencatuan ini ditunjukkan pada Gambar 2.11.
Slot Aperture
h2
Saluran Pencatu
Patch h1
Substrat-1
Ground plane
Substrat-2
Gambar 2.11 Teknik pencatuan aperture coupled
Universitas Sumatera Utara
Pada konfigurasi teknik pencatuan aperture copled, terdapat sebuah slot pada ground plane yang untuk mengkopel patch dari saluran pencatu. Bentuk,
ukuran, dan lokasi penempatan slot aperture dapat mempengaruhi pengkopelan tersebut, begitu juga dengan tinggi substrat yang digunakan dapat bervariasi
dengan susunan yang berlapis-lapis multilayer Kumar et al, 2003. Teknik pencatuan jenis ini pertama sekali dibuat pada tahun 1985 yang
bertujuan untuk meningkatkan bandwidth dari antena mikrostrip. Dengan pengoptimalan beberapa parameter termasuk dimensi slot aperture, maka dapat
dicapai bandwidth mendekati 70 Kumar et al, 2003. Untuk menentukan dimensi slot aperture dari teknik pencatuan ini dapat digunakan Persamaan 2.24
dan 2.25 Abdel-rahman, 2005. Panjang slot aperture L
a
:
0,1 0, 2
= −
a
L λ
2.24 Lebar slot aperture W
a
W :
a
= 0,10L
a
2.25
2.5 MODEL ANALISIS
Untuk menganalisis sebuah antena mikrostrip diperlukan suatu pemodelan yang dapat menggambarkan kondisi antena tersebut ke dalam sebuah kondisi
persamaan. Berbagai pemodelan untuk antena mikrostrip telah banyak dikembangkan dan satu diantaranya yang populer adalah model saluran transmisi
transmission line model. Gambar 2.12 memperlihatkan konstruksi fisik sebuah antena mikrostrip patch segiempat dengan pencatuan aperture coupled dan
Gambar 2.13 memperlihatkan rangkaian ekivalennya dengan model analisis saluran transmisi Garg et al, 2001, Deb et al, 2011.
Universitas Sumatera Utara
W L
L
s
L
f
L
a
W
a
W
f
Gambar 2.12 Antena Mikrostrip Patch Segiempat dengan pencatuan Aperture
Coupled
G
r
B
open
B
open
G
r
n
1
1 L
1
L
2
Y
, β
Y
, β
Z
1
Z
2
Gambar 2.13 Rangkaian Ekivalen Model Saluran Transmisi dari Antena
Mikrostrip Patch Segiempat dengan pencatuan Aperture Coupled Pada rangkaian ekivalen tersebut, pengkoplingan patch oleh slot aperture
dimodelkan sebagai sebuah transformator dengan nilai rasio lilitan n
1
n Garg et al,
2001 :
1
= L
a
Dimana L W
2.26
a
adalah panjang slot aperture dan W adalah lebar patch. Adapun patch direpresentasikan sebagai 2 buah impedansi Z
1
dan Z
2
Z karena slot
aperture tepat berada ditengah patch. Impedansi patch dapat dinyatakan sebagai Garg et al, 2001 :
patch
= Z
1
+ Z
2
= 1Y
1
+ 1 Y
2
2.27
Universitas Sumatera Utara
Dimana Y
1
dan Y
2
merupakan admitansi dari impedansi Z
1
dan Z
2
. Impedansi masukan Z
in
dari saluran pencatu dinyatakan sebagai Deb et al, 2011 :
2 2
2 1
cot
in s
patch ap
n Z
jZ L
n Y Y
β =
− ⋅
+ 2.28
Dimana Y
patch
adalah admitansi patch, Z dan
β masing-masing adalah impedansi karakteristik dan konstanta fasa dari saluran pencatu. L
s
merupakan panjang stub yaitu pertambahan panjang saluran pencatu. Sedangkan n
2
adalah nilai rasio lilitan transformator yang merepresentasikan pengkoplingan patch oleh
saluran pencatu yang dinyatakan sebagai Garg et al, 2001 :
2 2
2 2
2 2
1 1
1 2
1 1
1 2
1
2 2
cos sin
cos sin
S f
a f
rf S
f rf
s
J W
J W
k n
k k h k
k h k
k k h k
k h β
β β ε
β β
ε β
=
+
−
+
+
2.29
Dimana J merupakan fungsi Bessel untuk order-nol, dan parameter
lainnya dinyatakan sebagai Garg et al, 2001 :
1 rf
res ref
k k
ε ε
ε =
− −
2.30
2
1
res ref
k k
ε ε
= −
−
2.31
s res
k
β ε
= 2.32
f ref
k
β ε
= 2.33
Dimana ε
rf
merupakan konstanta dielektrik dari substrate saluran pencatu feed substrate,
ε
ref
= konstanta dielektrik efektif feed substrate, ε
res
= konstanta dielektrik efektif stub.
β
s
= konstanta redaman saluran stub dan β
f
Admitansi aperture Y = konstanta
redaman saluran feed.
ap
dan return loss S
11
dapat diperoleh dengan persamaan Garg et al, 2001, Deb et al, 2011 :
Universitas Sumatera Utara
2.34 2.35
Dimana Y
os
merupakan admitansi karakteristik stub dan L
a
adalah panjang slot aperture. Z
adalah impedansi karakteristik saluran pencatu.
2.6 SALURAN MIKROSTRIP
