BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 ANTENA MIKROSTRIP
Konsep tentang antena mikrostrip pertama sekali diusulkan oleh Deschamps pada tahun 1953, dan mendapatkan hak patennya pada tahun 1955
atas nama Gutton dan Baissinot. Perkembangan yang pesat terhadap antena mikrostrip ini baru terjadi 20 tahun setelahnya yaitu sekitar tahun 1970an. Hal ini
disebabkan adanya dukungan berupa ketersediaan bahan substrate yang baik dengan loss tangent yang kecil, kondisi parameter thermal dan mekanik yang
menarik, adanya peningkatan di dalam teknik pencetakannya, dan bertambahnya teori tentang model-model antena mikrostrip Garg et al, 2001.
Antena mikrostrip merupakan sebuah antena yang tersusun atas 4 elemen yaitu: elemen peradiasi patch, elemen substrat substrate elemen saluran
pencatu feed line dan elemen pentanahan ground plane, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1 Rambe, 2012.
Patch Substrate
Ground plane Feed line
Gambar 2.1 Konfigurasi dasar antena mikrostrip
Elemen peradiasi patch merupakan sebuah lempengan bahan konduktor tipis yang berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara.
Universitas Sumatera Utara
Bentuk patch sangat bervariasi sesuai dengan rancangan yang diinginkan. Bentuk- bentuk yang umum dan sederhana dari patch sepertti segiempat, segitiga, strip
dipole dan lingkaran dapat dilihat pada Gambar 2.2 Balanis, 2005.
Gambar 2.2 Representatif Bentuk-Bentuk patch
Elemen substrat substrate merupakan bahan dielektrik yang memisahkan antara patch dan bidang pentanahan ground plane. Elemen ini memiliki jenis
yang bervariasi yang dapat digolongkan berdasarkan nilai konstanta dielektrik ε
r
Tabel 2.1
Konstanta Bahan Dielektrik dan loss tangent. Tabel 2.1 memperlihatkan nilai konstanta dielektrik dan loss
tangent dari beberapa jenis bahan dielektrik Garg et al, 2001.
Jenis Bahan material Konstanta
Dielektrik Loss Tangent
Udara 1
Foam 1,07
0,0009 Epoxy FR 4
4,4 0,01
RTDuroid 5880 2,2
0,0009 Polysterene-quartz
2,6 0,0005
Teflon-ceramic 2,3
0,001 Polyolefin-ceramic
3 – 10 0,001
Polyester-ceramic 6
0,017 Silicon
3 – 25 0,0005
Elemen saluran pencatu merupakan saluran yang menghubungkan patch dengan perangkat sistem pengirim atau penerima radio. Girish Kumar dan K.P.
Universitas Sumatera Utara
Ray 2003 membagi ke dalam 2 dua teknik pencatuan yang dikenal yaitu pencatuan langsung excited directly dan pencatuan tidak langsung excited
indirectly. Teknik pencatuan langsung yang umum digunakan adalah microstrip- line feed dan coaxial-line feed. Sedangkan teknik pencatuan tidak langsang antara
lain electromagnetically coupled, aperture coupled, dan coplanar waveguide Rambe, 2012.
Elemen pentanahan ground plane merupakan pembumian bagi sistem antena mikrostrip. Elemen pentanahan ini umumnya memiliki jenis bahan yang
sama dengan elemen peradiasi. Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang mempunyai
kelebihan dan kekurangan sebagai berikut James dan Hall, 1989, Garg et al, 2001,
1. Kelebihan, diantaranya : a
Low-profile dan ringan. b Low-fabrication : fabrikasi mudah dan murah, dan diproduksi dengan
menggunakan teknik printed-circuit. c Bisa menghasilkan polarisasi sirkular maupun linier.
d Bisa dibuat compact sehingga cocok untuk sistem komunikasi bergerak. e Bisa beropersai pada single, dual, ataupun multiband.
2. Kekurangan, diantaranya : a Bandwidth yang sempit.
b Gain yang rendah. c Struktur pencatuan yang kompleks untuk jenis array.
Berbagai aplikasi komunikasi radio tidak luput dari penggunaan antena ini, seperti perangkat CPE Costumer Premises Equipment pada komunikasi
bergerak, WLAN, WiMAX, RFID, sistem MIMO dan ultra wideband UWB Rambe, 2012. Peralatan komunikasi bergerak seperti handphone dan notebook
sangatlah membutuhkan antena yang compact dan dapat diintegrasikan dengan komponen lainnya. Sebuah rancangan antena mikrostrip yang dapat diaplikasikan
pada sebuah handphone untuk sistem GSM 900MHz, DCS 1710-1880 MHz,
Universitas Sumatera Utara
PCS 1850-1990 MHz, dan UMTS 1920-2170 MHz ditunjukkan pada Gambar 2.3 Park, G. et al, 2008. Rancangan antena mikrostrip tersebut mampu bekerja
pada 4 band frekuensi sekaligus multi band.
Gambar 2.3 Rancangan Antena Mikrostrip pada Handphone
Sebuah rancangan antena mikrostrip pada sebuah notebook diperlihatkan pada Gambar 2.4 Huang, W. dan Kishk, A. A., 2008. Antena mikrostrip yang
berbentuk L ini mampu bekerja untuk sistem Wireless Local Area Network WLAN pada frekuensi 2,4 GHz.
Gambar 2.4 Rancangan Antena Mikrostrip pada notebook
Sebuah aplikasi antena mikrostrip pada tag RFID Radio Frequency Identification dapat dilihat pada Gambar 2.5 Young, L. et al, 2008.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5
Aplikasi Antena Mikrostrip pada Sistem RFID Sebuah rancangan antena mikrostrip yang dapat bekerja pada 3 frekuensi
WiMAX yaitu 2,3 GHz, 3,3 GHz dan 5,8 GHz diperlihatkan pada Gambar 2.6 Zulkifli, F. Y. et al, 2008.
Gamabr 2.6
Antena Mikrostrip untuk Aplikasi WiMAX 2,3 GHz, 3,3 GHz dan 5,8 GHz
Gambar 2.7 memperlihatkan sebuah rancangan antena mikrostrip yang dapat bekerja pada sistem UWB ultra wideband dengan rentang frekuensi 2 – 6
GHz Lin, S.Y. et al, 2008. Antena ini bekerja dengan sistem MIMO 4 kanal.
Gambar 2.7 Antena Mikrostrip MIMO 4-Kanal untuk Sistem UWB 2 – 6 GHz
Universitas Sumatera Utara
Dari beberapa rancangan antena mikrostrip tersebut dapat dilihat bahwa antena mikrostrip memiliki keunikan yang cukup luas. Berbagai modifikasi baik
pada patch, saluran pencatu, substrate dan ground plane dapat dilakukan untuk mendapatkan spesifikasi antena yang diinginkan.
2.2 PARAMETER KINERJA ANTENA MIKROSTRIP
Kategori