Rangkaian elektronik switch ini dikendalikan dengan mikrokontroler sehingga pemrograman mikrokontroler
menjadi bagian dari kegiatan penelitian ini. Rangkaian elektronik switch akan dirancang dengan suatu
komponen RF switch yang aktivasinya dikendalikan oleh suatu masukan DC.
Gambar 1: Pengarahan beam pada Sistem antena radar konvensional dengan sistem mekanik.
Gambar 2: Ilustrasi Antena array sirkular
Rangkaian RF switch pada gambar 3, terdiri dari RF relay G6Z Omron yang diaktivkan dengan tegangan
5v dc dan memiliki rentang frekuensi hingga 3 GHz. Kemampuan RF relay telah dikaji dengan suatu
kegiatan pengukuran dan hasil pengukuran ditunjukan pada gambar 4. Antena mikrostrip persegi dipilih
sebagai elemen array usulan. Selain pertimbangan pola radiasi yang dimiliki, antena mikrostrip persegi
lebih sederhana untuk dianalisa dan proses pembuatannya lebih mudah. Pada penelitian ini antena
didesain untuk sistem radar frekuensi 2 GHz. Array usulan memiliki 36 elemen, sehingga dengan dimensi
antena sekitar 3.5 cm maka diameter array sekitar 40 cm. Pada tahap ini telah dikaji dua desain antena
mikrostrip persegi pada substrat FR-4
ε
r
=4.4 dengan tebal substrate 1.6 mm dan 0.8 mm. Pencatuan
koaksial dipilih untuk mendukung struktur antena array. Dimensi kedua antena ditunjukkan pada tabel 1.
Gambar 3: Rangkaian RF switch
0.5 1
1.5 2
2.5 3
x 10
8
-80 -70
-60 -50
-40 -30
-20 -10
off on
Frekuensi GHz S
21
dB
Gambar 4: Karakterisik transfer RF relay G6Z Tabel 1: Dimensi antena mikrostrip persegi
antena h
p x l
a b
1 elemen
1 0.8
35.57 x 18
16.1 9
1.6 36.13
x 18 15.5
9 2
elemen 2
0.8 35.48
x 35.48 14
17.74 1.6
35.2 x 35.2
14 17.6
p Feed point b
l h
Ground plane a
pacth
Gambar 5: Struktur antena mikrostrip persegi
3. HASIL SIMULASI
Simulasi dilakukan dengan menggunakan metode momen. Hasil simulai menunjukan bahwa kedua
antena mikrostrip persegi memiliki pola radiasi yang direksional. Struktur ground plane menyebabkan
komponen radiasi ke belakang sisi ground plane hilang. Pola radiasi elemen 1,2 memiliki bentuk yang
hampir sama seperti ditunjukan pada gambar 6. Gambar 7 menunjukkan karakteristik S
11
dari setiap elemen. Nampak bahwa penggunaan substrat yang
40
lebih lebar akan memperlebar bandwidth antena. Elemen 1 memiliki efisiensi radiasi dan gain yang
lebih rendah dibanding elemen 2. Hasil simulasi ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2: Perbandingan gain dan efisiensi radiasi elemen 1
dan 2. antena
efisiensi gain
1 elemen
1 86
3.98 dBi
2 elemen
2 94
4.86 dBi
0.2 0.4
0.6 0.8
1 30
210 60
240 90
270 120
300 150
330 180
elemen 1 elemen 2
Gambar 6: Pola radiasi elemen 1 dan elemen 2.
1.97 1.98
1.99 2
2.01 2.02
-30 -25
-20 -15
-10 -5
frekuensi GHz S
11
d B
elemen 1 h=0.8 mm elemen 1 h=1.6 mm
elemen 2 h=1.6 mm elemen 2 h =0.8 mm
Gambar 7: Karakteristik S
11
elemen mikrostrip persegi
Dari hasil simulasi Nampak bahwa elemen 2 memiliki kelebihan pada gain dan efisiensi radiasi, sehingga
elemen 2 selanjutnya dipilih sebagai elemen pada array sirkular yang diusulkan. Jika diperlukan beam
yang lebih sempit untuk meningkatkan akurasi scanning maka tiap elemen dapat dikembangkan
menjadi sub sistem array. Array sirkular disusun dengan sumbu susunan horizontal, sedang subsistem
array dapat disusun dengan sumbu susunan vertikal. Langkah penelitian selanjutnya adalah realisasi
elemen 2 dan pengukuran. Kemudian dilanjutkan dengan pengintegrasian sistem array dengan rangkaian
RF switch.
4. KESIMPULAN
Elemen mikrostrip persegi dapat diterapkan sebagai elemen pada antena array sirkular usulan untuk proses
scanning pada sistem radar. Antena mikrostrip persegi memiliki karakteristik pancaran yang direksional
sehingga memenuhi persyaratan sebagai elemen array sirkular usulan. Proses pengukuran diperlukan untuk
memverifikasi hasil simulasi. RF relay G6Z telah diuji dengan pengukuran dan dapat diterapkan sebagai
komponen switching.
DAFTAR REFERENSI [1]
Mashuri Wahab, at al, Rancang bangun Radar pengawas pantai INDRA II di PPET LIPI,
Prosiding seminar Radar Nasional, Jakarta, April 2008.
[2] F.Thudor, A Louzir, Low Cost Multi Beam
Antenna for WLAN Application, Thomson Mutimedia Corporate Research,2002.
[3] E. Palantei, Dual Frequency Plag and Play
Steerable Antenna for ISM band Communication, Proseding ICEEI, ITB
bandung, Juni 2007.
[4] M.I. Skolnik, Radar handbook, 2
nd
edition, Mc- Graw Hill, 1990.
[5] G. Richard Curri, Radar System Performance
Modelling, 2
nd
edition, Artech House,2005. [6] David Pozar, Daniel Schaubert, “The Analysis
And Design Of Microstrip Antennas and Array”, IEEE Antena and Propagation Society,
IEEE PRESS 1995. [7]
Tatsuo Itoh, “Planar Antenna Arrays for KuQ Bands”, Department of Electrical Engineering,
University of California, Los Angeles, California 90095. Final Report 2000-2001 for
MICRO Project 00-041: Rockwell Science Center.
41
Antena UWB bentuk T untuk Aplikasi SFCW-GPR 100- 1000MHz
A.Adya Pramudita
1,2
, A. Kurniawan
1
, A. Bayu Suksmono
1
, A.Andaya Lestari
1
1
International Research Centre for Telecommunications and Radar – Indonesian Branch IRCTR-IB STEI - ITB, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia
2
Unika Atmajaya Jakarta Indonesia pramuditaatmajaya.ac.id
ABSTRAK
Sistem Ground Penetrating RadarGPR memerlukan antena dengan karakteristik ultra widebandUWB. Pada penelitian ini telah dikaji desain baru antena UWB dan diusulkan sebagai antena untuk aplikasiSFCWGPR 100-
1000MHz. Struktur antena terdiri dari strip line bentuk T dan stub persegi. Stub persegi ditambahkan dan dioptimasi untuk meningkatkan gain. Pembebanan resistif ditambahkan pada setiap ujung-ujung strip line
bentuk T untuk meningkatkan bandwidth dan meningkatkan kestabilan impedansi input antena pada kondisi tanah berbeda. Studi parametrik telah dilakukan untuk menentukan dimensi yang optimum. Simulasi computer
telah dilakukan dan hasilnya telah diverifikasi dengan pengukuran. Kata Kunci
: GPR, Antena UWB, impedansi input
1. PENDAHULUAN
