34 Melalui program TXLine 2003 ini, diperoleh bahwa untuk menghasilkan
impedansi sebesar 50 Ω dibutuhkan lebar saluran pencatu sebesar 3 mm. Untuk
mendapatkan nilai impedansi tersebut dilakukan pengaturan lebar saluran pencatu untuk
, r=4,4 dan h=1,6 mm, maka dengan menggunakan Persamaan 2.14 dan 2.15 diperoleh :
B =
√
W= {
[ ]}
W=3 ,0603 mm = 3 mm
3.7 Jarak Antar Patch
Jarak antar elemen antena yang dirancang adalah sekitar seperempat panjang gelombang d=14
λ. Jarak antar elemen ini dapat diatur untuk memperoleh nilai yang optimal. Adapun jarak antar elemen dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan :
d =
Dari persamaan diatas diperoleh jarak antar elemen adalah 31 mm. Setelah jarak antar elemen diketahui, hal ini akan memudahkan untuk meletakkan posisi
tiap elemen yang akan dirancang.
Universitas Sumatera Utara
35
3.8 Perancangan T-Junction
Pada Tugas Akhir ini, T-Junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,7
Ω, karena penggunaannya dapat mendukung untuk meminimalisir ukuran antena. Impedansi 70,7
Ω, berfungsi sebagai transformator λ4. Untuk mendapatkan panjang dan lebar saluran pencatu digunakan program TXLine 2003.
Tampilan TXLine 2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu dapat
dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Tampilan 2003 untuk mencari dimensi T-Junction.
3.9 Perancangan Stub
Rangkaian matching dapat dibuat dengan menyisipkan sebuah saluran transmisi yang lain stub seperti ditujukkan pada Gambar 2.9. Saluran transmisi
stub adalah saluran transmisi dengan panjang tertentu yang ujungnya dihubung
singkat short atau dibuka dan dipasang secara paralel shunt dengan saluran utama. Prinsipnya hanya mencari panjang letak stub terhadap beban d1 dengan
panjang stub d2 bila stub dihubung singkat. Untuk pembahasan langkah-langkah perencanaan, perlu diketahui terlebih dahulu prinsip perencanaan penyesuaian
impedansi single stub dengan menggunakan smith chart.
Universitas Sumatera Utara
36
3.9.1 Perancangan stub untuk frekuensi 2,4 GHz.
Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada perancangan letak panjang stub
terhadap beban d1 dan panjang stub d2 adalah sebagai berikut :
1. Bila beban dinyatakan dengan impedansi Z
L
, maka perlu dinormalisasi
terhadap Z
0,
kemudian di plot pada smithchart. Untuk mendapatkan Y
1
diputar kearah beban dengan VSWR yang sama sejauh ¼
. Tetapi bila diketahui Y
1
bisa langsung di plot. Impedansi ternormalisasi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.19.
Z
L
= Z
L
= Z
L
2. Untuk mendapatkan panjang d1, kemudian memutar Y
1
searah jarum jam ke arah beban sejauh
. Sehingga nila impedansi transformasinya diperoleh sebesar 1+j 0,8.
3. Panjang perputaran antara Y
1
sapai Y
1
tersebut merupakan d1. Dengan demikian L
stub
yang diperoleh adalah :
= 18 mm Dimana :
β = 4. Sedangkan letak panjang stub
terhadap beban adalah :
= 0,0639 = 14 mm
Universitas Sumatera Utara
37
3.9.2 Perancangan stub untuk frekuensi 3,3 GHz
Sama halnya dengan perancangan stub pada frekuensi 2,4 GHz, pada perancangan panjang letak stub terhadap beban d1 dengan panjang stub d2
untuk frekuensi 3,3 GHz dilakukan langkah-langkah yang sama. 1. Bila beban dinyatakan dengan impedansi Z
L
, maka perlu dinormalisasi
terhadap Z
0,
kemudian di plot pada smithchart. Untuk mendapatkan Y
1
diputar kearah beban dengan VSWR yang sama sejauh ¼
. Impedansi ternormalisasi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.19.
Z
L
= Z
L
= Z
L
2. Untuk mendapatkan panjang d1, kemudian memutar Y
1
searah jarum jam ke arah beban sejauh
. Sehingga nila impedansi transformasinya diperoleh sebesar 1+j 1.
3. Panjang perputaran antara Y
1
sapai Y
2
tersebut merupakan d1. Dengan demikian L
stub
yang diperoleh adalah :
= 11 mm Dimana :
β = 4. Sedangkan jarak stub
terhadap beban adalah :
= 0,16 = 8 mm.
Universitas Sumatera Utara
38
3.10 Hasil Perancangan Antena
Setelah dilakukan perhitungan dimensi antena mikrostrip sesuai persamaan dasar teori, dilakukan perancangan pada simulator yang akan
digunakan untuk memperoleh hasil simulasi. Berdasarkan teori dan persamaan
yang digunakan, diperoleh ukuran dimensi antena seperti pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Ukuran patch, lebar pencatu, dan panjang stub antena mikrostrip array
segitiga dual band.
Universitas Sumatera Utara
39
BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI
4.1 Umum
Pada Tugas Akhir ini, akan dirancang antena mikrsotrip array patch segitiga dengan penggunaaan stub untuk aplikasi WLAN dan WiMAX. Proses
perancangan ini menggunakan simulator AWR Microwave Office 2004. Adapun parameter yang akan dibahas adalah bandwidth, VSWR, gain, dan
polaradiasi.
4.2 Hasil Simulasi Antena Tunggal 2,4 GHz
Berdasarkan perancangan antena mikrostrip patch segitiga tunggal untuk frekuensi 2,4 GHz dengan penambahan stub pada bab sebelumnya,
dilakukan simulasi dengan menggunakan program AWR Microwave 2004, berikut hasil simulasi VSWR antena mikrostrip array patch segitiga sebelum
penambahan stub, dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Nilai VSWR perancangan awal elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz sebelum penambahan stub.
Universitas Sumatera Utara
40 Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka dilakukan dengan
menambahkan stub pada saluran pencatunya. Seperti terlihat pada Gambar 4.2.
a b
Gambar 4.2 Elemen tunggal WLAN a sebelum penambahan stub b Setelah penambahan stub
Hasil simulasi yang diperoleh tidak memenuhi nilai VSWR yang diinginkan, maka dilakukan iterasi dengan mengubah ukuran panjang stub.
Hasil iterasi panjang stub dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Data Hasil Iterasi Mengubah Panjang Stub Frekuensi 2,4 GHz
Panjang Stub mm VSWR
15 27
16 55,3
17 113,2
18 63,45
19 21,85
20 9,75
21 5,43
22 3,18
23 2,29
24 1,79
25 1,37
26 1,52
27 1,62
Universitas Sumatera Utara
41 Dari hasil iterasi diperoleh nilai VSWR yang optimal adalah 1,37
dengan ukuran panjang stub 25 mm. VSWR dari antena mikrostrip elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Nilai Bandwidth elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz setelah penambahan stub
Adapun hasil gain elemen tunggal 2,4 GHz adalah 5,977 dB dapat dilhat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Gain dan Pola Radiasi elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz setelah penambahan stub
Universitas Sumatera Utara
42
4.3 Hasil Simulasi Antena Tunggal 3,3 GHz
