BAB IV ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGI EMPAT DENGAN
MODEL SALURAN TRANSMISI SEDERHANA
4.1 Umum
Dalam mentransmisikan sinyal pada antena mikrostrip segi empat memerlukan saluran transmisi. Masing masing jenis saluran transmisi memiliki
model dalam perhitungan antena mikrostrip segi empat. Dengan menggunakan model saluran transmisi sederhana diperhitungkan ukuran antena mikrostrip segi
empat. Ada beberapa parameter yang dihitung dengan menggunakan model saluran transmisi sederhana yaitu impedansi beban, koefisien refleksi tegangan,
dan VSWR Voltage Standing Wave Ratio. Diperlukannya analisis perhitungan dengan model saluran transmisi sederhana agar diketahui bagaimana hasil
impedansi beban, koefisien refleksi tegangan, dan VSWR Voltage Standing Wave Ratio untuk mengetahui kinerja model saluran transmisi sederhana.
4.2 Parameter Asumsi
Beberapa parameter yang diasumsikan pada analisa antena mikrostrip patch segi empat adalah sebagai berikut :
a. jenis substrat yang digunakan adalah jenis FR4_epoxy dengan : - tinggi substrat h = 1,6 mm
- konstanta relatif bahan dielektrik = 4,4 b. impedansi saluran pencatu yang digunakan Z
sebesar 50 Ω
c. frekuensi tengah f
2,4GHz – 2,5GHz yang digunakan yaitu 2,45 GHz dari frekuensi kerja
Wi-Fi
d. kecepatan cahaya yang digunakan c yaitu 3 x 10
8
4.3 Perhitungan Lebar Saluran Pencatu dan Ukuran Patch Antena
Mikrostrip Segi Empat dengan Model Saluran Transmisi Sederhana
ms
Untuk menganalisis antena mikrostrip patch segi empat dengan menggunakan model saluran transmisi sederhana, terlebih dahulu diketahui
perhitungan lebar saluran pencatu antena mikrostrip patch segi empat dan dimensi ukuran patch antena mikrostrip segi empat.
4.3.1 Perhitungan Lebar Saluran Pencatu
Pada bagian ini akan dihitung besarnya lebar saluran pencatu antena mikrostrip patch segi empat dengan menggunakan rumus Persamaan 3.1
� =
� �
= 3
� 10
8
2,45 � 10
9
= 122,4 ��
� = � 1,6
� 122,4 √4,4
��� � 122,4
1,6 � √4,4
� − 1� = 24,92 ��
Dengan demikian, lebar saluran pencatu antena mikrostrip patch segi empat pada frekuensi tengah 2,45GHz sebesar 24,92 mm
4.3.2 Perhitungan Dimensi Patch
Dimensi patch merupakan ukuran lebar dan panjang dari patch antena mikrostrip. Untuk mendapatkan dimensi patch, terlebih dahulu harus diketahui
nilai permitivitas efektif
�
�,���
sebagai fungsi permitivitas relatif substrat ε
r
dan perbandingan lebar saluran pencatu w terhadap tinggi substrat h. Nilai permitivitas efektif dapat dihitung dengan Persamaan 3.3
� = �
ℎ =
24,92 1,6
= 15,6 �
�,���
= 4,4 + 1
2 +
4,4 − 1
2 �1 +
10 15,6
�
−0,54
= 4
Setelah mengetahui nilai permitivitas efektif, maka lebar dan panjang dimensi antena mikrostrip patch segi empat dapat diperoleh melalui Persamaan
3.4 hingga Persamaan 3.7
�
�
= 3
� 10
8
2 � 2,45 � 10
9
� 2
4 + 1 = 38,72
��
�
���,�
= 3
� 10
8
2 � 2,45 � 10
9
√4 = 30,6
��
�
′
= ��
ℎ =
38,72 1,6
= 24,2 ∆�� = 0,412 � 1,6 .
4 + 0,3 4
− 0,258 .
24,2 + 0,262 24,2 + 0,813
= 0,741 �� = 30,6 �� − 2 � 0,741�� = 29,118 ��
Dari hasil perhitungan dimensi patch diperoleh panjang Wp dan lebar Lp patch segi empat antena mikrostrip dengan frekuensi 2,45GHz adalah 38,72
mm dan 29,118 mm.
4.4 Perhitungan Impedansi Antena Mikrostrip Patch Segi Empat
Pada bagian ini akan dianalisis impedansi antena mikrostrip patch segi empat dengan menggunakan model saluran transmisi sederhana. Nilai impedansi
yang dihasilkan dari antena tersebut untuk frekuensi kerja 2,4GHz; 2,425GHz; 2,45GHz; 2,475GHz; 2,5GHz dapat diperoleh melalui Persamaan 3.8 hingga
Persamaan 3.12 Untuk memperoleh nilai panjang gelombang dengan frekuensi 2,4 GHz,
dapat menggunakan Persamaan 3.9
� = 3
� 10
8
2,4 � 10
9
= 125 ��
Untuk memperoleh nilai admitansi dengan frekuensi 2,4 GHz, dapat menggunakan Persamaan 3.8, Persamaan 3.10, dan Persamaan 3.11
� = 38,72
120 � 125
�1 − 1
24 �
6,28 � 1,6
125 �
2
� = 2,58 ��
� = 38,72
120 � 125
�1 − 0,636 �� � 6,28
� 1,6 125
�
2
� = 10,85 �� Y
s
= 2,58 + j10,85 ��
Untuk memperoleh nilai impedansi patch antena mikrostrip patch segi empat dengan frekuensi 2,4 GHz, dapat menggunakan Persamaan 3.12 dan Persamaan 3.13
�
���
= 125
√4 = 62,5
φ = 180 .
4 x 30,6 62,5
≈ 360 �
��
= 2 � 2,58 + j10,85 = 5,16 + �21,16 ��
Z
L
= 1000
5,16 + �21,16
= 1000
∠ 0
�
21,83 ∠ 76,3
�
= 45,8 ∠ 283,7
�
= 45,8 �
�283,7
Ω Dari hasil perhitungan menggunakan model saluran transmisi sederhana, maka
impedansi patch antena mikrostrip patch segi empat dengan frekuensi 2,4 GHz diperoleh sebesar
45,8 �
�283,7
ohm.
Dengan cara yang sama, nilai impedansi antena mikrostrip patch segi empat dengan model saluran transmisi sederhana
dapat ditunjukkan pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Impedansi Antena Mikrostrip Patch Segi Empat
Dari Tabel 4.1 tersebut dapat diketahui bawah semakin besar frekuensi maka impedansi antena mikrostrip patch segi empat semakin kecil.
4.4 Perhitungan Koefisien Refleksi Tegangan
Kategori