BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Antena Mikrostrip Patch Segiempat
Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel di atas bidang pentanahan ground plane yang diantaranya terdapat bahan substrat
dielektrik dielectric substrate. Elemen antena mikrostip terpancar secara efisien sebagai alat pada papan tercetak mikrostrip [6]. Bentuk umum antena mikrostrip
terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip [Balanis] Bagian antena mikrostrip terdiri dari:
1. Radiating patch patch antena elemen peradiasi, bagian yang terletak
paling atas dari antena dan terbuat dari bahan konduktor ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara; patch dapat berbentuk
lingkaran, persegi panjang, segitiga. 2.
Dielectric substrate substrat dielektrik, berfungsi sebagai media penyalur gelombang elektromagnetik dari catuan. Ketebalan substrat berpengaruh
pada bandwidth dari antena. 3.
Ground plane bidang pentanahan, yaitu lapisan paling bawah yang berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan
[7].
Dielektric substrate ε
r
Ground Plane Patch
L W
h
Universitas Sumatera Utara
Antena mikrostrip dalam perancangan ini menggunakan patch yang berbentuk segiempat. Patch segiempat lebih banyak digunakan karena kemudahan
dalam analisis dan proses fabrikasi. Untuk mencari dimensi antena mikrostrip W dan L, harus diketahui terlebih dahulu parameter bahan yang digunakan yaitu
tebal dielektrik h, konstanta dielektrik �
�
dan rugi–rugi bahan. Panjang antena mikrostrip harus disesuaikan, karena impedansi input dapat berubah.
Pendekatan yang digunakan untuk mencari panjang dan lebar antena
mikrostrip dapat menggunakan Persamaan 2.1 dan Persamaan 2.2 [5].
� = �
2 �
�
�
�
+1 2
2.1
� = �
���
− 2∆� 2.2
Sementara untuk mencari nilai L
eff
mengunakan Persamaan 2.3. �
���
= �
2 �
��
����
2.3
Untuk mencari nilai �
����
digunakan Persamaan 2.4.
�
����
= �
�
+ 1 2
+ �
�
− 1 2
⎝ ⎛
1 �1 + 12ℎ �
� ⎠ ⎞ 2.4
Akibat adanya fringing effect, penampang pada patch mikrostrip terlihat lebih besar secara elektrik daripada penampang fisiknya. Ukuran dari panjang
penampang bertambah pada setiap sisi dengan suatu jarak yang dinyatakan dengan ΔL.
Δ� = 0,412ℎ �
����
+ 0.3 �
� ℎ
+ 0.264 �
�
����
− 0.258 �
� ℎ
− 0.8� 2.5
Gambar 2.2 menunjukkan perbedaan panjang antara L dan L
eff.
Universitas Sumatera Utara
a Tampak atas
b Tampak samping
Gambar 2.2 Bentuk Fisik dan Panjang Efektif Patch Antena Mikrostrip [11] Keterangan :
W : Lebar patch
L : Panjang patch
�
�
: Konstanta dielektrik � : Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik di ruang bebas 3x10
8
ms �
: Frekuensi kerja antena L
eff
: Panjang patch efektif ∆L : Perbedaan panjang antara L dan L
eff
yang disebabkan karena adanya fringing efects efek medan tepi
ε
reff
: Konstanta dielektrik relatif
Antena mikrostrip pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950, dan perkembangannya dilakukan secara serius pada tahun 1970. Melalui beberapa
dekade penelitian, diketahui bahwa kemampuan beroperasi antena mikrostrip diatur oleh bentuknya. Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang
h
Patch
ε
r
Δ� Δ�
L
W
Universitas Sumatera Utara
paling populer saat ini. Hal ini disebabkan karena antena mikrostrip sangat cocok digunakan untuk perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan
bentuk dan ukuran[8].
Adapun beberapa keuntungan antena mikrostrip adalah sebagai berikut[9]:
1. Memiliki beban yang ringan dan bentuk yang kecil
2. Memiliki biaya fabrikasi yang rendah maka dapat diproduksi dalam jumlah
yang banyak 3.
Mendukung adanya linear serta polarisasi sirkular 4.
Mampu beroperasi pada dua atau tiga frekuensi kerja 5.
Memiliki mekanik kuat ketika dipasang pada permukaan kaku. Sedangkan beberapa kelemahan antena mikrostrip adalah sebagai berikut:
1. Memiliki lebar pita yang sempit
2. Memiliki efisiensi yang rendah
3. Memiliki perolehan gain yang rendah
4. Terdapat radiasi asing dari penyambungan
5. Memiliki kapasitas pengaturan daya rendah.
2.2 Parameter Antena