Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921.
model distribusi Z agar panjang Taper dapat diminimkan.
DAFTAR PUSTAKA [1]
AmirHoseini, “WideBand or MultiBand Complex Impedance Matching Using
Microstrip NonUniform Transmission Lines”, PIER 66 pp. 15-25.2006.
[2] Collin. RE., “Foundation for Microwave Engineering”, McGraw Hill, USA.1996.
[3] Bassam et al., A Chebyshev Tapered TEM Horn Antenna”, PIER.Vol 2 No.6. 2006
[4] Urbani et al., “Synthesis of Filtering Structures for Microstrip Antennas using Orlov’s
Formula”, Journal ETRI, Vol.27, No. 2. 2005.
148
Pro sid ing Se mina r Ra d a r Na sio na l 2008., Ja ka rta , 30 Ap ril 2008., ISSN : 1979-2921.
149
FOOT PRINT ANTENA ROLLED DIPOLE UNTUK GROUND PENETRATING RADAR GPR
Yuyu Wahyu
1
, Yudi Yuliyus Maulana
1
, Folin Oktafiani
1
, A.A. Lestari
2
1 Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi – LIPI Jl. Cisitu 21 154D Bandung 40135
Telp. 022 250 4660, 250 4661 Fax. 022 250 4659 Bandung, Indonesia 2 International Research Centre for Telecommunications and Radar – Indonesian Branch IRCTR-IB,
Email : yudippet.lipi.go.id, yuyuppet.lipi.go.id, folinppet.lipi.go.id
, a.lestariirctr.tudelft.nl
ABSTRACT
In GPR terminology antenna footprint is defined as a collection of the peak-to-peak amplitudes of the transmitted pulse in a horizontal plane. Antenna footprint indicates the shape and size of the area illuminated by
the antenna on the ground surface or subsurface. Its importance lies in the fact that it determines the cross- range resolution of the GPR. If the size of the footprint is larger than the cross section of the target, it gives rise
to clutter as the antenna illuminates not only the target but also the surrounding medium. Clutter can be maximally reduced if the size of the footprint is comparable with the cross section of the target. However, this is
not always easily achieved as targets usually have different dimensions while the size of the antenna footprint remains fixed. In this work we investigate the footprint rolled dipole antenna which work at 600 MHz
Keywords : GPR, rolled dipole antenna, footprint ABSTRAK
Terminologi footprint antena dalam GPR adalah kumpulan gelombang peak to peak amplituda dari pulsa yang dipancarkan dalam bidang horizontal. Footprint antenna menunjukkan bentuk dan daerah yang terilluminasi
oleh antena diatas permukaan dan dibawah tanah. Hal ini penting untuk menentukan resolusi daerah melintang dari GPR. Jika ukuran footprint lebih besar dari penampang melintang target maka akan meningkatkan clutter
karena anrena akan mengiluminasi tidak hanya target tapi medium disekitarnya juga. Clutter dapat ditekan secara maksimal jika ukuran footprint mendekati penampang melintang target. Hal ini tidak selalu mudah
dicapai karena target biasanya mempunyai dimensi yang berbeda sementara ukuran footprint antenna tetap. Penelitian ini melakukan pengukuran footprint antenna rolled dipole yang bekerja pada frekuensi 600 MHz.
Kata Kunci : GPR, antena rolled dipole, footprint
1. PENDAHULUAN
Ground Penetrating Radar GPR merupakan suatu alat yang digunakan untuk proses deteksi benda –
benda yang berada di bawah tanah dengan tingkat kedalaman tertentu dengan menggunakan
gelombang radio, biasanya dalam range 10 MHz sampai 1GHz .
GPR dapat digunakan untuk memetakan kondisi geologi yang meliputi kedalaman batuan dasar,
kedalaman skema air di bawah permukaan tanah, kedalaman dan ketebalan strata tanah dan sedimen
di daratan dan di bawah permukaan air bersih, dan lokasi rongga-rongga di bawah permukaan tanah
serta patahan batuan dasar. Aplikasi lain diantaranya digunakan untuk mengetahui
keberadaan seperti pipa, drum, tangki, kabel, dan batuan-batuan besar, pemetaan lahan dan batasan-
batasan saluran air, dan melaksanakan penelitian arkeologis.
2. ANTENA ROLLED DIPOLE
Tahapan pertama yang kami lakukan pada penelitian ini adalah mendesain antena rolled
dipole. Antena didesain untuk eksitasi pulsa monocycle dengan frekuensi rendah yang cocok
untuk aplikasi-aplikasi GPR resolusi rendah. Karena frekuensi rendah maka dimensi antena
menjadi panjang sehingga tidak efektif untuk digunakan di lapangan, oleh karena itu pada
penelitian ini kami mencoba memperkecil dimensi antena dengan cara menggulung kawat.
Geometri antena rolled dipole yang telah mempergunakan teknik tersebut ditunjukkan pada
gambar 1. Panjang keseluruhan kawat untuk frekuensi 600 Mhz adalah 98 cm dan dengan
menggulung kawat seperti pada gambar 1 panjang antena berkurang hingga menghasilkan panjang
antena hanya 25 cm. Pemecahan kawat dimulai dari 6,7 cm dari feed point yaitu untuk pembebanan
resistif dengan resistor berdasarkan profil Wu-King yang dapat didekati dengan profil pembebanan
resistif.yang dapat dilihat pada gambar2 Pada masing-masing lengan dipol kami menggunakan 65
resistor dengan jarak pemisahan 1 cm. Jumlah resistor ini harus cukup untuk implementasi yang
Pro sid ing Se mina r Ra d a r Na sio na l 2008., Ja ka rta , 30 Ap ril 2008., ISSN : 1979-2921.
tepat dari profil Wu-King.
Gambar 1. Geometri antena rolled dipole
Gambar 2. Profil Pembebanan Resistif untuk 10 resistor
yang dapat menginterpolasi untuk harga resistor yang digunakan lebih banyak.
Untuk mengetahui unjuk kerja dari antena rolled dipole terlebih dahulu dilakukan simulasi agar
dapat diketahui hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Simulasi dilakukan
dengan menggunakan program FDTD dan NEC. Bentuk pulsa eksitasi yang digunakan pada simulasi
ditunjukkan pada gambar 2. Antena yang telah didesain dicetak diatas papan
PCB single layer, pada penelitian ini kami menggunakan FR4. Geometri antena yang telah
dicetak pada FR4 ditunjukkan pada gambar 3. Metode yang digunakan pada pengukuran antena
rolled dipole yaitu antena dicatu menggunakan kabel semi rigid TSR seperti ditunjukan pada
gambar 4. Kabel TSR terdiri dari 2 kabel semi rigid terpisah yang saling berdekatan satu sama lain dan
tersolder seluruhnya, menghasilkan line transmisi yang seimbang dengan impedansi karakteristik 100
. Masing-masing ujung kabel TSR dihubungkan ke kanal GPR 50 yang berbeda-beda.
Gambar 3. Geometri antena dicetak pada FR4
Gambar 4. Sistem Pengukuran Impedansi Input dengan
kabel Twin Semi Rigid TSR
Gambar 5. Gelombang transmit medan dekat dari antena
rolled dipole pada ruang bebas : a. tanpa pembebanan, b dengan pembebanan profil Wu-King.
Ujung dari kabel TSR dihubungkan dengan AUT Antenna Under Test sementara ujung yang lain
dihubungkan dengan kabel coax 50 ohm ke port-1 dan port-2 dari VNA Vector Network Analyzer.
Parameter S11 dan S12 dari kedua port VNA diukur dan selanjutnya diproses menggunakan post-
processing software menggunakan Matlab. Dapat dilihat bahwa ketika antena tidak dibebani
maka gelombang didominasi oleh refleksi internal seperti yang diperkirakan. Kami mencatat bahwa
pada daerah medan dekat pantulan pertama dari akhir antena antenna end masih terpisah secara
jelas dari pulsa utama yang diradiasikan dari feed point.
150
