BAB II DASAR TEORI
2.1 Antena Mikrostrip
Antena merupakan komponen yang paling penting dalam antena komunikasi nirkabel dan strukturnya di rancang untuk meradiasikan dan
menerima gelombang elektromagnetik. Antena adalah perangkat media transmisi wireless yang memanfaatkan udara atau ruang bebas sebagai media penghantar
antena mempunyai fungsi untuk merubah energi elektromagnetik terbimbing menjadi gelombang elektromagnetik ruang bebas, seperti diilustrasikan pada
Gambar 2.1. Gelombang elektromagnetik
Tx Rx
Antena Antena
Gambar 2.1 Antena sebagai pengirim dan penerima Antena mikrostrip merupakan salah satu dari beberapa jenis antena yang
ada saat ini. Antena mikrostrip adalah salah satu jenis antena yang mempunyai kelebihan, bentuk yang sederhana, ringan dan dapat dibuat sesuai kebutuhan.
Konsep antena mikrostrip diusulkan pertama kali oleh Deschamps pada awal tahun 1950 dan dibuat sekitar tahun 1970 oleh Munson dan Howell. Antena
mikrostrip merupakan salah satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem telekomunikasi modern.
Universitas Sumatera Utara
Antena array adalah susunan dari beberapa antena yang identik. Dalam antena mikrostrip patch, yang disusun secara array adalah bagian patch. Untuk
membentuk pola yang memiliki keterarahan tertentu, diperlukan medan dari setiap elemen array berinterferensi secara membangun pada arah yang diinginkan dan
berinterferensi secara merusak pada arah yang lain. Antena mikrostrip merupakan sebuah antena yang tersusun atas tiga
elemen, yaitu: elemen peradiasi radiator, elemen substrate dan elemen pentanahan ground. Elemen peradiasi atau sering juga disebut sebagai patch
berfungsi untuk meradiasi gelombang elektromagnetik dan terbuat dari lapisan logam yang memiliki ketebalan tertentu. Berdasarkan bentuknya, patch memiliki
jenis yang bermacam-macam yaitu: bujur sangkar square, persegi panjang rectangular, garis tipis dipole, lingkaran, elips dan segitiga.
Hal yang harus dipertimbanga dalam merancang patch segitiga yaitu pertimbangan memilih substrat, yang dimulai dengan memilih bahan dielektrik
yang cocok dengan menyesuaikan tingkat ketebalan h dan rugi-rugi garis singgung. Di dalam merancang antena mikrostrip elemen substrat berfungsi
sebagai bahan dielektrik dari antena mikrostrip yang membatasi elemen peradiasi dengan elemen pentanahan. Elemen ini memiliki jenis bervariasi yang dapat
digolongkan berdasarkan nilai konstanta dielektrik dan ketebalannya. Kedua nilai tersebut mempengaruhi frekuensi kerja, bandwidth, dan juga efisiensi dari antena
yang akan di buat. Semakin tebal substrat maka bandwidth akan semakin meningkat, tetapi berpengaruh terhadap timbulnya gelombang permukaan, akan
lebih kuat, mengurangi rugi-rugi konduktor dan memperbaiki impedansi bandwidth. Konstanta substrat dielektrik
ε r memiliki fungsi yang sama seperti
Universitas Sumatera Utara
ketebalan substrat. Nilai ε r yang rendah akan meningkatkan daerah pinggir dari
keliling patch, sehingga akan meradiasikan daya, nilai substrat sebesar ε r ≥2.5
adalah niali yang lebih baik digunakan. Meningkatnya ketebalan substrat akan memiliki dampak yang sama ketika menurunnya nial
ε r dari karakteristik antena. Rugi-rugi garis singgung yang tinggi akan meningkatkan rugi-rugi
dielektrik dan oleh karena itu akan menurunkan efisiensi antena. Gelombang permukaan pada antena mikrostrip merupakan efek yang merugikan karena akan
mengurangi sebagian daya yang seharusnya dapat digunakan untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik kearah yang diinginkan. Elemen pentanahan
berfungsi sebagai pembumian bagian antena mikrostrip. Antena mikrostrip mempunyai beberapa keuntungan, dibandingkan
dengan antena lain, yaitu : 1.
Low profile mempunyai ukuran yang kecil dan ringan 2.
Mudah difabrikasi dan tidak memakan biaya yang besar 3.
Dapat berdiri dengan kuat ketika diletakkan pada benda yang rigid 4.
Polarisasi linier dan sirkular mudah didapat hanya dengan feeding yang sederhana
5. Dapat digunakan untuk aplikasi dual polarisasi, dual-frekuensi
maupun tripel-frekuensi band 6.
Feed line dan matching dapat difabrikasi langsung dengan struktur antena
Selain dari segala kelebihan yang dimiliki antena mikrostrip, terdapat juga beberapa keterbatasan yaitu :
1. Gain yang lebih rendah -6dB
Universitas Sumatera Utara
2. Bandwidth yang sempit, namun dapat diperbaiki dengan berbagai
cara, salah satunya yaitu dengan menambah ketebalan dari substrat.
3. Mempunyai kemurnian polarisasi yang rendah
4. Mempunyai efisiensi yang rendah
5. Dapat terjadi radiasi yang tidak diinginkan pada feed line-nya
6. Timbulnya surface wave gelombang permukaan
Perkembangan antena mikrosrtip didasarkan pada pemikiran untuk mendapatkan teknologi printed circuit yang tidak dapat diterapkan pada
komponen rangkaian dan saluran transmisi, tetapi juga untuk elemen peradiasi suatu sistem elektronik. Bentuk antena mikrostrip secara umum dapat dilihat pada
Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Antena Mikrostrip
Universitas Sumatera Utara
Adapun keterangan dari struktur gambar antena mikrostrip diatas yang terdiri dari lapisan dielektrik atau substrat dengan nilai permivitas tertentu yang
berada diantara dua lapisan konduktor pada lapisan bawah dan lapisan atas. Lapisan konduktor atas dinamakan patch yang berfungsi sebagai elemen peradiasi
sedangkan lapisan konduktor bawah berfungsi sebagai ground. Bentuk patch dapat bermacam-macam, patch antena terhubung dengan
feed line yang berfungsi sebagai saluran pancatu antena dapat dilihat seperti Gambar 2.3.
Circular ring circular elliptical
triangular Rectangular square
Gambar 2.3 Bentuk patch antena mikrostrip
Universitas Sumatera Utara
2. 2 Parameter-parameter Antena
Kategori