BAB IV PENGUJIAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT 4 ELEMEN
PLANAR ARRAY
4.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas bagaimana proses pengujian antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen yang telah dicetak atau difabrikasi. Pengujian ini
dilakukan untuk mengetahui apakah antena yang telah dirancang sesuai dengan yang diinginkan. Adapun parameter yang diujikan pada dasarnya cukup banyak
namun dalam pada tugas akhir ini parameter yang diuji hanya gain yang dihasilkan dari hasil fabrikasi antena mikrostrip 4 elemen ini, Hal ini juga
disebabkan keterbatasan peralatan untuk pengujian antena ini.
4.2 Fabrikasi Antena Mikrostrip
Setelah rancangan antena yang telah diiterasi sesuai dengan yang diinginkan maka proses selanjutnya mefabrikasi hasil rancangan antena tersebut.
Pada dasarnya antena mikrostrip ini dapat difabrikasi sendiri namun hasil fabrikasi sendiri tersebut kurang bagus oleh karena itu fabrikasi antena mikrostrip
ini dilakukan ditempat cetak antena mikrostrip tersebut. Dan proses pembuatan antena ini menghabis waktu seminggu. Pembuatan antena ini dilakukan
diBandung oleh sebab itu dibutuhkan waktu seminggu untuk proses fabrikasi antena mikropstrip ini. setelah antena tersebut dicetak maka proses selanjut adalah
pengujian antena. Adapun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array setelah difabrikasi dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Universitas Sumatera Utara
a. Tampak atas subtrate1patch
b. Tampak bawah substrate2 Saluran pencatu
c. Tampak atas Substrate2 Groundplane Gambar 4.1 Antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen yang telah difabrikasi
Universitas Sumatera Utara
4.3 Pengujian Antena Mikrostrip Proses pengujian antena mikrostrip bertujuan untuk membandingkan
parameter yang didapat pada proses simulasi dengan pengujian dilapangan, telah diketahui sebelumnya bahwa parameter yang akan diujikan adalah gain yang
diterima oleh antena mikrostrip 4 elemen ini. Sementara itu besar gain yang didapat pada saat proses simulasi dengan ansoft HFSS v10 yaitu sebesar 7,38 dBi.
Dalam pengujian ini dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Network Stumbler, perangkat ini digunakan untuk membaca level
penerimaan sinyal baik itu menggunakan antena dipole maupun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Dari perangkat tersebut dapat dibandingkan
penerimaan sinyal dari kedua antena tersebut. Sehingga diketahuai dari kedua antena tesebut mana yang paling baik level penerimanaan sinyalnya. Pengujian
ini dilakukan digedung T3 lantai 4 Dapertemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.
4.3.1 Perlengkapan Yang Digunakan
Dalam pengukuran ini ada beberapa peralatan yang digunakan, terdiri dari software dan hardware. Berikut ini adalah beberapa peralatan yang akan
digunakan dalam perancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini : a.
USB wireless Adapter TP-LINK USB wireless adapetr merupakan sebuah perangkat yang memiliki
fungsi untuk menangkap sinyal wifi. Perangkat ini memiliki antena slot external yang nantinya akan diganti menggunakan antena mikrostrip hasil rancangan yang
telah difabrikasi. Adapun tipe USB wireless adapter ini adalah TL-WN722N. USB jenis ini cukup banyak dijual dipasaran, dengan kecepatan akses data sampai 150
Mbps.
Universitas Sumatera Utara
b. Network Stumbler
Network stumbler adalah perangkat lunak yang digunakan untuk pengujian gain antena. perangkat ini berfungsi sebagai pembaca level sinyal yang
diterima USB adapter wifi. Penggunaannya sangatlah mudah. Network stumbler merupakan sebuah tools gratis yang dapat didownload melalui situs
www.netstumbler.com .
c. Kabel konektor
Kabel ini yang menghubungkan antara USB wireless adapter dengan antena mikrostrip yang telah difabrikasi. Penggunaan kabel konektor ini
disebabkan konektor yang berada pada antena mikrostrip 4 elemen tidak cocok dengan konektor eksternal yang berada pada USB wifi hal ini yang memdasari
mengapa digunakan kabel konektor sebagai penghubung antena mikrostrip dengan USB wifi. Adapun rangkaian pengujian ditunjukan pada Gambar 4.2.
laptop USB wireless
adapter Antena mikrostrip
4 elemen
Access point
Gambar 4.2 Rangkaian pengujian antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen
Universitas Sumatera Utara
4.3.2 Prosedur Pengujian
Adapun langkah-langkah pengujian gain dari kedua antena adalah sebagai berikut:
1. Siapkan peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian.
2. Nyalakan laptop
3. Hubungkan USB wireless adapter dengan laptop, sebelumnya pastikan
antena dipole telah terhubung dengan USB wireless adapter. Hal ini seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Pengujian menggunakan antena dipole 4.
Aktifkan Software Network stumbler yang telah terinstall dilaptop. Kemudian tunggu hingga USB wireless adapter terbaca oleh laptop.
5. Amati tampilan dan pilih access point mana yang akan diakses. Pada
pengujian ini, adapun access point yang dipilih adalah Polmed. 6.
Setelah terakses, Amati pergerakan kuat sinyal yang diterima oleh antena dipole tersebut dengan menggunakan Network stumbler. Diamkan selama
± 5 menit untuk memperoleh sinyal yang stabil.
Universitas Sumatera Utara
7. Kemudian catat dan printscreen tampilan kuat sinyal yang diterima oleh
antena dipole. 8.
Selanjutnya tanpa mematikan laptop, ganti antena dipole dengan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Hal ini seperti terlihat pada Gambar
4.4.
Gambar 4.4 Pengujian menggunakan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen
9. Ulangi langkah 4 sampai 7
10. Pengujian selesai.
4.3.3 Hasil pengujian
Dengan Network stumbler, dapat dilihat beberapa access point yang didapatkan. Berikut ini nama-nama access point yang didapatkan ketika
menggunakan antena dipole sebagai penguat WLAN ini, hal ini dapat lihat pada Gambar 4.5.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
banyak dibandingkan dengan menggunakan antena dipole dan ini menandakan bahwa rancangan antena mikrostrip patch segiempat telah bekerja sesuai dengan
diinginkan. Selanjutnya akan dijelaskan pergerakan sinyal yang diterima menggunakan kedua antena yaitu antena dipole dan antena mikrostrip patch
segiempat 4 elemen. Adapun access point yang akan diambil datanya ialah access point yang berasal dari Polmed. Dengan network stumbler dapat dilihat level
sinyal yang diterima baik menggunakan antena dipole maupun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Adapun level sinyal yang diterima ketika
menggunakan antena dipole ditunjukan oleh Gambar 4.7.
a b
c d
a. Pergerakan kuat sinyal yang diterima
Universitas Sumatera Utara
e Data-data access point yang diterima
Gambar 4.7 Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena dipole
Dari gambar 4.7 dapat dilihat level penerimaan kuat sinyal untuk access point yang berasal dari Polmed adalah -59 dBm. Level ini menunjukan bahwa
penerimaan sinyal dengan menggunakan antena dipole sudah cukup baik. Selanjutnya level penerimaan kuat sinyal dengan menggunakan antena mikrostrip
patch segiempat 4 elemen ditunjukan oleh Gambar 4.8.
Universitas Sumatera Utara
a Pergerakan kuat sinyal yang diterima
b Data-data access point yang diterima
Gambar 4.8 Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena mikrostrip 4 elemen
Dari Gambar 4.8 dapat dilihat level penerimaan kuat sinyal adalah -55 dBm. Nilai pada level ini memperlihatkan bahwa penerimaan sinyal meningkat
menjadi lebih baik. Setelah mendapat nilai level penerimaan sinyal dari kedua antena diatas maka gain antena dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.13.
� � =
�� − �� + � �� � � = − �� — − �� +
�� �
� = �� Dari persamaan diatas didapatlah besar gain dari antena mikrostrip patch
segiempat 4 elemen planar array yaitu sebesar 8 dBi. Nilai ini lebih baik dibandingkan dengan nilai hasil simulasi yaitu sebesar 7,38 dBi, hal ini dapat saja
disebabkan faktor lingkungan, proses pengcetakan atau fabrikasi antena mikrostrip ini. Namun dari nilai ini menunjukan bahwa antena yang dibuat ini
Universitas Sumatera Utara
telah sesuai dengan yang diinginkan.
4.4 Analisa Pencapaian Spesifikasi Antena
Tabel 4.1 menunjukan hasil pencapaian dari antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array.
Tabel 4.1 Pencapaian spesifikasi antena
Parameter pada Antena Nilai
Teori Simulasi
Pengujian
Panjang patch 31,25 mm
26,2 mm 26,2 mm
Lebar patch 37,26 mm
37,5 mm 37,5 mm
Panjang Grounplane 112 mm
112 mm 112 mm
Lebar Grounplane 135 mm
135 mm 135 mm
Panjang saluran pencatu 23,1 mm
23,1 mm 23,1 mm
Lebar saluran pencatu 3 mm
2,7 mm 2,7 mm
Jarak antar elemen 31,25 mm
35 mm 35 mm
VSWR 9
1,12 -
Daya yang diterima saat pengujian -
- -
55 dBm Gain
12 dBi 7,38 dBi
8 dBi
Dari Tabel 4.1 dapat diketahui bahwa antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array yang dibuat pada Tugas Akhir telah mampu memenuhi
pencapaian parameter yang diinginkan. Dari pengujian, didapatlah gain sebesar 8 dBi dan nilai VSWR yang didapat dari simulasi sebesar 1,12. Namun pada awal
sebelum dilakukan proses iterasi nilai VSWR yang didapat secara simulasi sebesar 10 dan nilai VSWR didapat secara teori sebesar 9 pada dasar perbedaan
Universitas Sumatera Utara
nilai tersebut masih dibatas toleransi, karena ketika frekuensi 2,4 Ghz sampai 2,5 Ghz nilai VSWR yang didapat dari proses simulasi tersebut berkisar dari 9,20
sampai 11. Namun diketahui sebelumnya bahwa nilai VSWR paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1VSWR=1 yang berarti tidak ada refleksi ketika saluran
dalam keadaan matching sempurna. Namun kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Pada umumnya nilai VSWR yang dianggap masih baik adalah
saat nilai VSWR ≤ 2. Dilatarbelakangi hal inilah proses iterasi dilakukan pada saat simulasi sehingga didapatlah nilai VSWR ≤ 2 seperti yang terlihat pada Tabel
4.1 diatas. Nilai VSWR yang didapatkan dari simulasi disebabkan perubahan yang terjadi pada besar dimensi patch, besar dimensi saluran pencatu, serta jarak
antar elemen. Karena keterbatas peralatan maka tidak lakukan pengujian VSWR yang didapatkan dari antena mikrostrip yang telah difabrikasi.
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Pada Tugas akhir ini telah dirancang antena mikrostrip patch lingkaran 4 elemen planar array yang digunakan sebagai WLAN. Dari hasil perancangan,
simulasi, dan pengujian diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu : 1.
Antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array yang berkerja pada frekuensi 2,4 Ghz- 2,5 Ghz. Teknik pencatuan yang
digunakan adalah teknik pencatuan proximity couple, teknik ini merupakan bagian dari teknik pencatuan tak langsungelektomagnetic
couple. 2.
Pada saat pengujian gain yang didapat sebesar 8 dBi, nilai ini lebih baik dibandingkan gain yang dihasilkan pada saat simulasi yaitu sebesar 7,38
dBi. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor lingkungan saat pengujian serta pada saat proses fabrikasi antena ini.
3. Nilai VSWR yang didapatkan setelah dilakukan proses iterasi adalah
1,12 namun nilai ini jauh berbeda dengan VSWR pada saat perhitungan secara teori yaitu sebesar 9. Nilai VSWR yang didapatkan saat simulasi
diperoleh ketika dilakukannya proses iterasi pada ukuran dimensi patch, ukuran dimensi saluran pencatu, serta jarak antar elemen.
Universitas Sumatera Utara