29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Bab 3 telah dirancang dua jenis antena antena Yagi-Uda dan antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 yang memiliki ketebalan kawat pipa
alumunium 8.6 mm dan 9 mm. Tahap selanjutnya melakukan simulasi agar diperoleh parameter antena yang diinginkan yaitu V
SWR ≤ 2, Gain ≥ 10 dBi dan Bandwidth
≥ 10 MHz. Untuk memperoleh hasil simulasi yang memenuhi capaian yang
diinginkan maka dilakukan proses optimalisasi terhadap hasil rancangan awal. Proses optimalisasi akan mengubah ukuran fraktal dan jarak antar elemen.
4.1 Simulasi Antena Yagi
– Uda
Berdasarkan perancangan antena Yagi-Uda yang telah dilakukan pada BAB 3, maka tahap selanjutnya adalah melakukan simulasi pada simulator
MMANA-GAL Basic v.3.0.0.25. Hasil rancangan yang dibuat dari menu geometry, dapat dilihat di menu view seperti pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Tampilan Menu View Antena Yagi-Uda
Universitas Sumatera Utara
30
Setelah dilakukan simulasi menggunakan simulator MMANA-GAL maka didapat gain sebesar 10.47 dB dan VSWR sebesar 1.86. Hasil simulasi pada menu
calculate ditampilkan pada Gambar 4.2. Hasil Simulasi antena Yagi-Uda dengan diameter kawat pipa aluminium 8.6 mm dan 9 mm terdapat pada Lampiran A.
Selain itu juga didapat pola radiasi dalam bentuk 2D dan 3D yang akan ditampilkan pada Gambar 4.3 dan 4.4.
Gambar 4.2 Hasil Simulasi pada Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR
Gambar 4.3 Polaradiasi dalam Bentuk 2D
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 4.4 Polaradiasi dalam Bentuk 3D
4.2 Simulasi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2
Pada Tugas Akhir ini simulasi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski frekuensi 433 MHz dibuat dengan teknik fraktal Iterasi-2 dengan diameter
ketebalan kawat pipa alumunium antena sebesar 8.6 mm dan 9 mm. Proses simulasi antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 dimulai dengan
menentukan parameter antena berdasarkan teori tentang antena fraktal. Kemudian setelah mendapatkan parameter antena lalu dimodelkan dengan simulator
MMANA GAL Basic v.3.0.0.25.
4.2.1 Penentuan Parameter Antena
Antena Yagi-Uda dirancang menggunakan teknik Cohen-Minkowski dengan dimensi fraktal Iterasi-2. Seperti halnya menentukan parameter antena
Yagi-Uda yang biasa, penentuan dimensi dalam satuan panjang gelombang dari parameter antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 juga harus diubah ke
dalam bentuk meter. Dari penentuan parameter antena Yagi-Uda untuk frekuensi 433 MHz didapat panjang gelombang λ bernilai 0.69284 meter, reflektor
bernilai 0.34 meter, driven bernilai 0.32 meter dan direktor bernilai 0.30 meter.
Universitas Sumatera Utara
32
Setelah didapat nilai dari elemen antena, tahap selanjutnya adalah membagi dua jumlah total panjang masing-masing elemen yang di dapat untuk
ruas kanan dan kiri kemudian cari dimensi fraktal Iterasi-2 untuk masing-masing ruas dengan menggunakan Persamaan 3.5 seperti Gambar 3.7, sehingga:
1. Reflektor
Reflektor merupakan elemen antena Yagi-Uda yang terpanjang yang berfungsi meneruskan sinyal yang terlewat dari elemen driven. Pada Tugas
Akhir ini panjang reflektor untuk antena Yagi-Uda dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2 frekuensi 433 MHz adalah:
Reflektor total meter =
. = . meter
Setelah reflektor dibagi dua, kemudian cari dimensi fraktal Iterasi-2 untuk masing-masing ruas:
� = ℎ
�
= . = .
Panjang masing-masing bagian pada ruas kiri atau ruas kanan, yaitu: L1-L25 = dari panjang ruas bagian reflektor
Ruas kanan L1-L25 = 0.472 = 0.0188 meter Untuk ruas bagian kiri nilainya sama dengan ruas bagian kanan.
2. Driven
Driven adalah bagian dari elemen antena Yagi-Uda yang berfungsi sebagai catuan daya yang terhubung langsung ke saluran transmisi. Pada Tugas Akhir
ini panjang driven untuk antena Yagi-Uda dengan teknik fraktal Cohen- Minkowski Iterasi-2 frekuensi 433 MHz adalah:
� �� total meter =
. = . meter
Universitas Sumatera Utara
33
Setelah driven dibagi dua, kemudian cari dimensi fraktal Iterasi-2 untuk masing-masing ruas:
� = ℎ
�
= . = .
Panjang masing-masing bagian pada ruas kiri atau ruas kanan, yaitu: L1
– L25 = dari panjang ruas bagian driven Ruas kanan L1-L25 = 0.444= 0.0177 meter
Untuk ruas bagian kiri nilainya sama dengan ruas bagian kanan.
3. Direktor
Direktor adalah bagian dari elemen antena Yagi-Uda yang berfungsi mengarahkan sinyal ke titik yang dituju. Pada Tugas Akhir ini panjang
direktor untuk antena Yagi-Uda dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2 frekuensi 433 MHz adalah:
Direktor total meter =
. = . meter
Setelah direktor dibagi dua, kemudian cari dimensi fraktal Iterasi-2 untuk masing-masing ruas:
� = ℎ
�
= . = .
Panjang masing-masing bagian pada ruas kiri atau ruas kanan, yaitu: L1
– L25 = dari panjang ruas bagian direktor Ruas kanan L1-L25 = 0.416 = 0.0166 meter
Untuk ruas bagian kiri nilainya sama dengan ruas bagian kanan.
Nilai hasil perhitungan ini diperlihatkan pada Tabel 4.1 dan dijadikan sebagai input simulasi pada simulator MMANA-GAL Basic v.3.3.0.25.
Universitas Sumatera Utara
34
Tabel 4.1 Dimensi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2
Elemen posisi
posisi m panjang elemen
λ panjang
elemen m Panjang Fraktal
λ L1
– L25 m Reflektor
0.245 0.17
0.4886 0.34
0.0188 Driven
0.4614 0.32
0.0177 Direktor 1
0.13 0.09
0.43 0.3
0.0166 Direktor 2
0.303 0.21
0.43 0.3
0.0166 Direktor 3
0.303 0.325
0.43 0.3
0.0166 Direktor 4
0.303 0.445
0.43 0.3
0.0166
4.2.2 Pemodelan pada Simulator
Penginputan data pada Tabel 4.1 ke simulator MMANA-GAL Basic v.3.0.0.25 diperlihatkan pada Gambar 4.5 dan hasil simulasi antena Yagi-Uda
dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2 jumlah elemen 6 diperlihatkan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.5 Tampilan Menu Geometry Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski
Iterasi-2
Universitas Sumatera Utara
35
Gambar 4.6 Tampilan Menu View Simulasi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski
Iterasi-2
Hasil simulasi dengan input Tabel 4.1 menghasilkan nilai gain 3.97 dBi dan VSWR 13.2. Hasil simulasi yang diperoleh masih jauh dari spesifikasi yang
diharapkan sehingga diperlukan optimalisasi ukuran fraktal dan jarak antar elemen antena Yagi-Uda dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2.
4.2.3 Optimalisasi Ukuran Fraktal Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2
Berikut ini adalah salah satu contoh perhitungan elemen antena Yagi-Uda Cohen-Minkowsi Iterasi-2 yang menggunakan persamaan L=h. Hal pertama yang
harus dilakukan adalah mencari panjang total elemen antena Yagi-Uda seperti yang diperlihatkan pada persamaan berikut ini:
� � = .
� = . ∗ .
= . meter
≈ . meter
Setelah di dapat nilai reflektor, tahap selanjutnya adalah bagi dua jumlah total panjang reflektor yang di dapat untuk di ruas kanan dan kiri, sehingga:
Universitas Sumatera Utara
36
R tor tota
t r
=
.
=
0.17 meter
Setelah reflektor dibagi dua, kemudian cari dimensi fraktal untuk masing- masing ruas dimana setiap satu ruas dibagi
panjang ruas yang telah dibagi dua sebelumnya seperti yang diperlihatkan pada persamaan berikut ini:
Ruas kanan L1 = dari panjang ruas bagian reflektor Ruas kanan L1 = 0.17 = 0.0068 meter
Lakukan hal yang sama untuk elemen driven dan direktor. Jika hasil simulasi belum optimal maka lakukan terus optimalisasi ukuran fraktal sehingga
didapat hasil yang diinginkan. Tabel 4.2 menunjukan hasil optimalisasi ukuran fraktal.
Tabel 4.2 Optimalisasi Ukuran Fraktal Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2
Elemen Ukuran Panjang Fraktal m
Hasil L1
L2 - L25 VSWR
Gain Reflektor
0.026 0.006
198 2.36
Driven 0.016
0.006 Direktor
0.006 0.006
Reflektor 0.05
0.005 86.7
2.56 Driven
0.04 0.005
Direktor 0.03
0.005 Reflektor
0.074 0.004
41.4 3.08
Driven 0.064
0.004 Direktor
0.054 0.004
Reflektor 0.098
0.003 20.3
4.17 Driven
0.088 0.003
Direktor 0.078
0.003 Reflektor
0.122 0.002
8.79 6.95
Driven 0.112
0.002 Direktor
0.102 0.002
Universitas Sumatera Utara
37
Berdasarkan Tabel 4.2 maka dipilih ukuran panjang fraktal sebesar 0.002 meter karena memiliki nilai VSWR dan gain yang lebih baik dibandingkan
dengan ukuran panjang fraktal yang lainnya. Karena nilai VSWR masih jauh dari harapan, maka perlu dilakukan optimization. Tabel 4.3 menunujukkan hasil
optimisasi untuk panjang fraktal 0.002.
Tabel 4.3 Hasil Optimisasi Ukuran Fraktal Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2
Elemen Ukuran Panjang Fraktal m
Hasil L1
L2 - L11 L12
L13 L14
L15-L24 L25
VSWR Gain Reflektor 0.122
0.002 0.01
0.002 0.01
0.002 0.017
2.32 10.72
Driven 0.112
0.002 0.01
0.002 0.01
0.002 0.017
Direktor 0.102
0.002 0.01
0.002 0.01
0.002 0.017
4.2.4 Optimalisasi Jarak Antar Elemen Antena Yagi-Uda Cohen- Minkowski Iterasi-2
Optimasi pada ukuran fraktal telah dilakukan, selanjutnya pada bagian ini perlu dilakukan optimalisasi jarak antar elemen fraktal dari antena Yagi-Uda
Cohen-Minkowski Iterasi-2. Pengaturan jarak antar elemen antena sangat berpengaruh pada VSWR, bandwidth, dan gain antena. Jika jarak antar elemen
antena terlalu dekat atau terlalu jauh bisa menghasilkan gain buruk, bandwidth buruk atau VSWR yang buruk, bahkan ketiganya bisa saja tidak bagus. Maka
perlu diatur jarak tiap elemen antenna agar diperoleh hasil simulasi yang optimal sesuai dengan nilai parameter karakteristik yang diinginkan.
Setelah dilakukan optimalisasi pada jarak antar elemen antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 didapat hasil yang paling optimal. Hasil tersebut
dapat dilihat pada Lampiran B, Lampiran C dan Lampiran D dimana nilai gain yang didapat berada pada rentang 10
– 11 dBi , bandwidth diatas 10 MHz dan VSWR yang pada rentang 1.5
– 1.99 untuk antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 dengan masing-masing ketebalan kawat pipa alumunium sebesar 8.6 mm
dan 9 mm.
Universitas Sumatera Utara
38
4.3 Analisis Panjang Fisik Linier Antena
Kategori