2.4 Antena Mikrostrip Patch Rectangular
Bentuk dari patch antena mikrostrip sangat beragam. Patch ini dapat berbentuk persegi, persegi panjang, dipole, lingkaran, segitiga, elips dan lain
sebagainya. Akan tetapi patch yang berbentuk segiempat dan lingkaran merupakan bentuk patch yang paling populer karena kemudahan dalam analisis,
proses fabrikasi yang sederhana dan karakteristik radiasi yang atraktif . Patch rectangular antena merupakan konfigurasi yang paling banyak
digunakan karena bentuknya memungkinkan dibaca secara analisa teoritik.
Antena rectangular patch juga sering dimodelkan seperti saluran transmisi mikrostrip dengan panjang L, lebar W, dan ketebalan subtrat h. Bagian –
bagian dari antena mikrostrip patch rectangular dapat dijelaskan sebagai berikut.
2.4.1 Dimensi Antena
Dimensi antena meliputi panjang L dan lebar W patch pada suatu antena mikrostrip. Untuk mencari dimensi antena microstrip W dan L, harus
diketahui terlebih dahulu parameter bahan yang digunakan yaitu tebal dielektrik h, konstanta dielektrik εr, tebal konduktor t dan rugi – rugi bahan. Panjang
antena microstrip harus disesuaikan, karena apabila terlalu pendek maka bandwidth akan sempit sedangkan apabila terlalu panjang bandwidth akan
menjadi lebih lebar tetapi efisiensi radiasi akan menjadi kecil. Dengan mengatur lebar dari antena microstrip W impedansi input juga akan berubah. Pendekatan
yang digunakan untuk mencari panjang dan lebar antena microstrip dapat menggunakan Persamaan 2-5 [3][4]:
W = 2
1 2
+
r o
f c
ε m
2-5
Universitas Sumatera Utara
Dimana : W
= lebar patch ε
r
= permitifitas relative konstanta dielektrik c
= kecepatan cahaya di ruang bebas 3x10
8
f
o
= frekuensi kerja antena Sedangkan untuk menentukan panjang patch L diperlukan parameter
∆L yang merupakan pertambahan panjang dari L akibat adanya fringing effect.
Pertambahan panjang dari L ∆L tersebut dapat dihitungan menggunakan
Persamaan 2-6 [3][4]:
h L
∆
= 0.412
+
−
+
+ 813
. 258
. 264
. 3
.
h W
h W
e e
ε ε
2-6
dan permitivitas efektif ε
e
untuk Wh 1 [3][4]:
ε
e = 2
1
12 1
2 1
2 1
−
+
− +
+ W
h
r r
ε ε
2-7 dan untuk Wh 1 [3][4]:
ε
e
=
−
+
+ −
+ +
− 2
2 1
1 04
. 12
1 2
1 2
1 h
W W
h
r r
ε ε
2-8
Dimana ε
r
dan ε
e
masing – masing adalah permitivitas relatif dan
permitivitas efektif dari substrat dan h adalah ketebalan substrat.
Dengan panjang patch L dapat dihitung menggunakan Persamaan 2-9 [3][4]. 2-9
Dimana merupakan panjang patch efektif yang dapat hitung
menggunakan Persamaan 2-10 [3][4].
Universitas Sumatera Utara
Dimana : W
= lebar patch L
= panjang patch = panjang patch efektif
h = ketebalan substrat
ε
r
= permitivitas relatif ε
e
= permitivitas efektif Setelah mengetahui ukuran dimensi patch antena mikrostrip secara
keseluruhan maka dari ukuran tersebut dapat diperoleh juga impedansi antena mikrostrip secara keseluruhan. Untuk mencari nilai impedansi beban dapat
dihitungan menggunakan Persamaan 2-11 [5].
Dimana : Z
L
= Z
in
= Impedansi beban Ω
Y
in
= Admintansi beban 1 Ω
Admintansi beban didapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2-12 [5].
Selanjutnya untuk mencari besarnya nilai admintansi lebar patch dapat dicari
dengan menggunakan Persamaan 2-13 sampai Persamaan 2-16 [5].
Universitas Sumatera Utara
Dimana:
2.4.2 Dimensi Groundplane
Groundplane pada desain antena mikrostrip patch rectangular ini berpengaruh pada tinggi rendahnya gain yang dihasilkan. Secara ideal,
groundplane yang digunakan memiliki luas dan tebal yang tak terhingga atau biasa disebut dengan infinite groundplane namun kondisi ini tidak mungkin
terealisasi tetapi hanya bisa disiasati. Pendekatan dimensi minimum groundplane adalah melalui persamaan
berikut [6] : Ag = 6t + a
2-17 Dimana :
Ag = nilai dimensi minimum groundplane
t = ketebalan tembaga
a = lebar patch
2.4.3 Dimensi F eeder
Feeder berfungsi sebagai saluran mikrostrip yang menghubungkan catuan berupa konektor SMA 50
Ω dengan antena mikrostrip itu sendiri. Ukuran panjang,
Universitas Sumatera Utara
lebar ataupun tinggi feeder disesuaikan dalam simulasi, dengan cara mengubah ukuran secara variatif sampai mendapatkan hasil yang sesuai dengan spesifikasi
antena yang diinginkan.
2.5 Metode Pencatuan Electromagnetically Coupled EMC
Kategori