Gambar 3.10 Tampilan TXLine 2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711
Dari Gambar 3.13 diperoleh bahawa untuk menghasilkan impedansi
70,711 dengan substrate yang digunakan dalam perancangan dan frekuensi kerja yang diinginkan adalah 2,45 Ghz, maka dibutuhkan panjang dan lebar pencatu
masing-masing sebesar 19,2062 mm dan 1,54124 mm , untuk menyesuaikan dengan ukuran grid yang digunakan pada perangkat lunak ansoft sebagai simulasi
maka panjang dan lebar ini dibulatkan menjadi 19 mm dan 1,5 mm. Dengan cara yang sama, dimensi saluran pencatu untuk impedansi 86,6Ω diperoleh panjang
saluran 18 mm dan lebar 0,9 mm.
3.4.3 Simulasi
Perancangan antena mikrostrip segiempat 4 elemen dengan teknik planar array dilakukan seperti perancangan pada antena mikrostrip patch segiempat
elemen tunggal, ada beberapa proses atau tahapan, yaitu diawali dengan
Universitas Sumatera Utara
perancangan groundplane, substrate1, substrate2, perancangan patch, perancangan saluran pencatufeed line, dan perancangan port saluran pencatu.
Namun dalam perancang antena 4 elemen ini adapun patch yang akan dirancang sebanyak 4 buat patch. Untuk menghasilkan hasil simulasi sesuai dengan yang
diinginkan maka yang perlu diperhatikan letak setiap patch hal ini ada kaitannya dengan jarak antar patch. Selanjutnya adapun banyak saluran pencatufeed line
yang akan dirancang sebanyak 13 buah saluran pencatufeed line terdiri atas 10 buah saluran pencatu 50 ohm, 2 buah saluran pencatu 86,6 ohm, dan 1 buah
saluran pencatu 70 ohm. Setelah semua langkah tersebut dilakukan maka dihasilkan model fisik antena mikrostrip seperti yang terlihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Model antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array
Simulasi dapat dijalankan setelah semua langkah yang dilakukan pada
perancangan patch 4 elemen diikuti tanpa error hal ini dapat dilihat pada simulator ansoft pada bagian validation check, selanjutnya setelah dijalankan
simulasi tersebut maka akan diketahui berapa besar VSWR dihasilkan dari model
Universitas Sumatera Utara
antena 4 elemen ini. Adapun VSWR hasil dari simulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 VSWR hasil simulasi antena mikrostrip patch 4 elemen Dari Gambar 3.12 dapat dilihat bahwa nilai VSWR yang dihasilkan dari
simulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen adalah 1,40 saat frekuensi 2,45 Ghz. Nilai VSWR tersebut lebih besar dibandingkan dengan antena
mikrostrip patch segiempat elemen tunggal, seharusnya nilai VSWR yang dihasilkan dari antena mirkostrip patch segiempat 4 elemen harus lebih kecil
dibandingkan dengan antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal. Oleh karena maka diperlukan proses sehingga nilai VWSR yang seperti dikatakan
diatas terpenuhi. Dalam hal ini yang perlu iterasi adalah jarak antar elemen. Dari hasil simulasi yang telah dijalankan didapatlah bahwa antena
mikrostrip patch segiempat 4 elemen belum memenuhi karakteristik yang diinginkan yaitu VSWR ≤ 2, hal ini mungkin saja dipengaruhi oleh jarak antar
elemen, oleh karena itu yang hal yang perlu diiterasi adalah jarak antar elemen dari antena mikrostrip tersebut, sehingga nantinya didapat VSWR yang sesuai
Universitas Sumatera Utara
dengan yang diinginkan. Tabel 3.5 merupakan hasil dari iterasi jarak antar elemen antena mikrostrip 4 elemen.
Tabel 3.5 Hasil iterasi jarak antar elemen
No Jarak Antar
Elemenmm VSWR
Gain saat F= 2,45 Ghz dBi
2,40 Ghz
2,45 Ghz
2,50 Ghz
1 30
2.02 1.43
1.79 6.89
2 30.5
1.96 1.43
1.89 7.07
3 31
1.96 1.40
1.78 7.14
4 31.5
1.89 1.31
1.58 7.20
5 32
1.74 1.22
1.54 7.27
6 33
1.63 1.20
1.59 7.31
7 34
1.81 1.21
1.49 7.33
8 35
1.64 1.12
1.63 7.38
9 36
1.73 1.22
1.59 7.29
10 37
1.76 1.20
1.51 7.34
Dari Tabel 3.5 diketahui bahwa nilai VSWR yang terkecil pada frekuensi 2,45 Ghz terletak pada posisi saat jarak antar elemen adalah 35 mm. sehingga dari
hasil dari proses iterasi tersebut didapatlah VSWR antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen lebih kecil dibandingkan dengan antena mikrostrip patch
segiempat elemen tunggal. Untuk lebih jelasnya VSWR yang dihasilkan dari proses iterasi dapat dilihat pada Gambar 3.13.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.13 VSWR hasil dari proses iterasi jarak antar elemen Dari gambar 3.13, VSWR yang dihasilkan setelah dilakukannya iterasi
yaitu sebesar 1,12 pada frekuensi 2.45 Ghz, nilai ini menunjukan bahwa antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini telah sesuai dengan yang diinginkan.
Adapun frekuensi dari 2,40 Ghz sampai 2,50 Ghz nilai VSWR yang dihasilkan dari semulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini adalah dibawah dari
2, tepatnya ketika berada pada frekuensi 2,40 Ghz, nilai VSWR adalah 1,64 dan ketika berada pad frekuensi 2,50 Ghz, nilai VSWR adalah 1,63. Sehingga dapat
dikatakan bahwa nilai VSWR yang didapat ketika berada pada fekuensi dari 2,40 Ghz sampai 2,50 Ghz telah optimal.
Adapun besar gain yang didapat dari antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array secara perhitungan dapat dicari menggunakan Persamaan
2.18 namun terlebih dahulu harus dicari pengarahan directivity dari antena ini. Untuk mencari directivity dari antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar
array dapat digunakan persamaan 2.12 sampai 2.13.
Universitas Sumatera Utara
� = √ � �
� = √
, ,
= , Dari nilai � maka didapat dihitung besarnya nilai directivity single slot
dari antena mikrostrip ini. Adapun besar nilai directivity dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.12.
� = � �
� � =
, ,
, = ,
Setelah nilai directivity didapat maka dapat dicari nilai directivity susun dengan menggunakan persamaan 2.14.
� = � = × ,
= , Dari nilai directivity diatas diketahui berapa besar directivity total dengan
menggunakan Persamaan 2.15. �
�
= � × �
= , × = ,
Selanjutnya dengan didapatnya nilai directivity total didapatlah besar gain secara teori. Untuk mencari besar gain dapat dihitung menggunakan Persamaan
2.18. � = � × �
�
= × ,
= .
�
�
= log � =
log , =
�� Adapun gain yang didapat setelah dilakukannya proses iterasi jarak antar
elemen dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.14 Gain hasil dari proses iterasi jarak antar elemen
Dari gambar 3.14 didapatlah gain yang dihasilkan setelah dijalankan simulasi antena mikrostrip 4 elemen ini sebesar 7,38 dBi untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada tabel 3.5, dengan gain sebesar itu maka rancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini dapat dikatakan optimal karena gain
yang dihasilkan tersebut telah sesuai dengan yang diharapakan yaitu diatas 6 dBi. Setelah karakterisasi jarak antar elemen dilakukan maka dapat
dibandingkan parameter antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal dengan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen dengan teknik planar array,
perbandingan ini ditunjukan oleh Tabel 3.6. Untuk lebih jelasnya data perbandingan parameter antena elemen tunggal dan 4 elemen dapat dilihat pada
lampiran A dan lampiran B. Tabel 3.6 Perbandingan parameter antena elemen tunggal dan 4 elemen
Parameter Elemen Tunggal
4 Elemen Planar Array
Rentang Frekuensi Kerja 2,40 – 2,50 GHz
2,40 – 2,50 GHz VSWR yang dihasilkan
1,24 1,12
Gain yang dihasilkandBi 2,62
7,38
Universitas Sumatera Utara
Adapun pola radiasi antena mikrostrip patch segiempat adalah unidirectional,untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada lampiran A dan B. Geometri
dari hasil rancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini setelah diiterasi jarak antar elemennya maka didapatlah seperti yang terlihat pada Gambar
3.15.
a. Tampak atas subtrate1
b. Tampak bawah substrate2
23,1 mm
25,4 mm 19 mm
46,25 mm
21 mm 14 mm
14 mm 5.5 mm
T-juction 70,711 ?
T-juction 86,6 ? Panjang
Lebar
12,5 mm 37,5 mm
35 mm 37,5 mm
12,5 mm 10 mm
26,2 mm
35 mm
26,2 mm
14.6 mm Jarak antar elemen
Jarak antar elemen Panjang
Lebar
Patch Patch
Patch Patch
Universitas Sumatera Utara
C Tampak atas substrate2 Gambar 3.15 Geometri hasil perancangan antena mikrostrip patch segiempat 4
elemen planar array
Lebar 135 mm
112 mm Panjang
Groundplane
Universitas Sumatera Utara
BAB IV PENGUJIAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT 4 ELEMEN
