Perancangan Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga Dual- Band ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz) Dengan Stub Pada Saluran Pencatu

(1)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dwi Cahyo, Rahmat. 2012. Perancangan dan Analisis Antena Mikrostrip Array dengan Frekuensi 850 MHz untuk Aplikasi Praktikum Antena. Semarang: Universitas Diponegoro.

[2] Sihombing, Nevia.2014. Studi Perancangan Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga Dual Band. Medan:Universitas Sumatera Utara.

[3] Surjati, Indra. 2010. Antena Mikrostrip : Konsep dan Aplikasinya. Jakarta : Universitas Trisakti. Hal 15-27

[4] Alaydrus, Mudrik. 2011. Antena: Prinsip dan Aplikasi, Jakarta: Graha Ilmu. Hal 17

[5] Syamsuddin, Muhammad. 2010. Cara Cepat Belajar Infrastruktur Wireless, Yogyakarta: Gava Media. Hal 21-22

[6] Mahendra, Adi. 2008. Modul Antena

http://pnj.ac.id/upload/artikel/files/elektro/02_Adhi%20Mahendra_Peranca ngan_JEE%20Layout_New.pdf/6/8/14

[7] Wordpress. Modul Dual Band

http://ofajar88.wordpress.com/2009/02/07/dual-band/6/8/14. Diakses pada tanggal 07 Juli 2014.

[8] Setiawan, Denny. 2014. Alokasi Frekuensi Kebijakan dan Perencanaan Spektrum di Indonesia. Jakarta : Departemen Komunikasi dan

Informatika. Hal 11-16

[9] Zalwits, Fahmi. 14 September 2010. Modul Dual Tone,

http://fahmizaleeits.wordpress.com/2010/09/14/dtmf-dual-tone-multiple-frequency/(dtmf)29/7/14. Diakses pada tanggal 07 Juli 2014.

(2)

[10] Huang, Yi and Boyle. 2008. Antennas From Theory To Practice.

[11] AWR Microwave Office 2004. http://appwave.com. Diakses pada tanggal 23 Mei 2014.

(3)

BAB III

PERANCANGAN ANTENA

3.1 Umum

Kebutuhan akan antena saat ini semakin berkembang sehingga menyebabkan teknologi perancangan antena juga harus semakin meningkat. Antena yang dibutuhkan juga semakin lama semakin kompak dan harus memiliki performa yang tinggi. Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang dapat memenuhi kebutuhan ini. Pada Tugas Akhir ini, akan dirancang antena mikrostrip untuk mendapatkan karakteristik antena yang ditentukan. Jenis antena yang dirancang adalah antena mikrostrip array patch segitiga dual-band yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz dan 3,3 GHz dengan penggunaan stub, yang digunakan pada aplikasi WLAN dan WiMAX. Yang dilakukan pada tahap ini adalah penentuan frekuensi resonansi yang diinginkan, penentuan spesifikasi substrat yang akan digunakan, penentuan dimensi patch antena, penentuan dimensi saluran pencatunya, penentuan posisi stub (jarak stub ke impedansi beban), dan panjang stub.

3.2 Diagram Alir Perancangan Antena

Diagram alir perancangan antena mikrostrip dual band dengan penambahan stub dapat dilihat pada Gambar 3.1.

(4)

Masukkan data perancangan elemen tunggal untuk tiap band

Menghitung jarak antar elemen Merancang T-Junction Simulasi dengan AWR

Nilai VSWR <2 pada frek. Kerja ?

Rancangan antena dual-band

Iterasi Panjang Stub

Ya Tidak Menghitung panjang Stub Mulai Selesai

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antena mikrostrip dual-band

3.3 Perangkat yang Digunakan

Perancangan antena ini menggunakan perangkat lunak untuk melakukan simulasi untuk mengetahui karakteristik atau kinerja antena yang dirancang. Perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan antena antara lain :

(5)

2. Microsoft Word 2010 3. Microsoft Visio 2003 4. Microsoft Excel 2010 5. TXLine 2003

3.4 Perancangan Ukuran Patch

Pada perancangan antena mikrostrip array patch segitiga ini dilakukan terlebih dahulu dengan merancang elemen antena tunggal. Tahapan pertama dalam perancangan ini adalah menentukan frekuensi kerja dan spesifikasi yang telah ditentukan. Pada Tugas Akhir ini, antena yang dirancang adalah antena mikrostrip patch segitiga untuk band frekuensi 2,4 GHz dan 3,3 GHz. Sebelum simulasi dilakukan, terlebih dahulu menentukan parameter antena, yaitu dimensi

patch antena, lebar saluran pencatu, dan panjang stub. Kemudian hasil perancangan tersebut disimulasikan sehingga diperoleh beberapa karakteristik antena yang diinginkan, selanjutnya menentukan jenis substrat yang digunakan. Dalam pemilihan jenis substrat, harus memertimbangkan kesesuaian antara karakteristik substrat dengan spesifikasi antena yang dirancang, supaya mendapatkan hasil yang optimal.

Pada perancangan elemen tunggal ini, dilakukan modifikasi beberapa parameter antena yang telah ditentukan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, diantaranya adalah dengan mengatur lebar patch, yang dapat mengatur frekuensi resonansi, dan pengaturan panjang pencatu dan stub untuk mendapatkan VSWR yang diinginkan. Setelah perancangan dan simulasi elemen tunggal dilakukan, selanjutnya dilakukan perancangan antena mikrostrip dengan melakukan penggabungan dua elemen. Untuk perancangan awal dimensi antena digunakan

(6)

perhitungan antena mikrostrip patch segitiga, dengan menggunakan persamaan (2.10). Untuk frekuensi 2,4 GHz (2.400-2.483 MHz) dengan frekuensi tengah 2,44 GHz, panjang patch adalah :

α = _√ α = _√ α = 33 mm

Untuk frekuensi 3,3 GHz (3.300-3.400 MHz) dengan frekuensi tengah 3,35 GHz, panjang patch adalah :

ɑ = √ ɑ =

√ ɑ = 24 mm

Dari hasil perhitungan diatas, diperoleh ukuran sisi patch segitiga untuk

band 2,44 GHz sebesar 33 mm, dan untuk band 3,35 GHz ukuran sisi patch

segitiga diperoleh sebesar 24 mm.

3.5 Jenis Substrat yang Digunakan

Pemilihan substrat untuk antena mikrostrip patch segitiga yaitu memilih bahan dielektrik yang cocok dengan menyesuaikan tingkat ketebalan (h) dan rugi-rugi garis singgung. Semakin tebal substrat disamping secara fisik terlihat kokoh dan lebih kuat, akan meningkatkan daya radiasi, mengurangi rugi-rugi konduktor, dan memperbaiki impedansi bandwidth. Konstanta substrate dielektrik memiliki fungsi yang sama seperti ketebalan substrat. Nilai yang rendah akan meningkatkan daerah pinggir dari keliling patch, sehingga akan

(7)

meradiasikan daya. Meningkatnya ketebalan substrat akan memiliki dampak yang sama ketika menurunnya nilai dari karakteristik antena. Adapun spesifikasi substrat yang digunakan dalam perancangan ini dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Spesifikasi substrat yang digunakan

Jenis Substrat FR4 epoxy

Konstanta Dielektrik Relatif 4,4

Dielectric Loss Tangent (tan δ) 0,02 Ketebalan Substrat (h) 1,6 mm

3.6 Perancangan Lebar Saluran Pencatu

Saluran pencatu yang digunakan pada perancangan antena mikrostrip

array patch segitiga metode single stub ini mempunyai nilai impedansi masukan sebesar 50 Ω karena konektor yang digunakan pada perancangan ini mempunyai impedansi masukan 50 Ω. Pada perancangan antena mikrostrip ini dilakukan pengaturan lebar saluran pencatu dengan menggunakan bantuan software TXLine 2003. Tampilan TXLine untuk menentukan lebar saluran pencatu dapat dilihat pada Gambar 3.2.

(8)

Melalui program TXLine 2003 ini, diperoleh bahwa untuk menghasilkan impedansi sebesar 50 Ω dibutuhkan lebar saluran pencatu sebesar 3 mm. Untuk mendapatkan nilai impedansi tersebut dilakukan pengaturan lebar saluran pencatu untuk , r=4,4 dan h=1,6 mm, maka dengan menggunakan Persamaan (2.14) dan (2.15) diperoleh :

B =

√

{

[

]}

W=3,0603 mm = 3 mm

3.7 Jarak Antar Patch

Jarak antar elemen antena yang dirancang adalah sekitar seperempat panjang gelombang (d=1/4λ). Jarak antar elemen ini dapat diatur untuk memperoleh nilai yang optimal. Adapun jarak antar elemen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

d =

Dari persamaan diatas diperoleh jarak antar elemen adalah 31 mm. Setelah jarak antar elemen diketahui, hal ini akan memudahkan untuk meletakkan posisi tiap elemen yang akan dirancang.

(9)

3.8 Perancangan T-Junction

Pada Tugas Akhir ini, T-Junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,7 Ω, karena penggunaannya dapat mendukung untuk meminimalisir ukuran antena. Impedansi 70,7 Ω, berfungsi sebagai transformator λ/4. Untuk mendapatkan panjang dan lebar saluran pencatu digunakan program TXLine 2003.

Tampilan TXLine 2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Tampilan 2003 untuk mencari dimensi T-Junction.

3.9 Perancangan Stub

Rangkaian matching dapat dibuat dengan menyisipkan sebuah saluran transmisi yang lain (stub) seperti ditujukkan pada Gambar 2.9. Saluran transmisi

stub adalah saluran transmisi dengan panjang tertentu yang ujungnya dihubung singkat (short) atau dibuka dan dipasang secara paralel (shunt) dengan saluran utama. Prinsipnya hanya mencari panjang letak stub terhadap beban (d1) dengan panjang stub(d2) bila stub dihubung singkat. Untuk pembahasan langkah-langkah perencanaan, perlu diketahui terlebih dahulu prinsip perencanaan penyesuaian

(10)

3.9.1 Perancangan stub untuk frekuensi 2,4 GHz.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada perancangan letak panjang

stub terhadap beban (d1)dan panjang stub (d2) adalah sebagai berikut :

1. Bila beban dinyatakan dengan impedansi ZL, maka perlu dinormalisasi terhadap Z0, kemudian di plot pada smithchart. Untuk mendapatkan Y1 diputar kearah beban dengan VSWR yang sama sejauh ¼ . Tetapi bila diketahui Y1 bisa langsung di plot. Impedansi ternormalisasi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.19.

ZL =

2. Untuk mendapatkan panjang d1, kemudian memutar Y1 searah jarum jam ke arah beban sejauh . Sehingga nila impedansi transformasinya diperoleh sebesar 1+j 0,8.

3. Panjang perputaran antara Y1 sapai Y1 tersebut merupakan d1. Dengan demikian Lstub yang diperoleh adalah :

= 18 mm

Dimana : β =

4. Sedangkan letak panjang stub ( ) terhadap beban adalah :

= 0,0639 = 14 mm

(11)

3.9.2 Perancangan stub untuk frekuensi 3,3 GHz

Sama halnya dengan perancangan stub pada frekuensi 2,4 GHz, pada perancangan panjang letak stub terhadap beban (d1) dengan panjang stub (d2) untuk frekuensi 3,3 GHz dilakukan langkah-langkah yang sama.

1. Bila beban dinyatakan dengan impedansi ZL, maka perlu dinormalisasi terhadap Z0, kemudian di plot pada smithchart. Untuk mendapatkan Y1 diputar kearah beban dengan VSWR yang sama sejauh ¼ . Impedansi ternormalisasi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.19.

ZL =

ZL = ZL

2. Untuk mendapatkan panjang d1, kemudian memutar Y1 searah jarum jam ke arah beban sejauh . Sehingga nila impedansi transformasinya diperoleh sebesar 1+j 1.

3. Panjang perputaran antara Y1 sapai Y2 tersebut merupakan d1. Dengan demikian Lstub yang diperoleh adalah :

= 11 mm

Dimana : β =

4. Sedangkan jarak stub ( ) terhadap beban adalah :

(12)

3.10 Hasil Perancangan Antena

Setelah dilakukan perhitungan dimensi antena mikrostrip sesuai persamaan dasar teori, dilakukan perancangan pada simulator yang akan digunakan untuk memperoleh hasil simulasi. Berdasarkan teori dan persamaan yang digunakan, diperoleh ukuran dimensi antena seperti pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Ukuran patch, lebar pencatu, dan panjang stub antena mikrostrip

(13)

BAB IV

ANALISIS HASIL SIMULASI

4.1 Umum

Pada Tugas Akhir ini, akan dirancang antena mikrsotrip array patch

segitiga dengan penggunaaan stub untuk aplikasi WLAN dan WiMAX. Proses perancangan ini menggunakan simulator AWR Microwave Office 2004. Adapun parameter yang akan dibahas adalah bandwidth, VSWR, gain, dan polaradiasi.

4.2 Hasil Simulasi Antena Tunggal 2,4 GHz

Berdasarkan perancangan antena mikrostrip patch segitiga tunggal untuk frekuensi 2,4 GHz dengan penambahan stub pada bab sebelumnya, dilakukan simulasi dengan menggunakan program AWR Microwave 2004, berikut hasil simulasi VSWR antena mikrostrip array patch segitiga sebelum penambahan stub, dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Nilai VSWR perancangan awal elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz sebelum penambahan stub.

(14)

Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka dilakukan dengan menambahkan stub pada saluran pencatunya. Seperti terlihat pada Gambar 4.2.

(a) (b)

Gambar 4.2 Elemen tunggal WLAN (a) sebelum penambahan stub (b) Setelah penambahan stub

Hasil simulasi yang diperoleh tidak memenuhi nilai VSWR yang diinginkan, maka dilakukan iterasi dengan mengubah ukuran panjang stub.

Hasil iterasi panjang stub dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Data Hasil Iterasi Mengubah Panjang Stub Frekuensi 2,4 GHz

Panjang Stub (mm) VSWR

15 27

16 55,3

17 113,2

18 63,45

19 21,85

20 9,75

21 5,43

22 3,18

23 2,29

24 1,79

25 1,37

26 1,52

(15)

Dari hasil iterasi diperoleh nilai VSWR yang optimal adalah 1,37 dengan ukuran panjang stub 25 mm. VSWR dari antena mikrostrip elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Nilai Bandwidth elemen tunggal frekuensi 2,4 GHz setelah penambahan stub

Adapun hasil gain elemen tunggal 2,4 GHz adalah 5,977 dB dapat dilhat pada Gambar 4.4.

(16)

4.3 Hasil Simulasi Antena Tunggal 3,3 GHz

Selanjutnya dilakukan simulasi untuk elemen tunggal 3,3 GHz. Hasil simulasi VSWR antena mikrostrip array patch segitiga dengan penambahan

stub untuk frekuensi 3,3 GHz, dengan panjang patch sebesar 28 mm (sesuai perhitungan) dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Nilai VSWR rancangan awal elemen tunggal untuk frekuensi 3,35 GHz sebelum penambahan stub.

Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka dilakukan dengan menambahkan stub pada saluran pencatunya. Seperti terlihat pada Gambar 4.6.

(a) (b)

Gambar 4.6 Elemen tunggal WiMAX (a) sebelum penambahan stub (b) setelah penambahan stub

(17)

Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka dilakukan dengan menambahkan stub pada saluran pencatunya. Karena nilai VSWR yang diperoleh kurang optimal, maka dilakukan iterasi panjang stub seperti pada elemen tunggal WLAN diatas, yaitu dengan menambah ukuran panjang stub

dimulai dari 8 mm sampai 20 mm, dan seterusnya dengan menambah panjang

stub. Hasil iterasi dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data Hasil Iterasi Mengubah Panjang Stub Frekuensi 3,3 GHz

Dari hasil iterasi nilai VSWR yang optimal adalah 1,32 dengan ukuran panjang stub 17 mm. Oleh karena itu, panjang stub inilah yang digunakan pada perancangan antena mikrostrip patch segitiga dual-band. Nilai VSWR untuk frekuensi 3,3 GHz dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Panjang Stub (mm) VSWR

8 9,38

9 9,46

10 13,08

11 43,18

12 55,98

13 17,71

14 5,85

15 2,73

16 1,62

17 1,32

18 1,45

19 1,47

(18)

Gambar 4.7 Nilai VSWR optimal untuk WiMAX setelah penambahan stub

Adapun hasil gain yang diperoleh pada rancangan ini adalah 6,29 dB terlihat pada Gambar 4.8.

(19)

4.4 Hasil Simulasi Dual Band

Berdasarkan perancangan yang dilakukan pada masing-masing elemen tunggal maka diperoleh model antena array patch segitiga dual-band dengan penambahan stub, seperti terlihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Model antena array patch segitiga dual band dengan penambahan stub.

Adapun nilai VSWR yang diperoleh setelah disimulasikan adalah 2,37 untuk frekuensi 2,4 GHz dan VSWR untuk frekuensi 3,3 GHz bernilai 1,64. Nilai VSWR dari hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar 4.10.

(20)

Hasil VSWR yang diperoleh seperti Gambar 4.8 belum sesuai dengan yang diinginkan, oleh karena itu dilakukan iterasi dengan mengubah panjang

stub. Adapun hasil iterasi perubahan panjang pada kedua stub dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Iterasi Perubahan Panjang Stub Pada Setiap Pencatu

PANJANG STUB (mm) VSWR WLAN WiMAX Frekuensi

2,45 GHz

Frekuensi 3,35 GHz

24 17 2,53 1,8

24 18 2,22 1,95

24 19 2,06 2,07

25 17 2,37 1,64

25 18 2,09 1,77

25 19 1,9 1,87

26 17 2,27 1,51

26 18 2,03 1,64

26 19 1,86 1,71

27 17 2,23 1,40

27 18 2,01 1,49

27 19 1,43 1,48

28 17 2,22 1,31

28 18 2,02 1,38

28 19 1,9 1,45

Dari iterasi diperoleh bahwa nilai VSWR yang optimal adalah ketika

(21)

adalah 1,43 dan panjang stub 19 mm untuk frekuensi 3,3 GHz dengan VSWR sebesar 1,48 untuk frekuensi 3,3 GHz. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Nilai VSWR optimal untuk dual-band

4.5 Analisis Hasil Simulasi

Adapun hasil simulasi yang dibahas adalah VSWR, bandwidth,

polaradiasi, dan gain.

4.5.1 VSWR

Nilai VSWR yang diperoleh pada perancangan awal antena array patch

segitiga dual-band dengan penambahan stub tidak memenuhi syarat yaitu VSWR ≤ 2 sehingga saluran transmisi tidak dalam kondisi matching. Oleh karena itu dilakukan iterasi dengan mengubah panjang masing-masing stub.

Dari hasil iterasi diperoleh nilai VSWR ≤ 2, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa dalam merancang antena mikrostrip array patch segitiga

dual band, panjang stub berpengaruh kepada nilai VSWR. Untuk mencari nilai VSWR dari antena mikrostrip array patch segitiga dual band terlebih dahulu ditentukan nilai Zin, dari smitchart seperti terlihat pada Gambar 4.12, dan

(22)

menggunakan Persamaan 2.1 sampai Persamaan 2.3. Adapun nilai VSWR yang diperoleh sebagai berikut :

Gambar 4.12 Nilai pada Smitchcart

Dari gambar diatas, diperoleh nilai sebesar 69,05 + 9,7j pada frekuensi 2,4 GHz. Sehingga nilai VSWR yang diperoleh secara perhitungan sebagai berikut :

Г =

Г = Г =

(23)

Г = 0,16+0,06 j

Г = √ VSWR =

Dari smitchart diperoleh nilai pada frekuensi 3,3 GHz, sehingga nilai VSWR diperoleh secara perhitungan sebagai berikut :

Г =

Г = Г =

Г = 0,026+0,19j

Г = √ VSWR =

4.5.2 Bandwidth

Adapun nilai bandwidth yang diperoleh dari hasil simulasi adalah sebesar 135 MHz untuk frekuensi 2,4 GHz dan 81 MHz untuk frekuensi 3,3 GHz seperti terlihat pada Gambar 4.13.

(24)

Gambar 4.13 Nilai VSWR dual band

Nilai Bandwidth untuk frekuensi 2,4 GHz diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2.3.

Bandwidth = MHz =

Untuk frekuensi 3,3 GHz, nilai bandwidth diperoleh sebesar

Bandwidth = MHz = 81 MHz

4.5.3 Gain dan Pola Radiasi

Setelah dilakukan simulasi pada antena mikrostrip array patch segitiga

dual band diperoleh bahwa pola radiasinya adalah unidirectional. Seperti terlihat pada Gambar 4.14 dan Gambar 4.15.

(25)

Gambar 4.14 Pola Radiasi dan gain WLAN

(26)

Untuk mencari gain dari antena mikrostrip array patch segitiga dapat digunakan Persamaan (2.4) sampai dengan Persamaan (2.7). Adapun hasil perhitungan gain pada frekuensi 2,4 GHz sebagai berikut :

= 122,49 mm = 122 mm

+ [_√]

= [

√ ]

= √ =

√ mm

G =

(471,5) = 1,10 dB

Hasil perhitungan manual untuk frekuensi 3,3 GHz adalah sebagai berikut :

= 89,5 mm

+ [_√]

= [

√ ]

= √ =

√ mm

G =

(27)

4.6 Analisis Capaian Antena Mikrostrip

Dari hasil analisa simulasi pada perangkat lunak AWR Microwave 2004, untuk antena dengan frekuensi 2,4 GHz yang dirancang secara tunggal diperoleh nilai VSWR sebesar 1,37 dengan lebar bandwidth sebesar 442 MHz dan gain 5,98 dB dengan pola radiasi unidirectional. Sedangkan hasil analisa untuk antena dual band diperoleh nilai VSWR sebesar 1,43 dengan lebar

bandwidth sebesar 135 MHz dan gain 5,58 dB dengan pola radiasi

unidirectional. Untuk antena dengan frekuensi 3,3 GHz yang dirancang secara tunggal diperoleh nilai VSWR sebesar 1,32 dengan lebar bandwidth sebesar 705 MHz dan gain 6,29 dB dengan pola radiasi unidirectional. Sedangkan hasil analisa untuk antena dual band diperoleh nilai VSWR sebesar 1,48 dengan lebar bandwidth sebesar 81 MHz dan gain 5,05 dB dengan pola radiasi

unidirectional. Hasil analisa perbandingan antara antena mikrostrip yang dirancang secara tunggal dengan antena mikrostrip dual band dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Analisa Perbandingan Antara Antena Mikrostrip Tunggal dengan Dual Band

Parameter Antena

Spesifikasi yang diinginkan

Frekuensi 2,4 GHz Frekuensi 3,3 GHz Tunggal Dual Band Tunggal Dual Band

VSWR ≤2 1,37 1,43 1,32 1,48

Bandwidth

(VSWR ≤2) ≤ 100 MHz 442 MHz 135 MHz 705 MHz 81 MHz

Gain ≤ 9 dBi 5,98 dB 5,58 dB 6,29 dB 5,05 dB

Pola Radiasi Uni

directional Uni directional Uni directional Uni directional Uni directional

(28)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Pada Tugas Akhir ini telah dirancang antena mikrostrip array patch

segitiga dual band dengan penggunaan stub pada setiap pencatunya, dari hasil perancangan simulasi diperoleh beberapa kesimpulan :

1. Perancangan antena mikrostrip array patch mikrostrip dual band dengan metode single stub diperoleh dengan baik dengan cara mengatur panjang

stub pada masing-masing saluran pencatunya.

2. Dari hasil simulasi nilai VSWR elemen tunggal pada frekuensi 2,4 GHz adalah 1,37 dan pada frekuensi 3,3 GHz adalah 1,32. Nilai VSWR dari perancangan antena antena mikrostrip array patch mikrostrip dual band

pada frekuensi 2,4 GHz diperoleh menjadi 1,43 GHz dan pada frekuensi 3,3 GHz menjadi 1,48. Menunjukkan bahwa nilai hasil perancangan memiliki nilai mismatch yang tidak terlalu besar, karena nilainya mendekati 1 yang merupakan nilai VSWR yang sempurna.

3. Bandwidth yang diperoleh dari hasil simulasi perancangan adalah sebesar 135 MHz untuk frekuensi 2,4 GHz dan 81 MHz untuk frekuensi 3,3 GHz. 4. Nilai gain yang diperoleh untuk frekuensi 2,4 GHz adalah sebesar 5,58 dB

dan 5,05 dB untuk frekuensi 3,3 GHz.

(29)

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan setelah pengerjaan Tugas Akhir ini antaralain :

1. Setelah melakukan perancangan, lebih baik bila dilanjutkan pada tahap proses produksi, sehingga antena dapat digunakan langsung pada aplikasi WLAN dan WiMAX.

2. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, dapat dilakukan perancangan dengan metode yang lain.

3. Perancangan dapat dilakukan dengan menggunakan simulator lain, seperti

(30)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Antena

Antena merupakan komponen penting pada sistem komunikasi nirkabel yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima gelombang elektromagnetik. Antena menjadi bagian yang tidak dapat terpisahkan dari sistem telekomunikasi nirkabel tersebut, karena antena berperan sebagai alat untuk mengubah energi arus listrik menjadi gelombang elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya. Antena dapat kita jumpai pada pesawat elevisi, telepon genggam, radio, dan lain-lain. Beberapa antena dikenal luas dengan berbagai bentuk dan kegunaan pada frekuensi kerja yang beragam, diantaranya kawat (wires), loop, aperture, reflektor, microstrip dan juga bentuk susunan array dari antena-antena tersebut [1].

2.2 Antena Mikrostrip

Berdasarkan asal katanya, mikrostrip terdiri atas dua kata, yaitu micro

(sangat tipis/kecil) dan trip (potongan/bilah). Antena mikrostrip didefenisikan sebagai salah satu jenis antena yang mempunyai bentuk seperti potongan/bilah yang mempunyai ukuran sangat tipis/kecil.

Secara umum, antena mikrostrip terdiri atas 3 bagian, yaitu patch, substrat, dan ground plane. Dan memiliki fungsi seperti dijelaskan sebagai berikut :

(31)

1. Patch, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi sebagai elemen peradiasi gelombang elektromagnetik ke ruang bebas yang terletak dibagian paling atas antena. Pada umumnya patch terbuat dari logam konduktor seperti

tembaga atau emas dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam. Bentuk

patch antena yang sering dibuat, misalnya segi empat, segitiga, lingkaran, dan lain-lain. Tebal patch dibuat sangat tipis (t<< ;t= ketebalan patch). Bagian-bagian antena mikrostrip dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur antena mikrostrip

2. Substrat, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk menyalurkan gelombang elektromagnetik yang berasal dari patch. Dalam perancangan antena mikrostrip, karakteristik substrate sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter antena. Substrat terbuat dari bahan-bahan dielektrik. Substrat biasanya mempunyai tinggi (h) antara 0,003 -0,05 . Jenis substrat yang paling baik digunakan untuk antena ialah yang memiliki konstanta dielektrik yang paling rendah. Untuk performa antena yang baik, biasanya substrat dibuat tebal dengan konstanta dielektrik yang rendah. Hal ini

(32)

akan menghasilkan efisiensi dan radiasi yang lebih baik serta bandwidth yang lebih lebar, namun akan menambah ukuran dari antena itu sendiri [3].

3. Groundplane, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk memisahkan substrat dielektrik dengan benda lain yang dapat mengganggu radiasi sinyal. Ground plane juga berfungsi sebagai elemen pembumian bagian antena mikrostrip.

Antena mikrostrip mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan antena lain, yaitu :

1. Low profile (mempunyai bobot yang ringan dan volume yang kecil) 2. Mudah difabrikasi dan tidak memakan biaya yang besar

3. Kemampuan dalam dual- frekuensi band maupun tripel- frekuensi band. 4. Dapat berdiri dengan kuat ketika diletakkan pada benda yang rigid

5. Mendukung polarisasi linear dan sirkular hanya dengan feeding yang sederhana.

6. Feed line dan matching dapat difabrikasi langsung dengan struktur antena. Antena mikrostrip juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu :

1. Bandwidth yang sempit, namun dapat diatasi dengan berbagai cara, salah satunya yaitu dengan menambah ketebalan substrat.

2. Efisiensi yang rendah 3. Gain yang rendah (6 dB)

4. Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array

5. Timbulnya gelombang permukaan (surface wave)

(33)

2.3 Parameter-parameter Antena

Parameter-parameter antena digunakan untuk menguji atau mengukur performa antena yang digunakan, yaitu VSWR, bandwidth, gain, pola radiasi, return loss,directivity, dan impedansi masukan.

2.3.1 VSWR

VSWR adalah perbandingan antara amplitude gelombang berdiri (standing wave) maksimum ( ) dengan minimum ( ). pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0-). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ). Rumus untuk mencari VSWR adalah [4]:

(2.1)

Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitude dan fasa dari refleksi. Dimana besar Γ dapat ditentukan dengan Persamaan 2.2.

Γ = =

(2.2)

Dimana merupakan impedansi beban (load) dan impedansi saluran lossless.

Untuk beberapa kasus sederhana, ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka : a. Γ=-1 : Refleksi negative maksimum, ketika saluran terhubung singkat

b. Γ=0 : Tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched

sempurna.

(34)

Besar nilai VSWR yang ideal adalah bernilai 1, artinya tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Nilai dari VSWR menjadi salah satu acuan untuk melihat, apakah antena dapat bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 atau (S=1). Namun kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Oleh karena itu, nilai standar VSWR yang diizinkan untuk simulasi dan pabrikasi antena adalah

VSWR ≤ 2 [3].

2.3.2 Bandwidth

Bandwidth adalah daerah rentang frekuensi kerja dari suatu antena, dimana pada rentang tersebut antena dapat bekerja dengan efektif agar dapt menerima dan memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Nilai bandwidth dapat diketahui apabila nilai frekuensi bawah dan frekeunsi atas dari suatu antena sudah diketahui [1]. Misalkan sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar , namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi (dibawah ) sampai dengan (diatas ), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah ( ). Bandwidth dapat dicari dengan rumus berikut [1]:

BW = ×100% (2.3)

Keterangan :

= frekuensi tertinggi frekuensi terendah = frekuensi tengah

(35)

Ada beberapa jenis bandwidth, diantaranya :

a. Impedance bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana patch antena matching

dengan saluran pencatunya. Hal ini terjadi karena impedansi dari elemen antena bervariasi nilainya tergantung dari nilai frekuensi. Nilai matching dapat dilihat dari return loss dan VSWR.

b. Pattern bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana beamwidth, sidelobe, atau

gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar bandwidth dapat dicari.

c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi dimana polarisasi (linear atau melingkar) masih tejadi. Nilai axial ratio. Untuk polarisasi melingkar adalah lebih kecil dari 3 dB.

2.3.3 Gain

Gain adalah karakteristik dari antena yang terkait dengan kemampuan suatu antena dalam mengarahkan radiasi sinyalnya atau penerima sinyal dari arah tertentu. Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahulu harus ditentukan frekuensi kerja (fr) yang digunakan, agar dapat mencari panjang gelombang diruang bebas ( ) pada Persamaan 2.4 [3].

(2.4)

Setelah nilai ( ) diperoleh, maka dapat dihitung. Dimana merupakan panjang gelombang pada bahan dielektrik yang besarnya dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 [3]

(36)

Gain diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2.6 [3].

G = (2.6)

Dimana :

G = Gain antena

= Panjang gelombang bahan dielektrik

= Luas segitiga

Ada dua jenis penguatan (gain) pada antena, yaitu penguatan absolut (absolute gain) dan penguatan relatif (relatif gain). Penguatan absolut didefenisikan sebagai perbandingan antara intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika daya yang diterima oleh antena radiasi secara isotropik. Intensitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropik sama dengan daya yang diterima oleh antena (Pin) dibagi dengan 4π. Penguatan absolut ini dapat dihitung dengan Persamaan 2.7 [3] :

Gain = 4π

(2.7)

Dimana : Intesnitas radiasi pada arah tertentu : Intensitas radiasi yang diterima

Selain penguatan absolut, ada juga penguatan relatif. Penguatan relatif didefenisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan juga. Daya masukan harus sama diantara kedua antena itu. Akan tetapi antena referensi merupakan sumber isotropis yang lossless. Secara umum dapat dihubungkan dengan Persamaan 2.8 [3].

(37)

G= d

(2.8)

Dimana : d : Jarak antar antena

: Intensitas radiasi diterima yang lossless.

2.3.4 Pola Radiasi

Pola radiasi merupakan fungsi matematika atau representasi grafik dalam fungsi koordinat dari sifat radiasi antena. Sifat radiasi tersebut meliputi kerapatan flux, intensitas radiasi, dan kuat medan. Biasanya sifat dari radiasi yang sangat penting ialah persebaran secara tiga dimensi atau dua dimensi dari energi yang diradiasikan antena. Pola radiasi antena seperti diperlihatkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Bentuk grafis pola radiasi antena Beberapa macam pola radiasi, diantaranya [1] :

a. Pola isotropic

Antena isotropic sebagai sebuah antena tanpa rugi-rugi secara hipotesis yang mempunyai radiasi sama besar ke setiap arah.

b. Pola directional

(38)

2.3.5 Return Loss

Return loss menunjukkan adanya perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan [2]. Return loss terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban. Besarnya return loss bervariasi tergantung pada frekuensi dengan menggunakan Persamaan [1].

Return loss = 20 (2.9) Nilai return loss yang baik adalah dibawah -9,54 dB. Nilai parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan.

2.3.6 Directivity

Keterarahan (directivity) didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) intensitas radiasi sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada satu arah. Intensitas radiasi rata-rata sama dengan jumlah daya yang diradiasikan oleh antena dibagi dengan 4π. Dengan demikian, keterarahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.10 [1].

(2.10)

Jika arah tidak ditentukan, keterarahan terjadi pada intensitas radiasi maksimum yang diperoleh dengan Persamaan 2.11 [1].

(39)

Dimana :

D : keterarahan

: keterarahan maksimum U : intensitas radiasi

: intensitas radiasi maksimum

: intensitas radiasi pada sumber isotropic : daya total radiasi

Keterarahan biasanya dinyatakan dalam dB, yaitu 10 Log dB.

Directivity sebuah antena isotropis adalah 1. Karena daya yang diradiasikan ke segala arah sama.

2.3.7 Impedansi Masukan

Impedansi masukan dari sebuah antena dapat dilihat sebagai impedansi dari antena tersebut pada terminalnya. Impedansi masukan ( ) terdiri dari bagian real ( ) dan imajiner ) dengan Persamaan 2.12 [3].

=( ) Ω (2.12)

2.4 Teknik Pencatuan

Pada umumnya, metode pencatuan yang digunakan pada antena mikrostrip diklasifikasikan kedalam dua kategori, yaitu terhubung (contacting) dan tidak terhubung (non-contacting). Pada metode pencatuan terhubung, daya RF dicatukan secara langsung ke patch radiator dengan menggunkan elemen penghubung. Sedangkan metode pencatuan tidak terhubung (non -contacting),

(40)

saluran mikrostrip dengan patch, atau dengan kata lain tidak ada kontak langsung antara saluran transmisi dengan elemen peradiasinya [3]. Ada 4 macam teknik pencatuan yang sering digunakan, yaitu : microstrip line, coaxial probe, aperture coupling, dan proximity coupling.

2.5 Antena Mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi

Salah satu bentuk patch antena mikrostrip adalah segitiga. Dalam Tugas Akhir ini, akan dibahas mengenai perancangan antena mikrostrip segitiga sama sisi. Bentuk segitiga ini berdasarkan besar ketiga sudutnya, yaitu : -

, - - , dan - - . Bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat : yaitu untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga lebih kecil dibandingkan dengan luas yang dibutuhkan oleh antena mikrostrip bentuk segi empat. Panjang sisi segitiga sama sisi dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.13 [3].

ɑ =

√ dan ɑe= ɑ+h ( )-1/2 (2.13)

Bentuk geometri patch antena segitiga sama sisi ditunjukkan pada Gambar 2.3.

(41)

2.5.1 Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga

Antena susun mikrostrip (array) adalah susunan dari beberapa antena yang identik. Antena mikrostrip array dapat berbentuk seri, paralel, atau gabungan dari keduanya. Dalam antena mikrostrip array, yang disusun secara array adalah bagian patch.

Ada beberapa macam konfigurasi antena array, diantaranya : linear, planar, dan circular. Antena array linear adalah array dengan titik pusat elemen

array berada pada satu garis lurus. Antena array planar adalah array dengan susunan elemen array membentuk sebuah area yang berbentuk kotak. Sedangakan antena array circular adalah array dengan elemen array terletak pada satu lingkaran dengan radius tertentu. Masing-masing konfigurasi memiliki keuntungan, misalnya linear array memiliki kelebihan dalam perhitungan yang tidak terlalu rumit, sedangkan planar array memiliki kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian arah pola radiasi [1].

Proses perancangan antena yang dilakukan untuk mendapatkan antena

array pada dasarnya sama dengan pendesainan antena elemen tuggal. Hal yang membedakan pada sistem array adalah peletakan masing-masing patch pada jarak tertentu yang sesuai dengan panjang gelombang yang merambat pada bidang dielektrik. Proses pendesainan dalam Tugas Akhir ini dilakukan dengan menggunakan frekuensi 2,4 GHz dan 3,3 GHz. Bentuk patch antena segitiga elemen tunggal dan segitiga array dapat dilihat pada Gambar 2.4.

(42)

(a) (b)

Gambar 2.4 Struktur antena mikrostrip patch segitiga (a) patch segitiga tunggal (b) patch segitiga array dengan stub

2.5.2 Menentukan Lebar Saluran Pencatu

Dalam perancangan antena mikrostrip terebih dahulu kita harus menghitung dimensi antena yang akan dibuat yang meliputi panjang sisi

patch-nya. Setelah diperoleh panjang sisi segitiga dari patch, langkah selanjutnya adalah menentukan feed point (feed line) atau titik pencatu dan dalam hal ini harus ada kesesuaian antara impedansi input dari patch dan impedansi generator.

Pencatu yang digunakan pada perancangan ini diharapkan mempunyai impedansi masukan sebesar 50 Ω. Untuk memperoleh nilai impedansi sebesar 50 Ω dilakukan pengaturan lebar saluran pencatu dengan menggunakan Persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15 [3].

√ (2.14)

(2.15) Dimana :

(43)

2.6 Power Divider

Salah satu teknik yang dapat mendukung impedance matching pada saluran transimisi khususnya untuk antena mikrostrip array adalah power divider (combiner). Dalam hal ini, metode Wilkinson merupakan teknik yang umum digunakan. Gambar 2.5 memperlihatkan power divider metode Wilkinson [3].

Gambar 2.5 N-way Wilkinson Combiner

Pada metode Wilkinson, nilai impedansi Z diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2.15 [3].

Z= √ (2.16)

2.7 T-Junction

T-Junction merupakan sebuah teknik power divider yang umum digunakan pada konfigurasi antena array. Jenis T-Junction 50 Ω yang dapat digunakan sebagai power divider terlihat pada Gambar 2.6 [3]. Pada Tugas Akhir ini

T-Junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,7 Ω agar mampu membagi daya sama banyak pada kedua antena.

(44)

Gambar 2.6 T-Junction untuk antena mikrostrip

2.8 Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub

Rangkaian matching dapat dibuat dengan menyisipkan sebuah saluran transmisi yang lain (stub) seperti ditujukkan pada Gambar 2.7. Saluran transmisi

stub adalah saluran transmisi dengan panjang tertentu yang ujungnya dihubung singkat (short) atau dibuka dan dipasang secara paralel (shunt) dengan saluran utama. Untuk melakukan perancangan rangkaian matching tersebut, dilakukan variasi parameter-parameter, yaitu :

a. Lokasi stub (jarak stub ke impedansi beban) : b. Panjang stub :

Gambar 2.7 Rangkaian matching dengan metode single Stub.

Keuntungan dari teknik matching dengan stub tunggal ini bisa

me-matching impedansi beban dengan nilai apapun dan hanya menggunakan saluran transmisi dengan impedansi yang sama . Dalam analisanya,

(45)

karena saluran transmisi akan mentransformasikan impedansi beban (impedansi ujung) ke impedansi beban, dan pada stub akan terdapat dua impedansi yang saling paralel, maka akan lebih baik perhitungannya dilakukan dalam besaran admitansi sebagai berikut [7] :

(2.17)

Agar terjadi matching, maka berlaku [7] :

(2.18)

Saluran transmisi stub dengan akhir short atau open, akan mentransformasikan impedansi kedepan dalam bentuk imajiner, yaitu [7] :

(2.19) Sehingga, (2.20)

Adapun prosedur dari perancangan rangkaian mathcing dengan stub

adalah sebagai berikut :

a. Menggambar impedansi ter-normalisasi pada diagram Smith. b. Admitansi ter-normalisasi adalah putaran titik ini sejauh c. Admitansi ini ditransformasikan melalui panjang sehingga diposisi

saluran transmisi stub didapatkan komponen riil-nya bernilai 1 (atau ). Ada dua kemungkinan (titik potong dua buah lingkaran di atas). Hal ini dibedakan oleh dua sudut putaran (ϑ1 dan ϑ2) atau beda panjang

(46)

d. Kemudian diperoleh nilai komponen imajiner dari admitansi di atas, yang dapat digunakan utnuk menentukan panjang Stub ( ).

2.9 WLAN

WLAN adalah suatu jaringan area lokal tanpa kabel dimana media transmisinya menggunakan frekuensi radio (RF) dan infra red (IR), untuk memberi sebuah koneksi jaringan keseluruh pengguna dalam area sekitarnya. Pada tahun 1997, IEEE membuat spesifikasi/ standar teknis 802.11 yang dapat bekerja pada frekuensi 2,4 GHz, dan kecepatan transfer data (throughput) teoritis maksimal 2 Mbps. Teknologi WLAN ini memiliki kegunaan yang sangat banyak. Piranti yang umumnya digunakan untuk jaringan WLAN termasuk didalamnya adalah laptop, PC, PDA, telepon seluler, dan lain sebagainya. Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan. Menawarkan throughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktek) dan jangkaun hingga 300 meter di area terbuka. Standar ini menggunakan rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia. Ada beberapa jenis spesifikasi dari 802.11 yaitu 802.11b, 802.11g, 802.11a, dan 802.11n [8]. Media transmisi WLAN ada 2 media transmisi yang digunakan oleh jaringan lokal tanpa kabel yaitu [8] :

1. Frekuensi Radio (RF)

WLAN menggunakan RF sebagai media transmisi karena memiliki jangkauan yang jauh, dapat menembus tembok, mendukung mobilitas yang tinggi, meng-cover daerah jauh lebih baik dari IR dan dapat digunakan di luar ruangan. Penggunaan RF tidak asing lagi bagi kita, contoh penggunaannya adalah pada stasiun radio, stasiun tv, dan lain sebagainya. WLAN disini menggunakan pita ISM dan memanfaatkan teknik spread spectrum (DS atau FH). DS adalah teknik

(47)

yang memodulasi sinyal informasi secara langsung dengan kode-kode tertentu (deretan kode pseudonoise/PN dengan satuan chip). Sedangkan FH adalah teknik yang memodulasi sinyal informasi dengan frekuensi yang tidak konstan. Frekuensi yang berubah-ubah ini dipilih oleh kode-kode tertentu(PN).

2. Infrared (IR)

Gelombang IR mudah dibuat, harganya murah, lebih bersifat directional, tidak dapat menembus tembok, atau benda gelap, memiliki fungsi daya tinggi, dan dapat diinterferensi oleh cahaya matahari. Infrared banyak digunakan pada komunikasi jarak dekat, contoh paling umum pemaikaian IR adalah remote control (pada televisi). Pengirim dan penerima IR menggunakan Light Emitting diode (LED) dan photo sensitive diode (PSD). WLAN menggunakan IR sebagai media transmisi karena IR dapat menawarkan data rate tinggi (100-an Mbps), konsumsi dayanya kecil dan harganya murah.

2.10 WIMAX

Teknologi WiMAX diperkenalkan pertama kali oleh WiMAX forum yang berdiri pada tahun 2001 untuk menentukan standarisasi teknologi dan perangkat yang digunakan. WiMAX merupakan singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) yaitu merupakan teknologi telekomunikasi dengan transmisi data nirkabel yang dapat digunkan untuk akses internet.

WiMAX pada awalnya dirancang untuk frekuensi 10 s.d 66 GHz. 802.16a, kemudian diperbaharui pada tahun 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d/fixed WiMAX) dengan menambahkan rentang frekuensi 2 GHz sampai 11 GHz dalam spesifikasi. Teknologi yang dikembangkan sesuai dengan

(48)

standar spesifikasi IEEE 802.16 ini juga dikenal dengan dengan sebutan

Broadband Wireless Access (BWA). Pada tahun 2005 diperbaharui lagi menjadi 802.16e yang dikenal dengan mobile WiMAX dan menggunakan orthogonal frequensy-division multiplexing (OFDM) [8].

WiMAX yang menggunakan standar 802.16e memiliki kemampuan hand over dan hand off, sebagaimana layaknya pada komunikasi seluler. Penggunaan OFDM memberikan beberapa keuntungan dalam hal cakupan, instalasi, konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. Alokasi frekuensi WiMAX secara global diimplelmentasikan pada pita 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, 3,3 GHz, 5,8 GHz, dan 10,5 GHz. Teknologi WiMAX sangat bergantung pada letersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis band frekuensi yaitu licensed Band dan Unlicensed Band. Licensed Band membutuhkan lisensi atau otoritas dari regulator, dimana operator menyelenggarakan layanan dalam suatu area tertentu. Sementara Unlicensed Band

tidak membutuhkan lisensi dalam penggunaannya memungkinkan setiap pelanggan menggunakan frekuensi bebas disemua area [9].

Forum WiMAX menetapkan dua band frekuensi utama untuk fixed WiMAX (3,5 GHz dan 5,8 GHz), sementara untuk mobile WiMAX ditetaokan 4 band frekuensi system profile release-1, yaitu 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, dan 3,5 GHz. Band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi mayoritas fixed WiMAX di beberapa negara, terutama di negara-negara eropa, Timur-Tengah, Canada, Australia dan sebagian negara-negara di Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan untuk mobile WiMAX adalah 2,5 GHz. Frekuensi fixed WiMAX di band 3,3 GHz hanya muncul di negara-negara asia. Sedangkan band

(49)

3,5 GHz di indonesia digunakan oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV.

Fixed WiMAX merupakan pengembangan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi dengan sistem ini, terutama dalam hal

coverage/jarak, kualitas layanan (QoS). Sementara itu mobile WiMAX

dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi seluler seperti GSM, CDMA

2000 maupun 3G. Keunggulan WiMAX terdapat pada konfigurasi sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi [3].

2.10.1 Keunggulan WiMAX

WiMAX memiliki beberapa keunggulan, antara lain [3] :

1. WiMAX merupakan teknologi broadband wireless yang menawarkan standar open, dengan aplikasi fixed dan mobile(portable).

2. Terminal WiMAX akan embedded di consumer goods, seperti computer notebooks, smart phone, dan PDA.

3. Lisensi WiMAX berbasis regional, bukan nasional seperti 3G sehingga biaya lisensi lebih murah dan akhirnya mudah diterima pasar.

2.10.2 Kekurangan WiMAX

Selain memiliki keunggulan, WiMAX juga memiliki beberapa kekurangan, antara lain : [3]

1. Alokasi spektrum frekuensi WiMAX memerlukan penyesuaian terhadap alokasi frekuensi eksisting di tiap negara. Ketidak seragaman alokasi frekuensi menyebabkan harga perangkat menjadi mahal.

(50)

2. Karena menggunakan pita spektrum frekuensi tinggi, cakupan layanan

WiMAX lebih kecil dibandingkan dengan 3G sehingga jumlah base station

yang dibutuhkan untuk mencakup luas yang sama dibutuhkan lebih banyak jumlah BS.

3. Kemampuan WiMAX untuk mobilitas akan tidak sebagus sistem seluler dan konsumsi baterai akan lebih boros.

2.11 Dual Band

Dual band mempunyai 2 frekuensi gelombang radio. Kelebihan dual band

dibandingkan dengan single band adalah dapat mengurangi drop call karena jangkauannya yang lebih luas deibandingkan dengan single band, dan dapat mengurangi gangguan network busy. Selain itu, jangkauannya yang lebih luas dibanding single band, dengan dual band hubungan internasional semakin meningkat sebab frekuensi mudah dijangkau [8].

2.12. Alokasi Frekuensi 2,4 GHz (2.400 MHz-2.483 MHz)

Berdasarkan regulasi ITU, alokasi frekuensi 2,4 GHz digunakan untuk komunikasi tetap, bergerak, radiolokasi, dan amatir (sekunder) [8]. Sedangkan berdasarkan Peraturan Menteri Perhubungan No.2 Tahun 2005 yang ditetapkan pada tanggal 6 januari 2005, dinyatakan bahwa perizinan WLAN pada pita frekuensi 2,4 GHz (2.400-2.483 MHz) digunakan untuk memfasilitasi akses internet dan komunikasi data [8]. WLAN 2,4 GHz dapat digunakan bersama dengan persyaratan :

(51)

b. Perangkat yang digunakan wajib mendapatkan sertifikasi dari Ditjen Postel

c. Apabila dibutuhkan koordinasi, maka dilaksanakan sendiri antar pengguna.

2.13 Alokasi Frekuensi 3,3 GHz (3.300 MHz-3.400 MHz)

Berdasarkan regulasi ITU, alokasi frekuensi 3,3 GHz (3.300 MHz-3.400 MHz) digunakan untuk komunikasi tetap, bergerak, dan radiolokasi [8]. Pita frekuensi 3.3 GHz memiliki range frekuensi 3300 – 3400 MHz. Tidak banyak negara lain yang memanfaatkan pita frekuensi ini untuk layanan BWA, sehingga perangkat pita 3.3 GHz tidak termasuk perangkat yang diproduksi secara massal. Pita frekuensi 3.3 GHz sebelumnya telah dialokasikan untuk layanan BWA yaitu pada range frekuensi 3300 – 3400 MHz (100 MHz) dengan pembagian tiap kanal adalah 2 MHz. Moda duplex yang digunakan adalah TDD (unpaired band) pada

range frekuensi 3326 – 3374 MHz dan FDD (paired band) pada range frekuensi 3300 – 3326 MHz berpasangan dengan 3374 – 3400 MHz [8].

2.14 Perangkat Lunak AWR 2004

AWR2004 gabungan dari Microwave Office dan Office Analog adalah perangkat lunak yang digunakan untuk mendesain dan menganalisi alat terintegrasi yang kuat untuk RF, microwave, millimeterwave, analog, dan desain RFIC[6]. Microwave Office dan Office Analog digunakan utnuk merancang desain sirkuit kompleks terdiri dari linear, nonlinear, dan struktur EM, dan menghasilkann tata letak representasi dari hasil desain tersebut. AWR2004 dapat

(52)

melakukan analisis cepat dan akurat dari desain yang menggunakan linear. Adapun metode yang digunakan dalam menganalisa antena pada perangkat lunak ini adalah Method of Moments (MoM). Dimana ide dasarnya adalah untuk mengubah suatu persamaan integral atau diferensial ke dalam satu set persamaan linear aljabar simultan (atau persamaan matriks) yang kemudian dapat diselesaikan dengan teknik numeric [11].

(53)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Antena merupakan sebuah bagian yang menjadi ciri khas dari sistem komunikasi radio. Berbagai jenis antena telah banyak diciptakan dan dikembangkan untuk beragam aplikasi seperti radar, telemetri, biomedik, radio bergerak, penginderaan jauh dan komunikasi satelit. Untuk dapat mendukung teknologi wireless, antena ini harus compatible, kecil dan mampu bekerja pada pita frekuensi lebar (broadband).

Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang pengembangannya dimulai sejak tahun 1970an dan hingga kini masih menjadi jenis antena yang terus dikembangkan. Berbagai aplikasi komunikasi radio tidak luput dari penggunaan antena ini. Hal yang menjadi alasan dalam pemilihan antena mikrostrip pada berbagai aplikasi adalah bahannya yang sederhana dan murah tetapi mampu memberikan unjuk kerja (performance) yang cukup baik. Mikrostrip merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya tidak berupa kabel yang berupa lentur akan tetapi bersifat kaku. Jenis saluran transmisi ini umumnya dipergunakan untuk bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro (GHz) dan digunakan untuk menghubungkan piranti-piranti elektronika yang berjarak cukup dekat [1].

Perancangan antena array patch segitiga tanpa stub untuk frekuensi dual band (2,4 GHz dan 3,3 GHz) yang telah dilakukan memiliki bandwidth 77 MHz

(54)

untuk frekuensi 2,4 GHz dan 34 MHz untuk frekuensi 3,3 GHz. Hal ini masih belum memenuhi spesifikasi teknis yang dibutuhkan yaitu 83 MHz (2400 MHz – 2483 MHz) dan 100 MHz (3300 MHz - 3400 MHz) sesuai dengan penataan spektrum frekuensi radio layanan akses pita lebar berbasis nirkabel (Broadband Wireless Access/BWA) Depkominfo Tahun 2006 [2].

Pada tugas akhir ini akan dilakukan optimasi antena agar memenuhi spesifikasi teknis yang dibutuhkan. Optimasi dilakukan dengan penggunaan stub

pada saluran pencatunya. Penggunaan stub bertujuan untuk memperbaiki kesesuaian impedansi dan VSWR. Adapun parameter-parameter yang akan diamati adalah VSWR, bandwidth, pola radiasi, dan gain. Perancangan dan simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak AWR Microwave Office 2004.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud dengan antena mikrostrip array segitiga dual band ? 2. Apa yang dimaksud dengan stub ?

3. Bagaimana merancang stub untuk mengoptimalkan antena mikrostrip array patch segitiga dual band ?

4. Parameter antena yang akan dibahas adalah VSWR, Bandwidth, pola radiasi, dan gain.

(55)

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melakukan perancangan antena mikrostrip array pacth segitiga dual-band ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz) dengan penggunaan stub.

1.4 Batasan Masalah

Untuk membatasi materi yang akan dibahas pada tugas akhir ini, perlu membuat batasan masalah yang akan dibahas. Hal ini diperbuat agar pembahasan dari tugas akhir ini menjadi lebih terfokus dan mencapai hasil yang diharapkan. 1. Hanya membahas tentang antena mikrostrip array patch segitiga dual band

pada frekuensi (2,4 GHz dan 3,3 GHz).

2. Parameter yang akan dibahas adalah VSWR, gain antena, bandwith, dan bentuk pola radiasi

3. Bentuk perancangan antena susun mikrostrip adalah bentuk linear array

4. Perancangan hanya dalam bentuk simulasi dengan menggunakan bantuan

software AWR Microwave Office 2004.

1.5 Metodologi Penenlitian

Adapun metodologi penelitian yang dilakukan pada penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

(56)

2. Studi Simulasi

Berupa serangkaian proses yang dilakukan mulai dari pemilihan bahan dan peralatan yang digunakan serta proses simulasi pada simulator AWR Microwave Office 2004.

3. Studi Analisis

Berupa proses yang dilakukan untuk mengetahui hasil simulasi dan melakukan analisa data hasil simulasi.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai Tugas Akhir ini, secara singkat maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang maslaha, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi penjelasan tentang antenna secara umum dan penjelasan mengenai antenna Mikrostrip, WiMAX, WLAN, dan

dual-band secara khusus.

BAB III PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP ARRAY PATCH SEGITIGA DUAL- BAND ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz ) DENGAN

(57)

Bab ini membahas mengenai perhitungan dan perancangan antena Mikrostrip Array Patch Segitiga Dual Band dengan penggunaan

Stub menggunakan software AWR Microwave Office 2004.

BAB IV HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas mengenai hasil dari perancangan antena mikrostrip array patch segitiga dual-band.

BAB V KESIMPUAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan Tugas Akhir.

(58)

ABSTRAK

Antena mikrostrip merupakan salah satu perangkat komunikasi yang sangat penting disamping memiliki bentuk dan ukuran yang kecil dengan kemampuan meradiasi dan menerima sinyal dengan baik. Seiring perkembangan telekomunikasi, WLAN dan WiMAX merupakan teknologi wireless yang sering digunakan saat ini.

Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah antena mikrostrip array patch segitiga dengan penambahan stub pada saluran pencatunya yang diharapkan mampu bekerja secara optimal pada frekuensi 2,4 GHz untuk aplikasi WLAN dan frekuensi 3,3 GHz untuk aplikasi WiMAX.

Berdasarkan analisa pengukuran, diperoleh nilai VSWR sebesar 1,43 untuk frekuensi 2,4 GHz dengan bandwidth antena yang diperoleh sudah memenuhi spesifikasi teknis yaitu sebesar 135 MHz dan 1,48 untuk frekuensi 3,3 GHz dengan

bandwidth sebesar 81 MHz. Gain diperoleh sebesar 5,6 dB untuk WLAN dan 5,1 dB untuk WiMAX. Dengan pola radiasi unidirectional.

(59)

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP ARRAY PATCH

SEGITIGA DUAL- BAND ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz)

DENGAN STUB PADA SALURAN PENCATU

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

EDEN HERDANI

100402016

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(60)

(61)

ABSTRAK

bandwidth sebesar 81 MHz. Gain diperoleh sebesar 5,6 dB untuk WLAN dan 5,1 dB untuk WiMAX. Dengan pola radiasi unidirectional.

(62)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya yang senantiasa memberikan kekuatan, pengetahuan, dan kesempatan kepada penulis untuk mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Strata 1 Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

“PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP ARRAY PATCH SEGITIGA

DUAL- BAND ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz ) DENGAN STUB

PADA SALURAN PENCATU”.

Selanjutnya Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk Ayahanda dan Ibunda tercinta yang selalu memberikan kasih sayangnya kepada anak-anaknya. Semoga Allah SWT senantiasa melindungi dan memberikan kemudahan dalam segala urusan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, antara lain :

1. Bapak DR. Ali Hanafiah Rambe, ST.,MT, selaku Dosen Pembimbing penulis yang dengan ikhlas dan sabar membimbing penulis, banyak meluangkan waktu, tenaga dan fikiran dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.

(63)

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Rahmad Fauzi, ST.MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Soeharwinto, ST.MT, selaku dosen pembimbing akademik penulis.

5. Bapak Ir. Arman Sani, MT dan Ibu Naemah Mubarakah, ST., MT selaku dosen pembanding pada Tugas Akhir ini.

6. Seluruh staf dan pengajar Universitas Sumatera Utara, khususnya staf dan pengajar di Program studi Teknik Elektro.

7. Teristimewa kepada kedua orang tua tercinta ( Maskun Bin Kosasih dan Iyet Suryati Binti Usman ) yang selalu mendo’akan dan memberi motivasi dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

8. Saudara kandung (Kang Aming, Kang Awam, Teh Uyu, ) dan adik-adik yang selalu mendukung dan mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Buya H. Thosin Burhani, S.H dan Ibu Hj. T. Mardatillah beserta seluruh keluarga besar.

10. Teman-teman stambuk 2010 yang tidak bisa disebutkan satu persatu. 11. Abang-abang dan kakak-kakak alumni, MME-GS, Teman-teman

Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU.

12. Pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang selalu membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(64)

Akhir kata, Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, kritik dan saran penulis harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, September 2014 Penulis,

(Eden Herdani) NIM : 100402016

(65)

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN... i

ABSTRAK ...ii

KATA PENGANTAR... iii

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang Masalah ...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ...3

1.4 Batasan Masalah ...3

1.5 Metodologi Penelitian ...3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI ...6

2.1 Antena ...6

2.2 Antena Mikrostrip ...6

2.3 Parameter Antena ... 9

2.3.1 Volt Standing Wave Ratio (VSWR) ...... 9

2.3.2 Bandwidth ...10

2.3.3 Gain ...11

2.3.4 Polaradiasi ...13

(66)

2.3.7 Impedansi Masukan... 15

2.4 Teknik Pencatuan ...15

2.5 Antena mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi. ...16

2.5.1 Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga ...17

2.5.2 Menentukan Lebar Saluran Pencatu ...18

2.6 Power Divider ...19

2.7 T-Junction ...19

2.8 Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub ...20

2.9 WLAN ...22

2.10 WiMAX ...23

2.11 Dual Band...26

2.12 Alokasi Frekuensi 2,4 GHz... 26

2.13 Alokasi Frekuensi 3,3 GHz... 27

2.14 Perangkat Lunak AWR Microwave2004 ...27

BAB III PERANCANGAN ANTENA ...29

3.1 Umum ...29

3.2 Diagram Alir Perancangan Antena ...30

3.3 Perangkat yang digunakan ...30

3.4 Perancangan Elemen Antena ...31

3.5 Jenis Subtrat yang digunakan ...32

3.6 Perancangan Lebar Saluran Pencatu ...33

3.7 Pengaturan Jarak antar Elemen ...34

3.8 Perancangan T-Junction ...35

(67)

3.10 Hasil Perancangan Antena ...38

BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI ... 39

4.1 Umum...39

4.2 Hasil simulasi Elemen 2.4 GHz ...39

4.3 Hasil Simulasi Elemen 3.3 GHz ...42

4.4 Hasil simulasi Dual-Band ...45

4.5 Analisa Hasil Simulasi ...47

4.5.1 VSWR... 47

4.5.2 Bandwidth ... 49

4.5.3 Gain dan Pola Radiasi ... 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...54

5.1 Kesimpulan ...54

5.2 Saran ...55

DAFTAR PUSTAKA ...56 LAMPIRAN

(68)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur antena mikrostrip...7

Gambar 2.2 Bentuk grafis pola radiasi antena ...13

Gambar 2.3 Antena mikrostrip patch segitiga sama sisi ...16

Gambar 2.4 Struktur antena mikrostrip patch segitiga ...18

Gambar 2.5 N-way Wilkinson Combiner...19

Gambar 2.6 T-Junction Untuk Antena Mikrostrip ...20

Gambar 2.7 Rangkaian matching dengan metode single Stub. ...20

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antena mikrostrip dual-band ...30

Gambar 3.2 Tampilan TXLine 2003 untuk mencari lebar saluran pencatu ...33

Gambar 3.3 Tampilan 2003 untuk mencari dimensi T-Junction. ...35

Gambar 3.4 Ukuran patch, lebar pencatu, dan panjang stub antena mikrostrip array segitiga dual band. ...38

Gambar 4.1 Nilai VSWR Perancangan Awal Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz sebelum penambahan stub. ...39

Gambar 4.2 Elemen Tunggal WLAN (a) sebelum penambahan stub (b) Setelah Penambahan Stub...40

Gambar 4.3 Nilai Bandwidth Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz setelah penambahan stub...41

Gambar 4.4 Gain dan Pola Radiasi Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz setelah penambahan stub......41

Gambar 4.5 Nilai VSWR Rancangan Awal Elemen Tunggal untuk Frekuensi 3,35 GHz sebelum penambahan stub. ... ...42

(69)

Gambar 4.8 Gain dan Pola Radiasi Elemen Tunggal WiMAX ...44

Gambar 4.9 Model Antena Array Patch Segitiga Dual Band dengan Penambahan Stub. ... 45

Gambar 4.10 Nilai VSWR Awal Antena Dual Band Patch Segitiga Array. ...45

Gambar 4.11 Nilai VSWR optimal untuk dual-band ...47

Gambar 4.12 Nilai pada Smitchcart ...48

Gambar 4.13 Nilai VSWR dual band... 50

Gambar 4.14 Pola Radiasi dan gain WLAN ...51

(70)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Substrat yang Digunakan ...34

Tabel 4.2 Data Hasil Iterasi Mengubah panjang Stub Frekuensi 2,45 GHz ...41

Tabel 4.2 Data Hasil Iterasi Mengubah panjang Stub Frekuensi 3,35 GHz ...44

Tabel 4.3 Hasil Iterasi Perubahan Panjang Stub Pada Setiap Pencatu ...47

Tabel 4.4 Hasil Analisa Perbandingan Antara Antena Mikrostrip Tunggal dengan Dual Band ...53

(1)

vi DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN... i

ABSTRAK ...ii

KATA PENGANTAR... iii

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang Masalah ...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ...3

1.4 Batasan Masalah ...3

1.5 Metodologi Penelitian ...3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI ...6

2.1 Antena ...6

2.2 Antena Mikrostrip ...6

2.3 Parameter Antena ... 9

2.3.1 Volt Standing Wave Ratio (VSWR) ...... 9

2.3.2 Bandwidth ...10

2.3.3 Gain ...11

2.3.4 Polaradiasi ...13

2.3.5 Return Loss ...14

(2)

vii

2.3.7 Impedansi Masukan... 15

2.4 Teknik Pencatuan ...15

2.5 Antena mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi. ...16

2.5.1 Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga ...17

2.5.2 Menentukan Lebar Saluran Pencatu ...18

2.6 Power Divider ...19

2.7 T-Junction ...19

2.8 Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub ...20

2.9 WLAN ...22

2.10 WiMAX ...23

2.11 Dual Band...26

2.12 Alokasi Frekuensi 2,4 GHz... 26

2.13 Alokasi Frekuensi 3,3 GHz... 27

2.14 Perangkat Lunak AWR Microwave2004 ...27

BAB III PERANCANGAN ANTENA ...29

3.1 Umum ...29

3.2 Diagram Alir Perancangan Antena ...30

3.3 Perangkat yang digunakan ...30

3.4 Perancangan Elemen Antena ...31

3.5 Jenis Subtrat yang digunakan ...32

3.6 Perancangan Lebar Saluran Pencatu ...33

3.7 Pengaturan Jarak antar Elemen ...34

3.8 Perancangan T-Junction ...35

(3)

viii

3.10 Hasil Perancangan Antena ...38

BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI ... 39

4.1 Umum...39

4.2 Hasil simulasi Elemen 2.4 GHz ...39

4.3 Hasil Simulasi Elemen 3.3 GHz ...42

4.4 Hasil simulasi Dual-Band ...45

4.5 Analisa Hasil Simulasi ...47

4.5.1 VSWR... 47

4.5.2 Bandwidth ... 49

4.5.3 Gain dan Pola Radiasi ... 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...54

5.1 Kesimpulan ...54

5.2 Saran ...55

DAFTAR PUSTAKA ...56