Rancang Bangun Antena Mikrostrip Patch Segiempat Pada Frekuensi 2,4 Ghz Dengan Metode Pencaruan Inset
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam komunikasi radio, pengiriman dan penerimaan data dilakukan melalui
transmisi ruang udara bebas. Sistem ini disebut juga sebagai teknologi komunikasi
wireless dimana transmisi sinyal tanpa menggunakan perantara konduktor / wire.
Teknologi komunikasi wireless berkembang sangat pesat. Hal ini disebabkan
tingkat kepraktisan dalam penggunaan dan sangat cocok untuk seseorang yang
memiliki mobilitas yang tinggi. Antena menjadi bagian penting dalam teknologi
komunkasi wireless karena antena digunakan sebagai konverter arus listrik menjadi
gelombang elektromagnetik terbimbing ke udara dan sebaliknya.
Dalam perancangan antena, teknik pencatuan menjadi sangat penting karena
salah satu syarat antena yang baik ialah apabila impedansi input sesuai (matched)
dengan impedansi karakteristik kabel pencatunya serta dapat memancarkan dan
menerima energi gelombang radio dengan arah polarisasi yang sesuai dengan aplikasi
yang dibutuhkan.
Penggunaan antena mikrostrip memiliki kelebihan diantaranya mempunyai
luas penampang yang tipis, mudah dalam fabrikasi, ukuran yang kecil dan ringan,
serta dapat diintegrasikan dengan perangkat komunikasi nirkabel yang ada. Selain
memiliki kelebihan, penggunaan antena mikrostrip juga memiliki beberapa kelemahan
diantaranya, gain yang rendah, bandwidth yang sempit, efisiensi yang rendah, serta
ukurannya yang kecil mengakibatkan perlunya ketelitian yang tinggi dalam
perancangan dan pembuatannya.
12
Universitas Sumatera Utara
Ada banyak hal yang dapat dilakukan dalam perancangan antena mikrostrip
guna meningkatkan performansi antena. Salah satunya ialah memilih bentuk serta
ukuran saluran pencatunya sesuai keperluan. Bentuk dan ukuran saluran pencatu
antena dapat berpengaruh pada performansi paremeter yang akan dihasilkan antena
mikrostrip, seperti misalnya bandwidth, VSWR, return loss dan lainnya. Teknik
pencatuan antena mikrostrip yang sering digunakan ada empat macam, yaitu dengan
feed line, probe coaxial, aperture coupling, dan proximity coupling [1]. Pencatuan
secara inset feed line ialah salah satu contoh dari teknik pencatuan microstrip feed line.
Pada saluran ini terdapat celah disebelah kiri dan kanan saluran pencatu, dimana patch
antena dan konektor dihubungkan secara langsung dengan melakukan penyolderan
pada bidang pentanahannya (ground).
Perancangan antena dilakukan agar diperoleh karakteristik antena seefisien
mungkin. Penggunaan antena sebagai pemancar dan penerima gelombang radio untuk
aplikasi wifi pada frekuensi 2,4 GHz telah banyak diciptakan. Untuk itu, antena
mikrostrip patch segiempat dengan metode pencatuan inset dirancang berdasarkan
teori pendukung yang telah ada untuk diaplikasikan dalam bentuk fisik dengan
karakteristik antenanya memiliki pancaran gelombang elektromagnetik pada satu arah
tertentu saja. Hal ini ditujukan untuk mengoptimalkan pancaran gelombang
elektromagnetik antena.
Pada skripsi ini dirancang dan dibangun antena mikrostrip patch segiempat
dengan menggunakan teknik pencatuan inset yang mampu bekerja pada frekuensi 2,45
GHz untuk aplikasi wifi.
12
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka penulis merumuskan beberapa
rumusan permasalahan pada Tugas Akhir ini, yaitu :
1. Apa yang dimaksud dengan antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line ?
2. Bagaimana merancang antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line pada frekuensi 2,45 GHz?
1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Tujuan dari Tugas Akhir ini ialah merancang bangun antena mikrostrip patch
segiempat yang dapat bekerja pada frekuensi 2,4 GHz dengan metode microstrip inset
feed line.
1.4 Batasan Masalah
Agar pembahasan Tugas Akhir ini lebih terarah, Penulis membatasi bahasan
masalah sebagai berikut :
1. Hanya membahas antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line.
2. Perancangan antena dilakukan dengan menggunakan software simulator AWR
Microwave Office 2004 2537R v.651
3. Parameter antena yang akan dibahas VSWR, return loss, dan bandwidth, pola
radiasi, gain
4. Menggunakan substrat epoxy FR-4 dengan konstanta dielektrik 4,4
5. Antena mikrostrip bekerja pada frekuensi 2,45 GHz
12
Universitas Sumatera Utara
1.5 Metodologi Penelitian
1. Studi literatur
Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan lain
yang tekait dan jurnal-jurnal penelitian serta layanan internet.
2. Studi Rancang dan Simulasi
Berupa proses perancangan antena mulai dari pemilihan bahan dan peralatan
yang digunakan serta proses simulasi pada simulator AWR microwave office
2004.
3. Studi Fabrikasi dan Analisa
Berupa serangkaian proses yang dilakukan untuk mengetahui hasil rancangan
dan simulasi dalam bentuk nyata serta melakukan pengukuran parameter
antena lalu dianalisa agar dapat disimpulkan data yang telah didapat setelah
pengukuran dilakukan.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan
penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika
penulisan.
BAB II
: DASAR TEORI
Bab ini berisikan penjelasan tentang antena mikrostrip secara
umum dan penjelasan tentang antena mikrostrip patch
12
Universitas Sumatera Utara
segiempat secara khusus, teknik pencatuan yang digunakan,
parameter antena, rugi-rugi pada antena mikrostrip
BAB III
: PERANCANGAN DAN SIMULASI
Bab ini berisikan tentang perancangan antena mikrostrip patch
segiempat dengan menggunakan software simulator yang
diterapkan pada frekuensi resonansi 2,45 GHz.
BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan tentang hasil simulasi menggunakan
simulator dan hasil pengukuran setelah antena difabrikasi. Dan
membahas
hasil
yang
diperoleh
untuk
pengambilan
kesimpulan.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari hasil
penelitian Tugas Akhir ini.
12
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam komunikasi radio, pengiriman dan penerimaan data dilakukan melalui
transmisi ruang udara bebas. Sistem ini disebut juga sebagai teknologi komunikasi
wireless dimana transmisi sinyal tanpa menggunakan perantara konduktor / wire.
Teknologi komunikasi wireless berkembang sangat pesat. Hal ini disebabkan
tingkat kepraktisan dalam penggunaan dan sangat cocok untuk seseorang yang
memiliki mobilitas yang tinggi. Antena menjadi bagian penting dalam teknologi
komunkasi wireless karena antena digunakan sebagai konverter arus listrik menjadi
gelombang elektromagnetik terbimbing ke udara dan sebaliknya.
Dalam perancangan antena, teknik pencatuan menjadi sangat penting karena
salah satu syarat antena yang baik ialah apabila impedansi input sesuai (matched)
dengan impedansi karakteristik kabel pencatunya serta dapat memancarkan dan
menerima energi gelombang radio dengan arah polarisasi yang sesuai dengan aplikasi
yang dibutuhkan.
Penggunaan antena mikrostrip memiliki kelebihan diantaranya mempunyai
luas penampang yang tipis, mudah dalam fabrikasi, ukuran yang kecil dan ringan,
serta dapat diintegrasikan dengan perangkat komunikasi nirkabel yang ada. Selain
memiliki kelebihan, penggunaan antena mikrostrip juga memiliki beberapa kelemahan
diantaranya, gain yang rendah, bandwidth yang sempit, efisiensi yang rendah, serta
ukurannya yang kecil mengakibatkan perlunya ketelitian yang tinggi dalam
perancangan dan pembuatannya.
12
Universitas Sumatera Utara
Ada banyak hal yang dapat dilakukan dalam perancangan antena mikrostrip
guna meningkatkan performansi antena. Salah satunya ialah memilih bentuk serta
ukuran saluran pencatunya sesuai keperluan. Bentuk dan ukuran saluran pencatu
antena dapat berpengaruh pada performansi paremeter yang akan dihasilkan antena
mikrostrip, seperti misalnya bandwidth, VSWR, return loss dan lainnya. Teknik
pencatuan antena mikrostrip yang sering digunakan ada empat macam, yaitu dengan
feed line, probe coaxial, aperture coupling, dan proximity coupling [1]. Pencatuan
secara inset feed line ialah salah satu contoh dari teknik pencatuan microstrip feed line.
Pada saluran ini terdapat celah disebelah kiri dan kanan saluran pencatu, dimana patch
antena dan konektor dihubungkan secara langsung dengan melakukan penyolderan
pada bidang pentanahannya (ground).
Perancangan antena dilakukan agar diperoleh karakteristik antena seefisien
mungkin. Penggunaan antena sebagai pemancar dan penerima gelombang radio untuk
aplikasi wifi pada frekuensi 2,4 GHz telah banyak diciptakan. Untuk itu, antena
mikrostrip patch segiempat dengan metode pencatuan inset dirancang berdasarkan
teori pendukung yang telah ada untuk diaplikasikan dalam bentuk fisik dengan
karakteristik antenanya memiliki pancaran gelombang elektromagnetik pada satu arah
tertentu saja. Hal ini ditujukan untuk mengoptimalkan pancaran gelombang
elektromagnetik antena.
Pada skripsi ini dirancang dan dibangun antena mikrostrip patch segiempat
dengan menggunakan teknik pencatuan inset yang mampu bekerja pada frekuensi 2,45
GHz untuk aplikasi wifi.
12
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka penulis merumuskan beberapa
rumusan permasalahan pada Tugas Akhir ini, yaitu :
1. Apa yang dimaksud dengan antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line ?
2. Bagaimana merancang antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line pada frekuensi 2,45 GHz?
1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Tujuan dari Tugas Akhir ini ialah merancang bangun antena mikrostrip patch
segiempat yang dapat bekerja pada frekuensi 2,4 GHz dengan metode microstrip inset
feed line.
1.4 Batasan Masalah
Agar pembahasan Tugas Akhir ini lebih terarah, Penulis membatasi bahasan
masalah sebagai berikut :
1. Hanya membahas antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
microstrip inset feed line.
2. Perancangan antena dilakukan dengan menggunakan software simulator AWR
Microwave Office 2004 2537R v.651
3. Parameter antena yang akan dibahas VSWR, return loss, dan bandwidth, pola
radiasi, gain
4. Menggunakan substrat epoxy FR-4 dengan konstanta dielektrik 4,4
5. Antena mikrostrip bekerja pada frekuensi 2,45 GHz
12
Universitas Sumatera Utara
1.5 Metodologi Penelitian
1. Studi literatur
Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan lain
yang tekait dan jurnal-jurnal penelitian serta layanan internet.
2. Studi Rancang dan Simulasi
Berupa proses perancangan antena mulai dari pemilihan bahan dan peralatan
yang digunakan serta proses simulasi pada simulator AWR microwave office
2004.
3. Studi Fabrikasi dan Analisa
Berupa serangkaian proses yang dilakukan untuk mengetahui hasil rancangan
dan simulasi dalam bentuk nyata serta melakukan pengukuran parameter
antena lalu dianalisa agar dapat disimpulkan data yang telah didapat setelah
pengukuran dilakukan.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan
penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika
penulisan.
BAB II
: DASAR TEORI
Bab ini berisikan penjelasan tentang antena mikrostrip secara
umum dan penjelasan tentang antena mikrostrip patch
12
Universitas Sumatera Utara
segiempat secara khusus, teknik pencatuan yang digunakan,
parameter antena, rugi-rugi pada antena mikrostrip
BAB III
: PERANCANGAN DAN SIMULASI
Bab ini berisikan tentang perancangan antena mikrostrip patch
segiempat dengan menggunakan software simulator yang
diterapkan pada frekuensi resonansi 2,45 GHz.
BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan tentang hasil simulasi menggunakan
simulator dan hasil pengukuran setelah antena difabrikasi. Dan
membahas
hasil
yang
diperoleh
untuk
pengambilan
kesimpulan.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari hasil
penelitian Tugas Akhir ini.
12
Universitas Sumatera Utara