Studi Antena Yagi-Uda Menggunakan Teknik Fraktal Kurva Koch Untuk Televisi UHF
TUGAS AKHIR
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCH UNTUK TELEVISI UHF
Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub KonsentrasiTeknik Telekomunikasi
Oleh:
LEILY HANDAYANI UTAMA
NIM : 120402021
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCH UNTUK TELEVISI UHF
Oleh :
LEILY HANDAYANI UTAMA
NIM: 120402021
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 12 bulan Oktober tahun 2016 di depan Penguji :
1. Ketua Penguji
: Emerson P Sinulingga, S.T., M.Sc., Ph.D
2. Anggota Penguji
: Naemah Mubarakah, S.T., M.T.
Disetujui oleh :
Pembimbing Tugas Akhir,
Ir. Arman Sani, M.T.
NIP: 196311281991031003
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro,
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si
NIP : 195405311986011002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Antena Yagi-Uda untuk televisi terrestrial UHF konvensional saat ini
memiliki ukuran yang relatif besar, sehingga membutuhkan ruang penempatan
antena yang lebar dan kurang cocok apabila diterapkan pada peralatan yang
bersifat portable. Untuk dapat mereduksi ukuran fisik antena dengan
mempertahankan atau meningkatkan performansi antena tersebut, salah satu
teknik yang dapat diterapkan adalah teknik fraktal Kurva Koch. Pada penelitian
ini, dilakukan kajian secara simulasi mengenai antena Yagi-Uda televisi DP SAT
UHF 17 elemen untuk diterapkan teknik fraktal Kurva Koch iterasi 1 dan iterasi 2
menggunakan software MMANA-GAL Basic versi 3.0.0.31. Dari hasil simulasi
antena Yagi-Uda pabrikasi, diperoleh parameter karakteristik antena yaitu gain
sebesar 12.94 dBi, VSWR 1.4, dan pola radiasi unidireksional. Setelah diterapkan
teknik fraktal Kurva Koch iterasi 1 diperoleh kenaikan gain sebesar 7.3%, VSWR
1.18, pola radiasi unidireksional dan penurunan panjang fisik linear antena sebesar
7.4%. Kemudian setelah diterapkan teknik fraktal Kurva Koch iterasi 2 diperoleh
kenaikan gain sebesar 11.2%, VSWR 1.13,pola radiasi unidireksional dan
penurunan panjang fisik linear antena sebesar 8.7%. Hasil ini menunjukkan bahwa
penerapan teknik fraktal Kurva Kochsecara umum telah meningkatkan
performansi antena Yagi-Uda.
Kata kunci: Yagi-Uda, Kurva Koch, Televisi UHF, MMANA-GAL
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’alamin senantiasa penulis ucapkan kepada Allah
SWT yang telah memberikan rahmat, kesehatan dan kesempatan kepada penulis
untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tak lupa pula shalawat dan salam
kepada Rasulullah Muhammad SAW yang selalu menjadi panutan umat muslim
di seluruh dunia.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orang tua tercinta yaitu Ibu
Sukmawati dan Bapak Legino serta adik-adik tersayang Leiny Handayanti Utama,
S.E. dan Leidya Nur Rahma Utama yang senantiasa mencurahkan kasih sayang
dan doa yang tiada terhitung kepada penulis serta selalu membantu dan
memberikan semangat kepada penulis untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCHUNTUK TELEVISI UHF
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk
itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1.
Bapak Ir. Arman Sani, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan
penulis baik semasa kuliah maupun saat proses penulisan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Emerson Pascawira Sinulingga, S.T.,M.Sc.,Ph.D dan Ibu Naemah
Mubarakah, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah
banyak memberikan masukan dan saran kepada penulis untuk penulisan
Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Siselaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
4.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
5.
Sahabat-sahabat terbaik Grumble, Rizka Nurmiza, S.Pd, Bripda Nindy
Handayani, Atika Aprilla, Esty Vidiah Addha, Uswatun Hasanah, A.md,
Henri Fauzi Harahap, S.E, Serda M. Husein, Brian Reza Kawalta Tarigan,
dan Novrizal Sirmi yang telah membuat hari-hari selalu baru dan berbeda
sehingga selalu ada semangat bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
6.
Teman-teman tercantik, Agida Putranti N., Rini Mulia Sari, Muadzzah
Rahmat, Fauziah Nur Siregar, Elyani Br. Surbakti, Desy Sarah Tarigan, Ira
Melati Silalahi, Novayanti Simalango, terimakasih telah menjadi teman
terbaik selama perkuliahan.
7.
Teman-teman asisten Laboratorium Dasar Elektronika, Guntur Gusmao
Lintang, M. Kennedy Ginting, Bobby B Kewas, Sudarmin Pasaribu, Mohd.
Antan Wisuga, terimakasih telah berbagi pengalaman selama perkuliahan.
8.
Asisten Laboratorium Analisis Sitem Tenaga, Arif, Mahatir, Yudi, Riovan
yang secara ikhlas memberikan izin wifian di laboratorium.
9.
Asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik, Ibas, Gading, Wira, Syahrul
yang telah membantu memberikan saran penulisan Tugas Akhir juga wifi
gratis.
10.
Teman-teman kos, Dodi, Fajar, Hendra, Junaidi, Arif, yang telah bersedia
menjadikan kosnya sebagai tempat mengerjakan tugas kuliah dan Tugas
Akhir.
11.
Senior – senior dan adik – adik junior yang telah bersedia berbagi
pengalaman kepada penulis selama masa perkuliahan dan selalu siap sedia
menolong penulis kapanpun dibutuhkan.
12.
Seluruh koordinator dan anggota IMTE dan MMEGS.
13.
Seluruh teman-teman terhebat lainnya angkatan 2012.
iii
Universitas Sumatera Utara
14.
Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama
menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak
yang membutuhkannya.
Medan, 29 Agustus 2016
Penulis
Leily Handayani Utama
NIM: 120402021
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ......................................................................................
ii
DAFTAR ISI .....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..........................................................................
2
1.3 Tujuan Penulisan ............................................................................
2
1.4 Manfaat Penulisan ..........................................................................
2
1.5 Batasan Masalah.............................................................................
2
1.6 Metodologi Penelitian ....................................................................
2
1.7 Sistematika Penulisan.....................................................................
3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Siaran Televisi Terrestrial UHF ....................................................
5
2.2 Defenisi dan Parameter Antena......................................................
7
2.2.1 Pola Radiasi...........................................................................
7
2.2.2 Lebar Berkas (Beamwidth)....................................................
8
2.2.3 Gain .......................................................................................
8
2.2.4 Bandwidth .............................................................................
9
2.2.5 VSWR (Votage Standing Wave Ratio) .................................
9
2.3 Antena Yagi-Uda ........................................................................... 10
2.4 Teknik Fraktal ................................................................................ 12
2.4.1 Fraktal Kurva Koch ............................................................... 13
2.4.2 Fraktal Kurva Minkowski ..................................................... 14
2.4.3 Fraktal Sierpinski Gasket ...................................................... 15
2.4.4 Fraktal Cohen Minkowski ..................................................... 16
v
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PERANCANGAN
3.1 Proses Perancangan Antena ........................................................... 18
3.2 Simulator MMANA- GAL Basic versi 3.0.0.31 ............................ 21
3.3 Spesifikasi Antena Yagi-Uda yang Dikaji ..................................... 22
3.4 Pemodelan Antena Yagi-Uda pada Software MMANA-GAL....... 24
3.5 Perancangan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 dan iterasi 2 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan ................................................................................... 28
4.2 Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda ................................................... 28
4.3 Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .......................... 30
4.3.1
Perhitungan Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 31
4.3.2
Pemodelan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1pada
Simulator MMANA-GAL ..................................................... 33
4.4 Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1.................... 36
4.5 Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 .......................... 40
4.5.1
Perhitungan Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi
2 ............................................................................................. 40
4.5.2
Pemodelan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 pada
Simulator MMANA-GAL ..................................................... 41
4.6 Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Iterasi 2 ............................. 44
4.7 Analisis Perubahan Bentuk Fisik Antena....................................... 47
4.8 Analisis Hasil Capaian Antena....................................................... 49
4.9 Analisis Perbandingan Jumlah Elemen Antena ............................. 51
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 54
5.2 Saran................................................................................................ 55
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Koordinat untuk Menganalisis Antena.........................
7
Gambar 2.2 Ilustrasi HPBW dan FNBW dalam tiga dimensi dan dua
dimensi .....................................................................................
8
Gambar 2.3 Elemen Antena Yagi-Uda ........................................................
11
Gambar 2.4 Grafik Nilai Gain terhadap Jumlah Elemen .............................
11
Gambar 2.5 Fraktal Kurva Koch ..................................................................
14
Gambar 2.6 Fraktal Kurva Minkowski ........................................................
15
Gambar 2.7 Fraktal Sirpienski Gasket .........................................................
16
Gambar 2.8 Fraktal Cohen Minkowski ........................................................
16
Gambar 3.1 Diagram Alir ............................................................................
19
(a) Pengukuran dan Simulasi Antena Yagi-Uda ....................... 19
(b) Perancangan dan Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
iterasi 1 dan Iterasi 2 ............................................................ 20
Gambar 3.2 Tampilan Menu Geometry .......................................................
22
Gambar 3.3 Keadaan Awal Antena Yagi-Uda .............................................
23
Gambar 3.4 Tampilan Menu Geometry pada MMANA-GAL ....................
25
Gambar 3.5 Antena Yagi Uda ......................................................................
25
Gambar 3.6 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ...................................
26
Gambar 3.7 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ...................................
26
Gambar 4.1 Tampilan Pemodelan Antena Yagi-Uda pada Menu View
SimulatorMMANA-GAL.........................................................
28
Gambar 4.2 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda .........................................................
29
Gambar 4.3 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda .....................................
29
Gambar 4.4 Grafik Bandwidth Antena Yagi-Uda........................................
30
Gambar 4.5 Tampilan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..................
32
Gambar 4.6 Tampilan Menu Geometry Simulator MMANA-GAL ............
32
Gambar 4.7 Tampilan Pemodelan Antena Kurva Koch Iterasi 1 pada
Menu View simulator MMANA-GAL .....................................
34
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda Kurva Koch iterasi 1 ......................
34
Gambar 4.9 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..
35
Gambar 4.10 Grafik Bandwidth Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .....
35
Gambar 4.11 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
Iterasi 1 .....................................................................................
38
Gambar 4.12 Grafik Pola Radiasi Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 1 ................................................................
39
Gambar 4.13 Grafik Bandwidth Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 1 ................................................................
39
Gambar 4.14 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ...................................
41
Gambar 4.15 Tampilan Menu Geometry Simulator MMANA-GAL ............
42
Gambar 4.16 Tampilan Menu View Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2
42
Gambar 4.17 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ......................
43
Gambar 4.18 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ..
43
Gambar 4.19 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
Iterasi 2 .....................................................................................
46
Gambar 4.20 Grafik Pola Radiasi Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 2 ................................................................
46
Gambar 4.21 Grafik Bandwidth Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 2 ................................................................
47
Gambar 4.22 Perbandingan Ukuran Panjang Fisik Linear Antena Yagi-Uda
tanpa fraktal dengan Antena Yagi-Uda Kurva Koch iterasi 1
dan iterasi 2 ..............................................................................
48
Gambar 4.23 Hasil Simulasi Pola Radiasi Antena.........................................
50
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pembagian Kanal Televisi UHF di Kota Medan ...........................
5
Tabel 3.1 Spesifikasi Antena Televisi UHF ...................................................
18
Tabel 3.2 Spesifikasi Antena Yagi-Uda .........................................................
23
Tabel 3.3 Ukuran Fisik Antena Setelah Pengukuran .....................................
23
Tabel 4.1 Panjang Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..............
32
Tabel 4.2 Optimalisasi Jarak Antar Elemen ..................................................
36
Tabel 4.3 Panjang Elemen Fraktal Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .
37
Tabel 4.4 Optimalisasi Jarak Antar Elemen ...................................................
44
Tabel 4.5 Perbandingan Antena Yagi-Uda dengan Antena Yagi-Uda Kurva
Koch ...............................................................................................
49
Tabel 4.6 Perbandingan Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda dengan Antena
Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .....................................................
51
Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda dengan Antena
Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 .....................................................
52
ix
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCH UNTUK TELEVISI UHF
Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub KonsentrasiTeknik Telekomunikasi
Oleh:
LEILY HANDAYANI UTAMA
NIM : 120402021
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCH UNTUK TELEVISI UHF
Oleh :
LEILY HANDAYANI UTAMA
NIM: 120402021
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 12 bulan Oktober tahun 2016 di depan Penguji :
1. Ketua Penguji
: Emerson P Sinulingga, S.T., M.Sc., Ph.D
2. Anggota Penguji
: Naemah Mubarakah, S.T., M.T.
Disetujui oleh :
Pembimbing Tugas Akhir,
Ir. Arman Sani, M.T.
NIP: 196311281991031003
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro,
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si
NIP : 195405311986011002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Antena Yagi-Uda untuk televisi terrestrial UHF konvensional saat ini
memiliki ukuran yang relatif besar, sehingga membutuhkan ruang penempatan
antena yang lebar dan kurang cocok apabila diterapkan pada peralatan yang
bersifat portable. Untuk dapat mereduksi ukuran fisik antena dengan
mempertahankan atau meningkatkan performansi antena tersebut, salah satu
teknik yang dapat diterapkan adalah teknik fraktal Kurva Koch. Pada penelitian
ini, dilakukan kajian secara simulasi mengenai antena Yagi-Uda televisi DP SAT
UHF 17 elemen untuk diterapkan teknik fraktal Kurva Koch iterasi 1 dan iterasi 2
menggunakan software MMANA-GAL Basic versi 3.0.0.31. Dari hasil simulasi
antena Yagi-Uda pabrikasi, diperoleh parameter karakteristik antena yaitu gain
sebesar 12.94 dBi, VSWR 1.4, dan pola radiasi unidireksional. Setelah diterapkan
teknik fraktal Kurva Koch iterasi 1 diperoleh kenaikan gain sebesar 7.3%, VSWR
1.18, pola radiasi unidireksional dan penurunan panjang fisik linear antena sebesar
7.4%. Kemudian setelah diterapkan teknik fraktal Kurva Koch iterasi 2 diperoleh
kenaikan gain sebesar 11.2%, VSWR 1.13,pola radiasi unidireksional dan
penurunan panjang fisik linear antena sebesar 8.7%. Hasil ini menunjukkan bahwa
penerapan teknik fraktal Kurva Kochsecara umum telah meningkatkan
performansi antena Yagi-Uda.
Kata kunci: Yagi-Uda, Kurva Koch, Televisi UHF, MMANA-GAL
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’alamin senantiasa penulis ucapkan kepada Allah
SWT yang telah memberikan rahmat, kesehatan dan kesempatan kepada penulis
untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tak lupa pula shalawat dan salam
kepada Rasulullah Muhammad SAW yang selalu menjadi panutan umat muslim
di seluruh dunia.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orang tua tercinta yaitu Ibu
Sukmawati dan Bapak Legino serta adik-adik tersayang Leiny Handayanti Utama,
S.E. dan Leidya Nur Rahma Utama yang senantiasa mencurahkan kasih sayang
dan doa yang tiada terhitung kepada penulis serta selalu membantu dan
memberikan semangat kepada penulis untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
STUDI ANTENA YAGI-UDA MENGGUNAKAN TEKNIK FRAKTAL
KURVA KOCHUNTUK TELEVISI UHF
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk
itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1.
Bapak Ir. Arman Sani, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan
penulis baik semasa kuliah maupun saat proses penulisan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Emerson Pascawira Sinulingga, S.T.,M.Sc.,Ph.D dan Ibu Naemah
Mubarakah, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah
banyak memberikan masukan dan saran kepada penulis untuk penulisan
Tugas Akhir ini.
ii
Universitas Sumatera Utara
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Siselaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
4.
Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
5.
Sahabat-sahabat terbaik Grumble, Rizka Nurmiza, S.Pd, Bripda Nindy
Handayani, Atika Aprilla, Esty Vidiah Addha, Uswatun Hasanah, A.md,
Henri Fauzi Harahap, S.E, Serda M. Husein, Brian Reza Kawalta Tarigan,
dan Novrizal Sirmi yang telah membuat hari-hari selalu baru dan berbeda
sehingga selalu ada semangat bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
6.
Teman-teman tercantik, Agida Putranti N., Rini Mulia Sari, Muadzzah
Rahmat, Fauziah Nur Siregar, Elyani Br. Surbakti, Desy Sarah Tarigan, Ira
Melati Silalahi, Novayanti Simalango, terimakasih telah menjadi teman
terbaik selama perkuliahan.
7.
Teman-teman asisten Laboratorium Dasar Elektronika, Guntur Gusmao
Lintang, M. Kennedy Ginting, Bobby B Kewas, Sudarmin Pasaribu, Mohd.
Antan Wisuga, terimakasih telah berbagi pengalaman selama perkuliahan.
8.
Asisten Laboratorium Analisis Sitem Tenaga, Arif, Mahatir, Yudi, Riovan
yang secara ikhlas memberikan izin wifian di laboratorium.
9.
Asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik, Ibas, Gading, Wira, Syahrul
yang telah membantu memberikan saran penulisan Tugas Akhir juga wifi
gratis.
10.
Teman-teman kos, Dodi, Fajar, Hendra, Junaidi, Arif, yang telah bersedia
menjadikan kosnya sebagai tempat mengerjakan tugas kuliah dan Tugas
Akhir.
11.
Senior – senior dan adik – adik junior yang telah bersedia berbagi
pengalaman kepada penulis selama masa perkuliahan dan selalu siap sedia
menolong penulis kapanpun dibutuhkan.
12.
Seluruh koordinator dan anggota IMTE dan MMEGS.
13.
Seluruh teman-teman terhebat lainnya angkatan 2012.
iii
Universitas Sumatera Utara
14.
Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama
menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak
yang membutuhkannya.
Medan, 29 Agustus 2016
Penulis
Leily Handayani Utama
NIM: 120402021
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ......................................................................................
ii
DAFTAR ISI .....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..........................................................................
2
1.3 Tujuan Penulisan ............................................................................
2
1.4 Manfaat Penulisan ..........................................................................
2
1.5 Batasan Masalah.............................................................................
2
1.6 Metodologi Penelitian ....................................................................
2
1.7 Sistematika Penulisan.....................................................................
3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Siaran Televisi Terrestrial UHF ....................................................
5
2.2 Defenisi dan Parameter Antena......................................................
7
2.2.1 Pola Radiasi...........................................................................
7
2.2.2 Lebar Berkas (Beamwidth)....................................................
8
2.2.3 Gain .......................................................................................
8
2.2.4 Bandwidth .............................................................................
9
2.2.5 VSWR (Votage Standing Wave Ratio) .................................
9
2.3 Antena Yagi-Uda ........................................................................... 10
2.4 Teknik Fraktal ................................................................................ 12
2.4.1 Fraktal Kurva Koch ............................................................... 13
2.4.2 Fraktal Kurva Minkowski ..................................................... 14
2.4.3 Fraktal Sierpinski Gasket ...................................................... 15
2.4.4 Fraktal Cohen Minkowski ..................................................... 16
v
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PERANCANGAN
3.1 Proses Perancangan Antena ........................................................... 18
3.2 Simulator MMANA- GAL Basic versi 3.0.0.31 ............................ 21
3.3 Spesifikasi Antena Yagi-Uda yang Dikaji ..................................... 22
3.4 Pemodelan Antena Yagi-Uda pada Software MMANA-GAL....... 24
3.5 Perancangan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 dan iterasi 2 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan ................................................................................... 28
4.2 Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda ................................................... 28
4.3 Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .......................... 30
4.3.1
Perhitungan Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 31
4.3.2
Pemodelan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1pada
Simulator MMANA-GAL ..................................................... 33
4.4 Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1.................... 36
4.5 Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 .......................... 40
4.5.1
Perhitungan Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi
2 ............................................................................................. 40
4.5.2
Pemodelan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 pada
Simulator MMANA-GAL ..................................................... 41
4.6 Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Iterasi 2 ............................. 44
4.7 Analisis Perubahan Bentuk Fisik Antena....................................... 47
4.8 Analisis Hasil Capaian Antena....................................................... 49
4.9 Analisis Perbandingan Jumlah Elemen Antena ............................. 51
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 54
5.2 Saran................................................................................................ 55
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Koordinat untuk Menganalisis Antena.........................
7
Gambar 2.2 Ilustrasi HPBW dan FNBW dalam tiga dimensi dan dua
dimensi .....................................................................................
8
Gambar 2.3 Elemen Antena Yagi-Uda ........................................................
11
Gambar 2.4 Grafik Nilai Gain terhadap Jumlah Elemen .............................
11
Gambar 2.5 Fraktal Kurva Koch ..................................................................
14
Gambar 2.6 Fraktal Kurva Minkowski ........................................................
15
Gambar 2.7 Fraktal Sirpienski Gasket .........................................................
16
Gambar 2.8 Fraktal Cohen Minkowski ........................................................
16
Gambar 3.1 Diagram Alir ............................................................................
19
(a) Pengukuran dan Simulasi Antena Yagi-Uda ....................... 19
(b) Perancangan dan Simulasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
iterasi 1 dan Iterasi 2 ............................................................ 20
Gambar 3.2 Tampilan Menu Geometry .......................................................
22
Gambar 3.3 Keadaan Awal Antena Yagi-Uda .............................................
23
Gambar 3.4 Tampilan Menu Geometry pada MMANA-GAL ....................
25
Gambar 3.5 Antena Yagi Uda ......................................................................
25
Gambar 3.6 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ...................................
26
Gambar 3.7 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ...................................
26
Gambar 4.1 Tampilan Pemodelan Antena Yagi-Uda pada Menu View
SimulatorMMANA-GAL.........................................................
28
Gambar 4.2 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda .........................................................
29
Gambar 4.3 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda .....................................
29
Gambar 4.4 Grafik Bandwidth Antena Yagi-Uda........................................
30
Gambar 4.5 Tampilan Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..................
32
Gambar 4.6 Tampilan Menu Geometry Simulator MMANA-GAL ............
32
Gambar 4.7 Tampilan Pemodelan Antena Kurva Koch Iterasi 1 pada
Menu View simulator MMANA-GAL .....................................
34
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda Kurva Koch iterasi 1 ......................
34
Gambar 4.9 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..
35
Gambar 4.10 Grafik Bandwidth Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .....
35
Gambar 4.11 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
Iterasi 1 .....................................................................................
38
Gambar 4.12 Grafik Pola Radiasi Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 1 ................................................................
39
Gambar 4.13 Grafik Bandwidth Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 1 ................................................................
39
Gambar 4.14 Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ...................................
41
Gambar 4.15 Tampilan Menu Geometry Simulator MMANA-GAL ............
42
Gambar 4.16 Tampilan Menu View Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2
42
Gambar 4.17 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ......................
43
Gambar 4.18 Grafik Pola Radiasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 ..
43
Gambar 4.19 Tampilan Menu Calculate yang Menampilkan Gain dan
VSWR Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda Kurva Koch
Iterasi 2 .....................................................................................
46
Gambar 4.20 Grafik Pola Radiasi Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 2 ................................................................
46
Gambar 4.21 Grafik Bandwidth Hasil Optimalisasi Antena Yagi-Uda
Kurva Koch Iterasi 2 ................................................................
47
Gambar 4.22 Perbandingan Ukuran Panjang Fisik Linear Antena Yagi-Uda
tanpa fraktal dengan Antena Yagi-Uda Kurva Koch iterasi 1
dan iterasi 2 ..............................................................................
48
Gambar 4.23 Hasil Simulasi Pola Radiasi Antena.........................................
50
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pembagian Kanal Televisi UHF di Kota Medan ...........................
5
Tabel 3.1 Spesifikasi Antena Televisi UHF ...................................................
18
Tabel 3.2 Spesifikasi Antena Yagi-Uda .........................................................
23
Tabel 3.3 Ukuran Fisik Antena Setelah Pengukuran .....................................
23
Tabel 4.1 Panjang Elemen Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 ..............
32
Tabel 4.2 Optimalisasi Jarak Antar Elemen ..................................................
36
Tabel 4.3 Panjang Elemen Fraktal Antena Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .
37
Tabel 4.4 Optimalisasi Jarak Antar Elemen ...................................................
44
Tabel 4.5 Perbandingan Antena Yagi-Uda dengan Antena Yagi-Uda Kurva
Koch ...............................................................................................
49
Tabel 4.6 Perbandingan Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda dengan Antena
Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 1 .....................................................
51
Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Simulasi Antena Yagi-Uda dengan Antena
Yagi-Uda Kurva Koch Iterasi 2 .....................................................
52
ix
Universitas Sumatera Utara