Rancang Bangun Antena Mikrostrip Patch Segiempat Dengan Tipe Polarisasi Melingkar Menggunakan Metode Truncated Corner
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan kemajuan teknologi komunikasi dengan menggunakan
gelombang radio telah memacu perkembangan teknologi di bidang antena.Salah
satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah
sistem telekomunikasi modern saat ini adalah antena mikrostrip. Hal ini
dikarenakan bahwa antena mikrostrip merupakan jenis antena yang sederhana
untuk dibuat dan mudah diintegrasikan.
Polarisasi antena adalah arah medan listrik yang diradiasikan oleh antena.
Polarisasi
dapat
diklasifikasikan
sebagai linier
(linear), melingkar(circular) atauelips (elliptical ). Polarisasi melingkar terjadi
jika suatu gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik memiliki
vektor medan elektrik (magnet) pada titik tersebut berada pada jalur lingkaran
sebagai fungsi waktu. Gelombang terpolarisasi melingkar dapat ditentukan
dengan menggunakan aturan jari tangan. Gelombang dikatakan terpolarisasi
melingkar ke kiri jika ibu jari tangan kiri menunjuk ke arah propagasi gelombang,
maka keempat jarinya menekuk ke arah perputaran medan. Gelombang dikatakan
terpolarisasi melingkar ke kanan jika ketika ibu jari tangan kanan menujuk ke arah
perambatan gelombang , maka keempat jari lainnya menunjuk ke arah rotasi
medan [1]. Beberapa aplikasi yang memerlukan polarisasi melingkar terdapat
pada radar, satelit, GPS (Global Positioning System),RFID (Radio Frequency
Identification) dan wireless LAN.
Antena mikrostrip ini dapat digunakan untuk kepentingan navigasi. Salah satu
aplikasinya adalah GPS (Global Positioning System) yang merupakan teknologi
yang mendukung untuk akses komunikasi data secara bergerak melalui satelit
yang digunakan untuk memberikan informasi navigasi [2]. Polarisasi yang
melingkar sifatnya berorientasi pada jalur lingkaran, artinya menerima gelombang
tidak hanya satu arah saja tetapi juga sekitarnya. Polarisasi melingkar juga
Universitas Sumatera Utara
dibutuhkan pada komunikasi satelit ataupun GPS karena antara satelit dan antena
di bumi tidak memiliki keadaan yang selalu tetap. GPS sangat membutuhkan
polarisasi circular agar dapat menerima gelombang peradiasi lebih cepat dan
akurat [3]. Sistem GPS bekerja pada frekuensi kerja 1575,42 MHz, untuk itu
sangat dibutuhkan sebuah antena mikrostrip yang mampu memberikan kinerja
yang baik untuk sistem tersebut.
Salah satu teknik membentuk polarisasi circular adalah metode truncated
corner yaitu dengan menggunakan catuan tunggal. Jika bentuk patch dasar dicatu
menggunakan catuan tunggal, maka polarisasi yang dihasilkan adalah linier. Maka
dari itu, untuk membentuk polarisasicircular, harus dilakukan modifikasi pada
patch. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan teknik truncated corner atau
pemotongan tepi pada sudut tertentu dari sumbu pencatuan. Teknik ini di nilai
lebih sederhana dalam perancangan karena memiliki sedikit parameter untuk
membentuk polarisasi circular dan menggunakan catuan tunggal sehingga tidak
memiliki kompleksitas dari segi pencatuan serta tidak dibutuhkan pencatuan daya.
Penelitian mengenai antena mikrostrip patch segiempat sudah banyak
dilakukan diantaranya pengujian antena mikrostrip patch segiempat tipe polarisasi
melingkar menggunakan frekuesi 2.4 GHz [4] dan perancangan antena mikrostrip
polarisasi Circular Dual-Feed Frekuensi [5]. Pada Tugas Akhir ini akan
dirancang bangun dan disimulasikan antena mikrostrip patch segiempat dengan
tipe polarisasi melingkar menggunakan metode truncated corner. Perancangan
dan simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak AWR Microwave
Office 2004.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang pada penelitian ini, terdapat beberapa masalah
yang dapat dirumuskan antara lain yaitu:
1. Bagaimana spesifikasi antena yang dibutuhkan untuk sistem GPS
(1575,42) MHz?
Universitas Sumatera Utara
2. Apa yang dimaksud dengan tipe polarisasi melingkar dan bagaimana
mengetahui bahwa sebuah antena memiliki karakteristik polarisasi
melingkar?
3. Bagaiman merancang antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
truncated
corner
untuk
menghasilkan
tipe
polarisasi
melingkar
menggunakan simulator AWR?
4. Bagaimana menguji hasil rancangan antena mikrostrip patch segiempat
dengan metode truncated corner yang memiliki tipe polarisasi melingkar?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah untuk merancang bangun antena
mikrostrip patch segiempat dengan tipe polarisasi melingkar menggunakan
metode truncated corneruntuk aplikasi GPS (1575,42) MHz.
1.4 Batasan Masalah
Agar isi dan pembahasan Tugas Akhir ini menjadi terarah maka penulis
membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Perancangan antena microstrip patch segiempat dan menganalisis
parameter antena yang ingin dicapai menggunakan bantuan simulator
AWR Microwave Office 2004.
2. Parameter yang dianalisis adalah ukuran pemotongan berdasarkan
truncated corner, VSWR, axial ratio, return loss, dan gain.
3. Frekuensi resonansi yang digunakan adalah 1575,45 MHzberdasarkan
aplikasi pada GPS.
4. Jenis substrat yang digunakan pada rancangan adalah FR4 dengan
dielektrik substrat (R) = 4,4, tebal substrat (h) = 1,6 mm.
5. Menggunakan metode truncated corner untuk mendapatkan polarisasi
melingkar.
1.5 Sistematika Penulisan
Universitas Sumatera Utara
Untuk memberikan gambaran mengenai Tugas Akhir ini secara singkat, maka
penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut.
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika
penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi penjelasan tentang antena mikrostrip, parameter
antena, sistem GPS (Global Positioning System), polarisasi
melingkar dengan metode truncated corner.
BAB III
METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang penjelasan secara umum dari penelitian yang
dilakukan, diagram alir penelitian, variabel yang diamati, dan
jadwal penelitian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil simulasi perancangan menggunakan bantuan
simulator AWR.
BAB V
PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari penelitian yang
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan kemajuan teknologi komunikasi dengan menggunakan
gelombang radio telah memacu perkembangan teknologi di bidang antena.Salah
satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator pada sejumlah
sistem telekomunikasi modern saat ini adalah antena mikrostrip. Hal ini
dikarenakan bahwa antena mikrostrip merupakan jenis antena yang sederhana
untuk dibuat dan mudah diintegrasikan.
Polarisasi antena adalah arah medan listrik yang diradiasikan oleh antena.
Polarisasi
dapat
diklasifikasikan
sebagai linier
(linear), melingkar(circular) atauelips (elliptical ). Polarisasi melingkar terjadi
jika suatu gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik memiliki
vektor medan elektrik (magnet) pada titik tersebut berada pada jalur lingkaran
sebagai fungsi waktu. Gelombang terpolarisasi melingkar dapat ditentukan
dengan menggunakan aturan jari tangan. Gelombang dikatakan terpolarisasi
melingkar ke kiri jika ibu jari tangan kiri menunjuk ke arah propagasi gelombang,
maka keempat jarinya menekuk ke arah perputaran medan. Gelombang dikatakan
terpolarisasi melingkar ke kanan jika ketika ibu jari tangan kanan menujuk ke arah
perambatan gelombang , maka keempat jari lainnya menunjuk ke arah rotasi
medan [1]. Beberapa aplikasi yang memerlukan polarisasi melingkar terdapat
pada radar, satelit, GPS (Global Positioning System),RFID (Radio Frequency
Identification) dan wireless LAN.
Antena mikrostrip ini dapat digunakan untuk kepentingan navigasi. Salah satu
aplikasinya adalah GPS (Global Positioning System) yang merupakan teknologi
yang mendukung untuk akses komunikasi data secara bergerak melalui satelit
yang digunakan untuk memberikan informasi navigasi [2]. Polarisasi yang
melingkar sifatnya berorientasi pada jalur lingkaran, artinya menerima gelombang
tidak hanya satu arah saja tetapi juga sekitarnya. Polarisasi melingkar juga
Universitas Sumatera Utara
dibutuhkan pada komunikasi satelit ataupun GPS karena antara satelit dan antena
di bumi tidak memiliki keadaan yang selalu tetap. GPS sangat membutuhkan
polarisasi circular agar dapat menerima gelombang peradiasi lebih cepat dan
akurat [3]. Sistem GPS bekerja pada frekuensi kerja 1575,42 MHz, untuk itu
sangat dibutuhkan sebuah antena mikrostrip yang mampu memberikan kinerja
yang baik untuk sistem tersebut.
Salah satu teknik membentuk polarisasi circular adalah metode truncated
corner yaitu dengan menggunakan catuan tunggal. Jika bentuk patch dasar dicatu
menggunakan catuan tunggal, maka polarisasi yang dihasilkan adalah linier. Maka
dari itu, untuk membentuk polarisasicircular, harus dilakukan modifikasi pada
patch. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan teknik truncated corner atau
pemotongan tepi pada sudut tertentu dari sumbu pencatuan. Teknik ini di nilai
lebih sederhana dalam perancangan karena memiliki sedikit parameter untuk
membentuk polarisasi circular dan menggunakan catuan tunggal sehingga tidak
memiliki kompleksitas dari segi pencatuan serta tidak dibutuhkan pencatuan daya.
Penelitian mengenai antena mikrostrip patch segiempat sudah banyak
dilakukan diantaranya pengujian antena mikrostrip patch segiempat tipe polarisasi
melingkar menggunakan frekuesi 2.4 GHz [4] dan perancangan antena mikrostrip
polarisasi Circular Dual-Feed Frekuensi [5]. Pada Tugas Akhir ini akan
dirancang bangun dan disimulasikan antena mikrostrip patch segiempat dengan
tipe polarisasi melingkar menggunakan metode truncated corner. Perancangan
dan simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak AWR Microwave
Office 2004.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang pada penelitian ini, terdapat beberapa masalah
yang dapat dirumuskan antara lain yaitu:
1. Bagaimana spesifikasi antena yang dibutuhkan untuk sistem GPS
(1575,42) MHz?
Universitas Sumatera Utara
2. Apa yang dimaksud dengan tipe polarisasi melingkar dan bagaimana
mengetahui bahwa sebuah antena memiliki karakteristik polarisasi
melingkar?
3. Bagaiman merancang antena mikrostrip patch segiempat dengan metode
truncated
corner
untuk
menghasilkan
tipe
polarisasi
melingkar
menggunakan simulator AWR?
4. Bagaimana menguji hasil rancangan antena mikrostrip patch segiempat
dengan metode truncated corner yang memiliki tipe polarisasi melingkar?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah untuk merancang bangun antena
mikrostrip patch segiempat dengan tipe polarisasi melingkar menggunakan
metode truncated corneruntuk aplikasi GPS (1575,42) MHz.
1.4 Batasan Masalah
Agar isi dan pembahasan Tugas Akhir ini menjadi terarah maka penulis
membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Perancangan antena microstrip patch segiempat dan menganalisis
parameter antena yang ingin dicapai menggunakan bantuan simulator
AWR Microwave Office 2004.
2. Parameter yang dianalisis adalah ukuran pemotongan berdasarkan
truncated corner, VSWR, axial ratio, return loss, dan gain.
3. Frekuensi resonansi yang digunakan adalah 1575,45 MHzberdasarkan
aplikasi pada GPS.
4. Jenis substrat yang digunakan pada rancangan adalah FR4 dengan
dielektrik substrat (R) = 4,4, tebal substrat (h) = 1,6 mm.
5. Menggunakan metode truncated corner untuk mendapatkan polarisasi
melingkar.
1.5 Sistematika Penulisan
Universitas Sumatera Utara
Untuk memberikan gambaran mengenai Tugas Akhir ini secara singkat, maka
penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut.
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika
penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi penjelasan tentang antena mikrostrip, parameter
antena, sistem GPS (Global Positioning System), polarisasi
melingkar dengan metode truncated corner.
BAB III
METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang penjelasan secara umum dari penelitian yang
dilakukan, diagram alir penelitian, variabel yang diamati, dan
jadwal penelitian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil simulasi perancangan menggunakan bantuan
simulator AWR.
BAB V
PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari penelitian yang
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara