Studi Antena Yagi-Uda Frekuensi 433 Mhz Dengan Teknik Fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2
TUGAS AKHIR
STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Rini Mulia Sari
NIM : 120402005
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2
Oleh :
RINI MULIA SARI
NIM: 120402005
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
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Salah satu pemanfaatan teknologi informasi untuk perkiraan cuaca adalah
radiosonde. Komunikasi antara perangkat radiosonde pada balon udara
(transmitter) dengan perangkat di stasiun bumi (penerima) memerlukan antena
yang memiliki gain tinggi. Salah satunya adalah antena Yagi-Uda.
Dalam Tugas Akhir ini disimulasikan antena Yagi-Uda yang bekerja pada
frekuensi 433 MHz tanpa dan dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2.
Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak MMANA-GAL Basic
v.3.0.0.25. Dari hasil simulasi, antena Yagi-Uda tanpa fraktal untuk jumlah
elemen 6 diperoleh nilai gain sebesar 11.47 dBi dan 11.42 dBi. Setelah diterapkan
teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2, nilai gain meningkat sebesar 11.50 %
dan 12.29 % untuk jumlah elemen 6, 2.70 % dan 3.52 % untuk jumlah elemen 5,
dan 0.76 % untuk jumlah elemen 4. Semakin besar diameter bahan pipa
aluminium untuk pembuatan antena dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski
Iterasi-2, nilai gain yang diperoleh juga semakin besar. Disamping itu, teknik
fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2 dapat mereduksi panjang fisik linier antena
sebesar 10%.
Kata kunci: radiosonde, Yagi-Uda, Cohen-Minkowski Iterasi-2, gain, MMANAGAL Basic v.3.0.0.25
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi cobaan, halangan,
dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring
salam penulis sampaikan kepada junjungan ummat Nabi Muhammad S.A.W.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Selamet dan ibunda Muhanik yang senantiasa mendukung dan
mendo’akan dari sejak penulis lahir hingga sekarang, serta abang-abang yang
senantiasa
mendukung
dan
memberi
semangat
kepada
penulis
untuk
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.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada :
1.
Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menjalani perkuliahan selama ini.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
4.
Abang-abang tersayang, Wahyudi Hartono, Andi Kasdianto, Indra
Kesuma dan kakak-kakak ipar, Dewi Cahyowati, Nurlia, dan Reni Novita
yang selalu mendukung dan memberi semangat.
5.
Keponakan-keponakan tersayang, Fathan, Habib, Adzki, Anindya, dan
Rara yang selalu menghibur dikala jenuh.
6.
Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, Bapak Emerson P Sinulingga,
S.T, M.Sc, Ph.D dan Ibu Naemah Mubarakah, S.T, M.T selaku dosen
penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
7.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
8.
Muhammad Fauzan Arifa yang selama ini mendukung dan memberi
semangat kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima
kasih atas perhatian dan do’anya.
9.
Keluarga Besar Laboratorium Sistem Komunikasi Radio FT USU, Ibnu,
Ihsan, Wahyu, Yaumi, Rizky, Fahmi .
10.
Teman-teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2012, Ely,
Leily, Fauziah, Agida, Muadzzah, Royan, Yogy, Syahrul, Guntur, Zulham,
Faishal, Junaidi, Antan, Roso, Ridho dan yang lainnya yang telah
memberikan semangat agar segera menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11.
Kharisma Muhammad dan Indah Vusvita Sari yang selalu memberikan
saran dalam penyempurnaan Tugas Akhir.
12.
Abang-abang dan kakak-kakak senior angkatan 2009, 2010, dan 2011
yang telah memberikan saran selama penulis menjalani perkuliahan.
13.
Sahabat-sahabat, Eunike Stephanie Purba, Dhika Handayani Utama dan
Gusti Ananda Syahputri yang selalu mengingatkan dan memberikan
semangat kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
14.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
iii
Universitas Sumatera Utara
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan,
September 2016
Penulis
Rini Mulia Sari
NIM. 120402005
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
I.
II.
ix
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang .............................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3
Tujuan Tugas Akhir ......................................................................
2
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
2
1.5
Metodologi Penelitian ...................................................................
2
1.6
Sistematika Penulisan....................................................................
3
DASAR TEORI
2.1
Radiosonde ....................................................................................
5
2.2
Definisi dan Parameter Antena .....................................................
8
2.2.1 Pola Radiasi ..........................................................................
8
2.2.2 Gain ......................................................................................
9
2.2.3 Bandwidth ............................................................................
10
2.2.4 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ..............................
10
2.3
Antena Yagi-Uda...........................................................................
11
2.4
Teknik Fraktal ...............................................................................
12
2.4.1 Cohen-Minkowski ...............................................................
13
2.4.2 Fraktal Kurva Koch ..............................................................
14
2.4.3 Kurva Minkowski ................................................................
15
2.4.4 Sierpinski Gasket .................................................................
16
III. METODE PERANCANGAN
3.1
Proses Perancangan Antena .........................................................
18
v
Universitas Sumatera Utara
3.2
Simulator MMANA-GAL Basic v.3.0.0.25 ..................................
21
3.3
Perancangan Antena Yagi-Uda ....................................................
22
3.4
Perancangan Antena Yagi-Uda dengan Teknik Fraktal CohenMinkowski Iterasi-1 dan Iterasi-2 ................................................
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Simulasi Antena Yagi-Uda ...........................................................
29
4.2
Simulasi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 ...............
31
4.2.1 Penetuan Parameter Antena ................................................
31
4.2.2 Pemodelan pada Simulator ..................................................
34
4.2.3 Optimalisasi Ukuran
Fraktal
Yagi-Uda Cohen-Min-
kowski Iterasi-2 ...................................................................
4.2.4 Optimalisasi
V.
25
35
Jarak Antar Elemen Antena Yagi-Uda
Cohen-Minkowski Iterasi-2 ................................................
37
4.3
Analisis Panjang Fisik Linier Antena ...........................................
38
4.4
Analisis Hasil Capaian Antena .....................................................
39
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan....................................................................................
47
5.2
Saran ..............................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Radiosonde ...............................................................................
5
Gambar 2.2
Sistem Operasional Radiosonde ...............................................
6
Gambar 2.3
Antena Sebagai Media Transmisi .............................................
8
Gambar 2.4
Sistem Koordinat Untuk Menganalisis Antena ........................
9
Gambar 2.5
Elemen Antena Yagi-Uda.........................................................
12
Gambar 2.6
Cohen-Minkowski ....................................................................
13
Gambar 2.7
Fraktal Kurva Koch .................................................................
14
Gambar 2.8
Kurva Minkowski ....................................................................
15
Gambar 2.9
Sierpinski Gasket ......................................................................
16
Gambar 3.1
Diagram Alir Antena Yagi-Uda ..............................................
19
Gambar 3.2
Diagram Alir Antena Yagi-Uda Fraktal Cohen-Minkowski
Iterasi-2 ...................................................................................
20
Gambar 3.3
Tampilan Menu Geometry ........................................................
21
Gambar 3.4
Tampilan Menu Geometry Antena Yagi-Uda ..........................
24
Gambar 3.5
Antena Yagi-Uda .....................................................................
25
Gambar 3.6
Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-1 ........................
26
Gambar 3.7
Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 .......................
26
Gambar 4.1
Tampilan Menu View Antena Yagi-Uda ..................................
29
Gambar 4.2
Hasil Simulasi pada Menu Calculate yang Menampilkan
Gain dan VSWR ......................................................................
30
Gambar 4.3
Polaradiasi dalam bentuk 2D ....................................................
30
Gambar 4.4
Polaradiasi dalam bentuk 3D ....................................................
31
Gambar 4.5
Tampilan Menu Geometry
Antena Yagi-Uda Cohen-
Minkowski Iterasi-2 .................................................................
Gambar 4.6
34
Tampilan Menu View Simulasi Antena Yagi-Uda CohenMinkowski Iterasi-2..................................................................
35
Gambar 4.7
Panjang Reflektor pada Antena Yagi-Uda ...............................
38
Gambar 4.8
Panjang Reflektor
pada Antena
Yagi-Uda
Cohen-
Minkowski Iterasi-1..................................................................
38
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
Panjang Reflektor
pada Antena
Yagi-Uda
Cohen-
Minkowski Iterasi-2..................................................................
38
Gambar 4.10 Grafik VSWR Antena Yagi-Uda dengan Teknik fraktal
Cohen-Minkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter
Antena 8.6 mm .........................................................................
44
Gambar 4.11 Grafik gain Antena Yagi-Uda dengan Teknik fractal CohenMinkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter Antena
8.6 mm ......................................................................................
45
Gambar 4.12 Grafik VSWR Antena Yagi-Uda dengan Teknik fraktal
Cohen-Minkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter
Antena 9 mm ............................................................................
45
Gambar 4.13 Grafik gain Antena Yagi-Uda dengan Teknik fractal CohenMinkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter Antena
9 mm .........................................................................................
46
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Link Budget Radiosonde ...........................................................
7
Tabel 3.1
Spesifikasi Antena Yagi-Uda yang diinginkan ........................
18
Tabel 3.2
Parameter Simulasi Antena Yagi-Uda 433 MHz 6 Elemen .....
24
Tabel 4.1
Dimensi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 ..........
34
Tabel 4.2
Optimalisasi Ukuran Fraktal Yagi-Uda Cohen-Minkowski
Iterasi-2 ....................................................................................
Tabel 4.3
Hasil
Optimasi
Ukuran
Fraktal
Yagi-Uda Cohen-
Minkowski Iterasi-2 .................................................................
Tabel 4.4
36
37
Perbandingan Hasil Simulasi Tanpa dan dengan Teknik
Fraktal Cohen-Minkowski untuk Diameter Kawat Antena
8.6 mm ......................................................................................
Tabel 4.5
40
Perbandingan Hasil Simulasi Tanpa dan dengan Teknik
Fraktal Cohen-Minkowski untuk Diameter Kawat Antena
9 mm .........................................................................................
42
ix
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Rini Mulia Sari
NIM : 120402005
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2
Oleh :
RINI MULIA SARI
NIM: 120402005
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
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Salah satu pemanfaatan teknologi informasi untuk perkiraan cuaca adalah
radiosonde. Komunikasi antara perangkat radiosonde pada balon udara
(transmitter) dengan perangkat di stasiun bumi (penerima) memerlukan antena
yang memiliki gain tinggi. Salah satunya adalah antena Yagi-Uda.
Dalam Tugas Akhir ini disimulasikan antena Yagi-Uda yang bekerja pada
frekuensi 433 MHz tanpa dan dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2.
Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak MMANA-GAL Basic
v.3.0.0.25. Dari hasil simulasi, antena Yagi-Uda tanpa fraktal untuk jumlah
elemen 6 diperoleh nilai gain sebesar 11.47 dBi dan 11.42 dBi. Setelah diterapkan
teknik fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2, nilai gain meningkat sebesar 11.50 %
dan 12.29 % untuk jumlah elemen 6, 2.70 % dan 3.52 % untuk jumlah elemen 5,
dan 0.76 % untuk jumlah elemen 4. Semakin besar diameter bahan pipa
aluminium untuk pembuatan antena dengan teknik fraktal Cohen-Minkowski
Iterasi-2, nilai gain yang diperoleh juga semakin besar. Disamping itu, teknik
fraktal Cohen-Minkowski Iterasi-2 dapat mereduksi panjang fisik linier antena
sebesar 10%.
Kata kunci: radiosonde, Yagi-Uda, Cohen-Minkowski Iterasi-2, gain, MMANAGAL Basic v.3.0.0.25
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi cobaan, halangan,
dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring
salam penulis sampaikan kepada junjungan ummat Nabi Muhammad S.A.W.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“STUDI ANTENA YAGI-UDA FREKUENSI 433 MHz DENGAN
TEKNIK FRAKTAL COHEN-MINKOWSKI ITERASI-2”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Selamet dan ibunda Muhanik yang senantiasa mendukung dan
mendo’akan dari sejak penulis lahir hingga sekarang, serta abang-abang yang
senantiasa
mendukung
dan
memberi
semangat
kepada
penulis
untuk
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.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada :
1.
Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menjalani perkuliahan selama ini.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
4.
Abang-abang tersayang, Wahyudi Hartono, Andi Kasdianto, Indra
Kesuma dan kakak-kakak ipar, Dewi Cahyowati, Nurlia, dan Reni Novita
yang selalu mendukung dan memberi semangat.
5.
Keponakan-keponakan tersayang, Fathan, Habib, Adzki, Anindya, dan
Rara yang selalu menghibur dikala jenuh.
6.
Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, Bapak Emerson P Sinulingga,
S.T, M.Sc, Ph.D dan Ibu Naemah Mubarakah, S.T, M.T selaku dosen
penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
7.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
8.
Muhammad Fauzan Arifa yang selama ini mendukung dan memberi
semangat kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima
kasih atas perhatian dan do’anya.
9.
Keluarga Besar Laboratorium Sistem Komunikasi Radio FT USU, Ibnu,
Ihsan, Wahyu, Yaumi, Rizky, Fahmi .
10.
Teman-teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2012, Ely,
Leily, Fauziah, Agida, Muadzzah, Royan, Yogy, Syahrul, Guntur, Zulham,
Faishal, Junaidi, Antan, Roso, Ridho dan yang lainnya yang telah
memberikan semangat agar segera menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11.
Kharisma Muhammad dan Indah Vusvita Sari yang selalu memberikan
saran dalam penyempurnaan Tugas Akhir.
12.
Abang-abang dan kakak-kakak senior angkatan 2009, 2010, dan 2011
yang telah memberikan saran selama penulis menjalani perkuliahan.
13.
Sahabat-sahabat, Eunike Stephanie Purba, Dhika Handayani Utama dan
Gusti Ananda Syahputri yang selalu mengingatkan dan memberikan
semangat kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
14.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
iii
Universitas Sumatera Utara
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan,
September 2016
Penulis
Rini Mulia Sari
NIM. 120402005
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
I.
II.
ix
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang .............................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3
Tujuan Tugas Akhir ......................................................................
2
1.4
Batasan Masalah ............................................................................
2
1.5
Metodologi Penelitian ...................................................................
2
1.6
Sistematika Penulisan....................................................................
3
DASAR TEORI
2.1
Radiosonde ....................................................................................
5
2.2
Definisi dan Parameter Antena .....................................................
8
2.2.1 Pola Radiasi ..........................................................................
8
2.2.2 Gain ......................................................................................
9
2.2.3 Bandwidth ............................................................................
10
2.2.4 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ..............................
10
2.3
Antena Yagi-Uda...........................................................................
11
2.4
Teknik Fraktal ...............................................................................
12
2.4.1 Cohen-Minkowski ...............................................................
13
2.4.2 Fraktal Kurva Koch ..............................................................
14
2.4.3 Kurva Minkowski ................................................................
15
2.4.4 Sierpinski Gasket .................................................................
16
III. METODE PERANCANGAN
3.1
Proses Perancangan Antena .........................................................
18
v
Universitas Sumatera Utara
3.2
Simulator MMANA-GAL Basic v.3.0.0.25 ..................................
21
3.3
Perancangan Antena Yagi-Uda ....................................................
22
3.4
Perancangan Antena Yagi-Uda dengan Teknik Fraktal CohenMinkowski Iterasi-1 dan Iterasi-2 ................................................
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Simulasi Antena Yagi-Uda ...........................................................
29
4.2
Simulasi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 ...............
31
4.2.1 Penetuan Parameter Antena ................................................
31
4.2.2 Pemodelan pada Simulator ..................................................
34
4.2.3 Optimalisasi Ukuran
Fraktal
Yagi-Uda Cohen-Min-
kowski Iterasi-2 ...................................................................
4.2.4 Optimalisasi
V.
25
35
Jarak Antar Elemen Antena Yagi-Uda
Cohen-Minkowski Iterasi-2 ................................................
37
4.3
Analisis Panjang Fisik Linier Antena ...........................................
38
4.4
Analisis Hasil Capaian Antena .....................................................
39
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan....................................................................................
47
5.2
Saran ..............................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Radiosonde ...............................................................................
5
Gambar 2.2
Sistem Operasional Radiosonde ...............................................
6
Gambar 2.3
Antena Sebagai Media Transmisi .............................................
8
Gambar 2.4
Sistem Koordinat Untuk Menganalisis Antena ........................
9
Gambar 2.5
Elemen Antena Yagi-Uda.........................................................
12
Gambar 2.6
Cohen-Minkowski ....................................................................
13
Gambar 2.7
Fraktal Kurva Koch .................................................................
14
Gambar 2.8
Kurva Minkowski ....................................................................
15
Gambar 2.9
Sierpinski Gasket ......................................................................
16
Gambar 3.1
Diagram Alir Antena Yagi-Uda ..............................................
19
Gambar 3.2
Diagram Alir Antena Yagi-Uda Fraktal Cohen-Minkowski
Iterasi-2 ...................................................................................
20
Gambar 3.3
Tampilan Menu Geometry ........................................................
21
Gambar 3.4
Tampilan Menu Geometry Antena Yagi-Uda ..........................
24
Gambar 3.5
Antena Yagi-Uda .....................................................................
25
Gambar 3.6
Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-1 ........................
26
Gambar 3.7
Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 .......................
26
Gambar 4.1
Tampilan Menu View Antena Yagi-Uda ..................................
29
Gambar 4.2
Hasil Simulasi pada Menu Calculate yang Menampilkan
Gain dan VSWR ......................................................................
30
Gambar 4.3
Polaradiasi dalam bentuk 2D ....................................................
30
Gambar 4.4
Polaradiasi dalam bentuk 3D ....................................................
31
Gambar 4.5
Tampilan Menu Geometry
Antena Yagi-Uda Cohen-
Minkowski Iterasi-2 .................................................................
Gambar 4.6
34
Tampilan Menu View Simulasi Antena Yagi-Uda CohenMinkowski Iterasi-2..................................................................
35
Gambar 4.7
Panjang Reflektor pada Antena Yagi-Uda ...............................
38
Gambar 4.8
Panjang Reflektor
pada Antena
Yagi-Uda
Cohen-
Minkowski Iterasi-1..................................................................
38
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
Panjang Reflektor
pada Antena
Yagi-Uda
Cohen-
Minkowski Iterasi-2..................................................................
38
Gambar 4.10 Grafik VSWR Antena Yagi-Uda dengan Teknik fraktal
Cohen-Minkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter
Antena 8.6 mm .........................................................................
44
Gambar 4.11 Grafik gain Antena Yagi-Uda dengan Teknik fractal CohenMinkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter Antena
8.6 mm ......................................................................................
45
Gambar 4.12 Grafik VSWR Antena Yagi-Uda dengan Teknik fraktal
Cohen-Minkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter
Antena 9 mm ............................................................................
45
Gambar 4.13 Grafik gain Antena Yagi-Uda dengan Teknik fractal CohenMinkowski Iterasi-2 Menggunakan Diameter Antena
9 mm .........................................................................................
46
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Link Budget Radiosonde ...........................................................
7
Tabel 3.1
Spesifikasi Antena Yagi-Uda yang diinginkan ........................
18
Tabel 3.2
Parameter Simulasi Antena Yagi-Uda 433 MHz 6 Elemen .....
24
Tabel 4.1
Dimensi Antena Yagi-Uda Cohen-Minkowski Iterasi-2 ..........
34
Tabel 4.2
Optimalisasi Ukuran Fraktal Yagi-Uda Cohen-Minkowski
Iterasi-2 ....................................................................................
Tabel 4.3
Hasil
Optimasi
Ukuran
Fraktal
Yagi-Uda Cohen-
Minkowski Iterasi-2 .................................................................
Tabel 4.4
36
37
Perbandingan Hasil Simulasi Tanpa dan dengan Teknik
Fraktal Cohen-Minkowski untuk Diameter Kawat Antena
8.6 mm ......................................................................................
Tabel 4.5
40
Perbandingan Hasil Simulasi Tanpa dan dengan Teknik
Fraktal Cohen-Minkowski untuk Diameter Kawat Antena
9 mm .........................................................................................
42
ix
Universitas Sumatera Utara