HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5. Analisis Hasil Simulasi Dan Pengukuran Antena Mikrostrip
Berdasarkan hasil simulasi pada Sub Bab 4.1 dan hasil pengukuran pada Sub Bab 4.2, dilakukan analisis perbandingan antara keduanya untuk mendapatkan faktor dan peningkatan nilai variabel dari parameter antena mikrostrip.
4.5.1. Analisis AMPSE dualband 1 elemen
Berikut ini adalah analisis dari AMPSE dualband 1 elemen yang menunjukkan hasil dari simulasi dan hasil pengukuran serta perbandingan dari keduanya dalam mendapatkan faktor peningkatan nilai dari parameter antena mikrostrip.
Gambar 4.24. Grafik VSWR simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 1 elemen
VSWR
VSWR vs Frekuensi
Gambar 4.24 memperlihatkan perbandingan grafik VSWR hasil simulasi dan hasil pengukuran AMPSE dualband 1 elemen. Frekuensi kerja dualband dapat dicapai baik dari hasil simulasi maupun hasil pengukuran. Hal ini menunjukkan proses simulasi sudah sesuai dengan prosedur dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband yang dibuktikan dengan hasil dengan pola yang hampir sama dengan pengukuran. Tabel 4.2 berikut adalah perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada AMPSE dualband 1 elemen.
Tabel 4.2. VSWR hasil simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 1 elemen
Lower-band 1800 MHz Upper-band 2400 MHz
Hasil F1
(MHz) (MHz) F2 Optimal VSWR (MHz) BW (MHz) F1 (MHz) F2 Optimal VSWR (MHz) BW Simulasi 1782 1819 1,07 37 2404 2471 1,27 67 Pengukuran 1817 1862 1,01 45 2413 2508 1,01 95
Pada band selular 1800 MHz, hasil pengukuran bergeser ke arah kanan sebesar 35 MHz dan bandwidth terbaik berada pada hasil pengukuran dengan selisih perbedaan sebesar 8 MHz. Nilai VSWR hasil pengukuran adalah terbaik dengan VSWR 1,01 pada frekuensi 1841 MHz.
Untuk band WLAN 2400 MHz, dibandingkan dengan hasil simulasi, hasil pengukuran bergeser sedikit ke arah kanan sebesar 9 MHz dan bandwidth optimal berada pada hasil pengukuran, dengan selisih perbedaan sebesar 28 MHz. Nilai VSWR hasil pengukuran adalah paling optimal dengan nilai VSWR 1,01 pada frekuensi 2449 MHz.
Gambar 4.25. Grafik RL simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 1 elemen Gambar 4.25 memperlihatkan grafik return loss (RL) perbandingan hasil simulasi dan hasil pengukuran AMPSE dualband 1 elemen. Frekuensi kerja dualband dapat dicapai, baik dari hasil simulasi maupun hasil pengukuran. Hal ini menunjukkan proses simulasi sudah sesuai dengan prosedur dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband yang dibuktikan dengan hasil grafik return loss (RL) yang memiliki pola hampir sama dengan pengukuran. Tabel 4.3 berikut adalah hasil perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada AMPSE dualband 1 elemen.
Tabel 4.3. RL hasil simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 1 elemen
Lower-band 1800 MHz Upper-band 2400 MHz Hasil (MHz) F1 (MHz) F2 RL Optimal (dB) (MHz) F1 (MHz) F2 RL Optimal (dB)
Simulasi 1760 1841 -31,47 2404 2485 -19,32 Pengukuran 1817 1862 -44,62 2413 2508 -44,86
Return l
Pada band selular 1800 MHz, hasil pengukuran bergeser ke arah kanan sebesar 57 MHz dan bandwidth paling optimal berada pada hasil simulasi dengan selisih perbedaan sebesar 36 MHz. Nilai return loss optimal hasil pengukuran adalah -44,62 dB pada frekuensi 1841 MHz.
Untuk band WLAN 2400 MHz yang dibandingkan dengan hasil simulasi, hasil pengukuran bergeser sedikit ke arah kanan sebesar 9 MHz dan bandwidth terbaik berada pada hasil pengukuran dengan perbedaan sebesar 14 MHz. Nilai return loss optimal hasil pengukuran adalah -44,86 dB pada frekuensi 2449 MHz.
Pengukuran dengan metode 2 port menggunakan alat ukur Anritsu MT8222A, diperoleh parameter pola radiasi. Gambar 4.26 berikut adalah pola radiasi dari hasil pengukuran dan hasil simulasi AMPSE dualband 1 elemen.
(a) (b)
Gambar 4.26. Pola radiasi AMPSE dualband 1 elemen (a) 1800 MHz (b) 2400 MHz
Gambar 4.26 (a) merupakan tampilan pola radiasi AMPSE dualband 1 elemen pada band frekuensi 1800 MHz dan (b) pada band frekuensi 2400 MHz. Untuk band 1800 MHz terdapat perbedaan pola dan arah posisi main lobe antara hasil pengukuran dengan simulasi. Gambar 4.26 (a) hasil pengukuran band frekuensi 1800 MHz menunjukkan pola radiasi dengan penguatan maksimum main lobe berada pada sudut 200 (kuadran I) dan untuk hasil simulasi menunjukkan pola radiasi dengan penguatan maksimum main lobe berada pada sudut 1000 atau pada kuadran ke-IV. Hal ini disebabkan proses pengukuran tidak dilakukan pada ruang khusus anechoic chamber (ruang bebas echo), sehingga mengakibatkan banyaknya gangguan interferensi dari sinyal dengan frekuensi yang sama yaitu band 1800 MHz dari BTS operator selular disekitar lokasi pengukuran dan refleksi sinyal akibat benda-benda dan dinding di dalam ruangan pengukuran.
Untuk pola radiasi pada band 2400 MHz memperlihatkan pola main lobe yang seragam yang terfokus pada sumbu tegak sudut 0o. Data lengkap hasil pengukuran dan simulasi dapat dilihat pada Lampiran.
4.5.2. Analisis AMPSE dualband 2 elemen
Berikut ini adalah analisis dari AMPSE dualband 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu yang menunjukkan hasil dari simulasi dan pengukuran serta perbandingan dari keduanya dalam mendapatkan faktor peningkatan nilai dari parameter antena mikrostrip.
AMPSE dualband 2 elemen ini merupakan pengembangan dari AMPSE dualband 1 elemen dengan optimasi saluran pencatu. Gambar 4.27 memperlihatkan perbandingan grafik VSWR hasil simulasi dan hasil pengukuran pabrikasi AMPSE dualband 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu.
Gambar 4.27. Grafik VSWR simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 2 elemen Gambar 4.27 memperlihatkan frekuensi kerja dualband dapat tercapai, baik dari hasil simulasi maupun hasil pengukuran. Hal ini membuktikan proses simulasi sudah sesuai dengan prosedur dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband yang ditunjukkan dengan hasil simulasi yang memiliki pola hampir sama dengan pengukuran. Tabel 4.4 adalah hasil perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada AMPSE dualband 2 elemen.
VSWR
VSWR vs Frekuensi
Tabel 4.4. VSWR hasil simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 2 elemen Lower-band 1800 MHz Upper-band 2400 MHz Hasil (MHz) F1 (MHz) F2 Optimal VSWR (MHz) BW (MHz) F1 (MHz) F2 Optimal VSWR (MHz) BW
Simulasi 1705 1880 1,30 175 2339 2568 1,25 229 Pengukuran 1655 1909 1,12 254 2379 2596 1,26 217
Pada band frekuensi kerja selular 1800 MHz, hasil pengukuran melebar ke kiri 50 MHz dan kanan sumbu horizontal sebesar 29 MHz. Bandwidth terbaik berada pada hasil pengukuran dengan selisih perbedaan sebesar 79 MHz. Nilai VSWR hasil pengukuran adalah optimal dengan VSWR 1,12 pada frekuensi 1863 MHz.
Untuk band frekuensi kerja WLAN 2400 MHz, dibandingkan hasil simulasi, hasil pengukuran bergeser sedikit kearah kanan sebesar 40 MHz dan bandwidth optimal berada pada hasil simulasi dengan selisih perbedaan sebesar 12 MHz. Nilai VSWR hasil simulasi diperoleh lebih optimal dengan VSWR 1,25 pada frekuensi 2434 MHz.
Gambar 4.28 memperlihatkan grafik return loss (RL) perbandingan hasil simulasi dan hasil pengukuran AMPSE dualband 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu. Frekuensi kerja dualband dapat dicapai baik dari hasil simulasi maupun hasil pengukuran (RL < -10 dB). Hal ini menunjukkan proses simulasi sudah sesuai dengan prosedur dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband yang dibuktikan dengan hasil simulasi yang memiliki pola hampir sama dengan pengukuran.
Gambar 4.28 Grafik RL simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 2 elemen Tabel 4.5 adalah nilai pencapaian dari perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada AMPSE dualband 2 elemen.
Tabel 4.5. RL hasil simulasi dan pengukuran AMPSE dualband 2 elemen
Band LTE 1800 MHz Band WLAN 2400 MHz
Hasil (MHz) F1 (MHz) F2 Optimal RL (dB) BW (MHz) (MHz) F1 (MHz) F2 RL Optimal (dB) BW (MHz) Simulasi 1706 1877 -17.86 171 2352 2551 -19.27 199 Pengukuran 1663 1905 -25.46 242 2383 2586 -18.75 203
Pada band selular 1800 MHz, hasil pengukuran return loss < -10 dB dari AMPSE 2 elemen melebar ke arah kiri 43 MHz dan kanan sumbu horizontal sebesar 28 MHz dengan bandwidth terbaik berada pada hasil pengukuran dengan selisih
Return los
perbedaan sebesar 71 MHz. Nilai RL hasil pengukuran adalah terbaik dengan RL - 25,46 dB pada frekuensi 1862 MHz.
Untuk band WLAN 2400 MHz, hasil pengukuran bergeser sedikit kearah kanan sebesar 31 MHz dari hasil simulasi. Bandwidth optimal berada pada hasil simulasi dengan selisih perbedaan sebesar 4 MHz. Nilai RL hasil simulasi adalah terbaik dengan RL -19,27 dB pada frekuensi 2430 MHz.
Hasil analisis parameter VSWR dan return loss, diperoleh hasil pengukuran dari AMPSE dualband 2 elemen lebih baik dibandingkan dari hasil simulasi.
Gambar 4.29 berikut adalah pola radiasi dari hasil pengukuran dan hasil simulasi AMPSE dualband 2 elemen.
(a) (b)
Gambar 4.29. Pola radiasi AMPSE dualband 2 elemen (a) 1800 MHz (b) 2400 MHz Gambar 4.29 (a) merupakan tampilan pola radiasi AMPSE dualband 2 elemen pada band frekuensi 1800 MHz dan (b) pada band frekuensi 2400 MHz. Untuk band
1800 MHz terdapat keseragaman pola main lobe antara hasil pengukuran dengan simulasi yang terfokus pada arah sumbu datar. Pola radiasi pada band 2400 MHz memperlihatkan pola main lobe yang seragam yang terfokus pada arah sumbu tegak sudut 0o.
4.5.3. Perbandingan AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen
Berikut ini adalah analisis dari perbandingan AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu yang menunjukkan hasil pengukuran serta perbandingan dari keduanya dalam mendapatkan faktor peningkatan nilai dari parameter antena mikrostrip.
AMPSE dualband 2 elemen hasil pabrikasi merupakan pengembangan dari AMPSE dualband 1 elemen dengan optimasi saluran pencatu.
Gambar 4.30 memperlihatkan perbandingan grafik VSWR < 2 hasil pengukuran pabrikasi AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu. Frekuensi kerja dualband dapat dicapai, baik dari AMPSE 1 elemen maupun AMPSE 2 elemen. Peningkatan bandwidth tejadi pada AMPSE 2 elemen, hal ini membuktikan optimasi saluran pencatu sudah sesuai dengan target penelitian dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband, yang ditunjukkan dengan tercapainya kebutuhan bandwidth pada band frekuensi kerja selular 1800 MHz dan WLAN 2400 MHz. Pencapaian bandwidth pada batas atas dan batas bawah frekuensi kerja dualband adalah tujuan utama dari penelitian ini.
Tabel 4.6 berikut adalah nilai-nilai pencapaian grafik VSWR berupa bandwidth dan frekuensi batas bawah dan batas atas dari perbandingan hasil pengukuran pada AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu.
Tabel 4.6. VSWR hasil pengukuran AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen
Hasil Lower-band 1800 MHz Upper-band 2400 MHz Pada VSWR < 2 Pada VSWR < 2 F1 (MHz) (MHz) F2 VSWR (MHz) BW (MHz) F1 (MHz) VSWR F2 (MHz) BW AMPSE 1 Elemen 1817 1862 1,01 45 2413 2508 1,01 95 AMPSE 2 Elemen 1655 1909 1,12 254 2379 2596 1,26 217
Pada band frekuensi kerja LTE 1800 MHz, hasil pengukuran AMPSE dualband 2 elemen melebar kearah kiri dan kanan sumbu horizontal sebesar -162
MHz dan 47 MHz. Bandwidth terbaik berada pada hasil pengukuran AMPSE dualband 2 elemen dengan selisih perbedaan sebesar 209 MHz. Nilai VSWR < 2 hasil pengukuran AMPSE 1 elemen lebih optimal dengan VSWR 1,01 pada frekuensi 1841 MHz.
Untuk band frekuensi kerja WLAN 2400 MHz, hasil pengukuran AMPSE dualband 2 elemen melebar ke arah kiri dan kanan sebesar 34 MHz dan 88 MHz. Bandwidth optimal berada pada hasil pengukuran AMPSE 2 elemen dengan selisih perbedaan sebesar 122 MHz. Nilai VSWR < 2 hasil pengukuran AMPSE 1 elemen lebih optimal dengan VSWR 1,01 pada frekuensi 2449 MHz.
Secara keseluruhan, hasil analisis VSWR < 2 dengan target pencapaian bandwidth, diperoleh hasil pengukuran pabrikasi antena dari AMPSE dualband 2 elemen lebih optimal dibandingkan dengan AMPSE 1 elemen.
Gambar 4.31. Grafik return loss pengukuran AMPSE dualband 1 dan2 elemen
Return los
Gambar 4.31 memperlihatkan perbandingan grafik return loss < -10 dB hasil pengukuran pabrikasi AMPSE dualband 1 elemen dan AMPSE 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu. Frekuensi kerja dualband dapat dicapai, baik dari AMPSE 1 elemen maupun AMPSE 2 elemen. Peningkatan bandwidth tejadi pada AMPSE 2 elemen, hal ini membuktikan optimasi saluran pencatu sudah sesuai dengan target penelitian dalam memperoleh antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi dualband, yang ditunjukkan dengan tercapainya kebutuhan bandwidth pada band frekuensi kerja selular 1800 MHz dan WLAN 2400 MHz.
Pencapaian bandwidth pada batas atas dan batas bawah frekuensi kerja dualband adalah tujuan utama dari penelitian ini. Tabel 4.7 berikut adalah pencapian bandwidth dan frekuensi batas bawah dan batas atas dari AMPSE dualband 1 elemen dan AMPSE dualband 2 elemen dengan optimasi pada saluran pencatu berdasarkan grafik return loss < -10 dB Gambar 4.26.
Tabel 4.7. RL hasil pengukuran AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen
Hasil Lower-bandF1 1800 MHz RL < -10dB Upper-band 2400 MHz RL < -10dB (MHz) (MHz) F2 RL Optimal (dB) (MHz) F1 (MHz) F2 RL Optimal (dB) AMPSE 1 Elemen 1817 1862 -44,62 2413 2508 -44,86 AMPSE 2 Elemen 1663 1905 -25,46 2383 2586 -18,75
Pada band frekuensi kerja selular 1800 MHz, hasil pengukuran returm loss AMPSE dualband 2 elemen dengan optimasi saluran pencatu melebar ke arah kiri dan kanan sumbu horizontal sebesar -154 MHz dan 43 MHz. Nilai RL hasil
pengukuran AMPSE 1 elemen lebih optimal dengan RL -44,62 dB pada frekuensi 1840 MHz.
Untuk band frekuensi kerja WLAN 2400 MHz, hasil pengukuran AMPSE dualband 2 elemen melebar ke arah kiri dan kanan sebesar -30 MHz dan 78 MHz. Nilai RL hasil pengukuran AMPSE 1 elemen lebih optimal dengan VSWR -44,86 pada frekuensi 2449 MHz.
Berikut adalah grafik pola radiasi hasil pengukuran AMPSE dualband 1 dan 2 elemen pada band LTE 1800 MHz.
Gambar 4.32. Pola radiasi AMPSE dualband 1 dan 2 elemen band 1800 MHz Dari grafik pola radiasi Gambar 4.32 dapat ditentukan lebar berkas (beamwidth) dari AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen pada band frekuensi 1800 MHz. Untuk AMPSE dualband 1 elemen diperoleh beamwidth sebesar 80o dan
untuk AMPSE dualband 2 elemen diperoleh beamwidth sebesar 140o. Nilai beamwidth ini di peroleh dari lebar berkas main lobe pola radiasi antena mikrostrip.
Berikut adalah grafik pola radiasi hasil pengukuran AMPSE dualband 1 dan 2 elemen pada band WLAN 2400 MHz.
Gambar 4.33. Pola radiasi AMPSE dualband 1 dan 2 elemen band 2400 MHz Dari grafik pola radiasi Gambar 4.33, dapat ditentukan lebar berkas (beamwidth) dari AMPSE dualband 1 elemen dan 2 elemen pada band frekuensi 2400 MHz. Untuk AMPSE dualband 1 elemen diperoleh beamwidth sebesar 150o dan untuk AMPSE dualband 2 elemen diperoleh beamwidth sebesar 90o. Nilai beamwidth ini di peroleh dari lebar berkas main lobe pola radiasi antena mikrostrip.
Secara keseluruhan hasil analisis, hasil pengukuran pabrikasi antena dari AMPSE dualband 2 elemen lebih optimal dibandingkan dengan AMPSE 1 elemen.
1500