BAB II DASAR TEORI
2.12 Ansoft High Frequency Structure Simulator v10
nsoft High Frequency Structure Simulator v10
Ansoft HFSS versi 10.0 adalah software untuk program perancangan dan pemodelan yang merupakan struktur simulator frekuensi tinggi. Ansoft HFSS v10.0 merupakan suatu tampilan full-wave electromagnetik (EM) yang dirancang dalam 3D untuk Microsoft Windows umumnya oleh pemakai. Ansoft HFSS v10.0
juga dapat mengkalkulasi atau menghitung parameter-parameter seperti frekuensi resonansi dan lainnya.
Ansoft HFSS versi 10.0 disini dipakai sebagai perancangan dan pemodelan untuk menggambar antena ceiling indoor dan memasukkan spesifikasinya, setelah dapat hasilnya lalu dibandingkan dengan hasil spesifikasi antena dari pabrik, apakah perbandingan dari ke duanya sama atau hampir sama ataupun berbeda. Selanjutnya pada Gambar 2.18 ditunjukkan suatu contoh tampilan pemodelan 3D dari software Ansoft HFSS v10.0[8].
Gambar 2.18 Contoh Tampilan 3D Ansoft HFSS v10.0
Ansoft HFSS v10.0 dapat digunakan untuk menghitung parameter-parameter dari antena dan frekuensi resonansi. Software ini juga secara khusus digunakan dalam bidang, yaitu:
1. Package Modeling-BGA, QFP, Flip-chip
2. PCB Board Modeling-Power/Ground Plane, Mesh Grid Ground, Backplane
3. Silicon/GaAs-Induktor Spiral dan transformator
4. EMC/EMI-Shield Enclousures, Coupling, Radiasi medan jauh atau radiasi medan dekat
5. Komunikasi Antena-antena Dipole, antena Yagi, antena Mikrostrip, antena Grid, Frequensi Selective Surface (FSS), dan sebagainya.
6. Konektor –Koaksial, SFP/XFP, dan sebagainya.
Ansoft HFSS v10.0 merupakan simulator yang interaktif, dimana elemen dasar mesh-nya adalah tetrahedron. Tetrahedron membuat penyelesaian persoalan yang berhubungan dengan bentuk geometri tiga dimensi yang dapat disesuaikan bentuknya dengan keinginan pengguna, terutama bentuk yang memliki kelengkungan dan bentuk yang kompleks.
2.12.1 Instalasi Ansoft HFSS v10.0
Ansoft HFSS v10.0 memiliki syarat minimum untuk instalasi ke dalam komputer. Adapun syarat untuk instalasi ke dalam komputer adalah sebagai berikut[8].
1.Sistem Operasi Windows XP (32/64 bit), Windows 2000, atau Windows server 2003.
2.Komputer ber-pentium (diusahakan Pentium 4 keatas). 3.RAM minimum 128 Mb.
4.Memiliki minimum 8 Mb Video card. 5.Mouse.
6.CD/DVD-ROM.
Adapun cara instalasi dari Ansoft HFSS v10.0 adalah sebagai berikut.
1. Dibuka folder Ansoft, jalankan autorun.exe sehingga akan muncul tampilan
HFSS Instalation Shell, lalu akan muncul beberapa opsi, maka yang pertama yang dilakukan adalah memasang libraries (install libraries), lalu diikuti
langkah-langkah seterusnya dengan menekan tombol next dan dipilih
direktori, dimana akan dipasang libraries tersebut.
2. Setelah dilakukan pemasangan libraries, maka dilanjutkan dengan memasang simulator Ansoft HFSS dengan menekan install software. Lalu diikuti perintah-perintah pemasangan perangkat lunak tersebut, kemudian pilih lokasi pemasangan Ansoft HFSS dan diikuti langkahnya dan proses instalasi dimulai dan siap digunakan.
2.12.2 Cara Kerja Ansoft HFSS v10.0
Ansoft HFSS adalah program yang sangat interakif dalam menampilkan model peralatan frekuensi radio secara tiga dimensi yang dibuat. Beberapa tahapan dalam Ansoft HFSS diantaranya adalah:
1. Membuat parameter dari suatu model – perancangan bidang, boundaries,
dan excitation pada model yang dibuat.
2. Menganalisis model – pada tahapan ini model yang telah dibuat akan dianalisis dengan memasukkan frekuensi yang diinginkan dan bentangan frekuensi yang diinginkan.
3. Hasil – menampilkan hasil dalam bentuk laporan dua dimensi ( gambar, tabel, grafik ) maupun laporan dalam bentuk tiga dimensi.
4. Penyelesaian loop – proses mendapatkan hasil sepenuhnya otomatis.
2.12.3 Perancangan dasar model pada Ansoft HFSS v10.0
Perancangan model pada Ansoft dapat menggunakan bidang dua dimensi atau tiga dimensi tergantung dari model yang akan dibuat. Semakin kompleks
model yang akan dibuat maka semakin kompleks dan banyak pula bidang yang digunakan pada Ansoft. Untuk membuat model awal dari model yang diinginkan maka dilakukan dengan menekan kursor ke arah geometri pada Ansoft HFSS.
Setelah memilih bidang yang sesuai dengan model yang dibuat, maka yang dilakukan selanjutnya adalah masukkan beberapa nilai yang sesuai dengan model yang ingin dibuat. Misalkan membuat model kubus atau balok. Maka diarahkan kursor ke bentuk balok, lalu ditekan. Pada bidang koordinat Ansoft HFSS v10.0 yang akan digambarkan bentuk bidang balok tersebut.
2.12.4 Proses pencarian solusi Simulator Ansoft HFSS v10.0
Untuk mendapatkan grafik SWR suatu antena, bisa dicari dari nilai koefisien pantul ( Г ) dan koefisien pantul ini erat hubungannya dengan parameter
S. Sebelum mengkomputasi nilai SWR kedalam grafik, maka HFSS menghitung dulu nilai matrik parameter S pada suatu struktur port tertentu dalam setiap frekuensi dan hal ini dilakukan dengan skema seperti Gambar 2.19.
Gambar 2.19 Proses pencarian solusi HFSS 10.0 Dari Gambar 2.19 dapat dijelaskan bahwa:
1. Tipe solusi yang digunakan pada simulator Ansoft HFSS v10.0 ada 3, yaitu driven modal, driven terminal, dan eigenmode. Untuk pemodelan
tentang antena, saluran mikrostrip, dan waveguide, dipergunakan tipe solusi driven modal. Tipe ini dipergunakan karena merupakan tipe khusus untuk mengkalkulasi mode dasar parameter S untuk elemen pasif berstruktur frekuensi tinggi yang arus tegangannya dikendalikan oleh sumber generator.
2. Parametric model adalah susunan yang terdiri dari bentuk geometri dan material yang tersusun didalamnya, yang akan membangun bentuk pemodelan simulasi. Pada tahap ini juga, kita memberikan pembatasan lingkup pada device pemodelan (Boundaries) dan mendefinisikan letak pencatuan model (Excitation).
3. Sebelum proses simulasi pencarian solusi dilakukan maka harus diiinisialisasikan parameter analisa terlebih dahulu (solution setup). Parameter ini meliputi:
a. Frekuensi unit. Parameter ini berfungsi untuk menentukan nilai frekuensi kerja mesh dalam proses pencarian solusi yang menggunakan sistem adaptive mesh.
b. Nilai maksimum jumlah siklus mesh. Nilai ini adalah kriteria nilai jumlah siklus mesh untuk menghentikan proses pencarian solusi adaptive.
c. Delta S. Nilai ini adalah nilai perubahan didalam magnituda parameter S antara dua lintasan yang saling berhubungan. Pada tahap ini juga kita memberikan nilai range frekuensi (frequency sweep) yang merupakan range frekuensi yang akan dicari nilai solusinya[8].