CST Studio Suite

diperoleh dengan mensubsitusikan menggunakan persamaan (2.8)

2.8 CST  Studio Suite

CST Studio Suite adalah software yang dapat digunakan untuk membuat desain dan menganalisis dari semua jenis sistem antena. Tools ini sangat membantu seorang desainer antena melakukan analisa parameter antena, perhitungan S Parameter, perhitungan fasa, directivity atau mengkaji antena dalam 3D,  berdasarkan polar dan koordinat cartesius fitur yang disajikan pada perangkat lunak ini memudahkan dalam analisis elektromagnetik. Berikut menunjukan  software

yang digunakan yaitu CST Studio Suite 2015 seperti yang terlihat pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 CST Studio Suite 2015

Desain dari  software ini hampir akurat dengan aslinya, sehingga mempermudah dalam pembuatan antena. Setelah mendesain antena yang diinginkan dan mengetahui besar outputnya, maka pembuatan antena akan lebih meyakinkan. Keuntungan dalam menggunakan software ini sebagai simulasi adalah antena dapat dioptimasi sehingga didapat hasil yang lebih maksimal. Tahap awal adalah membuat desain antena sesuai dengan perhitungan. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan acuan desain antena yang didapatkan melalui perhitungan teoritis. Selanjutnya melakukan optimasi dengan menggunakan  par. sweep yang dapat memudahkan dalam mencari ukuran antena dengan hasil terbaik.

20

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai deskripsi alat, cara kerja alat, spesifikasi alat, serta blok diagram yang menunjukkan cara kerja alat.

3.1.1 Deskripsi Alat

Pada tugas akhir ini, dilakukan pembuatan alat yaitu berupa Antena  Fractal  Koch Dipole yang bekerja pada frekuensi FM (88 MHz -108 MHz) sebagai antena

receiver dalam sistem radio over fiber. a.  Nama Alat:

Antena  Fractal Koch Dipole  sebagai antena penerima (receiver ) sistem radio over fiber  yang bekerja pada frekuensi FM (88 MHz –  108 MHz).  b. Fungsi:

Antena Fractal Koch Dipole  berfungsi sebagai antena penerima (receiver ) untuk sistem radio over fiber   pada frekuensi FM (88 MHz-108 MHz). Antena  Fractal Koch Dipole  akan menerima sinyal gelombang elektromagnetik di udara yang berasal dari stasiun pemancar luar dan merubahnya menjadi gelombang listrik yang di teruskan pada bagian Tuner FM. Frekuensi yang diterima di antena memiliki kisaran frekuensi 88 MHz -108 MHz dengan frekuensi center 98 MHz.

3.1.2 Cara Kerja Alat

Cara kerja Antena Fractal Koch Dipole sebagai antena penerima (reciver ) dalam sistem radio over fiber dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Sistem Kerja Antena

Pada Gambar 3.1 antena yang digunakan adalah Antena  Fractal Koch  Dipole. Antena  fractal ini digunakan sebagai antena penerima (receiver ) pada sistem radio over fiber dengan frekuensi FM (88-108 MHz) yang berfungsi untuk menerima sinyal gelombang elektromagnetik di udara yang berasal dari stasiun  pemancar luar dan merubahnya menjadi gelombang listrik yang di teruskan pada  bagian Tuner FM.

3.1.3 Spesifikasi Antena

Antena yang dirancang adalah antena  Fractal Koch Dipole yang direalisasikan pada sistem radio over fiber  yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz). Antena yang dirancang memiliki spesifikasi seperti pada Tabel 3.1  berikut.

Tabel 3.1 Spesikasi Antena Fractal Koch Dipole

Parameter Nilai Frekuensi Kerja  Return Loss VSWR Polaradiasi Gain Software Simulasi 88-108 MHz < -10dB < 2 Omnidirectional > 3dB CST Studio Suite 2015

Pada Tabel 3.1 dapat dilihat spesifikasi dari Antena  Fractal Koch Dipole. Spesifikasi ini merupakan parameter yang digunakan untuk melakukan  perancangan antena tersebut.

3.2 Realisasi Alat

Alat yang akan dibuat dalam tugas akhir ini adalah Antena Fractal Koch Dipole yang bekerja pada frekuensi FM (88-108 MHz). Sebelum melakukan pembutan antena, ada beberapa langkah yang harus dilakukan. Adapun perangkat yang menunjang proses perancangan antena ini diantaranya sebagai berikut:

a. Perangkat Keras

Perangkat keras yang digunakan dalam perancangan ini antara lain: Laptop, Kabel RG-58, 1 buah konektor N- Female ( port antena), konektor N-male, konektor PL, konektor RG-58, kawat tembaga (3mm), solder, timah dan cutting sticker  berbentuk design antena yang akan dibuat.

 b. Perangkat Lunak:

Perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan antara lain: CST Studio Suite 2015, Microsoft Excel 2013, dan Microsoft Visio2016.

Pada Gambar 3.2 menunjukkan diagram alir proses pembuatan Antena  Fractal Koch Dipole.

Membuat simulasi antena menggunakan CST Studio Suite

2015 berdasarkan perhitungan Mulai

Menentukan parameter antena (f=98 MHz, VSWR< 2, Return

Loss-10 dB)

Menentukan panjang, diameter,  jari-jari dari antena fractal koch

dipole dengan perhitungan

Sesuai dengan  parameter yang diinginkan? Optimasi Simulasi Antena Pembuatan Antena Pengukuran Sesuai dengan  parameter yang diinginkan? Optimasi Simulasi Antena Tidak  Ya Ya Tidak  Pengujian Antena

Pengambilan data yang diperlukan

Selesai

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Antena Fractal Koch Dipole

Dari Gambar 3.2 dapat dilihat langkah-langkah yang dilakukan dalam  perancangan Antena Fractal Koch Dipole adalah sebagai berikut:

1. Menentukan parameter-parameter antena mulai dari frekuensi kerja yang digunakan, material yang digunakan, serta parameter hasil pengukuran yang diharapkan seperti return loss, VSWR, pola radiasi dan gain.

2. Melakukan simulasi pada program CST Studio Suite 2015 dengan nilai-nilai elemen yang sesuai dengan perhitungan yang telah ditentukan.

3. Optimasi simulasi antena akan dilakukan apabila hasil simulasi parameter antena belum sesuai dengan harapan. Optimasi dilakukan dengan merubah nilai panjang dari antena fractal koch dipole sampai hasil simulasi antena sesuai dengan yang diharapkan.

4. Melakukan pembuatan antena farctal  dengan material yang telah ditentukan  pada langkah pertama dari pembentukan kawat tembaga (cooper ) sesuai dengan desain yang dibuat, proses pemasangan konektor pada antena dan  pembuatan kabel beserta pemasangan konektor pada kabel.

5. Melakukan pengukuran parameter-parameter antena mulai dari return loss, VSWR, bandwidth, pola radiasi dan gain.

6. Optimasi antena dilakukan apabila hasil pengukuran parameter antena  belum sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Optimasi dilakukan dengan berbagai cara mulai dari merubah ukuran panjag antena dengan memotong tembaganya, penggantian  port antena, pembuatan ulang kabel, dan lain-lainnya. Optimasi dilakukan sampai dengan hasil pengukuran sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.

3.2.1 Menetukan Dimensi Elemen Peradiasi Antena

Bentuk dari elemen peradiasi antena  fractal   yang digunakan adalah koch (bunga salju). Gambaran dari rancangan awal Antena  Fractal Koch Dipole ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Perancangan Awal Antena Fractal Koch Dipole Dimana: L = Panjang total farctal koch dipole (mm)

l = Setengah panjang gelombang dipole (mm)

s = Panjang faktor Skala Antena Fractal Koch Dipole (mm) d = Gap atau celah antar elemen (mm)

Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi Antena  Fractal Koch Dipole dapat ditentukan beberapa tahap yaitu:

A. Menentukan Frekuensi

Center

dan Panjang Gelombang

Antena  fractal koch dipole  hasil rancangan akan dihubungkan dengan sebuah rangkaian tuner FM yang bekerja pada frekuensi 88-108 MHz. Sebelum dapat menghitung panjang gelombang, dilakukan perhitungan untuk menentukan frekuensi tengah dari frekuensi FM (88-108 MHz). Untuk menentukan frekuensi tengah tersebut maka dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.6):

  =   ₂

= 10888₂

= 98 

Setelah mengetahui frekuensi tengah dari frekuensi kerja yang akan digunakan, maka panjang gelombang di udara dapat dihitung dengan mrnggunakan persamaan (2.7) sebagai berikut:

λ =  

λ = 3.10⁸_98

= 3,061 m

Berdasarkan hasil perhitungan diatas, didapat frekuensi kerja cut off  sebesar 98 MHz dan nilai panjang gelombang sebesar 3061 mm.

B. Menentukan Setengah Panjang Gelombang

Dipole

Dalam perancangan antena fractal koch dipole ini digunakan antena dipole



λ .

Berikut pada Gambar 3.4 adalah desain setengah panjang gelombang dipole, diameter dan gap atau celah antar elemen antena.

Gambar 3.4 Desain setengah panjang gelombang dipole, diameter dan gap atau celah antar elemen antena

Pada Gambar 3.4 dapat dilihat elemen –  elemen yang akan dicari melalui  perhitungan, yaitu l, d, dan r.

Dimana: l = setengah panjang gelombang dipole 2r = diameter dari kawat tembaga

d = gap atau celah antar elemen Untuk menentukan

