Hasil Simulasi Perancangan - PENGUKURAN DAN ANALISIS HASIL

BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISIS HASIL

4.2 Hasil Simulasi Perancangan

Perancangan antena dilakukan dengan menggunakan metode persamaan yang ada serta optimasi dilakukan dengan mengubah dimensi antena pada simulator untuk mencapai parameter-parameter yang memenuhi spesifikasi yang diinginkan pada penelitian. Hasil dari perancangan yaitu VSWR, gain dan return loss dapat dilihat pada Gambar 4.1, Gambar 4.2 dan Gambar 4.3

(a)

(b)

Gambar 4.1 VSWR Antena Mikrostrip Biquad (a) Single Layer 2,4 GHz, (b) Double Layer 2,4 GHz

(a)

(b)

Gambar 4.2 Gain Antena Mikrostrip Biquad (a) Single Layer 2,4 GHz (b) Double Layer 2,4 GHz

27 (a)

(b)

Gambar 4.3 VSWR Antena Mikrostrip Biquad (a) Single Layer 2,4 GHz (b) Double Layer 2,4 GHz

Didapat bahwa nilai VSWR, gain, dan return loss telah memenuhi spesifikasi yang diharapkan serta didapat radiasi berpola unidirectional.

Dari Gambar 4.3 dapat kita ketahui bandwidth yang diambil dari batas bawah dan atas dari return loss -10 dB, batas bawah dan atasnya terletak pada frekuensi 2,3147 GHz – 2,4912 GHz pada single layer dan 2,3631 GHz – 2,4583 pada double layer dengan titik terbaik pada nilai return loss pada frekuensi 2,4 GHz. Dari data tersebut dapat dihitung besar bandwidth dengan persamaan (2.3) sebagai berikut

Single Layer:

𝐵𝑊 =𝑓_ℎ− 𝑓_𝑙

𝑓_𝑐 𝑥100%

𝐵𝑊 =2,4912 − 2,3147

2,4 𝑥100%

𝐵𝑊 =0,1765

Diperoleh bandwith Antena Mikrostrip Biquad Single Layer sebesar 176.4 MHz, yang bernilai 7,35% dari 2,4 GHz dan Antena Mikrostrip Biquad Double Layer sebesar 97,6 MHz, yang bernilai 4,06% dari 2,4 GHz yang merupakan frekuensi dasar dari parameter return loss.

Hasil yang didapat setelah melakukan simulasi dan optimasi dapat kita lihat pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil Simulasi Antena biquad single layer 2,4 GHz vs double layer 2,4 GHz

Parameter Hasil Simulasi

Single Layer Double Layer

VSWR 1,36 1,19

Pola Radiasi Unidirectional Unidirectional 4.3 Pengukuran Antena

Pengukuran antena yang telah difabrikasi dilakukan dengan VNA (Vector Network Analyzer) Anritsu MS 2034B. Pengukuran pada VNA Anritsu MS 2034B

29 hanya bisa memproleh nilai parameter VSWR dan return loss saja. Untuk mencari nilai parameter bandwidthdapat dicari melalui perbandingan titik maksimum dan minimum dari rentang frekuensi pada titik -10 dB, yang dapat dilihat pada grafik.

Maka syarat return loss dapat dihitung parameter bandwidthnya harus memiliki nilai return loss lebih kecil dari -10 dB. Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan dengan alat pengukur di dapat nilai VSWR dan return loss pada antena.

Tampilan dari nilai pengukuran yang telah dilakukan pada antenna tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan Gambar 4.5.

Gambar 4.4 Tampilan Grafik Return Loss pada VNA

Gambar 4.5 Tampilan Grafik VSWR pada VNA

4.4 Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran

Setelah pengukuran antena di lapangan di lakukan menggunakan VNA (Vector Network Analyzer) didapatkan hasil nilai VSWR dan return loss tidak sesuai dengan nilai yang terdapat pada simulator. VSWR yang didapatkan pada simulasi di frekuensi 2,4 GHz bernilai 1,36 sedangkan yang ditunjukkan pada grafik di VNA pada frekuensi 2,45 GHz bernilai 1,32. Return loss yang didapatkan pada simulasi pada frekuensi 2,4 GHz bernilai -16,34 dB sedangkan yang didapatkan pada grafik di VNA pada frekuensi 2,45 GHz sebesar -16,95 dB. Terjadi pergeseran frekuensi resonansi pada antena, yang awalnya bekerja pada frekuensi 2,4 GHz bergeser menjadi 2,45 GHz. Tetapi tidak mengapa, karena masih dalam rentang frekuensi Wi-Fi yaitu 2,40 GHz sampai 2,48 GHz. Kemudian parameter juga meningkat pada bagian VSWR dan return loss nya setelah mengalami fabrikasi.

Pergeseran frekuensi resonansi pada antena dapat diakibatkan oleh beberapa hal, diantaranya:

1. Pengaruh tingkat ketelitian dalam fabrikasi.

31 2. Pengaruh rugi-rugi pada port SMA saat dilakukan penyambungan menggunakan solder. Berpengaruh dari seberapa efisien kita menggunakan timah untuk menyatukan port dengan saluran pencatu.

Setelah melakukan simulasi yang telah dioptimasi dengan simulator serta melakukan pengukuran dari hasil fabrikasi antena mikrostrip biquad dengan alat pengukur, maka diperoleh nilai-nilai dari parameter dari hasil simulasi dan pengukuran setelah antena difabrikasi yang dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Perbandingan Antena biquad double layer 2,4 GHz Simulasi dan Pengukuran

Parameter Simulasi Fabrikasi Satuan

VSWR 1,19 1,06 -

Return Loss -21,1 -30,62 dB

Gain 5,82 5,82 dB

Bandwidth 95,4 80 MHz

Frekuensi Kerja 2,4 2,4 GHz

Pola Radiasi Unidirectional Unidirectional -

4.5 Hasil Pengujian Menggunakan Antena Hasil Rancangan Sistem Wi-FI

Setelah fabrikasi selesai maka langkah selanjutnya pengukuran yang di lakukan di lapangan guna mendapatkan hasil/data yang di inginkan. Uji coba di lakukan di lantai 1 gedung Departemen Teknik Elektro USU. Pengujian dilaksanakan di tempat ini karena cocok dengan karakteristik antena yang memiliki pola radiasi unidirectional. Berikut ini adalah denah lantai 1 gedung Departemen Teknik Elektro USU pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Denah gedung Lantai 1 Departemen Teknik Elektro.USU Pengukurannya akan dimulai dari Laboratorium Konversi Energi Listrik, dimana Wi-Fi tersebut di pasang dari laboratorium tersebut untuk sepanjang lantai 1 gedung. Pengukuran di lakukan dengan menggunakan smartphone dengan koneksi Wi-Fi yang berasal dari perangkat access point yang di akses dari laboratorium Konversi Energi Listrik, lalu pengukuran dalam hal PING, download (unduh), upload (unggah) menggunakan software Speed Test.

Kemudian membandingkan kualitas Antena Single Layer Biquad dengan antena yang diganti dengan Antena Double Layer Biquad. Pengukuran dilakukan Jumat 8 April 2021 pada pukul 15.00 WIB sampai dengan selesai pada lantai 1 gedung Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Berikut gambar antena microstrip biquad single layer dan biquad double layer pada Gambar 4.7 dan 4.8.

33 Gambar 4.7 Wi-Fi menggunakan Antena Single Layer Biquad

Gambar4.8 Wi-Fi menggunakan Antena Mikrostrip Biquad Double Layer.

4.5.1 Pengukuran di Depan Ruangan Lab Konversi Energi Listrik

Pengukuran pertama yang dilakukan pada peneltian ini di depan ruang Laboratorium Konversi Energi Listrik Universitas Sumatera Utara, yang merupakan tempat pemasangan Wi-Fi. Pertama pengukuran dilakukan dengan

antena yang menggunakan Wi-Fi antenna biquad single layer Pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Single Layer pada Laboratorium Konversi Energi Listrik

Kemudian selanjutnya dilakukan pengukuran koneksi Wi-Fi menggunakan antena mikrostrip biquad double layer, dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Double Layer pada Laboratorium Konversi Energi Listrik

Dari hasil pengukuran baik dari Wi-Fi yang menggunakan antena biquad single layer dan antena mikrostrip biquad double layer, kedua antena sama-sama memiliki kualitas data rate yang baik. Sehingga dapat melakukan pengukuran data rate untuk ruangan berikutnya.

4.5.2 Pengukuran di Depan Ruangan Lab Komputer Lantai 1

Pengukuran kedua yang dilakukan pada peneltian ini di depan ruang Laboratorium Komputer lantai 1 Universitas Sumatera Utara, yang merupakan

35 tempat pemasangan Wi-Fi. Terlebih dahulu pengukuran dilakukan dengan menggunakan antena mikrostrip biquad single layer. Pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Single Layer pada Lab. Komputer lantai 1

Kemudian selanjutnya dilakukan pengukuran koneksi Wi-Fi menggunakan antena mikrostrip biquad double layer, dapat dilihat pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Double Layer pada Lab. Komputer lantai 1

4.5.3 Pengukuran di Depan Ruangan Kelas Laboratorium Transmisi dan Distribusi

Pengukuran ketiga yang dilakukan pada peneltian ini di depan ruang kelas Laboratorium Instalasi dan Distribusi Universitas Sumatera Utara, pengukuran menggunakan antena biquad single layeri terlebih dahulu di lakukan. Pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Single Layer pada Ruangan Kelas Laboratorium Transmisi dan Distribusi

Kemudian selanjutnya dilakukan pengukuran koneksi Wi-Fi menggunakan antena mikrostrip biquad double layer, dapat dilihat pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Double Layer pada Ruangan Kelas Laboratorium Transmisi dan Distribusi

4.5.4 Pengukuran di Depan Ruangan Laboratorium Instalasi dan Distribusi

37 Pengukuran keempat yang dilakukan pada peneltian ini di depan ruang Laboratorium Instalasi dan Distribusi Universitas Sumatera Utara, dengan melakukan pengukuran antena biquad single layer terlebih dahulu. Pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.15

Gambar 4.15 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Single Layer pada Laboratorium Instalasi dan Distribusi

Kemudian selanjutnya dilakukan pengukuran koneksi Wi-Fi menggunakan antena mikrostrip biquad double layer, dapat dilihat pada Gambar 4.16.

Gambar 4.16 Hasil pengukuran kualitas Wi-fi Double Layer pada Laboratorium Instalasi dan Distribusi

Dari hasil pengukuran baik dari Wi-Fi yang menggunakan antena biquad single layer dan antena mikrostrip biquad double layer, kedua antena sama-sama memiliki kualitas data rate yang baik.

4.6 Analisis Hasil Pengukuran Dari Perbandingan Antena Wi-Fi Single Layer Dengan Antena Mikrostrip Biquad Double Layer

Setelah pengujian antena terhadap Antena Wi-Fi Biquad Single Layer dibandingkan dengan Antena Mikrostrip Biquad Double Layer di lantai 1 gedung Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara dilakukan, maka dapat dilihat hasil yang disusun pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Capaian Antena Wi-Fi Mikrostrip Biquad Single Layer dan Antena Mikrostrip Biquad Double Layer.

Nama Tempat

Setelah dilakukan pengukuran seperti yang terlihat pada Tabel 4. didapatkan bahwa pengukuran dengan menggunakan antena mikrostrip biquad double layer memiliki rata-rata kualitas kecepatan data yang lebih baik dibandingkan dengan antena mikrostrip biquad single layer. Kualitasnya koneksinya dapat dikatakan dua kali lebih baik. Jangkauan antena mikrostrip biquad single layer dan Double Layerdapat mencapai Laboratorium Instalasi dan Distribusi walaupun keduanya memiliki kecepatan data yang berbeda namun antena mikrostrip biquad double Layer sangat cocok di letakkan di suatu koridor gedung dibandingkan dengan antena mikrostrip single layer. Penambahan patch pada antena mikrostrip biquad double layer membuktikan dengan menambahkan patch dan substrat dapat memperkuat jarak pancar antena dapat dilihat dengan hasil pengukuran.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapatkan pada penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Antena mikrostrip biquad double layer telah dirancang dengan dimensi sisi biquad sepanjang 25 mm dan 20 mm, panjang diagonal biquad 50mm, lebar diagonal biquad 40mm, panjang tengah pita 3mm, jarang antar tengah pita 2mm panjang saluran pencatu 32 mm, lebar saluran pencatu 4 mm, panjang substrat 110 mm dan lebar substrat 65 mm.

2. Hasil pengukuran antena diperoleh nilai return loss -30,62 dB, VSWR bernilai 1,06, gain 5,82 dB, bandwidth 80Mhz dan memiliki pola radiasi unidirectional pada frekuensi 2,4 GHz.

3. Hasil simulasi biquad double layer lebih baik dari pada single layer dan pada implementasinya antena biquad double layer memiliki kualitas koneksi dua kali lipat dibandingkan dengan yang single layer. Koneksi terbaik diperoleh di depan ruang Laboratorium Konversi Energi Listrik dengan PING 51 vs 25 , download 18,48 vs 35,72 , upload 25,03 vs 25,53

5.2 Saran

Adapun saran yang diberikan oleh penulis pada penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Mengoptimasi lebih lanjut desain antena sehingga dapat menghasilkan Gain yang lebih tinggi yaitu ± 7 dB.

2. Antena Biquad Mikrostrip dikembangkan pengaplikasiannya pada aplikasi antena yang lain seperti untuk antena Wi-Max, antena maritim dan antena LTE (Long Term Evolution).

DAFTAR PUSTAKA

[1] A. S. Sukri, "RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP BIQUAD,"

Universitas Sumatera Utara, 2018.

[2] R. Fernandez, "Penggunaan Dual-Layer Substrate untuk Meningkatkan Bandwidth Antena Mikrostrip pada Frekuensi LTE.," Universitas Andalas, 2018.

[3] S. Rackley, Wireless Networking Technology, Burlington: Newnes, 2007.

[4] M. U. S. d. T. H. Iqbal, "Implementasi Antena Wi-Fi Sebagai Alternatif Penggunaan Antena," Institut Teknologi Telkom, 2017.

[5] A. A. d. D. Prasad P., "Bi-Quad antenna with Parabolic Reflector for enhancing the coverage area of a Wi-Fi Access Point," IRACST, 2014.

[6] E. Andrea Wijaya, "Rancang Bangun Antena Omnidirectional," Politeknik Negeri Balikpapan, 2017.

[7] K.-L. Wong, Compact and Broadband Microstrip Antennas, New York:

John Wiley & Sons, Inc, 2002.

[8] M. Alaydrus, Antena Prinsip dan Aplikasi, Yogyakarta: Graha Ilmu, 2011.

[9] M. d. A. H. R. Natalia Silalahi, "Analisi Antena Mikrostrip Patch Segi Empat dengan Teknik Planar Array," Singuda Ensikom, 2013.

[10] C. A. Balanis, Antenna Theory Analysis AndDesign Fourth Edition, Canada: John Wiley & Sons, Inc, 2016.

[11] T. A. Milligan, Modern Antena Design, United State of America:

McGRAW-HILL BOOK COMPANY, 1985.

41 [12] R. d. A. H. R. Sinaga, "Analisi Perbandingan Antara Saluran Pencatu Feed

Line dan Proximty Coupled untuk Antena Mikrostrip Patch Segiempat,"

Universitas Sumatera Utara, 2014.

[13] R. Tri S. Lubis, "Rancang Bangun AntenaMikrostrip Array 4 ElemenPatch Rectangular pada Frekuensi 1,8GHz umtuk RF Energy Harvesting,"

Universitas Sumatera Utara, 2017.

[14] Budi, "Perancangan antena mikrostrip dipole dengan fraktal koch pada frekuensi 433 MHz," Universitas Medan Area, 2017.

Dalam dokumen SKRIPSI. RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP BIQUAD DOUBLE LAYER PADA FREKUERNSI 2,4 GHz UNTUK Wi-Fi (Halaman 37-0)