KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan-pembahasan sebelumnya.

BAB II

TEORI DASAR ANTENA DAN WI-FI

2.1 Umum

Pada sistem komunikasi radio diperlukan adanya antena sebagai pelepas energi elektromagnetik ke udara atau ruang bebas, atau sebaliknya sebagai penerima energi itu dari ruang bebas. Antena merupakan bagian yang penting dalam sistem komunikasi sehari-hari. Antena kita jumpai pada pesawat televisi, telepon genggam, radio, dan lain-lain.

Antena adalah suatu alat yang mengubah gelombang terbimbing dari saluran transmisi menjadi gelombang bebas di udara, dan sebaliknya. Saluran transmisi adalah alat yang berfungsi sebagai penghantar atau penyalur energi gelombang elektromagnetik. Suatu sumber yang dihubungkan dengan saluran transmisi yang

tak terhingga panjangnya menimbulkan gelombang berjalan yang uniform

sepanjang saluran itu. Jika saluran ini dihubung singkat maka akan muncul gelombang berdiri yang disebabkan oleh interferensi gelombang datang dengan gelombang yang dipantulkan. Jika gelombang datang sama besar dengan gelombang yang dipantulkan akan dihasilkan gelombang berdiri murni. Konsentrasi-konsentrasi energi pada gelombang berdiri ini berosilasi dari energi listrik seluruhnya ke energi magnet total dua kali setiap periode gelombang itu.

Gambar 2.1 memperlihatkan sumber atau pemancar yang dihubungkan dengan saluran transmisi AB ke antena[1]. Jika saluran transmisi disesuaikan dengan impedansi antena, maka hanya ada gelombang berjalan ke arah B saja. Pada A ada saluran transmisi yang dihubungkan singkat dan merupakan

resonator. Di daerah antena energi diteruskan ke ruang bebas sehingga daerah ini merupakan transisi antara gelombang terbimbing dengan gelombang bebas[1].

Gambar 2.1 Antena sebagai peralatan transisi

2.2 Model Cavity

Untuk dapat menganalisis sebuah antena mikrostrip, maka diperlukan sebuah pemodelan yang dapat menggambarkan kondisi antena ke dalam sebuah kondisi persamaan yang dapat dianalisis secara akurat. Berbagai pemodelan untuk antena mikrostrip tersebut telah banyak dikembangkan dan satu diantaranya yang popular adalah model cavity.

Pada model cavity, daerah interior yaitu ruang antara patch dan bidang pentanahan diasumsikan sebagai sebuah ruang (cavity) yang dilingkari oleh suatu dinding magnetik sepanjang tepinya, dan diapit oleh dinding elektrik dari atas dan bawah. Model cavity dari sebuah antena mikrostrip diperlihatkan pada Gambar

Gel. ruang bebas teradiasi antena

sal. transmisi sumber

2.2. Beberapa asumsi model cavity berdasarkan observasi dari substrat tipis (h ≪

λo)[2]:

a. Medan elektrik E hanya terdiri atas komponen z, dan medan magnetik H terdiri atas komponen transverse (komponen x dan y) di dalam daerah yang dibatasi oleh patch dan bidang pentanahan.

b. Medan-medan dalam daerah ini tidak berubah-ubah (bebas) terhadap

koordinat z untuk semua frekuensi yang digunakan. c. Komponen tangensial H sepanjang tepi diabaikan.

d. Memasukkan medan tepi (fringing field) dalam perhitungan dengan sedikit memperlebar tepi-tepi.

Dengan peninjauan seperti diatas, maka Persamaan 2.1-2.4 Maxwel untuk daerah diantara patch dengan bidang pentanahan dituliskan sebagai berikut:

���= −����� 2.1

��� =����+� 2.2

� .�= ^�_� 2.3

� .�= � 2.4 Dimana � adalah permitivitas dari substrat,��adalah permeabilitas ruang hampa,dan J adalah rapat arus.

Gambar 2.2 Distribusi muatan dan densitas arus yang terbentuk pada patch

Ketika suatu patch (elemen peradiasi) diberikan daya, maka akan terjadi distribusi muatan seperti yang terlihat pada bagian atas dan bawah permukaan elemen peradiasi dan pada bagian bidang pentanahan (Gambar 2.2). Distribusi muatan ini diatur dengan dua mekanisme yaitu mekanisme tarik-menarik dan mekanisme tolak-menolak. Mekanisme tarik–menarik terjadi antara dua muatan yang berlawanan yaitu antara muatan yang terdapat pada bagian bawah dari elemen peradiasi dengan muatan yang terdapat pada bidang pentanahan. Hal tersebut akan membantu menjaga agar konsentrasi muatan tetap ada pada bagian bawah elemen peradiasi. Mekanisme tolak-menolak terjadi antar muatan yang terdapat pada bagian bawah elemen peradiasi. Hal tersebut akan menyebabkan beberapa muatan terdorong dari bagian bawah patch ke bagian atas dari patch. Pergerakan muatan ini akan menyebabkan arus mengalir pada bagian bawah dan atas dari elemen peradiasi.

Model analisis cavity mengasumsikan bahwa perbandingan ketebalan

dengan lebar (ketebalan substrat dan lebar elemen peradiasi) sangat kecil dan akibatnya, mekanisme tarik-menarik antar muatan akan mendominasi dan menyebabkan sebagian besar konsentrasi muatan dan arus akan terjadi pada

bagian bawah dari permukaan patch. Ketika perbandingan height to width

semakin menurun arus yang berada pada bagian atas permukaan elemen peradiasi akan mendekati nol, sehingga tidak akan terbentuk komponen tangensial medan magnetik pada tepi elemen peradiasi. Empat dinding sisi antena dapat dimodelkan sebagai permukaan konduktor magnetik yang sempurna. Hal ini menyebabkan distribusi medan magnet dan medan listrik yang terdapat pada elemen peradiasi tidak terganggu. Akan tetapi pada tataran praktis, komponen tangensial dari

medan magnetik tidak akan sama dengan nol tetapi memiliki nilai yang sangat kecil dan dinding sisi antena bukan merupakan konduktor magnetik yang sempurna karena dinding cavity (dalam hal ini merupakan material substrat)

lossless, cavity tidak akan beradiasi dan sifat dari impedansi masukannya akan murni reaktif [2].

2.3 Antena Mikrostrip Patch Circular

Antena mikrostrip dengan patch circular memilki performa yang sama dengan antena mikrostrip patch segiempat. Pada aplikasi tertentu, seperti array, patch circular ini akan menghasilkan keuntungan dibandingkan dengan patch

yang lainnya. Antena mikrostrip dengan patch circular ini akan lebih mudah dimodifikasi untuk menghasilkan jarak nilai impedansi, pola radiasi, dan frekuensi kerja. Untuk menganalisis antena mikrostrip patch circular ini banyak metode yang telah digunakan, termasuk diantaranya dengan menggunakan model rongga (cavity model). Untuk lebih memahami antena mikrostrip patch circular

ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.[3].

patch feed patch feed grounplane Substrate 1 Substrate 2

a. Tampilan mikrostrip circular dari atas b. Tampilan mikrostrip circular dari samping

Di dalam merancang antena mikrostrip patch circular ada pertimbangan yang harus di perhatikan, yaitu pertimbangan memilih substrat untuk antena mikrostrip patch circular sama seperti antena mikrostrip patch persegi panjang, yaitu dimulai dengan memilih bahan dielektrik yang cocok dengan menyesuaikan tingkat ketebalan h dan rugi-rugi garis singgung. Semakin tebal substrat, di samping secara mekanik akan lebih kuat, akan meningkatkan daya radiasi,

mengurangi rugi-rugi konduktor, dan memperbaiki impedansi bandwidth.

Bagaimanapun hal ini juga akan meningkatkan berat, rugi dielektrik, rugi-rugi gelombang permukaan, dan radiasi yang tidak berhubungan dari penyulang pemeriksa. Konstanta substrat dielektrik εr memiliki fungsi yang sama seperti ketebalan substrat. Nilai εr yang rendah akan meningkatkan daerah pinggir dari keliling patch, sehingga akan meradiasikan daya. Oleh karena itu substrat dengan nilai εr ≤ 2.5 lebih baik kecuali jika diinginkan ukuran patch yang lebih kecil. Meningkatnya ketebalan substrat akan memiliki dampak yang sama ketika menurunnya nilai εr dari karakteristik antena. Rugi-rugi garis singgung yang tinggi akan meningkatkan rugi-rugi dielektrik dan oleh karena itu hal ini akan menurunkan efisiensi antena. Bahan yang biasa digunakan sebagai substrat diantaranya adalah honeycomb (εr = 1.07 ), duroid (εr = 2.32 ), quartz (εr = 3.8 ), dan alumina (εr

Metalisasi patch dengan jari-jari ditentukan oleh kondisi resonansi dengan Persamaan 2.5 di bawah ini :

= 10). Jadi substrat yang digunakan haruslah memiliki konstanta dielektrik yang rendah. Hal ini bertujuan agar diperoleh efisiensi radiasi yang lebih tinggi. Selain itu substrat yang semakin tebal akan meningkatkan impedansi

2.5

Dimana untuk mencari nilai jari-jari patch (a) digunakan Persamaan dibawah ini:

2.6

nilai dari a yang diinginkan pada frekuensi kerja (fr

� =

8.794�10⁹

f_r√��

^2.7

) dan konstanta dielektrik relatif (εr) didapatkan dengan menggunakan Persamaan 2.7 berikut ini[3]:

Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahulu harus ditentukan frekuensi kerja (f_r) yang digunakan untuk mencari panjang gelombang diruang bebas (�0^{) pada Persamaan 2.8:}

�

₀

=

�

�

^2.8

Setelah nilai (�0^{) diperoleh, maka panjang gelombang pada saluran transmisi}

mikrostrip (△ �) dapat dihitung dengan Persamaan 2.9:

△ � =

�₀

√�_� ^2.9

Impedansi karakteristik antena mikrostrip ditentukan dengan Persamaan 2.10 sebagai berikut[3]:

�_��= 60^△�_� 2.10

Dimana : W : Diameter elemen peradiasi (mm).

2.4 Parameter Umum Antena Mikrostrip

Kinerja dan daya guna suatu antena dapat dilihat dari nilai parameter- parameter antena tersebut. Beberapa dari parameter tersebut saling berhubungan satu sama lain. Parameter-parameter antena yang biasanya digunakan untuk

menganalisis suatu antena adalah Bandwidth, Voltage Wave Standing Ratio

(VSWR), Gain antena, Impedansi masukan, Retrun loss, Pola radiasi dan

Keterarahan (Directivity) [2].

2.4.1 Bandwith Antena

Bandwidth suatu antena didefinisikan sebagai rentang frekuensi di mana kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), Gain Antena, Impedansi Masukan, Retrun loss, Pola radiasi dan Keterarahan (Directivity) memenuhi spesifikasi standar. Gambar 2.4 memperlihatkan grafik rentang frekuensi yang menjadi bandwidth[4].

Return loss

bandwith

-10dB

Gambar 2.4 Rentang frekuensi yang menjadi bandwith

Dalam menentukan bandwidth antena penting untuk menspesifikasikan kriteria apa saja yang digunakan karena tidak terdapat definisi yang baku dari

bandwidth. Jadi, bandwidth suatu antena ditentukan oleh parameter apa yang digunakan. Beberapa definisi dari bandwidth yang berhubungan dengan antena mikrostrip adalah [4]:

a. Impedance bandwidth adalah rentang frekuensi tertentu dimana patch

antena matching dengan saluran catunya. Hal ini terjadi karena impedansi dari elemen antena (patch dan saluran pencatu) bervariasi nilainya

menurut frekuensi. Kondisi matching dari suatu elemen antena dapat dilihat dari retrun loss atau VSWR. Pada umumnya nilai retrun loss yang diminta < -9,54 dBi atau VSWR <2, namun pada beberapa sistem ada yang meminta retrun loss < -15 dBi atau VSWR<1,5.

b. Pattern bandwidth adalah rentang frekuensi dengan beamwidth, sidelobe, atau gain memenuhi nilai tertentu. Nilai tersebut harus kita tentukan sehingga besarnya bandwidth dapat ditentukan. Seperti property antena lainnya, beamwidths, sidelobe, dan gain juga bervariasi menurut frekuensi. c. Axial Ratio Bandwidth (ARBW) adalah rentang frekuensi dimana polarisi

(linier atau melingkar) masih terjadi. Dengan menentukan nilai maksimum dari cross-polarization atau axial ratio, maka bandwidth antena dengan polarisasi linier atau melingkar dapat ditentukan. Pada umumnya nilai batas ARBW <3. Nilai ARBW yang semakin mendekati 1 menunjukkan polarisasi antena yang semakin melingkar.

Bandwidth (BW) antena biasanya ditulis dalam bentuk persentase bandwidth

karena bersifat relative lebih konstan terhadap fekuensi dan dirumuskan pada Persamaan 2.11[4]:

�� =

�₂−�₁

�_�

�100%

2.11 Dengan : f₁

f

= frekuensi tertinggi dalam band (GHz).

2

f

= frekuensi terendah dalam band (GHz).

2.4.2 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

VSWR adalah perbandingan antara ampiltudo gelombang berdiri (standing wave) maksimum (|V| max) dengan minimum (|V| min). Pada saluran transmisi ada dua komponen (Vo⁺) dan tegangan yang direfleksikan (Vo

Γ =

�₀⁻ �₀⁺

⁼

��−�0

��+�0

2.12 ). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan tersebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ) menggunakan Persamaan 2.12[5]:

Dimana ZL

Γ

adalah impedansi beban (load) dan Zo adalah impedansi saluran lossless. Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka:

•Γ=−1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluran terhubung singkat.

•Γ=0 :tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matching sempurna.

•Γ=+1 : refleksi positif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka.

Sedangkan rumus untuk mencari nilai VSWR adalah dengan Persamaan 2.13[5]:

���� =^{|��|���}

|��|��� =¹⁺₁₋^|Γ|

|Γ|

2.13

Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (VSWR=1) yang berarti tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Namun kondisi ini pada prakteknya sulit untuk didapatkan. Pada umumnya nilai VSWR yang dianggap masih baik adalah VSWR ≤ 2.

2.4.3 Return Loss

Retrun loss adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang

direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirim. Retrun loss

digambarkan sebagai peningkatan amplitudo dari gelombang yang direfleksikan (Vo^- ) sebanding dengan gelombang yang dikirim (Vo⁺

� =

^|��|���

|��|���

⁼

1+ |Γ|

1− |Γ|

=

����−1

����+1

^2.14

). Retrun loss dapat terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya Retrun loss bervariasi tergantung pada frekuensi dengan menggunakan Persamaan 2.14-2.15[2].

����������= 20���10^|Γ| 2.15

2.4.4 Pola Radiasi Antena

Pola radiasi antena atau pola antena didefinisikan sebagai fungsi matematik atau representasi grafik dari sifat radiasi antena sebagai fungsi dari koordinat.

Disebagian besar kasus, pola radiasi ditentukan diluasan wilayah dan direpresentasikan sebagai fungsi dari koordinat directional. Pola radiasi antena

adalah plot-3 dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena atau

plot-3 dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima oleh sebuah antena[5].

2.4.4.1 Pola Radiasi Antena Omnidirectional

Antena Omnidirectional mempunyai sifat umum radiasi atau pancaran sinyal yang digambarkan seperti bentuk kue donat (doughout) dengan pusat berimpit. Antena Omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 360⁰

gain sekitar 3-12 dBi, yang digunakan untuk hubungan Point-To-Multi-Point

(P2Mp) atau satu titik ke banyak titik di sekitar daerah pancaran. Yang bekerja dari jarak 1-5 km, akan menguntungkan jika client atau penerima menggunakan antena directional atau antena yang terarah. Gambar 2.5 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional[6].

Gambar 2.5 Bentuk pola radiasi antena omnidirectional

2.4.4.2 Pola Radiasi Antena Sectoral

Antena Sectoral hampir mirip dengan antena omnidirectional, yang juga digunakan untuk hubungan Point-to Multi-Point (P2Mp) links. Beberapa antena sectoral dibuat vertikal dan ada juga yang horizontal. Antena ini mempunyai gain yang lebih besar dibandingkan dengan antena omnidirectional yaitu 10-20 dBi, yang bekerja pada jarak atau area 6-8 km. Sudut pancaran antena ini adalah 45⁰ -180⁰ dan tingkat ketinggian pemasangannya harus diperhatikan agar tidak terdapat kerugian dalam penangkapan sinyal. Gambar 2.6 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena sectoral [6].

Gambar 2.6 Bentuk pola radiasi antena sectoral

2.4.4.3 Pola Radiasi Antena Directional

Antena directional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat

menjangkau jarak yang relatif jauh. Jenis antena ini digunakan pada sisi client

(penerima) dan mempunyai gain yang sangat tinggi yang diarahkan ke titik sumber pancaran sinyal. Contoh yang biasa digunakan dari jenis antena ini yaitu yagi digunakan untuk jarak pendek karena penguatannya rendah dan mempunyai penguatan antara 7-19 dBi, parabolic (parabola) digunakan untuk jarak menengah atau sedang dan mempunyai penguatan antara 18-28 dBi, wajan bolic jenis antena ini sering digunakan di sisi client (penerima) pada jaringan RT/RW-net. Gambar 2.7 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena directional[6].

2.4.5 Impedansi Masukan

Impedansi masukan dari suatu antena dapat dilihat sebagai impedansi dari antena tersebut pada terminalnya. Impedansi masukan, (�_��) terdiri dari bagian real (Rin)dan imajiner (Xin

Z ) dengan Persaamaan 2.16 [2]. in = ( R_in + j X_in Resistansi masukan (R ) Ω 2.16 in 2.4.6 Gain Antena

) mewakili disisipi yang terjadi karena dua hal. Pertama karena daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali lagi (radiasi), yang kedua karena rugi-rugi ohmic yang terkait dengan panas pada struktur antena. Namun pada banyak antena, rugi-rugi ohmic sangat kecil bila dibandingkan dengan rugi-rugi akibat radiasi tersimpan pada medan dekat antena. Kondisi matchingharus dibuat sedemikian rupa sehingga mendekati 50 + j0Ω.

Gain adalah perbandingan antara rapat daya per satuan unit antena terhadap rapat daya antena referensi dalam arah dan daya masukan yang sama. Gain suatu antena berlainan dengan gain kutub empat, gain diperhatikan daya masukan ke terminal antena. Gain didapat dengan menggunakan Persamaan 2.17[6] :

G =

η

x D 2.17

Dimana : G : Gain antena (dBi)

η :

Efisiensi antena D : Directivity

Ada dua jenis parameter penguatan (Gain) yaitu absolute gain dan relative gain. Absolute gain pada sebuah antena didefenisikan sebagai perbandingan

antara intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika daya yang diterima oleh antena teradiasi secara isotropik. Intensitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara tropik sama dengan daya diterima oleh antena (Pin

���� = 4�

^�(_�^�,�)

��

2.18

) dibagi 4

π.

Absolute gain ini dapat dihitung dengan Persamaan2.18[7]:

Dimana : �(�,�) : Intensitas radiasi pada arah tertentu P_in : Intensitas radiasi yang diterima

Selain absolute gain juga ada relative gain. Relative gain didefenisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan juga. Daya masukan harus sama di antara kedua antena itu. Akan tetapi, antena refensi merupakan sumber isotropic yang lossless (P_in(lossless)). Secara rumus dapat dihubungkan pada Persamaan 2.19[7] :

����= �

_�^{4��(�,�)}

����������

^2.19

Adapun cara lain untuk menghitung gain antena yaitu dengan mengguna- kan bantuan perangkat lunak tertentu. Perhitungan ini dilakukan berdasarkan level penerimaan sinyal. Untuk menghitung gain dapat dilihat pada Persamaan 2.20 berikut ini:

Dimana: Ga : Gain total antena

Pa : Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena terukur (dBm) Ps : Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena referensi (dBm) Gs : Gain antena referensi

2.4.7 Keterarahan (Directivity)

Keterarahan dari sebuah antena dapat didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) intensitas radiasi sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada semua arah. Intensitas radiasi rata-rata sama dengan jumlah daya yang diradiasikan oleh antena dibagi dengan 4π. Jika arah tidak ditentukan, arah intensitas radiasi maksimum merupakan arah yang dimaksud. Keterarahan ini dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.21 berikut ini [2] :

� = � �₀ ⁼

4��

�_��� ^2.21

Dan jika arah ini tidak ditentukan, keterarahan terjadi pada intensitas radiasi maksimum yang didapat dengan Persamaan 2.22[2] :

���� ⁼�0 ⁼ �_��� �0 ⁼ 4��_��� ���� ^2.22 Keterangan : D = keterarahan D0

U = intensitas radiasi maksimum = keterarahan maksimum

Umax

U

= intensitas radiasi maksimum

0

P

= intensitas radiasi pada sumber isotropic

Adapun cara lain untuk menghitung directivity single slot dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.23 berikut ini:

� =⁴�2�2

�₀²�₁ ^2.23

Dimana nilai �₁ dapat dihitungan dengan menggunakan Persamaan 2.24 berikut ini:

�₁ = �^120�2�2

90�0²

2.24

Setelah nilai directivity didapat maka nilai directivity susunnya dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.25 sebagai berikut:

������ ^{= 2}� 2.25

Setelah directivity ditentukan maka didapatlah nilai directivity total untuk menghitung besarnya directivity total dapat dicari dengan menggunakan Persama- an 2.26 sebagai berikut:

������ ⁼ ������^× ������� ^2.26

Keterangan:

�������^{= banyak elemen yang akan dirancang}

2.5 Teknik Pencatuan

Pada dasarnya saluran pencatu untuk antena mikrostrip dapat dibagi menjadi 2, yaitu pencatuan secara langsung (direct coupling) dan pencatuan secara tidak langsung (electromagnetic coupling). Pada awalnya pencatuan secara langsung banyak digunakan karena mempunyai kelebihan, yaitu sangat sederhana dalam pencatuan. Tetapi disamping kelebihan tersebut ada beberapa kekurangan yang

terdapat pada pencatuan ini, seperti sangat sulit jika antena mikrostrip akan disusun secara array dan antena mikrostrip akan menghasilkan pita frekuensi atau bandwidth yang sempit sekitar 2% - 5% [3].

Dengan kekurangan ini maka dalam perkembangan selanjutnya diperkenalkan apa yang disebut pencatuan tidak langsung atau electromagnetic coupling. Keuntungan dari teknik pencatuan ini adalah dapat memperlebar

bandwidth dan dapat mengurangi proses penyolderan.

Dengan teknik pencatuan secara tidak langsung (electromagnetic coupling) tidak ada kontak langsung antara saluran transmisi dengan elemen peradiasinya. Ada dua teknik teknik pengkopelan yang biasanya digunakan pada pencatuan ini, yaitu proximity coupling yang diperkenalkan oleh Oltman dan Huebner pada tahun 1981 dan aperture coupling yang diperkenalkan oleh Pozar, Grunoa dan Wolf pada tahun 1986[3].

Untuk rancang bangun antena mikrostrip ini digunakan teknik pencatuan

proximity coupling. Pada teknik pencatuan ini saluran transmisi (feedline) diletakan pada posisi yang lebih rendah dari patch, lebih tepatnya dibawah patch, mekanisme penggandengan yang akan timbul akan,seperti terlihat pada Gambar 2.8. Pendekatan ini digunakan dua buah substrat, dimana patch pada substrat bagian atas dengan bidang pentanahannya dihilangkan seluruhnya dan substrat yang berada pada bagian bawah merupakan saluran transmisinya (feedline).

Gambar 2.8 Teknik pencatuan metode proximity coupling

2.6 Teknik Array

Antena mikrostrip memiliki beberapa kelebihan seperti memiliki bentuk yang sederhana, efisien, ekonomis, dan mudah pembuatannya. Namun demikian antena mikrostrip ini juga memiliki kelemahan yang sangat mendasar, yaitu

bandwidth yang sempit, keterbatasan gain, dan daya yang rendah. Hal ini dapat diatasi dengan menambah patch secara array.

Antena mikrostrip array merupakan gabungan dari beberapa elemen

peradiasi yang membentuk suatu jaringan. Antena mikrostrip array dapat

berbentuk seri, paralel, atau gabungan keduanya. Dalam antena mikrostrip patch, yang disusun secara array adalah bagian patch. Medan total dari antena array

ditentukan oleh penjumlahan vektor dari medan yang diradiasikan oleh elemen tunggal. Untuk membentuk pola yang memiliki keterarahan tertentu, diperlukan medan dari setiap elemen array berinterferensi secara konstruktif pada arah yang diinginkan dan berinterferensi secara destruktif pada arah lain.

Ada beberapa macam konfigurasi antena array, diantaranya linear, planar,

dan circular. Masing masing konfigurasi memiliki keuntungan, misalnya linear

planar array memiliki kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian arah pola radiasi.

Antena mikrostrip bentuk array memiliki beberapa kelebihan dibanding dengan antena mikrostrip konvensional. Kelebihannya yaitu memiliki bandwidth

dan gain yang lebih besar. Disamping memiliki kelebihan, antena jenis ini juga memiliki kelemahan, yaitu membutuhkan suatu jalur transmisi/pencatu antara elemen peradiasi dan input connector untuk mengurangi rugi-rugi sehingga mengurangi efisiensi antena.

Pada antena array terdapat Array Factor (AF) yang merupakan pengali dari

medan elektrik dari elemen tunggal. Array Factor inilah yang menentukan

bagaimana pola radiasi dan seberapa besar tingkat daya yang diradiasikan oleh antena tersebut. Gambar 2.9 menunjukkan antena mikrostrip dengan teknik array.

Teknik Planar Array

Teknik Linier Array

Teknik Circular Array

2.7 Impedance Matching

Impedance matching merupakan cara atau teknik yang dipakai untuk menyesuaikan dua impedansi yang tidak sama, yaitu impedansi karakteristik saluran (Z_o) dan impedansi beban (Z_L

Transformator λ/4 adalah suatu teknik impedance matching dengan cara memberikan saluran transmisi dengan impedansi Z

). Beban dapat berupa antena atau rangkaian