IV. PERANCANGAN DAN SIMULASI MODEL ANTENA
4.5 Perancangan Model Antena Mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi 38
Dalam tugas akhir ini, perancangan antena mikrostrip patch segitiga dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu dimulai dengan perancangan patch, perancangan saluran pencatu (feed line), perancangan groundplane, perancangan substrat dan perancangan port saluran pencatu. Adapun langkah-langkah untuk membuat model antena ini adalah :
a. Perancangan patch
Adapun langkah-langkah untuk merancang pacth antena adalah : 1) Pilih menu Draw lalu pilih regular polyhedron.
2) Tentukan number of segment, yaitu 3.
3) Masukkan nilai koordinatnya (penentuan koordinat patch sangat berpengaruh terhadap panjang sisi segitiga, letak dan bentuk segitiga), dalam hal ini kita harus benar-benar teliti dalam memasukkan nilai koordinat.
4) Klik attribute tab dan kemudian namanya diisi dengan patch. 5) Atur material, untuk tugas akhir ini material patch yang digunakan
adalah cooper.
6) Kemudian pilih warnanya sesuai keinginan dan kemudian atur transparansi warnanya.
b. Perancangan saluran pencatu (feed line) 1) Pilih item Draw lalu pilih box
2) Masukkan nilai koordinatnya (arah dan besarnya)
3) Klik attribute tab dan kemudian namanya diisi dengan feed line 4) Klik material kemudian ganti materialnya menjadi cooper
5) Kemudian pilih warnanya sesuai keinginan dan kemudian atur transparansi warnanya
c. Perancangan Groundplane
1) Pilih item Draw lalu pilih box
40 5) Kemudian pilih warnanya sesuai keinginan dan kemudian atur
transparansi warnanya
d. Perancangan substrat
1) Pilih item Draw lalu pilih box
2) Masukkan nilai koordinatnya (besar dan arahnya)
3) Klik attribute tab dan kemudian isi namanya dengan substrat 4) Klik material dan kemudian ganti materialnya menjadi FR4 epoxy 5) Kemudian pilih warnanya sesuai keinginan dan kemudian atur
transparansi warnanya.
e. Perancangan port saluran pencatu 1) Pilih item Draw lalu pilih rectangle
2) Tetapkan porosnya, yang menjadi poros adalah sumbu z 3) Masukkan nilai koordinatnya (besar dan arahnya)
4) Klik attribute tab dan kemudian ganti buat orientasinya menjadi global
5) Kemudian pilih warnanya sesuai keinginan dan kemudian atur transparansi warnanya
Setelah semua langkah tersebut dilakukan maka akan dihasilkan model antena mikrostrip patch segitiga sama sisi seperti yang tampak pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Model Antena Mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi
4.6 Simulasi Model Antena
Setelah model antena selesai dibuat langkah selanjutnya adalah menjalankan simulasinya. Hasil rancangan model akan disimulasikan dengan menggunakan simulator Ansoft HFSS v 10.0.
Untuk menjalankan simulasi ini langkah selanjutnya adalah klik menu HFSS kemudian pilih analysis setup, lalu pilih add solution setup, maka akan muncul solution setup window. Lalu diisi nama setup-nya, diikuti yang ada di dalam tab (misalnya setup1, setup2, dan seterusnya), kemudian isi nilai dari
42 tiap setup. Lalu isi nilai maximum number of phases menjadi 15. Kemudian isi nilai maximum delta S sebesar 0,02 lalu pilih OK.
Selanjutnya klik menu HFSS kemudian pilih analysis setup lalu pilih add sweep. Pilih solution setup-nya setup1 dan klik tombol OK. Kemudian edit window sweep-nya, atur sweep type menjadi fast dan diatur juga frequency setup type menjadi linear count. Kemudian atur frekuensi start sebesar 2,3 GHz, frekuensi stop: 2,6 GHz dan buat nilai count menjadi 61. Lalu klik tombol OK.
Setelah itu langkah selanjutnya adalah klik menu HFSS lalu pilih validation check. Tujuan dari validation check ini adalah untuk memeriksa apakah model yang kita buat sudah layak dan benar untuk dijalankan. Jika model yang kita buat telah layak dan benar untuk dijalankan maka akan muncul tanda check list berwarna hijau. Tetapi jika belum maka akan muncul tanda silang berwarna merah. Hal ini menandakan bahwa ada error pada model yang kita buat. Untuk melihat pesan error gunakan message manager yang ada di sudut kanan bawah. Ada beberapa hal yang diperiksa pada validation check ini, yaitu :
a) 3D model
b) Boundaries and Excitation c) Mesh Operation
d) Analysis Setup e) Optimetrics f) Radiation
Jika ada salah satu dari keenam hal ini yang tidak terpenuhi (dalam hal ini ada error) maka proses simulasi tidak dapat dilanjutkan.
Setelah melewati validation check, langkah selanjutnya adalah menganalisis model. Untuk menganalisis model ini dengan klik menu HFSS lalu pilih analyze. Proses menganalisis ini berlangsung sekitar 20 menit. Setelah proses analisis selesai maka dapat ditampilkan grafik VSWR, pola radiasi, dan gain.
Untuk menampilkan grafik VSWR, caranya adalah dengan menekan tombol HFSS lalu pilih result dan kemudian pilih create report. Atur report type menjadi modal S parameter dan atur display set menjadi rectangular plot, lalu tekan OK. Maka akan muncul window traces. Pada window traces ini atur solution menjadi setup1:sweep1. Kemudian pada tab Y atur category menjadi VSWR, atur juga quantity menjadi VSWR(lumport1), kemudian tekan add trace lalu tekan done. Maka akan muncul grafik VSWR.
Untuk menampilkan pola radiasi, caranya adalah dengan menekan tombol HFSS lalu pilih result dan kemudian pilih create report. Atur report type menjadi far field dan atur display set menjadi 3D polar plot, lalu tekan OK. Maka akan muncul window traces. Pada window traces ini atur solution menjadi setup1:sweep1. Kemudian pada tab Y atur category menjadi directivity, atur juga quantity menjadi DhirTotal, kemudian tekan add trace lalu tekan done. Maka akan muncul grafik pola radiasi.
Untuk menampilkan gain, caranya adalah dengan menekan tombol HFSS lalu pilih result dan kemudian pilih create report. Atur report type menjadi far field dan atur display set menjadi data table, lalu tekan OK. Maka akan muncul
44 GainTotal, kemudian tekan add trace lalu tekan done. Maka akan muncul tabel gain.
Dari model yang telah dibuat dengan nilai lebar saluran pencatu (feed line) dan panjang sisi patch segitiga yang diperoleh melalui perhitungan yaitu 3 mm dan 38.9 mm, dengan hasil simulasi yang didapatkan, yakni :
a) VSWR
Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan, didapatkan nilai VSWR sebesar 2,40 untuk frekuensi 2,4 GHz, 6,41 untuk frekuensi 2,45 GHz dan 4,45 untuk frekuensi 2,5 GHz seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Grafik VSWR Hasil Simulasi Awal
b) Gain
Dari simulasi yang telah dilakukan maka di dapat data gain seperti pada Tabel 4.2
Tabel 4.2 Tabel Data Gain yang Diperoleh Hasil Simulasi Awal
Dari tabel data gain diperoleh dari hasil simulasi awal yaitu dengan nilai sebesar -2,84 dB untuk frekuensi kerja 2,45 GHz.
Dan radiation pattern gain diperoleh yaitu seperti yang terlihat oleh Gambar 4.3.
46 Gambar 4.3 Gain hasil simulasi awal
c) Pola radiasi
Dari simulasi yang dilakukan maka diperoleh pola radiasi seperti yang tampak pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Pola radiasi hasil simulasi awal