Saran

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan pada Tugas Akhir ini adalah:

1.

Perancangan antena mikrostrip patch segiempat polarisasi melingkar dapat

dilakukan dengan teknik coaxial probe, aperture coupling atau proximity

coupling agar dapat dibandingkan dan dilihat hasil yang terbaik.

2.

Rancang bangun dapat dilakukan dengan menggunakan jenis substrat yang

lain seperti RT/Duroit, Alumina, Bakelite, Taconic TLC, Foam, Silicon.

3.

Pengukuran antena ada baiknya dilakukan pada ruang tanpa gema (anechoic

chamber) agar dapat mengurangi efek multipath

gelombang

elektromagnetik.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Antena Mikrostrip Patch Segiempat

Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel di atas

bidang pentanahan (ground plane) yang diantaranya terdapat bahan substrat

dielektrik (dielectric substrate). Elemen antena mikrostip terpancar secara efisien

sebagai alat pada papan tercetak mikrostrip [6]. Bentuk umum antena mikrostrip

terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip [Balanis]

Bagian antena mikrostrip terdiri dari:

1.

Radiating patch (patch antena elemen peradiasi), bagian yang terletak

paling atas dari antena dan terbuat dari bahan konduktor ini berfungsi untuk

meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara; patch dapat berbentuk

lingkaran, persegi panjang, segitiga.

2.

Dielectric substrate (substrat dielektrik), berfungsi sebagai media penyalur

gelombang elektromagnetik dari catuan. Ketebalan substrat berpengaruh

pada bandwidth dari antena.

3.

Ground plane (bidang pentanahan), yaitu lapisan paling bawah yang

berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan

[7].

Dielektric substrate (εr) Ground Plane Patch L W h

berbentuk segiempat. Patch segiempat lebih banyak digunakan karena kemudahan

dalam analisis dan proses fabrikasi. Untuk mencari dimensi antena mikrostrip (W

dan L), harus diketahui terlebih dahulu parameter bahan yang digunakan yaitu

tebal dielektrik (h), konstanta dielektrik (�

_�

) dan rugi–rugi bahan. Panjang antena

mikrostrip harus disesuaikan, karena impedansi input dapat berubah.

Pendekatan yang digunakan untuk mencari panjang dan lebar antena

mikrostrip dapat menggunakan Persamaan (2.1) dan Persamaan (2.2) [5].

�=

�

2�

₀

�

(��+1) 2

(2.1)

�=����

−2∆� (2.2)

Sementara untuk mencari nilai L

eff

mengunakan Persamaan (2.3).

�

���

=_2�

�

0

������

(2.3)

Untuk mencari nilai �

_����

digunakan Persamaan (2.4).

�

����

=��

+ 1

2

+

��− 1

2

⎝

⎛

1

�1 + 12ℎ� ⎠_�

⎞ (2.4)

Akibat adanya fringing effect, penampang pada patch mikrostrip terlihat

lebih besar secara elektrik daripada penampang fisiknya. Ukuran dari panjang

penampang bertambah pada setiap sisi dengan suatu jarak yang dinyatakan

dengan ΔL.

Δ�= 0,412ℎ

(�

_����

+ 0.3) �

�_ℎ

+ 0.264�

(�

_����

− 0.258 ) �

�_ℎ

− 0.8�

(2.5)

(a)

Tampak atas

(b)

Tampak samping

Gambar 2.2 Bentuk Fisik dan Panjang Efektif Patch Antena Mikrostrip [11]

Keterangan :

W

: Lebar patch

L

: Panjang patch

�

�

: Konstanta dielektrik

�

: Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik di ruang bebas ( 3x10

8

)m/s

�

0

: Frekuensi kerja antena

L

eff

: Panjang patch efektif

∆L

: Perbedaan panjang antara L dan L

eff

yang disebabkan karena adanya

fringing efects (efek medan tepi)

ε

reff

: Konstanta dielektrik relatif

Antena mikrostrip pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950, dan

perkembangannya dilakukan secara serius pada tahun 1970. Melalui beberapa

dekade penelitian, diketahui bahwa kemampuan beroperasi antena mikrostrip

diatur oleh bentuknya. Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang

h

Patch

ε

r

digunakan untuk perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan

bentuk dan ukuran[8].

Adapun beberapa keuntungan antena mikrostrip adalah sebagai berikut[9]:

1.

Memiliki beban yang ringan dan bentuk yang kecil

2.

Memiliki biaya fabrikasi yang rendah maka dapat diproduksi dalam jumlah

yang banyak

3.

Mendukung adanya linear serta polarisasi sirkular

4.

Mampu beroperasi pada dua atau tiga frekuensi kerja

5.

Memiliki mekanik kuat ketika dipasang pada permukaan kaku.

Sedangkan beberapa kelemahan antena mikrostrip adalah sebagai berikut:

1.

Memiliki lebar pita yang sempit

2.

Memiliki efisiensi yang rendah

3.

Memiliki perolehan gain yang rendah

4.

Terdapat radiasi asing dari penyambungan

5.

Memiliki kapasitas pengaturan daya rendah.

2.2

Parameter Antena

Parameter antena merupakan suatu bagian yang penting dalam

mendeskripsikan suatu antena. Dalam perancangan sebuah antena, ada beberapa

parameter yang harus dipahami. Diantaranya adalah VSWR (Voltage Standing

Wave Ratio), return loss, axial ratio dan gain. Nilai-nilai parameter dapat dihitung

dari S-Parameter (Scattering Parameter).

2.2.1

S-Parameter

S-Parameter (Scattering Parameter) merupakan suatu konsep magnitude

dan phase gelombang berjalan dan juga dasar alat karakterisasi n-port

networks[13]. Jaringan n-port linear dikarakterisasi oleh sejumlah parameter

kontak yang ekivalen seperti transfer matrix, impedance matrix, admittance

Gambar 2.3 Two-Port Network [14]

Berdasarkan Gambar 2.3 transfer matrix dari 2-port network juga dikenal

sebagai maktriks ABCD, menghubungkan tegangan dan arus pada port 1 kepada

port 2 sebaliknya impedance matrix menghubungkan kedua tegangan V

1

, V

2

ke

kedua arus I

1

, I

2

. Scattering matrix menghubungkan gelombang pergi b

1

, b

2

ke

gelombang dating a

1

, a

2

.

��

1

�

2

�

=��

11

�

12

�

21

�

22

� �

�

1

�

2

�,�=��

11

�

12

�

21

�

22

� (����������������) (2.6)

Elemen matriks �

11

,

�

12

,

�

12

,

�

22

scattering parameter atau S-Parameter.

Parameter �

11

, �

22

memiliki arti koefisien refleksi dan �

12

, �

22

memiliki arti koefisien

transmisi (gain)[14]. Dan untuk port yang lebih dari 2 dapat dibuat ke persamaan matriks

menjadi:

�

�

1

�

2

⋮

�

�

�=�

�

11

�

21

�

12

�

22

…

�

1N

…

�

_2N

⋮

⋮

⋮

�

N1

�

N2

…

�

NN

� �

�

1

�

2

⋮

�

N

� (2.7)

�

11

=

�1 �1

|�

₂

= 0= koefisien refleksi masukan Гin (2.8)

�

21

=

_��2

1

|�

₂

= 0 = koefisien refleksi datang (gain) (2.9)

�

12

=

�_�1

2

|�

₁

= 0 = koefisien refleksi pantul (gain) (2.10)

�

22

=

_��2

2

|�

₁

= 0= koefisien refleksi keluaran Гout (2.11)

2-port

network S

b

1

b

2

+

V

1

-

+

V

2

-

VSWR adalah kemampuan suatu antena untuk bekerja pada frekuensi

yang diinginkan. Pengukuran VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien

refleksi dari antena tersebut (Γ). Nilai VSWR merupakan representasi dari

peristiwa standing wave. Peristiwa standing wave terjadi jika terdapat dua

gelombang yang merambat pada arah berlawanan dalam media yang sama dan

frekuensi antara gelombang datang dengan gelombang yang dipantulkan besarnya

sama. Nilai VSWR antara 1 sampai tak hingga, apabila VSWR bernilai 1 berarti

tidak ada pantulan di dalam mikrostrip. Suatu antena dikatakan bekerja baik jika

VSWR bernilai antara 1 sampai dengan 2[5]. Persamaan matematis mencari nilai

koefisien tegangan refleksi (Γ) dapat dilihat pada Persamaan (2.12).

Γ= �

0 +

�

0−

= �

�

− �

0

�

�

+ �

0

(2.12)

Dimana

�� adalah impedansi beban (load) dan �

₀

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 matched sempurna,

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

Adapun rumus untuk mencari nilai VSWR adalah terdapat pada Persamaan

(2.13)

����=

|�|

���

|�|

_���

=

1 + |Γ|

1− |Γ| (2.13)

Kondisi terbaik adalah ketika VSWR bernilai 1 (VSWR=1) yang berarti

tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Tetapi pada

praktiknya nilai tersebut sulit untuk didapat. Umumnya nilai VSWR dianggap

masih baik adalah VSWR ≤ 2[10].

Return loss adalah besaran yang menunjukkan nilai loss (rugi) dari power

input terhadap power refleksi dari suatu antena. Nilai return loss diperoleh dari

hasil pengukuran pada alat vector network analyzer. Nilai return loss dinyatakan

dalam satuan dB berkisar antara -∞ sampai 0 dB. Suatu antena dikatakan bekerja

baik jika S

11

≤ -9,54 dB [2]. Hubungan return loss dengan daya yang dipantulkan

(Pr) dan daya yang datang (Pi) dapat dilihat pada Persamaan (2.14).

S11 (��) = 10 ���

₁₀

Γ (2.14)

2.2.4

Polarisasi

Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang yang ditransmisikan oleh

antena. Jika arah tidak ditentukan maka polarisasi merupakan polarisasi pada arah

gain maksimum. Pada praktiknya, polarisasi dari energi yang teradiasi bervariasi

dengan arah dari tengah antena, sehingga bagian lain dari pola radiasi mempunyai

polarisasi yang berbeda.

Polarisasi dari gelombang yang teradiasi didefinisikan sebagai suatu

keadaan gelombang elektromagnet yang menggambarkan arah dan magnitudo

vektor medan elektrik yang bervariasi menurut waktu. Selain itu, polarisasi juga

dapat didefinisikan sebagai gelombang yang diradiasikan dan diterima oleh antena

pada suatu arah tertentu. Polarisasi dapat diklasifikasikan sebagai linear (linier),

circular (melingkar), atau elliptical (elips)[1].

a.

Polarisasi Linier

Polarisasi linier (Gambar 2.4) terjadi jika suatu gelombang yang berubah

menurut waktu pada suatu titik di ruang memiliki vektor medan elektrik

(magnet) pada titik tersebut selalu berorientasi pada garis lurus yang sama pada

setiap waktu.

Gambar 2.4 Polarisasi Linier [1]

Hal ini dapat terjadi jika vektor (elektrik maupun magnet) memenuhi :

•

Hanya ada satu komponen

•

Dua komponen yang saling tegak lurus secara linier yang berada pada

perbedaan fasa waktu atau 180

0

atau kelipatannya.

b.

Polarisasi Melingkar

Polarisasi melingkar (Gambar 2.5) terjadi jika suatu gelombang yang berubah

menurut waktu pada suatu titik memiliki vektor medan elektrik (magnet) pada

titik tersebut berada pada jalur lingkaran sebagai fungsi waktu. Kondisi yang

harus dipenuhi untuk mencapai jenis polarisasi ini adalah :

•

medan harus mempunyai 2 komponen yang saling tegak lurus linier

•

kedua komponen tersebut harus mempunyai magnitudo yang sama

•

kedua komponen tersebut harus memiliki perbedaan fasa waktu pada

kelipatan ganjil 90

0

.

Gambar 2.5 Polarisasi Melingkar [1]

c.

Polarisasi Elips

Polarisasi elips (Gambar 2.6) terjadi ketika gelombang yang berubah menurut

waktu memiliki vektor medan (elektrik atau magnet) berada pada jalur

kedudukan elips pada ruang.

•

Medan harus mempunyai dua komponen linier ortogonal

•

Kedua komponen tersebut harus berada pada magnitudo yang sama atau

berbeda

•

Jika kedua komponen tersebut tidak berada pada magnitudo yang sama

perbedaan fasa waktu antara kedua komponen tersebut harus tidak bernilai

0

0

atau kelipatan 180

0

(karena akan menjadi linier). Jika kedua komponen

berada pada magnitudo yang sama makan perbedaan fasa diantara kedua

komponen tersebut harus tidak merupakan kelipatan ganjil dari 90

0

(karena

akan menjadi lingkaran).

2.2.5

Axial ratio

Axial ratio merupakan bagian dari parameter antena yaitu polarisasi yang

merupakan penggambaran arah medan listrik. Axial ratio adalah perbandingan

magnitudo mayor dengan magnitudo minor, yang dirumuskan pada Persamaan

(2.15).

���������� = E(minor)

E(mayor) (2.15)

Untuk mendapatkan polarisasi circular, axial ratio tidak boleh lebih dari 3

dB. Nilai 3 dB didapat dari adanya faktor rugi-rugi polarisasi dari adanya rugi-

rugi daya yang terekstrak dikarenakan gelombang datang tidak sejajar dengan

polarisasi antena. Axial ratio selalu dijadikan ukuran kualitas pada sebuah antena

ketika polarisasi antena yang diinginkan adalah polarisasi melingkar. Axial ratio

adalah rasio dari sumbu mayor dan sumbu minor pada polarisasi elips. Sebagai

catatan bahwa polarisisasi melingkar dan linier adalah kasus khusus dari polarisasi

elips. Arah propagasi dan arah rotasi polarisasi elips dapat dilihat pada Gambar

Gambar 2.7 Arah propagasi polarisasi elips

Rumus axial ratio secara teoritis dapat dilihat pada Persamaan (2.16)[5].

�� (��) = 20 ��� major axis

minor axis

= 20 ���

ΟA

ΟB (2.16)

Daerah polarisasi melingkar terdiri dari dua komponen orthogonal medan

E pada amplitude yang sama dan memiliki perbedaan fasa sebesar 90

0

. Karena

komponennya memiliki magnitude yang sama, maka pada polarisasi melingkar

axial ratio-nya adalah 1 (atau 0 dB). Namun pada sebagian besar aplikasi antena

mikrostrip axial ratio sebesar 3 dB sudah dianggap cukup untuk menggambarkan

polarisasi melingkar antena.

2.2.6

Gain

Gain (directive gain) adalah perbandingan antara intensitas radiasi suatu

antena pada suatu arah utama dengan intensitas radiasi dari antena isotropik yang

menggunakan sumber daya masukan yang sama [1]. Satuan yang digunakan untuk

gain adalah desibel. Ada 2 jenis parameter gain, yaitu absolute gain dan relative

gain. Absolute gain pada sebuah antena didefinisikan sebagai perbandingan antara

intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika daya

yang diterima oleh antena teradiasi secara isotropik sama dengan daya yang

pada Persamaan (2.17).

����

=�������������������������ℎ��������

�����������������������������

����

= 4�

�(�,∅)

�

��

(2.17)

Sedangkan relative gain didefinisikan sebagai perbandingan intensitas

radiasi sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada

semua arah. Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahulu

harus ditentukan frekuensi kerja (f

0

) yang digunakan untuk mencari panjang

gelombang diruang bebas (

λ

₀

)

dirumuskan seperti Persamaan (2.18).

λ

0

=

�

�

0

(2.18)

Setelah nilai �

0

diperoleh, maka

λ

�

merupakan panjang gelombang pada

bahan dielektrik yang besarnya dapat dihitung dengan Persamaan (2.19).

λ

_�

=

λ

0

√�

�

(2.19)

Gain antena mikrostrip patch segiempat dapat diperoleh dengan

menggunakan Persamaan (2.20).

�

=4�

λ

�2

(��) (2.20)

dimana :

G

= Gain antena

�

�

= Panjang gelombang bahan dielektrik

Ada banyak konfigurasi yang dapat digunakan untuk mencatu antena

mikrostrip. Ada 4 yang paling popular, diantaranya microstrip line, coaxial probe,

aperture coupling dan proximity coupling [11]. Dalam hal ini perancangan

dilakukan dengan teknik pencatu mikrostrip line. Bentuk dari antena ini dapat

dilihat pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Antena Mikrostrip Patch Segiempat dengan Slot Diagonal [11]

Antena mikrostrip ini memiliki bentuk patch segiempat, memiliki panjang

(L) dan lebar (W). Bentuknya juga sederhana dengan slot tipis menyilang pada

tengah patch-nya, seperti yang terlihat pada Gambar 2.8. Pada bagian tengah

patch dipotong secara diagonal sehingga membentuk sebuah slot diagonal.

Pemilihan saluran pencatu dengan saluran mikrostrip adalah karena

kemudahan dalam hal fabrikasi dan penentuan matching dari saluran mikrostrip

dapat dengan mudah dilakukan. Untuk mematchingkan antena, hal yang perlu

dilakukan cukup dengan mengubah-ubah panjang dari elemen pencatu atau

dengan memberikan stub dan mengubah-ubah posisinya.

W

Lebar saluran mikrostrip (W) tergantung dari impedansi karakteristik (Z

o

)

yang diinginkan. Adapun rumus untuk menghitung lebar saluran mikrostrip dapat

dilihat pada Persamaan (2.21)

�

=

2ℎ

� �� −1− ��(2� −1) +

��

−1

2�

_�

���(� −1) + 0,39−

0,61

�

�

�� (2.21)

Dengan �

_�

adalah konstanta dielektrik relative, dan nilai B dapat diketahui

dari Persamaan (2.22)

�=

60�

2

�

0

√�

�

(2.22)

2.3.2

Karakteristik Saluran Mikrostrip (Microstrip Line) untuk W/h < 1

Konstanta dielektrik efektif (εreff) dapat dilihat pada Persamaan (2.23)

�

����

=��

+ 1

2

+

��− 1

2

⎣

⎢

⎢

⎡

₁

�1 + 12ℎ�_�

+ 0,04�1−�

ℎ �

2

⎦

⎥

⎥

⎤

(2.23)

Dan karakteristrik impedansi dapat dilihat pada Persamaan (2.24)

�

0

=

60

������

�� �

8ℎ

�

+

�

4ℎ� (2.24)

2.3.3

Karakteristik Saluran Mikrostrip (Microstrip Line) untuk W/h > 1

Konstanta dielektrik efektif εreff dapat dilihat pada Persamaan (2.4)

sebelumnya. Dan karakteristik impedansi dapat dilihat pada Persamaan (2.25).

�

0

=

120�/_{������}

� ℎ

+ 1,393 + 2/3ln⁡(

� ℎ

+ 1,44)

(2.25)

Global Positioning System merupakan bidang aplikasi yang sangat luas

digunakan pada saat ini. Di darat digunakan berupa paparan rute-rute jalan dan

keberadaan posisi pemakai secara real time. Di laut berupa posisi kapal berada

dan di udara berupa posisi kapal terbang yang sedang melintas dan juga berfungsi

membantu penerbangan mode otomatis tanpa ditangani pilot secara langsung.

sedangkan dari pemakaian militer, bidang ini justru sangat menonjol karena

berkaitan dengan pengarahan senjata secara akurat dan juga mengarahkan secara

otomatis senjata ke sasaran tanpa campur tangan operator dengan ketelitian yang

luar biasa bahkan di bawah jarak meter.

Sinyal yang ditransmisikan satelit-satelit GPS sekarang mengirim sinyal-

sinyal L1 dan L2 dengan frekuensi tengah 1575.42 MHz untuk L1 dan 1227.6

MHz untuk L2. Dalam menjalankan fungsinya, sistem GPS dibagi menjadi 3

segmen yaitu segmen luar angkasa (space segment), segmen darat (ground

segment) dan segmen pengguna.

Segmen ruang angkasa GPS dibangun dengan 24 satelit yang

didistribusikan pada 6 bidang orbit yang membutuhkan 12 jam untuk mengorbit

bumi, selama itu satelit telah melintasi jarak 20.200 km, berarti sekali

mengelilingi bumi tiap harinya atau tiap satelit akan melewati titik yang sama

sekali tiap hari normalnya, 5 satelit selalu berada pada jarak pemakai setiap saat.

Segmen darat terdiri dari stasiun yang menyebar ke seluruh dunia. Induknya

adalah di Colorado (USA) yang mengendalikan segmen ruang angkasa. Data yang

dikumpulkan oleh stasiun monitor digunakan untuk menghitung koreksi posisi

bagi satelit. Proses ini menjamin sinkronisasi satelit-satelit dan keakuratan sinyal

yang dikirim ke bumi [3].

2.5

Applied Wave Research (AWR) Microwave 2004

Dalam tugas akhir ini, simulator yang digunakan adalah AWR Microwave

2004. AWR Microwave Office 2004 memungkinkan untuk merancang sirkuit

terdiri dari skema dan elektromagnetik ( EM ) struktur dari database model listrik

yang luas, kemudian menghasilkan tata letak representasi dari perancangan ini.

Simulasi dapat digunakan menggunakan salah satu mesin simulasi AWR

canggih, 3D-planar EM simulator yang menampilkan output dalam berbagai

grafis bentuk berdasarkan analisis kebutuhan, dapat menyesuaikan atau

mengoptimalkan perancangan dan perubahan secara otomatis dan langsung

tercermin dalam tata letak. Adapun tampilan dari AWR Microwave Office 2004

adalah seperti terlihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Tampilan awal AWR Microwave 2004

Elektromagnetik (EM) simulator menggunakan persamaan Maxwell untuk

menghitung respon struktur geometri dari fisiknya. Simulasi EM ideal karena

dapat mensimulasikan struktur yang sangat sewenang-wenang dan masih

memberikan hasil yang sangat akurat. Selain itu, EM simulator tidak terpengaruh

terhadap banyak kendala model sirkuit karena menggunakan persamaan dasar

untuk menghitung respon. Salah satu keterbatasan EM simulator adalah simulasi

waktu berjalan secara eksponensial dengan ukuran masalah, sehingga penting

untuk meminimalkan kompleksitas masalah untuk mencapai hasil yang tepat

waktu. Mekanisme dari AWR Microwave Office 2004 ini, adalah mensimulasikan

rancangan dan data yang masukkan kedalam simulator dengan memberikan hasil

yang sesuai dengan parameter yang kita inginkan. Adapun langkah-langkah yang

array menggunakan simulator AWR Microwave Office 2004, adalah:

1.

Menyediakan layout baru untuk meracang antena, seperti terlihat pada

Gambar 2.9.

2.

Membuat struktur EM. Dalam perancangan struktur EM tersebut, hal yang

perlu diperlu diperhatikan adalah melengkapi enclouser pada EM structure,

untuk mendapatkan ukuran substrat, patch bounderies dari antena yang akan

dirancang. Setelah setiap elemen dilengkapi, perancangan antena mikrostrip

segitiga dapat dirancang pada lembar kerja EM sturktur yang tersedia.

3.

Setelah perancangan selesai dilakukan, simulator AWR akan memperoleh

hasil simulasi parameter yang ingin dihasilkan, yaitu frekuensi, VSWR, pola

radiasi dari menu graph.

Untuk menghasilkan parameter yang diinginkan simulator AWR

melakukan proses simulasi sampai beberapa waktu, dimana dalam proses simulasi

tersebut, tidak terjadi perubahan data apabila simulasi dilakukan berulang-ulang

dengan bentuk, susunan dan data yang sama, namun apabila dilakukan perubahan

bentuk, susunan, dan data hasil simulasi akan berubah sesuai dengan perubahan

yang dilakukan[12].

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Antena adalah suatu alat atau perangkat dalam sebuah sistem

telekomunikasi yang berfungsi sebagai struktur transisi antara gelombang

terbimbing dengan gelombang bebas, ataupun sebaliknya. Perkembangan antena

telah sangat berpengaruh ke berbagai aspek kehidupan manusia. Penggunaan dan

pemanfaatannya sudah sangat mutakhir di kalangan masyarakat. Salah satu antena

yang banyak digunakan secara komersial dan sistem komunikasi saat ini adalah

antena mikrostrip karena sangat ringan, sederhana dalam pembuatannya dan

murah [1]. Di samping itu, antena mikrostrip merupakan radiator yang efisien.

Pada co-polarization, antena mikrostrip mendukung kedua polarisasi linier dan

sirkular serta mudah diintegrasikan dengan gelombang mikro tanpa

memperhatikan polarisasi pada pemancar dan penerima [2].

Polarisasi antena didefinisikan sebagai arah vektor medan listrik yang

diradiasikan oleh antena pada arah propagasi. Jika jalur dari vektor medan listrik

maju dan kembali pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier. Jika vektor

medan listrik konstan dalam panjang tetapi berputar di sekitar jalur lingkaran,

dikatakan berpolarisasi lingkaran atau sirkular. Jika vektornya berputar

berlawanan arah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kanan (right hand

polarize) dan yang searah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kiri (left hand

polarize). Aplikasi yang memiliki polarisasi melingkar adalah RADAR (Radio

Detection and Ranging), satelit, PCS (Personal Comunications System), DBS

(Direct Broadcast Television), GPS (Global Positioning System) dan RFID (Radio

Frequency Identification) [1].

GPS merupakan sistem radio navigasi dan penentuan posisi dengan

menggunakan satelit. GPS menggunakan frekuensi 1,575 GHz dan terdapat di

setiap permukaan bumi [3]. Perancangan antena mikrostrip ini bertujuan sebagai

pengembangan teknologi mikrostrip yang mendukung sistem komunikasi satelit

dan menangkap sinyal gelombang elektromagnetik termasuk yang berasal dari

gelombang peradiasi lebih cepat dan akurat [4].

Salah satu teknik membentuk polarisasi sirkular adalah dengan metode slot

diagonal, yaitu dengan membuat celah secara diagonal pada patch. Jika bentuk

patch dasar dicatu menggunakan slot diagonal, maka polarisasi yang dihasilkan

adalah sirkular atau melingkar. Maka, untuk membentuk polarisasi sirkular, harus

dilakukan modifikasi dengan pemberian slot diagonal dari sumbu pencatunya.

Teknik ini dinilai lebih sederhana dalam perancangan karena memiliki sedikit

parameter untuk membentuk polarisasi sirkular dan menggunakan slot diagonal

sehingga tidak memiliki kompleksitas dari segi pencatuan serta tidak dibutuhkan

pencatuan daya.

Penelitian yang terkait tentang jenis antena dengan polarisasi melingkar

sudah pernah dilakukan, diantaranya adalah pada [5] dan [4]. Pada penelitian [5],

tentang antena mikrostrip dengan tipe melingkar menggunakan teknik truncated

corner dan slot diagonal yang dilakukan hanya masih secara simulasi. Adapun

pada penelitian [4], Dual-band circularly polarize antenna combining slot and

microstrip modes for GPS with HIS ground plane. Penelitian ini juga dilakukan

secara simulasi.

Pada tugas akhir ini akan dirancang bangun antena mikrostrip patch

segiempat dengan polarisasi melingkar menggunakan metode slot diagonal.

Perancangan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak AWR Microwave

Office 2004.

1.2

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang pada perancangan ini, terdapat beberapa

masalah yang dapat dirumuskan antara lain yaitu:

1.

Bagaimana mendeskripsikan spesifikasi antena yang dibutuhkan untuk sistem

GPS (1,575 GHz)?

2.

Bagaimana mendefenisikan antena dengan tipe polarisasi melingkar dan

menganalisis cara mengetahui bahwa sebuah antena memiliki karakteristik

polarisasi melingkar?

slot diagonal untuk menghasilkan tipe polarisasi melingkar menggunakan

simulator AWR Microwave Office 2004?

4.

Bagaimana pengujian hasil rancangan antena mikrostrip patch segi empat

dengan metode slot diagonal yang memiliki tipe polarisasi melingkar?

1.3

Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk merancang antena

mikrostrip patch segiempat dengan tipe polarisasi melingkar menggunakan

metode slot diagonal untuk aplikasi GPS (1,575 GHz).

1.4

Batasan Masalah

Agar isi dan pembahasan tugas Akhir ini menjadi terarah maka penulis

membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada

Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1.

Perancangan antena mikrostrip patch segiempat dan menganalisis parameter

antena yang ingin dicapai menggunakan bantuan simulator AWR Microwave

Office 2004.

2.

Menggunakan metode slot diagonal untuk mendapatkan karakteristik

polarisasi melingkar.

3.

Parameter yang dianalisis adalah ukuran slot, VSWR, axial ratio, return loss

dan gain.

4.

Frekuensi resonansi yang digunakan adalah 1,575 GHz berdasarkan aplikasi

pada GPS.

5.

Jenis substrat yang digunakan pada perancangan adalah jenis FR 4, dengan

konstanta dielektrik substrat (�

_�

)= 4,4 dan tebal substrat (h) = 1,6 mm

Untuk memberikan gambaran tentang Tugas Akhir ini secara singkat,

maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan

penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi penjelasan tentang antena mikrostrip, parameter antena,

sistem GPS / global positioning system, polarisasi melingkar dengan

metode slot diagonal.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini berisi tentang penjelasan secara umum dari penelitian yang

dilakukan, diagram alir penelitian, variabel yang diamati, dan jadwal

penelitian