PERBANDINGAN KINERJA ANTENA MIKROSTRIP SUSUN DUA ELEMEN PATCH SEGI EMPAT MENGGUNAKAN TEKNIK DGS (DEFECTED GROUND STRUCTURE) DAN TANPA DGS BERBENTUK
SEGITIGA SAMA SISI
Disusun Oleh :
MEINARTY SINURAT
120422034
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan atas kasih-Nya yang begitu besar, sehingga
Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan satu kurikulum dalam rangka
memperoleh gelar sarjana dari Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua yang sangat
mencintai penulis. Tak ada kata lain yang terucap, hanya terima kasih untuk
segala kasih sayang yang telah kalian berikan selama penulis hidup.
Selama Tugas Akhir ini banyak pihak yang memberikan motivasi dan
dukungan kepada penulis, untuk itu perkenankanlah penulis dengan segala
kerendahan hati mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir, atas segala bimbingan dan pengarahan serta motivasi dalam
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku dosen wali penulis yang telah
membimbing penulis selama masa perkuliahan.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT USU dan Bapak Rahmat Fauzi, M.T., selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT USU.
4. Bapak Zulfin, M.T., dan Bapak Dr. Maksum M.T., selaku dosen penguji
dalam Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU.
6. Bapak R. Sinurat dan Ibu M.Pasaribu, Abang Caprin Sinurat dan Adek
Megah Sinurat. Terima kasih untuk segala perhatian dan kasih sayang yang
7. Teman-teman angkatan 2012 Teknik Elektro USU yang telah memberikan
motivasi secara langsung maupun tidak langsung.
8. Sahabat bestie Dona Luga dan Army Rajagukguk untuk dukungan dan
semangat dengan cara yang lain.
9. Sepupu terbaikku, Vebry Simorangkir, Teimakasih untuk semangat dan
motivasimu.
10.Safri Simanungkalit, terimakasih untuk dukungan dan kepedulian yang
membuat Penulis semangat
11.Adek-adekku, Heriani Simanjuntak dan Rafli Sihombing, terimakasih untuk
dukungan dan semangat yang kalian berikan.
12.Teman Hang out, Rinesia Amalia, Debora Sinaga dan Ummu Pohan
13.Semua senior khususnya kk Eva yang telah meluangkan waktu untuk
membantu Penulis dan junior di Departemen Teknik Elektro.
14.Mereka, yang tidak disebutkan, yang pernah menghabiskan detik hidupnya
bagi Penulis.
Usaha yang terbaik telah diberikan dalam penulisan Tugas Akhir ini,
namun penulis menyadari ketidaksempurnaan dalam penulisan Tugas Akhir ini.
Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca guna
menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca.
Medan, Maret 2015
Hormat Penulis,
DAFTAR ISI
2.2Parameter Antena Mikrostrip ... 5
2.2.1 Bandwith ... 5
2.3Defected Ground Structure dan Mutual Coupling ... 13
2.3.1 Defected Ground Structure (DGS) ... 13
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ANTENA ... 21
3.1Umum ... 21
3.2Diagram Alir Perancangan Antena... 21
3.3Antena Dua Elemen Tanpa DGS... 23
3.4Perancangan Antena pada Simulator ... 24
3.5Perancangan DGS ... 29
3.6Variabel yang Dianalisa ... 30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
4.1.Umum ... 32
4.2.Analisis Antena Tanpa DGS ... 32
4.3.Analisis DGS ... 33
4.3.1 Analisis Ukuran DGS ... 35
4.3.2 Analisis Posisi DGS ... 38
4.4.Analisis Rancangan Optimal ... 41
4.5.Analisis Perbandingan Antena tanpa DGS dan dengan DGS ... 43
BAB V PENUTUP ... 48
5.1. Kesimpulan ... 48
5.2. Saran ... 49
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Mikrostrip ... 4
Gambar 2.2 Pola Radiasi Antena ... 10
Gambar 2.3 Polarisasi Linear ... 11
Gambar 2.4 Polarisasi Melingkar ... 12
Gambar 2.5 Polarisasi Elips ... 12
Gambar 2.6 Unit DGS ... 14
Gambar 2.7 Patch mikrostrip segiempat dengan DGS segitiga samasisi... 15
Gambar 2.8 Desain dan analisis metode konvensional DGS ... 16
Gambar 2.9 LC setara sirkuit ... 17
Gambar 2.10 RLC Rangkaian ekuivalen untuk unit DGS. ... 18
Gambar 3.1 Flowchart antena dengan DGS ... 22
Gambar 3.2 Antena Dua Elemen Tanpa DGS ... 23
Gambar 3.3 Membuka EM structure yang baru... 25
Gambar 3.4 Patch dan pencatu antena tanpa DGS ... 26
Gambar 3.5 kotak Dialog Port ... 26
Gambar 3.6 Penentuan nilai Frekuensi yang dipakai ... 27
Gambar 3.8 Cara membuat Grafik baru ... 28
Gambar 3.9 cara menseting pengukuran grafik ... 29
Gambar 3.10 Penentuan posisi dan ukuran DGS ... 30
Gambar 3.11 Perubahan panjang sisi DGS ... 31
Gambar 3.12 Perubahan Posisi DGS secara Vertikal ... 31
Gambar 4.1 VSWR Antena Tanpa DGS ... 33
Gambar 4.2 Return Loss Antena Tanpa DGS ... 33
Gambar 4.3 Gain Antena Tanpa DGS... 34
Gambar 4.4 Impedansi Antena Tanpa DGS ... 34
Gambar 4.5 VSWR variasi ukuran DGS... 36
Gambar 4.6 Return Loss variasi ukuran DGS ... 36
Gambar 4.7 Gain variasi ukuran DGS ... 37
Gambar 4.8 Impedansi variasi ukuran DGS ... 37
Gambar 4.9 VSWR variasi Posisi DGS ... 39
Gambar 4.10 Return Loss variasi posisi DGS ... 39
Gambar 4.11 Gain variasi posisi DGS ... 40
Gambar 4.12 Impedansi variasi posisi DGS ... 40
Gambar 4.13 VSWR Optimasi ... 42
Gambar 4.15 Perbandingan VSWR ... 44
Gambar 4.16 Perbandingan Return Loss ... 44
Gambar 4.17Rangkaian Antena Tanpa DGS ... 46
Gambar 4.18 Rangkaian Antena dengan DGS ... 46
Gambar 4.19 Perbandingan Impedansi ... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Dimensi antena dua elemen ... 23
Tabel 4.1 Parameter Antena Tanpa DGS ... 22
Tabel 4.2 Nilai parameter dengan variasi ukuran DGS ... 35
Tabel 4.3 Nilai parameter dengan variasi posisi DGS ... 38
Tabel 4.4 Nilai Optimal Parameter DGS Menurut Ukuran... 41
Tabel 4.5 Nilai Optimal Parameter DGS Menurut Posisi ... 41
Tabel 4.6 Optimasi nilai parameter ... 42
ABSTRAK
Tulisan ini membahas antena mikrostrip susun dua elemen yang
dikembangkan dengan menerapkan defected ground structure(DGS) bentuk
segitiga sama sisi. DGS ini diletakkan pada bidang pentanahan dari substrat
dengan posisi diantara kedua elemen antena susun. Hal ini dilakukan agar dapat
menekan efek mutual couplingyang timbul pada antena susun. Hasil simulasi dan
ekstraksi dilakukan dengan membandingkan kinerja antena susun dua elemen
tanpa dan dengan DGS. Dari hasil pengukuran antena dengan DGS dibandingkan
dengan antena tanpa DGS diperoleh perbaikan VSWR sebesar 31.5%, perbaikan
nilai return loss sebesar 75% yaitu dari -16.1 dB menjadi -34.04 dB dengan
pelebaran axial ratio bandwidth sebesar 94 MHz. Pelebaran bandwidth ini
diperoleh dari frekuensi kerja 3.32 GHz – 3.45 GHz pada antena tanpa DGS sedangkan pada antena dengan DGS dari 3.24 GHz – 3.48. GHz. Nilai impedansi mendekati nilai impedansi saluran pencatu dari 38.83-j8.37 menjadi 51.97 – j0.03. Hasil ini menunjukkan penerapan DGS bentuk segitiga sama sisi ini mampu
meningkatkan kinerja antena dibandingkan tanpa DGS.
Key words: defected ground structure, antenna mikrostrip array, segitiga sama
ABSTRAK
Tulisan ini membahas antena mikrostrip susun dua elemen yang
dikembangkan dengan menerapkan defected ground structure(DGS) bentuk
segitiga sama sisi. DGS ini diletakkan pada bidang pentanahan dari substrat
dengan posisi diantara kedua elemen antena susun. Hal ini dilakukan agar dapat
menekan efek mutual couplingyang timbul pada antena susun. Hasil simulasi dan
ekstraksi dilakukan dengan membandingkan kinerja antena susun dua elemen
tanpa dan dengan DGS. Dari hasil pengukuran antena dengan DGS dibandingkan
dengan antena tanpa DGS diperoleh perbaikan VSWR sebesar 31.5%, perbaikan
nilai return loss sebesar 75% yaitu dari -16.1 dB menjadi -34.04 dB dengan
pelebaran axial ratio bandwidth sebesar 94 MHz. Pelebaran bandwidth ini
diperoleh dari frekuensi kerja 3.32 GHz – 3.45 GHz pada antena tanpa DGS sedangkan pada antena dengan DGS dari 3.24 GHz – 3.48. GHz. Nilai impedansi mendekati nilai impedansi saluran pencatu dari 38.83-j8.37 menjadi 51.97 – j0.03. Hasil ini menunjukkan penerapan DGS bentuk segitiga sama sisi ini mampu
meningkatkan kinerja antena dibandingkan tanpa DGS.
Key words: defected ground structure, antenna mikrostrip array, segitiga sama
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Antena mikrostrip merupakan salah satu antena gelombang mikro yang
digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem komunikasi modern. Ide atau
konsep awal antena ini diusulkan pertama kali oleh Deschamps diawal tahun 1950
dan dibuat pada sekitar tahun 1970 oleh Munson dan Howell. Teknilogi antena
mikrostip ini sampai saat ini masih menjadi salah satu topik yang menarik di
dalam berbagai aplikasi gelombang mikro [1].
Antena mikrostrip umumnya dibentuk array, yakni terdiri dari dua buah atau
lebih antena tunggal. Pada antena tunggal dan antena array sering mengalami
gelombang permukaan (surface wave), namun pada antena array juga timbul efek
mutual coupling yang terjadi karena ada dua atau lebih buah antena tunggal
disusun berdekatan. Efek mutual coupling ini berdampak negatif bagi antena
karena sebagian dari energi datang dihamburkan kembali ke arah yang
berlawanan seperti suatu transmiter yang baru. Namun seiring berkembangnya
teknologi ditemukanlah DGS (Defected Ground Structure) yang mampu menekan
efek mutual coupling tersebut[3].
DGS merupakan teknik yang dikembangkan untuk menangani efek mutual
coupling dengan cara meredam gelombang permukaan atau mmencegah
penghamburan energi datang ke arah yang berbalik.
Dengan adanya teknik DGS yang semakin berkembang demi peningkatan
performa antena mikrostrip maka dalam skripsi ini penulis ingin membahas
analisis antena mikrostrip susun dua elemen yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz
1.2 Rumusan Masalah
Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, maka tugas akhir ini diberikan
rumusan masalah sebagai berikut :
a. Bagaimana antena tanpa DGS.
b. Bagaimana DGS berbentuk segitiga mengurangi efek mutual coupling dengan
menaikkan impedansi.
c. Membandingkan antena mikrostip dengan DGS dan tanpa DGS.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang diharapkan dari skripsi ini adalah untuk menganalisis
antena mikrostrip susun dua elemen patch segi empat dengan teknik defected
ground structure berbentuk segitiga sama sisi. Adapun parameter yang dianalisa
adalah VSWR, gain , bandwith, Return loss, pola radiasi dan axial ratio.
1.4 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, maka tugas akhir ini diberikan
batasan masalah sebagai berikut :
a. Jenis antena yang dianalisis adalah antena mikrostrip susun dua elemen patch
segi empat yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz.
b. Hanya membahas Defected Ground Structure berbentuk segitiga
c. Simulator yang digunakan pada analisa ini adalah AWR
d. Analisis terhadap perubahan kinerja pada parameter-parameter antenna yang
dirancang dengan dan tanpa metode DGS berbentuk segitiga sama sisi, antara
lain Return Loss, Axial Ratio, Bandwidth, Gain, pola radiasi dan VSWR.
e. Subtratc yang digunakan adalah fr = 4 , tebal 1,6mm
1.5 Metode Penelitian
Adapun metode penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Studi Litelatur : membahas pengertian dan pengaplikasian DGS atau Defected
Ground Structure dalam menangani gelombang permukaan dan menekan
mutual coupling pada antena mikrostrip dengan resensi dari beberapa
buku-buku yang terkait.
b. Perancangan DGS : merancang DGS dengan bentuk segitiga siku-siku yang
akan dipasangkan pada antena mikrostrip patch segi empat.
c. Simulasi : simulasi dilakukan untuk mendapatkan nilai parameter antena
mikrostip dengan simulator AWR.
d. Pengukuran : mengukur nilai-nilai dari parameter antena dengan DGS dan
tanpa DGS.
e. Analisa : Membandingkan kelebihan yang didapat untuk antena dua elemen
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Antena Mikrostrip
Antena mikrostrip terdiri dari tiga bagian, yaitu conducting patch, substrat
dielektrik, dan ground plane. Bagian-bagian tersebut dapat dilihat seperti
gambar1 berikut ini [2].
W
Gambar 2.1 Antena Mikrostrip
a. Conducting Patch, patch ini terbuat dari logam konduktor seperti tembaga
atau emas, dengan ketebalan tertentu. Patch terletak diatas substrat yang
berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara. Patch
memiliki berbagai macam jenis, diantaranya bujur sangkar (square), persegi
panjang (rectangular), segitiga, dan sebagainya.
b. Substrat Dielektrik, berfungsi sebagai penyalur gelombang elektromagnetik
dari catuan menuju daerah dibawah patch. Bagian ini menggunakan bahan
dielektrik dengan dengan permitivitas relatif tertentu. Semakin tebal substrat
maka bandwidth akan semakin meningkat tetapi akan berpengaruh terhadap
timbulnya gelombang permukaan (surface wave).
c. Groundplane, berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang
tidak diinginkan dan terletak pada bagian paling bawah. Ground plane
konduktor seperti tembaga. Kelebihan dari antena mikrostrip adalah bentuk
fisiknya yang low-profile sehingga dapat dimontasikan hampir pada seluruh
tempat, low-fabrication sehingga dapat dibuat dalam jumlah yang besar, dapat
menghasilkan polarisasi sirkular maupun linear dengan feed yang sederhana,
dapat beroperasi pada single maupun dual band. Disamping kelebihan antena
mikrostrip tersebut, antena jenis ini juga memiliki kekurangan yaitu, memiliki
bandwidth yang kecil, gain yang dicapai kecil, dan timbulnya gelombang
permukaan (surface wave)
2.2 Parameter Antena Mikrostrip
Kinerja suatu antena dapat dilihat dari nilai parameter-parameter antena
tersebut. Parameter-parameter antena yang biasanya digunakan untuk
menganalisis suatu antena adalah impedansi masukan, Voltage Wave Standing
Ratio (VSWR), return loss, bandwidth, keterarahan, penguatan, dan pola radiasi.
Sebagian parameter ini saling berhubungan satu dengan yang lainnya.
2.2.1 Bandwidth
Bandwidth suatu antena didefenisikan sebagai rentang frekuensi di mana
kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti
impedansi masukan, polarisasi, beamwidth, polarisasi, gain, efisiensi,
VSWR, return loss) memenuhi spesifikasi standar. Bandwitdh dapat dicari
dengan rumus berikut ini [4].
BW = fc
a. Impedance bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana patch antena berada
pada keadaan matchingdengan saluran pencatu. Hal ini terjadi karena impedansi
dari elemen antena bervariasi nilainya tergantung dari nilai frekuensi.
Nilai matching ini dapat dilihat dari return loss dan VSWR. Nilai return loss dan
VSWR yang masih dianggap baik adalah kurang dari -9,54 dB.
b. Pattern bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana bandwidth, sidelobe,
atau gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai
tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar
nilai bandwidth dapat dicari.
c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi di mana
polarisasi (linier atau melingkar) masih terjadi. Nilai axial ratio untuk polarisasi
melingkar adalah kurang dari 3 dB.
2.2.2 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) adalah kemampuan suatu antena
untuk bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Pengukuran VSWR berhubungan
dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena tersebut. Perbandingan level
tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang datang menuju beban (V+) ke
sumbernya lazim disebut koefisien pantul atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol “”[3].
Hubungan antara koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran (Zo) dan
impedansi beban/ antena (Zl) dapat ditulis :
=
Harga koefisien refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa pantulan/match)
sampai 1, yang berarti sinyal yang datang ke beban seluuhnya dipantulkan
kembali ke sumbernya semula. Maka untuk pengukuran Voltage Standing Wave
VSWR =
diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima (match). Semakin
besar nilai VSWR menunjukkan daya yang dipantulkan juga semakin besar dan
semakin tidak match. Dalam prakteknya VSWR harus bernilai lebih kecil dari 2
(dua).
2.2.3 Return Loss
Return loss merupakan besaran daya pantul (faktor refleksi) yang
disebabkan oleh tidak matchnya beban dengan transmission line dalam dB.
Besarnya return loss sangat tergantung faktor refleksi yaitu perbandingan
antara tegangan yang dipantulkan dengan tegangan yang datang dari sumber [3].
| |
(6)
= simbol dari faktor refleksi.
= tegangan yang dipantulkan
= tegangan yang datang dari sumber
Besar dari koefisien pantul antara -1 dan +1, -1 menunjukkan bahwa
beban dalam keadaan short circuit dan +1 menunjukkan dalam keadaan open
circuit. Jika 0 maka sistem dalam keadaan match. Hubungan antara return
loss dengan faktor refleksi dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut :
| | (7)
2.2.4 Gain
Gain adalah penguatan atau kemampuan pada antena yang berhubungan
dengan directivity dan efisiensi antena. power gain didefinisikan sebagai 4π kali rasio dari intensitas pada suatu arah dengan daya yang diterima antena, dinyatakan
G(θ,)= 4π
mP U .
(8)
Definisi ini tidak termasuk losses yang disebabkan oleh ketidaksesuaian
impedansi (impedance missmatch ) atau polarisasi. Harga maksimum dari gain
adalah harga maksimum dari intensitas radiasi atau harga maksimum dari
persamaan (2.8), sehingga dapat dinyatakan kembali :
G = 4 π
Jadi gain dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi dari θ dan , dan juga dapat
dnyatakan sebagai suatu harga pada suatu arah tertentu. Jika tidak ada arah yang
ditentukan dan harga power gain tidak dinyatakan sebagai suatu fungsi dari θ dan
, diasumsikan sebagai gain maksimum.
Direktivatas dapat ditulis sebagai
D =
Direktivitas dapat menyatakan gain suatu antena jika seluruh daya input
menjadi daya radiasi. Dan hal ini tidak mungkin terjadi karena adanya losses pada
daya input. Bagian daya input (Pin) yang tidak muncul sebagai daya radiasi
diserap oleh antena dan struktur yang dekat dengannya. Hal tersebut
menimbulkan suatu definisi baru, yaitu yang disebut dengan efisiensi radiasi,
dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
e =
dengan catatan bahwa harga e diantara nol dan satu ( 0 <e< 1) atau ( 0 <e<
100%).
Sehingga gain maksimum suatu antena sama dengan direktivitas dikalikan
dengan efisiensi dari antena, yang dapat dinyatakan sebagai berikut :
2.2.5 Pola Radiasi
Pola radiasi merupakan gambaran secara grafik dari sifat – sifat radiasi suatu antena sebagai fungsi koordinat ruang. Dalam banyak keadaan, pola radiasi
ditentukan pada pola daerah medan jauh dan digambarkan sebagai fungsi
koordinat – koordinat arah sepanjang radius konstan, dan digambarkan pada koordinat ruang. Sifat – sifat radiasi ini mencakup intensitas radiasi, kekuatan medan (field strenght) dan polarisasi. Sedangkan untuk pola radiasi antena
microstrip mempunyai fenomena yang sama dengan pola radiasi antena
konvensional [5]. Medan radiasi antena terbagi menjadi medan jauh (far field) dan
medan dekar (near field). Jarak minimum antara antena pemancar dengan antena
penerima dirumuskan pada (4.1) sebagai [6]:
2
min
2D r
(2.11)
dengan: rmin = jarak minimum pemancar dengan penerima (cm)
D = dimensi terbesar dari antena (cm) λ = panjang gelombang (cm)
Pola radiasi dapat dilihat pada Gambar 2.3.
2.2.6 Polarisasi
Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang yang ditransmisikan
oleh antena. Jika arah tidak ditentukan maka polarisasi merupakan polarisasi pada
arah gain maksimum [5]. Polarisasi dari energi yang teradiasi bervariasi dengan
arah dari tengah antena sehingga bagian lain dari pola radiasi mempunyai
polarisasi yang berbeda [7].
Polarisasi dapat diklasifikasikan sebagai linear (linier), circular
(melingkar), atau elliptical (elips). Polarisasi linier (Gambar 2.4) terjadi jika suatu
gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik di ruang memiliki vektor
me dan elektrik (atau magnet) pada titik tersebut selalu berorientasi pada garis
lurus yang sama pada setiap waktu [7]. Hal ini dapat terjadi jika vektor (elektrik
maupun magnet) memenuhi:
a. Hanya ada satu komponen
b. Dua komponen yang saling tegak lurus secara linier yang berada pada
perbedaan fasa waktu 1800 atau kelipatannya.
Gambar 2.3 Polarisasi Linear
Polarisasi melingkar (Gambar 2.5) terjadi jika suatu gelombang yang
berubah menurut waktu pada suatu titik memiliki vektor medan elektrik (medan
magnet) pada titik tersebut berada pada jalur lingkaran sebagai fungsi waktu [2].
Kondisi yang harus dipenuhi untuk mencapai polarisasi ini:
a. Medan harus mempunyai 2 komponen yang saling tegak lurus liner.
c. Kedua komponen tersebut harus mempunyai perbedaan fasa waktu pada
kelipatan ganjil 900.
Polarisasi melingkar dibagi menjadi dua, yaitu Left Hand Circular
Polarization (LHCP) dan Right Hand Circular Polarization (RHCP). LHCP
terjadi ketika δ=+π/2, sedangkan RHCP terjadi ketika δ=-π/2.
Gambar 2.4 Polarisasi Melingkar
Polarisasi elips terjadi ketika gelombang yang berubah menurut waktu
memiliki vector medan (elektrik atau magnet) berada pada jalur kedudukan elips
pada ruang [7]. Kondisi yang harus dipenuhi untuk menciptakan polarisasi ini
adalah:
a. Medan harus mempunyai dua komponen linier orthogonal.
b. Kedua komponen tersebut harus berada pada magnitudo yang sama atau
berbeda.
c. Jika kedua komponen tersebut tidak berada pada magnitudo yang sama,
perbedaan fasa waktu diantara kedua komponen tersebut harus tidak bernilai
00 atau kelipatan 1800 (karena akan menjadi linier). Jika kedua komponen
berada pada magnitudo yang sama maka perbedaan fasa diantara kedua
komponen tersebut harus tidak merupakan kelipatan ganjil dari 900 (karena
Gambar 2.5 Polarisasi Elips
2.3 DGS (Defected ground Structure) dan Mutual Coupling
Defected Ground Structure (DGS) adalah salah satu teknik pengembangan
dari EBG (Electromagnetic Bandgap) untuk menekan gelombang permukaan yang
sering dipakai pada antena mikrostrip. Teknik DGS dilakukan dengan cara
menghilangkan (etch) sebagian bidang ground. Dengan kata lain, pada bagian
ground dari antena mikrostrip dibuat slot. Ada berbagai bentuk DGS seperti
bentuk spiral head, arrowhead-slot, “H”shape slots, dumbbell, interdigital DGS, segitiga, segi empat dan masih banyak lagi yang sedang diteliti dan dibahas.
Teknik DGS ini diharapkan dapat menekan efek mutual coupling yang
timbul pada antena mikrostrip. Mutual coupling adalah suatu efek gandengan
yang terjadi pada antena array. Salah satu penyebabnya adalah gelombang
permukaan, sebagian energi datang pada satu atau kedua elemen antena array
yang dapat dihamburkan kembali ke arah berbeda seperti suatu transmiter yang
baru. Hal ini menyebabkan kontribusi total ke daerah farfield tidak hanya
tergantung pada eksitasi masing-masing generator (pencatu) antena tapi juga dari
eksitasi yang merugikan (parasit) karena mutual coupling. Efek ini berpengaruh
2.3.1 Defected Ground Struktur
DGS adalah konfigurasi yang ada periodik atau non-periodik menempati di
area ground dari saluran transmisi planar (misalnya, microstrip, Coplanar dan
konduktor didukung panduan gelombang coplanar) yang mengganggu pelindung
distribusi arus di ground. Gangguan ini akan mengubah karakteristik transmisi
baris seperti garis kapasitansi dan induktansi. Singkatnya, setiap defect/cacat yang
terukir di bidang ground microstrip dapat menimbulkan peningkatan kapasitansi
efektif dan induktansi.
Gambar 2.6 Unit DGS pertama: (a) Unit Dumbbell DGS, (b) Simulasi
S-parameter untuk dumbbell Unit DGS.
a) Struktur dan Transmisi dasar Karakteristik
Dumbbell DGS terdiri dari dua a × b zona defect/cacat bentuk persegi
panjang , g × w jarak perantara yang menghubungkan ke slot sempit terukir di
daerah belakang ground logam seperti ditunjukkan pada Gambar. 1 (a). Ini adalah
yang pertama DGS [8]. Gambar. 1 (b) menunjukkan S-parameter dari simulasi
EM dari dumbbell DGS.
Pada skripsi ini lebih lanjut akan membahas bentuk DGS segitiga sama sisi,
DGS segitiga sama sisi
Ground plane (lapisan 3)
Subtracte patch (lapisan 2) d
Gambar 2.7 Patch mikrostrip segiempat dengan DGS segitiga samasisi
b) Rangkaian Setara DGS
Desain dan analisis dua tantangan untuk DGS. Pada bagian EM structure
yang tersedia di simulator menjadi sumber utama untuk merancang dan
menganalisa DGS. Untuk menerapkan bagian DGS yang diusulkan untuk desain
sirkuit sederhana misalnya, perlu untuk mengekstrak parameter rangkaian
ekuivalen. Dalam rangka memperoleh parameter rangkaian ekivalen unit DGS di
pesawat referensi, S-parameter harus dihitung dengan gelombang penuh
elektromagnetik (EM) -simulator untuk menjelaskan cutoff dan karakteristik
bagian DGS. Sirkuit parameter untuk rangkaian ekuivalen berasal dari ekstraksi
hasil simulasi yang cocok untuk satu-tiang Butterworth- prinsip operasi DGS.
c) Persamaan dengan rangkaian LC dan RLC
Rangkaian setara dengan DGS dan satu-tiang Butterworth prototipe dari
LPF diberikan pada Gambar. 5. Bagian-bagian persegi panjang DGS
meningkatkan panjang rute arus dan inductance.Progress efektif Dalam
Gambar 2.8 . Desain dan analisis metode konvensional DGS.
Bagian yang dikikis di daerah ground meningkatkan nilai kapasitif yang
efektif dari garis microstrip. Selanjutnya daerah DGS menghubungkan Slot sesuai
dengan induktansi ekuivalen ditambahkan (L) dan kapasitansi (C),
masing-masing. Oleh karena itu, resonansi terjadi pada frekuensi tertentu karena sirkuit
LC paralel. Hal ini mengindikasikan bahwa rangkaian ekuivalen termasuk
sepasang paralel induktor-kapasitor membentuk fenomena resonansi di
S-parameter. Pada bagian DGS seri efektif Peningkatan induktansi dan
meningkatnya induktansi seri menimbulkan frekuensi cutoff rendah. Ketika
meningkat jarak kesenjangan terukir, yang kapasitansi efektif menurun sehingga
lokasi tiang redaman bergerak naik ke frekuensi yang lebih tinggi.
AC R1
L1
C1
L2
C2
R2
Ground
Z1 Z2
AC
Gambar 2.9 LC setara sirkuit: (a) rangkaian antena tanpa DGS
Sirkuit DGS, (b) rangkaian ekivalen DGS
Dalam rangka untuk mencocokkan DGS ke Butterworth low-pass filter
reaktansi nilai kedua sirkuit yang sama pada frekuensi cutoff. Jadi L dan C berasal
sebagai berikut:
di mana, ω0 adalah resonansi frekuensi sudut dari paralel LC
resonator.
di mana f0 dan fc adalah resonansi (pole atenuasi) dan frekuensi cutoff yang
dapat diperoleh dari hasil simulasi EM. Karakteristik sebagian besar DGS mirip
dengan dumbbell DGS, sehingga mereka bisa dibahas oleh satu tiang Butterworth
DGS dapat dimodelkan sebagian efisien oleh R, L, dan C resonan paralel
terhubung ke hak gadai transmisi di kedua sisinya seperti ditunjukkan pada
Gambar. 6. perlawanan ini sesuai dengan kerugian radiasi, konduktor dan
dielektrik di cacat. Dari simulasi EM atau pengukuran untuk DGS diberikan,
setara nilai R, L, dan C yang diperoleh dari ekspresi dalam [10].
Gambar 10. RLC Rangkaian ekuivalen untuk unit DGS.
2.4Antena Mikrostrip Patch Persegi Panjang
Patch berbentuk persegi panjang merupakan bentuk yang paling umum
digunakan dan paling mudah untuk dianalisa. Perhitungan untuk menentukan
ukuran patch persegi panjang adalah:
Menentukan lebar patch (W) [8]:
frekuensi kerja dari antena, dan Ɛr adalah konstanta dielektrik dari bahan substrat.
akibat adanya fringing effect. Pertambahan panjang dari L (ΔL) dirumuskan
Dimana h merupakan tinggi substrat dan Ɛreff adalah konstanta dielektrik relative
yang dirumuskan [8]:
Sehingga panjang patch (L) dapat dihitung dengan [8]:
L Leff 2L (2.15)
Dimana Leff merupakan panjang patch efektif yang dirumuskan dengan[8]:
reff
memiliki impedansi 50 ohm. Lebar saluran pencatu dapat diperoleh dengan
menggunakan Persamaan (2.17) dan (2.18) [13]:
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN ANTENA 3.1 Umum
Antena yang digunakan pada tugas akhir ini adalah antena mikrostrip patch
segi empat dua elemen dengan DGS segitiga sama sisi. Slot DGS diterapkan pada
ground untuk memperbaiki nilai parameter antena seperti perbaikan nilai VSWR
dan return loss. Sehingga menghasilkan angka-angka yang lebih optimal dengan
bantuan simulator AWR 2004.
Adapun antena mikrostrip patch segi empat dua elemen tanpa DGS
diperoleh dari sebuah rancangan yang telah ada dan telah dibahas oleh Yustandi
[3 ]. Dimana frekuensi kerja antena tersebut pada 3.3 – 3.4 GHz menggunakan jenis substrat FR4 dengan ketebalan 1.6 mm.
3.2 Diagram Alir Perancangan Antena
Ada beberapa tahapan yang diperlukan dalam proses perancangan antena
mikrostrip susun dua elemen dengan DGS. Dari merancang antena susun dua
elemen hingga penerapan DGS dengan posisi dan ukuran yang optimal. Gambar
3.1 merupakan diagram alir (flowchart) dari perencanaan antena mikrostrip
Mulai
Merancang DGS Segitiga dengan Ukuran dan Posisi yang Berbeda-beda
Selesai
Melakukan Simulasi Setiap Rancangan
Analisis Hasil Simulasi Antena Dua Elemen
Tanpa DGS
Rancangan Antena yang Optimal
3.3 Antena Dua Elemen Tanpa DGS
Antena dua elemen tanpa DGS diperoleh dari rancangan yang telah
dibahas oleh Yustandi Ahmad. Adapun geometri dari rancangan tersebut seperti
yang diperlihatkan pada Gambar 3.2
Tabel 3.1 Dimensi antena dua elemen Component Dimension Dimension
Lp 20.91 mm
Wp 27.25 mm
Lg 51.71 mm
Wg 74.7 mm
Lf1 10.6 mm
Wf1 0.63 mm
Lf2 10.6 mm
Wf2 3.06 mm
Wg
Lg
Wp
Lp
Lf1
Lf2 Wf1 Wf2
.
Ada beberapa variabel yang dimasukkan ke simulator AWR untuk
menjalankan antena tanpa DGS antara lain :
Frekuensi kerja : 3300-3400 MHz Impedansi terminal : 50 Ω
Dielektric Layers : epoxy FR4 Jumlah layers/lapisan : dua Permitivitas relatif r : 4.4 Ketebalan dielektrik : 1.6 mm Loss tangent : 0.02
Dimensi/ enclosure : Lebar Ground (75 mm) dan panjang Ground (21 mm) Boundaries : Approximate Open (377 Ohms)
Dalam perhitungan dimensi atau ukuran antena sangat dipengaruhi oleh
frekuensi kerja dan karakteristik bahan. Makin tinggi frekuensi makin kecil
dimensi antena dan sebaliknya makin kecil frekuensi makin besar dimensi patch
antena. Begitu pula untuk karakteristik bahan dielektrik, makin besar permitivitas
relatif r bahan dielektrik maka makin kecil ukuran patch antena dan sebaliknya makin kecil r bahan dielektrik maka makin besar ukuran patch antena.
Selanjutnya pada simulasi antena dengan DGS segitiga sama sisi variabel
yang dimasukkan ke simulator AWR secara keseluruhan sama dengan antena
tanpa DGS kecuali pada jumlah lapisan yang digunakan, menjadi 3 lapisan dan
pada lapisan ke 3 (ground) luasnya dikurangi sesuai ukuran DGS yang dibuat.
3.4 Perancangan Antena pada Simulator
Adapun langkah-langkah pembuatan model antena pada simulator AWR
dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Membuka EM structure
Membuka EM structure yang baru dan memberi nama setelah muncul kotak
Gambar 3.3 Membuka EM structure yang baru
2. Penentuan Substract Information
Penentuan sunbstract ini terdiri dari tiga bagian yakni
a) Enclosure : menentukan ukuran daerah yang dipakai untuk
perancangan antena .
b) Dielektric Layers : menentukan jenis dielektrik tiap lapisan
c) Boundaries : menentukan tipe konduktor yang dipakai
3. Pembuatan patch antena dan Pencatunya
Patch antena dibuat dengan menggunakan tool rectangle conductor,
ukurannya diatur sedemikian hingga menghasilkan antena patch segi empat
yang optimal.untuk pencatunya diberi port dari tool edge port. Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.4.
4. Penentuan port
Penentuan dari port antena dilakukan dengan mengklick port pada patch
pencatu, selanjutnya diset nilai hambatannya 50 Ohm. Seperti yang
75 mm
27.25 mm
20.9 mm
52 mm
10.6 mm
3.6 mm
10.6 mm
0.6 mm
Gambar 3.4 Patch dan pencatu antena tanpa DGS
Gambar 3.5 kotak Dialog Port
5. Penentuan Frekuensi
Penentuan frekuensi dapat dilakukan dengan memilih sub menu Option dan
memilih Project Option. Antena yang dirancang pada Tugas Akhir ini diinginkan
Gambar 3.6 Penentuan nilai Frekuensi yang dipakai
6. Penentuan spesifikasi Mesh
Spesifikasi Mesh yang dipilih untuk tugas akhir ini adalah Low mesh, karena
lebih efisien saat melakukannya dan angka yang diperoleh tidak berbeda jauh
dengan high mesh untuk percobaan antena mikrostip ini. Tampilan mesh antena
ditunjjukkan oleh Gambar 3.7 dengan cara memilih sub menu structure dan
memilih show mesh.
7. Pembuatan Grafik
Grafik diperlukan untuk menunjukkan hasil dari parameter-parameter yang
dianalisis, dengan cara memilih directori Graph, klick kanan Add Graph, rename
lalu pilih bentuk sesuai parameter. Selanjutnya klick kanan lalu atur setingan
pengukuran dengan memilih add measurement. Seperti hasil yang ditampilkan
pada Gambar 3.8 dan Gambar 3.9.
Gambar 3.8 Cara membuat Grafik baru
Gambar 3.9 cara menseting pengukuran grafik
3.5 Perancangan DGS
DGS berfungsi untuk menekan gelombang permukaan yang sering muncul
sebagian bidang ground. Dalam penelitian ini akan dicari hasil yang optimal dari
penerapan DGS berbentuk segitiga samasisi dengan cara menentukan posisi dan
ukuran yang tepat.
Adapun bentuk ukuran dan posisi dari sebuah DGS tidak memiliki nilai
yang khusus. Namun pada penelitian ini DGS segitiga samasisi diletakkan tepat
diantara dua patch elemen. Adapun rancangan DGS yang akan dianalisis
diperlihatkan pada Gambar 3.10.
DGS segitiga sama sisi
Gambar 3.10 Penentuan posisi dan ukuran DGS
3.6 Variabel yang Dianalisis
Variabel yang dianalisis adalah ukuran dan posisi DGS yang
berbentuk segitiga samasisi. Ukuran DGS dimulai dari 10 mm hingga 30 mm
dengan interval 2 mm seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.10, dimana
ukuran panjang sisi DGS dibuat berubah namun posisi dari alas segitiga konstan.
Adapun posisi DGS adalah pergeseran letak DGS secara vertikal diantara kedua
patch yang disesuaikan dengan ukuran DGS seperti diilustrasikan pada Gambar
3.12. Dimana titik nol berada tepat diujung garis pencatu, dan berakhir di saat
Ukuran DGS dengan panjang sisi yang berbeda
Gambar 3.11 Perubahan panjang sisi DGS
DGS dengan Posisi yang berbeda
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum
Pada bab ini akan dianalisis perancangan antena dua elemen dengan DGS
segetiga sama sisi. Adapun parameter yang dianalisis adalah VSWR, Return Loss,
impedansi dan gain.
4.2 Analisis Antena tanpa DGS
Setelah ukuran patch dan pencatu didapat dari perhitungan, kemudian
disimulasikan pada simulator AWR 2004 maka dihasilkan bentuk antena
mikrostrip tanpa DGS. Selanjutnya nilai dari parameter dijelaskan dengan grafik
pada Gambar 4.1 untuk nilai VSWR dan bandwith, Gambar 4.2 menunjukan nilai
Return Loss, Gambar 4.3 menunjukkan Gain dan Gambar 4.4 menunjukkan besar
impedansi antena dua elemen tanpa DGS. Nilai-nilai tersebut dirangkum di Tabel
4.1.
Tabel 4.1 Parameter Antena Tanpa DGS
Parameter Nilai
S11 -16.11 dB
VSWR 1.37
Bandwidth 3.285- 3.412 GHz
Impedansi 38.83-j8.37 Ohm
Gain 7.502 dB
Dari Tabel didapat bahwa nilai VSWR didapat dibawah 1.5 telah
Gambar 4.1 VSWR Antena Tanpa DGS
Gambar 4.3 Gain Antena Tanpa DGS
4.3 Analisis DGS
Pada penelitian ini DGS akan dianalisis melalui dua variasi pengukuran
yakni pertama dengan mengubah ukuran DGS dari kecil hingga besar dan
selanjutnya menganalisis dari perubahan posisi secara vertikal.
4.3.1 Analisis Ukuran DGS
Pada antena mikrostrip yang disusun dua elemen ditanamkan DGS pada
bidang ground. Bentuk DGS segitiga samasisi diuat dengan ukuran yang
bervariasi agar mendapatkan hasil yang optimal. Selanjutnya nilai dari parameter
dijelaskan dengan grafik pada Gambar 4.5 untuk nilai VSWR dan bandwith,
Gambar 4.6 menunjukan nilai Return Loss, Gambar 4.7 menunjukkan Gain dan
Gambar 4.8 menunjukkan besar impedansi antena dua elemen tanpa DGS.
Nilai-nilai tersebut dirangkum di Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai parameter dengan variasi ukuran DGS
Dari tabel diatas didapat bahwa nilai dari ukuran DGS yang berukuran 28
mm adalah yang paling optimal dengan nilai VSWR dan S11 terrendah. Seperti
juga yang diperlihatkan dari grafik VSWR berikutdidapat nilai VSWR pada
frekuensi 3.35 senilai 1.263.
Grafik 4.5 VSWR variasi ukuran DGS
Grafik 4.7 Gain variasi ukuran DGS
4.3.2 Analisis Posisi DGS
Setelah mendapatkan nilai yang optimal dilihat dari ukuran, selanjutnya
posisi DGS digeser secara vertikal atau searah sumbu Y, dimana titik nol nya
dimulai dari ujung garis pencatu. Hal ini bertujuan untuk mencari nilai yang
paling optimal dari sebelumnya. Tabel 4.3 menunjukkan nilai parameter setelah
mengalami pergeseran posisi. Selanjutnya diperjelas kembali dengan grafik pada
Gambar 4.9 untuk nilai VSWR dan bandwith, Gambar 4.10 menunjukan nilai
Return Loss, Gambar 4.11 menunjukkan Gain dan Gambar 4.12 menunjukkan
besar impedansi antena dua elemen tanpa DGS.
Dari Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa nilai yang paling optimal adalah disaat
posisi DGS 13 mm diatas pencatu. Dimana nilai VSWR dan S11 adalah terrendah
dari semua variabel. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.9 dan 4.10 , dari
grafik terlihat nilai VSWR untuk posisi DGS 13 mm diatas pencatu menghasilkan nilai 1.114. Pada Tabel 4.3 tanda “-“ di kolom Bandwidth menunjukkan bahwa pada posisi DGS tersebut memiliki nilai VSWR diatas 2 dan lebih jelas
ditunjukkan pada gambar 4.9
Gambar 4.9 VSWR dengan variasi Posisi DGS
Grafik 4.11 Gain dengan variasi Posisi DGS
4.4 Analisis Rancangan Optimal
Dari hasil analisis Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 dinyatakan bahwa ukuran yang
optimal untuk DGS berbentuk segitiga samasisi adalah 28 mm dengan nilai
parameter paling efisien seperti Tabel 4.4
Tabel 4.4 Nilai Optimal Parameter DGS Menurut Ukuran
Parameter Nilai
Namun setelah digeser lagi posisi DGS dengan ukuran yang tetap didapatkan
nilai parameter yang lebih optimal seperti Tabel 4.5
Tabel 4.5 Nilai Optimal Parameter DGS Menurut Posisi
Parameter Nilai
Dimana nilai dari S11 lebih rendah 6.7, VSWR yang lebih rendah, bandwitdh
yang lebih lebar dan Impedansi yang semakin mendekati 50 Ohm, meskipun
mengalami penurunan nilai Gain yang tidak terlalu berarti yakni 0.022.
Namun saat diuji kembali berdasarkan nilai-nilai parameter terbaik dari tabel
4.2 maka dilakukan kembali simulasi untuk beberapa ukuran dengan posisi
Tabel 4.6 Optimasi nilai parameter Ukuran
DGS (mm)
S11 (db) VSWR Bandwidth (MHz) pada
VSWR ≤ 2
Impedansi (Ohm)
Gain (dB)
28 -25.35 1.114 197.6 46.89-j4.21 7.528
29 -18.82 1.236 190 47.66 – j11.01 7.541
30 -34.04 1.041 240 51.97 – j0.03 7.500
31 -19.56 1.26 235.8 53.35 – j10.01 7.497
32 -20.01 1.219 270 58.19 + j6.91 7.398
Dari Tabel 4.6 diperoleh bahwa nilai dari ukuran DGS 30 mm ternyata lebih
optimal dengan nilai VSWR 1.041 , Return loss terkecil -34.04 dan nilai
impedansi yang cenderung mendekati angka 50 Ohm yang menjadi impedansi
saluran pencatu. Pada Gambar 4.13 dan Gambar 4.14 masing-masing
Gambar 4.13 VSWR Optimasi
Gambar 4.14 Return Loss Optimasi
4.5 Analisis Perbandingan Antena dengan DGS dan Tanpa DGS
Setelah menemukan nilai parameter-parameter yang paling optimal maka
selanjutnya membandingkan kembali dari hasil antena tanpa teknik DGS seperti
diperlihatkan pada Tabel 4.7
Tabel 4.7 Perbandingan Antena dengan DGS dan Tanpa DGS
Parameter Tanpa DGS Dengan DGS
S11(db) -16.1 -34.04
VSWR 1.37 1.041
Bandwidth (MHz) 126.7 235.8
Impedansi (Ohm) 38.83-j8.37 51.97 – j0.03
Gain (dB) 7.502 7.5
Hasil yang ditunjukkan pada Tabel 4.7 diperoleh bahwa nilai parameter
antena mikrostrip dua elemen semakin meningkat. Dibandingkan dengantanpa
DGS nilai VSWR yang dihasilkan menjadi jauh lebih rendah yakni 1.041. nilai
grafik 4.5 memperlihatkan bagaimana perbandingan dari antena tanpa DGS
dengan DGS.
Gambar 4.15 Perbandingan VSWR
Gambar 4.16 Perbandingan Return Loss
Dari gambar 4.15 diperoleh bahwa nilai dari VSWR dan lebar bandwitdh
meningkat dengan masing-masing nilai dari antena tanpa DGS 1.37 pada lebar
pada bidang Ground. Sehingga dapat dihitung persentase kenaikannya sebagai
Ground. Sehingga dapat dihitung persentase kenaikannya sebagai berikut:
Perubahan dari nilai impedansi mengidikasikan perubahan besar medan
pada antena mikrostrip dimana hal ini merupakan dampak yang baik untuk
pe-matchingan antena dengan nilai impedansi di saluran pencatu. Dari perubahan
impedansi ini dapat menekan mutual coupling dari antena tanpa DGS yang
dianalogikan rangkaiannya ke dalam bentuk rangkaian RLC sederhana seperti
yang ditampilkan Gambar 4.17. Antena mikrostrip yang memiliki sifat induktif
mengakibatkan terjadinya mutual coupling saat disusun secara array. Dimana L1
dan L2 terjadi medan magnet. Selain sifat induktif yang dimiliki, antena
mikrostrip juga memiliki sifat kapasitif dan resistif.
AC
Selanjutnya, setelah diberi DGS segitiga sama sisi pada bidang ground
antena dapat diekuivalenkan dengan penambahan komponen R, L dan C pada
rangkaian untuk menyeimbangkan dan menyesuaikan sifat-sifat kapasitif maupun
induktif pada antena. Seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.18
AC R1
L1 C1
L C
R
L2
C2
R2
Ground
Z1 Z2
Z (Ekuivalen
DGS)
Gambar 4.18 Rangkaian Antena dengan DGS
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
Ada beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari hasil perbandingan
antena mikrostip dengan DGS dan tanpa DGS, diantaranya sebagai berikut:
1. Nilai VSWR minimum yang dihasilkan saat simulai dengan simulator
AWR untuk antena dua elemen tanpa DGS adalah 1.37 namun setelah
menggunakan DGS segitiga sama sisi meningkat 24 % menjadi 1.041.
2. Lebar bandwidth yang dihasilkan saat simulai dengan simulator AWR
untuk antena dua elemen tanpa DGS adalah 3.285- 3.412 GHz namun
setelah menggunakan DGS segitiga sama sisi meningkat 75 % menjadi
3.245 - 3.481GHz.
3. Nilai Return loss yang dihasilkan saat simulai dengan simulator AWR
untuk antena dua elemen tanpa DGS adalah -16.11 namun setelah
menggunakan DGS segitiga sama sisi meningkat 111 % menjadi -34.04.
4. Perubahan dari nilai impedansi mengidikasikan perubahan besar medan
pada antena mikrostrip dimana hal ini merupakan dampak yang baik untuk
pe-matchingan antena dengan nilai impedansi di saluran pencatu.
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat dibagikan Penulis kepada pembaca ialah sebagai
berikut:
1. Ada baiknya apabila hasil penelitian dalam tugas akhir ini dipabrikasi dan
dibandingkan dengan hasil simulator.
2. Pada perancangan menggunakan simulator AWR 2004 cukup
menghabiskan waktu sehingga ada baiknya mencoba simulator terbaru
DAFTAR PUSTAKA
[1] Indra Sudjardi, 2010. Antena Mikrostrip; Konsep dan Aplikasinya. Jawa Barat
: Universitas Trisakti Press.
[2] Fitri Yuli Zulkifli, Djoko Hartanto. 2008. Pengembangan Antenna Microstrip
Susun Dua elemen dengan Penerapan Defected Ground Structure berbentuk
Trapesium. Jakarta :Universitas Indonesia .
[3] Yustandi Achmad, Dr. Ir. Heroe Wijanto, MT, Dr. Ir. Yuyu Wahyu, MT. 2010
Perancangan Dan Analisis Antena Microstrip Rectangular Susun Dua
Elemen Dengan Penerapan Defected Ground Stucture Berbentuk Persegi
Pada FrekuensI 3.3–3.4GHz. Bandung : IT Telkom.
[4] Dony canisius Sirait, Parameter Antena,
https://mhs.blog.ui.ac.id/dony/2012/02/24/parameter-antena/ (diakses
November 2014)
[5] R. Garg, “ Microstrip Antenna Design Handbook”, Artech House Inc, London,
2001.
[6] C. A. Balanis, “Antena Theory Analysis and Design, Third Edition”, New
York: John Willey and Sons, 2005.
[7] A. B. Wijaya , “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Rectangular Array 8
Elemen dengan Pencatuan Electromagnetically Coupled Untuk Aplikasi
WiMAX”, Skripsi Sarjana, Universitas Indonesia, 2009. Progress Dalam
Electromagnetics Penelitian B, Vol. 7, 2008 175
[8] Park, J.-I., C.-S. Kim, “Modeling of a photonic bandgap and its application for
the low-pass filter design,”Asia Pacific Microwave Conf. Proc. APMC,
[9]Insik, C. and L. Bomson, “Design of defected ground structures for
harmonic control of active microstrip antenna,”IEEE Antennas Propag.
Soc. Int. Symp., Vol. 2, 852–855, 2002.
[10]Park, J.-S., J.-H. Kim, J.-H. Lee, et al., “A novel equivalent circuit and
modeling method for defected ground structure and ts application to
optimization of a DGS lowpass filter,” IEEE 188 Weng et al. MTT-S Int.
Microwave Symp. Digest, Vol. 1, 417–420, 2002.
[11] Karmakar, N. C., “Hi-Z, low-Z defected ground structure,” Microwave Opt.
Tech. Lett., Vol. 48, No. 10, 1909–1912, 2006.
[12] Wu, B., B. Li, T. Su, et al., “Equivalent-circuit analysis and lowpass filter
design of split-ring resonator DGS,” Journal of Electromagnetic Waves
and Applications, Vol. 20, 1943–1953, 2006.
[13] Balalem, A., A. R. Ali, J. Machac, et al., “Quasi-elliptic microstrip low-pass
filters using an interdigital DGS slot,” IEEE Microwave Compon. Lett.,
