BAB III
PERANCANGAN DAN SIMULASI ANTENA MIKROSTRIP PATCH
SEGIEMPAT PδANAR ARRAY
3.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan serta pembuatan antena mikrostrip patch segiempat yang disusun secara planar array 4 elemen dengan penggunakan teknik pencatuan proximity couple, teknik ini merupakan bagian dari teknik pencatuan tak langsung atau lebih dikenal dengan pencatuan Electro Magnetic Coupled (EMC), antena ini digunakan sebagai penguat pada sistem wireless δAN. Adapun perancangan antena ini menggunakan software ansoft HFSS v10.
Adapun tahapan awal dari perancangan antena dimulai dengan pemilihan jenis substrate yang digunakan untuk jenis antena yang akan dibuat, selanjutnya menghitung dimensi patch antena serta lebar saluran pencatu. Hasil dari perhitungan tersebut selanjutnya disimulasikan dengan menggunakan simulator ansoft HFSS v10.
Untuk mendapatkan rancangan antena yang optimal dilakukan beberapa
iterasi berupa perubahan dimensi saluran pencatu dan perubahan dimensi patch. Dengan melakukan beberapa iterasi selanjutnya diperoleh hasil rancangan yang
lebih optimal tersebut. Dengan simulator Ansoft HFSS v10.0, dapat diperoleh
parameter – parameter antena yang dihasilkan berupa nilai VSWR dan gain. Perancangan dan pembuatan antena mikrostrip patch segiempat dengan
Mulai
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan dan pembuatan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen
3.2 Jenis Substrate Yang Digunakan
Dalam pemilihan jenis substrate sangat dibutuhkan pengetahuan tentang spesfikasi umum dari susbtrate tersebut, kualitasnya, ketersediannya, dan yang tidak kalah penting adalah harga atau biaya yang harus dikeluarkan untuk mendapatkannya, karena akan mempengaruhi nilai jual ketika akan difabrikasi secara massal untuk dipasarkan.
Pemilihan substrate untuk antena yang akan dirancang ini yaitu memilih bahan dielektrik yang cocok dengan menyesuaikan tingkat ketebalan (h) dan rugi-rugi garis singgung. Pada dasarnya semakin tebal substrate, maka secara fisik akan terlihat lebih kuat dan kokoh, sehingga dapat meningkatkan daya radiasi, mengurangi rugi-rugi konduktor, dan dapat memperbaiki impedansi bandwith. Bagaimanapun hal ini akan dapat meningkatkan berat, rugi-rugi dielektrik , serta rugi-rugi gelombang permukaan. Begitu juga dengan fungsi konstanta dielektrik (� ), nilai konstanta dielektrik � ) yang rendah akan meningkatkan kerja daerah pinggir dari keliling patch, sehingga akan dapat meradiasikan daya. Oleh karena itu nilai konstanta dielektrik � ≤ . lebih baik kecuali jika diinginkan ukuran patch yang lebih kecil. εeningkatkan ketebalan substrate akan memiliki dampak yang sama ketika menurunya nilai konstanta dielektrik � ) dari karakteristik antena yang akan dibuat.
Tabel 3.1Spesifikasi substrate yang digunakan
Jenis Substrate FR-4 epoxy
Konstanta Dielektrik Relatif ( r) 4,4
Dielektrik Loss Tangent (tan ) 0,02 Ketebalan substrate (h) 1,θ mm
3.3 Perancangan Patch Segiempat Elemen Tunggal
Pada tahapan perancangan patch segiempat elemen tunggal ini terdapat beberapa tahapan, yang pertama dimulai dengan menentukan frekuensi kerja dari antena yang akan dirancang serta parameter yang akan dicapai. Selanjutnya tahapan kedua menentukan jenis substrate yang akan digunakan. Dalam pemilihan jenis substrate haruslah mempertimbangkan kesesuaian antara karakteristik substrate dengan spesifikasi antena yang akan dirancang, hal ini bertujuan untuk mendukung di dalam mendapatkan hasil yang diinginkan. Sebelum proses simulasi dilakukan, terlebih dahulu menentukan parameter -parameter dari antena dengan menggunakan peralatan bantu ataupun persamaan yang telah dibahas pada bab sebelumnya. Dan pada proses simulasi, dimungkinkan untuk memodifikasi beberapa parameter yang telah ditentukan untuk mendapatkan hasil yang dibutuhkan, diantaranya adalah dengan mengatur lebar patch, umumnya dengan mengatur lebar patch akan mempengaruhi frekuensi resonansi menjadi lebih tinggi atau lebih rendah. Sedangkan pengaturan lebar atau panjang saluran pencatu, umumnya dilakukan untuk mendapatkan nilai VSWR sesuai yang diinginkan.
Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mendapatkan sebuah antena mikrostrip elemen tunggal dengan dimensi patch dan dimensi pencatu yang
optimal yaitu mampu memberikan nilai VSWR ≤ 2, gain ≥ 2dBi pada rentang frekuensi 2,4-2,η GHz. D iagram alir perancangan antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal seperti yang terlihat pada Gambar 3.2.
Mulai
3.3.1 Menentukan Frekuensi Antena
Pada perancangan antena mikrostrip ini, frekuensi kerja berada pada frekuensi 2,4-2,η GHz. Hal ini berarti, frekuensi resonansinya adalah 2,4-2,η GHz dengan frekuensi tengah 2,4η GHz. Frekuensi tengah resonansi ini, selanjutnya akan menjadi nilai parameter frekuensi dalam menentukan parameter-parameter lainnya seperti dimensi patch, lebar saluran pencatu. Pada rentang frekuensi kerja tersebut (2,4-2,η GHz), diharapkan antena memiliki parameter VSWR ≤ 2 serta gain ≥ 2 dBi.
3.3.3 Perancangan Ukuran Patch
Antena yang akan dirancang pada Tugas Akhir ini adalah antena mikrostrip patch segiempat dengan frekuensi kerja 2,4-2,η. Untuk perancangan dimensi antena digunakan perhitungan pada antena mikrostrip dengan patch segiempat dengan menggunakan persamaan (2.14) sampai (2.18),maka didapatμ
a. Menentukan Lebar patch
Adapun hasil perhitungan lebar patch didapat menggunakan Persamaan 2.14. Sehingga didapatlah lebar patchnya adalah
W= c
b. Menentukan panjang patch
Adapun hasil perhitungan panjang patch didapat menggunakan Persamaan (2.15) sampai (2.18). Sehingga didapatlah panjang patchnya adalah
reff= r2+1+ r2-1
Dari nilai yang telah diketahui diatas, maka didapatlah panjang patch sebagai berikutμ
δ=δeff-2∆δ=3,3-2 0,0738θ =3,1η cm=31,ηmm
3.3.3 Perancangan Lebar Saluran Pencatu
Saluran pencatu yang digunakan pada perancangan antena mikrostrip ini diharapkan mempunyai impedansi masukan sebesar η0 ohm. Untuk mendapatkan nilai impedansi tersebut dilakukan pengaturan lebar dari saluran pencatu dengan menggunakan bantuan program TXLine 2003. Dari program TXLine 2003 ini didapatkan saluran pencatu yang mendekati impedansi η0 Ohm memiliki dimensi panjang dan lebar masing-masing 23.1 mm dan 3 mm. Tampilan dari program TXLine 2003 untuk mencari lebar pecatu agar mempunyai impedansi η0 dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.3 Tampilan TXLine 2003 untuk mencari dimensi saluran pencatu
Pada Gambar 3.3, dengan memasukkan karakteristik impedansi yang diinginkan dan parameter substrate yang digunakan, maka program ini akan secara otomatis menampilkan lebar dari saluran pencatu agar menghasilkan nilai impedansi yang diinginkan. εelalui perangkat lunak TXLine 2003 ini diperoleh bahwa untuk menghasilkan impedansi η0 dengan substrate yang akan digunakan dalam perancangan, dibutuhkan lebar saluran pencatu sebesar 3,00ηλ3
0=cf= 3×10
Dari nilai diatas dapatlah besar admintansi lebar patch yaitu Ys=G+jB=2,η2+j10,ηη m℧
Selanjutnya dengan nilai admintansi lebar patch diatas didapatlah besarnya admintansi beban � untuk mencari besarnya admintansi beban � digunakan
Persamaan 2.20. Adapun hasil sebagai berikutμ Yin=2× Ys=2 2,η2+j10,ηη m℧=η+j21,1 m℧
Dari nilai admintansi beban diatas didapatlah besar impedansi beban �). Untuk
mencari besar impedansi beban �) digunakan Persamaan 2.1λ. Sehingga
didapatlah hasil sebagai berikutμ dengan menggunakan Persamaan 2.8. Adapun hasilnya sebagai berikutμ
Γ =ZZδ- Z0
Selanjutnya dari nilai koefisien refleksi diatas maka dicari besar VSWR didapat secara teori. Untuk menghitungan nilai VSWR dapat dicari menggunakan Persamaan 2.λ. Dan hasil sebagai berikutμ
VSWR=1+ 1-|Γ|
mempengaruhi nilai VSWR dan gain tersebut antara lain besaran dimensi patch baik itu panjang patch maupun lebar patch, lebar pencatu, serta panjang pencatu. εaka untuk tahap awal yang perlu diiterasi adalah panjang patch. Hasil iterasi panjang patch dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Hasil iterasi panjang patch elemen tunggal
No Dimensi patch
Tabel 3.3 Hasil iterasi lebar patch elemen tunggal
Dari Tabel 3.3, didapatlah nilai VSWR yang optimum, hal ini dilakukan dengan cara mengubah lebar patch. Dari tabel 3.3, dapat dilihat bawah nilai VSWR ≤ 2 pada frekuensi 2.40 Ghz-2.η0 Ghz saat lebar patch diubah menjadi 37,η mm dan 37 mm, Karena ada dua nilai yang sama dibawah 2 maka selanjutnya dilihat berapa besar gain yang dihasil saat lebar patch diubah pada kedua nilai tersebut, maka didapatlah bawah saat lebar patch diubah menjadi 37,η mm nilai gain lebih besar dibandingkan saat lebar patch diubah menjadi 37 mm. Adapun besar gain yang dihasilkan saat lebar patch diubah menjadi 37,η mm adalah 2,η7 dBi saat berada pada frekuensi 2.4η Ghz, dimana frekuensi ini merupakan frekuensi resonansinya.
Selanjutnya hal perlu diiterasi adalah lebar pencatu. Hasil iterasi lebar pencatu dapat ditunjukan pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Hasil iterasi lebar pencatu elemen tunggal
Gambar 3.θ Nilai VSWR setelah proses iterasi antena elemen tunggal
Dari Gambar 3.θ, diketahui bahwa nilai VSWR yang dihasilkan setelah dilakukannya proses iterasi yaitu 1,24 pada frekuensi 2,4η Ghz, 1,θ4 pada frekuensi 2,40 Ghz, dan 1,θ2 pada frekeunsi 2,η0 Ghz. VSWR yang dihasilkan sudah memenuhi standar yang diinginkan untuk antena dengan patch elemen tunggal. Selanjutnya parameter lain yang harus diketahui adalah berapa besar gain yang didapat saat lebar pencatu berubah, dari Tabel 3.4 saat lebar pencatu diturunkan menjadi 2,7 mm besar gain yang didapatkan adalah 2,θ2 dBi. Adapun gain yang dihasilkan setelah proses iterasi dilakukan seperti ditunjukan oleh Gambar 3.7.
dibuat ke dalam diagram alir seperti ditunjukkan pada Gambar 3.8.
Masukan data
rancangan elemen
tunggal
Mulai
Menentukan jarak antar elemen
Merancang T-junction yang digunakan
sebagai power divider
Merancang antena mikrostrip 4 elemen
plannar array
Simulasi menggunakan ansoft HFSS v.10
Apakah VSWR
≤
2,
Gain ≥
6 dBi
Pada Frekuensi 2,4-2,5 Ghz
Selesai
Iterasi jarak antar
elemen
Tidak
Ya
Gambar 3.8 Diagram alir perancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array
3.4.1 Pengaturan Jarak Antar Elemen
Adapun jarak antar elemen pada antena yang dirancang pada skripsi ini sekitar seperempat panjang gelombang (d = /4). Jarak antar elemen ini dapat diatur untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal yaitu untuk meningkatkan magnitude hasil simulasi pola radiasi agar lebih besar dari yang dihasilkan pada rancangan elemen tunggal (2,θ2 dBi). Pada rancangan antena mikrostrip patch segiempat dengan teknik planar array 4 elemen ini diharapkan magnitude yang diperoleh mencapai lebih dari θ dBi. Peningkatan magnitude tersebut mengindikasikan adanya peningkatan gain dari antena. Adapun jarak antar elemen didapat dari penggunaan persamaan sebagai berikutμ
= λ= � = × , ×× = , ��
Dari persamaan diatas didapatlah jarak awal antar elemen adalah 31,2η mm, Setelah diketahui jarak antar elemen hal ini akan memudahkan untuk meletakan posisi tiap elemen yang akan dirancang, bisa nanti diperlukan karakterisasi jarak tersebut.
3.4.2 Perancangan T-Junction
Persamaan (2-21). Gambar 3.12 menunjukkan konfigurasi T-junction yang akan digunakan.
50
Ω
50
Ω
50
Ω
(a)
50
Ω
50
Ω
50
Ω
50
Ω
(b)
Gambar 3.λ Perancangan T-junctionμ (a) impedansi 70,711Ω (b) impedansi 8θ,θΩ
Untuk mendapatkan panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711 digunakan program TXLine 2003. Tampilan program TXLine
2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711 ditunjukkan pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Tampilan TXLine 2003 untuk mencari panjang dan lebar saluran pencatu agar mempunyai impedansi 70,711
Dari Gambar 3.13 diperoleh bahawa untuk menghasilkan impedansi 70,711 dengan substrate yang digunakan dalam perancangan dan frekuensi kerja yang diinginkan adalah 2,4η Ghz, maka dibutuhkan panjang dan lebar pencatu masing-masing sebesar 1λ,20θ2 mm dan 1,η4124 mm , untuk menyesuaikan dengan ukuran grid yang digunakan pada perangkat lunak ansoft sebagai simulasi maka panjang dan lebar ini dibulatkan menjadi 1λ mm dan 1,η mm. Dengan cara yang sama, dimensi saluran pencatu untuk impedansi 8θ,θΩ diperoleh panjang saluran 18 mm dan lebar 0,λ mm.
3.4.3 Simulasi
perancangan groundplane, substrate1, substrate2, perancangan patch, perancangan saluran pencatu(feed line), dan perancangan port saluran pencatu. Namun dalam perancang antena 4 elemen ini adapun patch yang akan dirancang sebanyak 4 buat patch. Untuk menghasilkan hasil simulasi sesuai dengan yang diinginkan maka yang perlu diperhatikan letak setiap patch hal ini ada kaitannya dengan jarak antar patch. Selanjutnya adapun banyak saluran pencatu(feed line) yang akan dirancang sebanyak 13 buah saluran pencatu(feed line) terdiri atas 10 buah saluran pencatu η0 ohm, 2 buah saluran pencatu 8θ,θ ohm, dan 1 buah saluran pencatu 70 ohm. Setelah semua langkah tersebut dilakukan maka dihasilkan model fisik antena mikrostrip seperti yang terlihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 εodel antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array
Simulasi dapat dijalankan setelah semua langkah yang dilakukan pada perancangan patch 4 elemen diikuti tanpa error hal ini dapat dilihat pada simulator ansoft pada bagian validation check, selanjutnya setelah dijalankan simulasi tersebut maka akan diketahui berapa besar VSWR dihasilkan dari model
antena 4 elemen ini. Adapun VSWR hasil dari simulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 VSWR hasil simulasi antena mikrostrip patch 4 elemen
Dari Gambar 3.12 dapat dilihat bahwa nilai VSWR yang dihasilkan dari simulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen adalah 1,40 saat frekuensi 2,4η Ghz. Nilai VSWR tersebut lebih besar dibandingkan dengan antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal, seharusnya nilai VSWR yang dihasilkan dari antena mirkostrip patch segiempat 4 elemen harus lebih kecil dibandingkan dengan antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal. Oleh karena maka diperlukan proses sehingga nilai VWSR yang seperti dikatakan diatas terpenuhi. Dalam hal ini yang perlu iterasi adalah jarak antar elemen.
dengan yang diinginkan. Tabel 3.η merupakan hasil dari iterasi jarak antar elemen antena mikrostrip 4 elemen.
Tabel 3.η Hasil iterasi jarak antar elemen
No Elemen(mm)Jarak Antar
Dari Tabel 3.η diketahui bahwa nilai VSWR yang terkecil pada frekuensi 2,4η Ghz terletak pada posisi saat jarak antar elemen adalah 3η mm. sehingga dari hasil dari proses iterasi tersebut didapatlah VSWR antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen lebih kecil dibandingkan dengan antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal. Untuk lebih jelasnya VSWR yang dihasilkan dari proses iterasi dapat dilihat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 VSWR hasil dari proses iterasi jarak antar elemen
Dari gambar 3.13, VSWR yang dihasilkan setelah dilakukannya iterasi yaitu sebesar 1,12 pada frekuensi 2.4η Ghz, nilai ini menunjukan bahwa antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini telah sesuai dengan yang diinginkan. Adapun frekuensi dari 2,40 Ghz sampai 2,η0 Ghz nilai VSWR yang dihasilkan dari semulasi antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini adalah dibawah dari 2, tepatnya ketika berada pada frekuensi 2,40 Ghz, nilai VSWR adalah 1,θ4 dan ketika berada pad frekuensi 2,η0 Ghz, nilai VSWR adalah 1,θ3. Sehingga dapat dikatakan bahwa nilai VSWR yang didapat ketika berada pada fekuensi dari 2,40 Ghz sampai 2,η0 Ghz telah optimal.
� = √ � �
� = √
, ,
= ,
Dari nilai � maka didapat dihitung besarnya nilai directivity single slot dari antena mikrostrip ini. Adapun besar nilai directivity dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.12.
� = � �
� � =
, ,
, = ,
Setelah nilai directivity didapat maka dapat dicari nilai directivity susun dengan menggunakan persamaan 2.14.
� = � = × , = ,
Dari nilai directivity diatas diketahui berapa besar directivity total dengan menggunakan Persamaan 2.1η.
� � = � × � = , × = ,
Selanjutnya dengan didapatnya nilai directivity total didapatlah besar gain secara teori. Untuk mencari besar gain dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.18.
� = � × � � = % × , = .
� � = log � = log , = ��
Adapun gain yang didapat setelah dilakukannya proses iterasi jarak antar elemen dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Gain hasil dari proses iterasi jarak antar elemen
Dari gambar 3.14 didapatlah gain yang dihasilkan setelah dijalankan simulasi antena mikrostrip 4 elemen ini sebesar 7,38 dBi untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3.η, dengan gain sebesar itu maka rancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini dapat dikatakan optimal karena gain yang dihasilkan tersebut telah sesuai dengan yang diharapakan yaitu diatas θ dBi.
Setelah karakterisasi jarak antar elemen dilakukan maka dapat dibandingkan parameter antena mikrostrip patch segiempat elemen tunggal dengan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen dengan teknik planar array, perbandingan ini ditunjukan oleh Tabel 3.θ. Untuk lebih jelasnya data perbandingan parameter antena elemen tunggal dan 4 elemen dapat dilihat pada lampiran A dan lampiran B.
Tabel 3.θ Perbandingan parameter antena elemen tunggal dan 4 elemen Parameter Elemen Tunggal 4 Elemen Planar Array
Rentang Frekuensi Kerja 2,40 – 2,η0 GHz 2,40 – 2,η0 GHz
VSWR yang dihasilkan 1,24 1,12
(C) Tampak atas substrate2
Gambar 3.1η Geometri hasil perancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array
Lebar
135 mm
112 mm
Panjang
BAB IV
PENGUJIAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT 4 ELEMEN
PδANAR ARRAY
4.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas bagaimana proses pengujian antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen yang telah dicetak atau difabrikasi. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah antena yang telah dirancang sesuai dengan yang diinginkan. Adapun parameter yang diujikan pada dasarnya cukup banyak namun dalam pada tugas akhir ini parameter yang diuji hanya gain yang dihasilkan dari hasil fabrikasi antena mikrostrip 4 elemen ini, Hal ini juga disebabkan keterbatasan peralatan untuk pengujian antena ini.
4.2 Fabrikasi Antena Mikrostrip
Setelah rancangan antena yang telah diiterasi sesuai dengan yang diinginkan maka proses selanjutnya mefabrikasi hasil rancangan antena tersebut. Pada dasarnya antena mikrostrip ini dapat difabrikasi sendiri namun hasil fabrikasi sendiri tersebut kurang bagus oleh karena itu fabrikasi antena mikrostrip ini dilakukan ditempat cetak antena mikrostrip tersebut. Dan proses pembuatan antena ini menghabis waktu seminggu. Pembuatan antena ini dilakukan diBandung oleh sebab itu dibutuhkan waktu seminggu untuk proses fabrikasi antena mikropstrip ini. setelah antena tersebut dicetak maka proses selanjut adalah pengujian antena. Adapun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array setelah difabrikasi dapat dilihat pada Gambar 4.1.
(a). Tampak atas subtrate1(patch)
(b). Tampak bawah substrate2 (Saluran pencatu)
(c). Tampak atas Substrate2 (Groundplane)
4.3 Pengujian Antena Mikrostrip
Proses pengujian antena mikrostrip bertujuan untuk membandingkan parameter yang didapat pada proses simulasi dengan pengujian dilapangan, telah diketahui sebelumnya bahwa parameter yang akan diujikan adalah gain yang diterima oleh antena mikrostrip 4 elemen ini. Sementara itu besar gain yang didapat pada saat proses simulasi dengan ansoft HFSS v10 yaitu sebesar 7,38 dBi.
Dalam pengujian ini dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Network Stumbler, perangkat ini digunakan untuk membaca level penerimaan sinyal baik itu menggunakan antena dipole maupun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Dari perangkat tersebut dapat dibandingkan penerimaan sinyal dari kedua antena tersebut. Sehingga diketahuai dari kedua antena tesebut mana yang paling baik level penerimanaan sinyalnya. Pengujian ini dilakukan digedung T3 lantai 4 Dapertemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.
4.3.1 Perlengkapan Yang Digunakan
Dalam pengukuran ini ada beberapa peralatan yang digunakan, terdiri dari software dan hardware. Berikut ini adalah beberapa peralatan yang akan digunakan dalam perancangan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen ini μ
a. USB wireless Adapter TP-LINK
USB wireless adapetr merupakan sebuah perangkat yang memiliki fungsi untuk menangkap sinyal wifi. Perangkat ini memiliki antena slot external yang nantinya akan diganti menggunakan antena mikrostrip hasil rancangan yang telah difabrikasi. Adapun tipe USB wireless adapter ini adalah Tδ-WN722N. USB jenis ini cukup banyak dijual dipasaran, dengan kecepatan akses data sampai 1η0 εbps.
b. Network Stumbler
Network stumbler adalah perangkat lunak yang digunakan untuk pengujian gain antena. perangkat ini berfungsi sebagai pembaca level sinyal yang
diterima USB adapter wifi. Penggunaannya sangatlah mudah. Network stumbler merupakan sebuah tools gratis yang dapat didownload melalui situs
www.netstumbler.com.
c. Kabel konektor
Kabel ini yang menghubungkan antara USB wireless adapter dengan antena mikrostrip yang telah difabrikasi. Penggunaan kabel konektor ini
disebabkan konektor yang berada pada antena mikrostrip 4 elemen tidak cocok
dengan konektor eksternal yang berada pada USB wifi hal ini yang memdasari
mengapa digunakan kabel konektor sebagai penghubung antena mikrostrip
dengan USB wifi. Adapun rangkaian pengujian ditunjukan pada Gambar 4.2.
laptop
USB wireless adapter Antena mikrostrip
4 elemen
Access point
4.3.2 Prosedur Pengujian
Adapun langkah-langkah pengujian gain dari kedua antena adalah sebagai berikutμ
1. Siapkan peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian.
2. Nyalakan laptop
3. Hubungkan USB wireless adapter dengan laptop, sebelumnya pastikan
antena dipole telah terhubung dengan USB wireless adapter. Hal ini
seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Pengujian menggunakan antena dipole
4. Aktifkan Software Network stumbler yang telah terinstall dilaptop.
Kemudian tunggu hingga USB wireless adapter terbaca oleh laptop.
5. Amati tampilan dan pilih access point mana yang akan diakses. Pada
pengujian ini, adapun access point yang dipilih adalah Polmed.
6. Setelah terakses, Amati pergerakan kuat sinyal yang diterima oleh antena
dipole tersebut dengan menggunakan Network stumbler. Diamkan selama
± 5 menit untuk memperoleh sinyal yang stabil.
7. Kemudian catat dan printscreen tampilan kuat sinyal yang diterima oleh
antena dipole.
8. Selanjutnya tanpa mematikan laptop, ganti antena dipole dengan antena
mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Hal ini seperti terlihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Pengujian menggunakan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen
9. Ulangi langkah 4 sampai 7
10. Pengujian selesai.
4.3.3 Hasil pengujian
banyak dibandingkan dengan menggunakan antena dipole dan ini menandakan bahwa rancangan antena mikrostrip patch segiempat telah bekerja sesuai dengan diinginkan. Selanjutnya akan dijelaskan pergerakan sinyal yang diterima menggunakan kedua antena yaitu antena dipole dan antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Adapun access point yang akan diambil datanya ialah access point yang berasal dari Polmed. Dengan network stumbler dapat dilihat level sinyal yang diterima baik menggunakan antena dipole maupun antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen. Adapun level sinyal yang diterima ketika menggunakan antena dipole ditunjukan oleh Gambar 4.7.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) Data-data access point yang diterima
Gambar 4.7 Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena dipole
Dari gambar 4.7 dapat dilihat level penerimaan kuat sinyal untuk access point yang berasal dari Polmed adalah -59 dBm. Level ini menunjukan bahwa penerimaan sinyal dengan menggunakan antena dipole sudah cukup baik.
Selanjutnya level penerimaan kuat sinyal dengan menggunakan antena mikrostrip
patch segiempat 4 elemen ditunjukan oleh Gambar 4.8.
(a) Pergerakan kuat sinyal yang diterima
(b) Data-data access point yang diterima
Gambar 4.8 Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena mikrostrip
4 elemen
Dari Gambar 4.8 dapat dilihat level penerimaan kuat sinyal adalah -ηη dBm. Nilai pada level ini memperlihatkan bahwa penerimaan sinyal meningkat menjadi lebih baik. Setelah mendapat nilai level penerimaan sinyal dari kedua antena diatas maka gain antena dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.13.
� � = �� − �� + � ��
� � = − �� — − �� + ��
� � = ��
telah sesuai dengan yang diinginkan.
4.4 Analisa Pencapaian Spesifikasi Antena
Tabel 4.1 menunjukan hasil pencapaian dari antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array.
Tabel 4.1 Pencapaian spesifikasi antena
Parameter pada Antena Nilai
Teori Simulasi Pengujian
Panjang patch 31,2η mm 2θ,2 mm 2θ,2 mm
δebar patch 37,2θ mm 37,η mm 37,η mm
Panjang Grounplane 112 mm 112 mm 112 mm
δebar Grounplane 13η mm 13η mm 13η mm
Panjang saluran pencatu 23,1 mm 23,1 mm 23,1 mm
δebar saluran pencatu 3 mm 2,7 mm 2,7 mm
Jarak antar elemen 31,2η mm 3η mm 3η mm
VSWR λ 1,12 -
Daya yang diterima saat pengujian - - -ηη dBm
Gain 12 dBi 7,38 dBi 8 dBi
Dari Tabel 4.1 dapat diketahui bahwa antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array yang dibuat pada Tugas Akhir telah mampu memenuhi pencapaian parameter yang diinginkan. Dari pengujian, didapatlah gain sebesar 8 dBi dan nilai VSWR yang didapat dari simulasi sebesar 1,12. Namun pada awal sebelum dilakukan proses iterasi nilai VSWR yang didapat secara simulasi sebesar 10 dan nilai VSWR didapat secara teori sebesar λ pada dasar perbedaan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Pada Tugas akhir ini telah dirancang antena mikrostrip patch lingkaran 4 elemen planar array yang digunakan sebagai WδAN. Dari hasil perancangan, simulasi, dan pengujian diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu μ
1. Antena mikrostrip patch segiempat 4 elemen planar array yang
berkerja pada frekuensi 2,4 Ghz- 2,5 Ghz. Teknik pencatuan yang
digunakan adalah teknik pencatuan proximity couple, teknik ini merupakan bagian dari teknik pencatuan tak langsung(elektomagnetic
couple).
2. Pada saat pengujian gain yang didapat sebesar 8 dBi, nilai ini lebih baik
dibandingkan gain yang dihasilkan pada saat simulasi yaitu sebesar 7,38
dBi. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor lingkungan saat pengujian
serta pada saat proses fabrikasi antena ini.
3. Nilai VSWR yang didapatkan setelah dilakukan proses iterasi adalah
1,12 namun nilai ini jauh berbeda dengan VSWR pada saat perhitungan
secara teori yaitu sebesar 9. Nilai VSWR yang didapatkan saat simulasi
diperoleh ketika dilakukannya proses iterasi pada ukuran dimensi patch, ukuran dimensi saluran pencatu, serta jarak antar elemen.
5.2 Saran
Saran yang dapat penulis berikan setelah melakukan Tugas Akhir antar lainμ
1. Untuk melakukan perancangan antena mikrostrip yang lebih dari 1
elemen, terlebih dahulu harus dilakukan perancangan antena mikrostrip
elemen tunggal setelah model antena ini didapat jangan dilakukan
perubahan pada ukuran dimensi patch serta ukuran dimensi saluran pencatu jika membuat beberapa elemen berikutnya, dan parameter yang
karakterisasi hanya jarak antar elemen saja.
2. Pada Tugas Akhir ini parameter yang dilakukan penelitian hanya gain dan
VSWR, sebaiknya dilakukan pengembangan dengan menambah
parameter-parameter lain untuk penelitian selanjutnya.
3. Sebagai bahan penelitian selanjutnya ada baiknya dilakukan perbandingan
