Analisis Antena Mikrostrip Patch Segiempat Dengan Teknik Planar Array

(1)

ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP PATCH_SEGIEMPAT DENGAN TEKNIK PLANAR ARRAY

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Telekomunikasi

Oleh:

NIM : 080402092

MARIA NATALIA SILALAHI

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Oleh:

080402092

MARIA NATALIA SILALAHI

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada Tanggal 27 Bulan Maret Tahun 2013 di depan penguji:

1. Ketua penguji : Ir. Arman Sani, MT 2. Anggota Penguji : Ir. M. Zulfin, MT

Disetujui Oleh: Pembimbing Tugas Akhir

NIP. 197808262003121001 Ali Hanafiah Rambe, ST.MT

Diketahui Oleh:

Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU

(3)

i ABSTRAK

Teknologi wireless adalah salah satu teknologi komunikasi yang banyak

diminati sekarang ini. Ada banyak faktor yang mempengaruhi kinerja jaringan

wireless, salah satunya adalah antena. Antena adalah alat yang sering digunakan

untuk meningkatkan jangkauan dari sistem wireless LAN.

Antena mikrostrip array adalah pengembangan dari antena mikrostrip

yang merupakan gabungan dari beberapa elemen peradiasi yang membentuk suatu

jaringan. Ada beberapa macam konfigurasi antena array, di antaranya linear,

planar, dan circular.

Dalam Tugas Akhir ini dianalisis antena mikrostrip patch segiempat yang

disusun secara planar dan bekerja pada frekuensi 2,45 GHz. Jenis planar yang

digunakan adalah pola 1x1, 1x2, 2x2, dan 2x4. Hasil yang diperoleh dari antena

mikrostrip yang disusun secara planar adalah nilai gain yang semakin meningkat

yaitu 5,9 dB; 9,59 dB; 10,23 dB; hingga 13 dB, nilai VSWR yang semakin

optimal yaitu 1,606; 1,543; 1,259; hingga 1,487, dan sudut main lobe pada pola

(4)

ii KATA PENGANTAR

Puji syukur yang begitu besar penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang

Maha Esa atas segala berkat dan karunia yang telah diberikan-Nya, yang

memampukan penulis untuk melewati segala tahapan yang penuh dengan berbagai

cobaan, halangan, dan rintangan untuk sampai ke dalam tahap penyelesaian Tugas

Akhir ini.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang tercinta kedua orang

tua penulis, Bapak Mindo Silalahi dan Ibu Rustina Simanjuntak. Serta kepada

kakak dan abang-abang, Donna Ramona Silalahi, Roy Ramot Philips Silalahi, dan

Frans Ronald Rafiko Silalahi, yang merupakan bagian teristimewa dalam hidup

penulis, yang senantiasa menguatkan, serta memberikan cinta kasih, bantuan, dan

dukungan kepada penulis hingga saat ini.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya

Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan

dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan

(5)

iii 1. Bapak Ali Hanafiah Rambe ST, MT selaku dosen Pembimbing Tugas

Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

2. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku Penasehat Akademis penulis, atas

bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.SI dan Bapak Rachmad Fauzi ST, MT

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara.

5. Sahabat-sahabat terbaik satu pelayanan, kak Trina, kak Ingrid, bang

Liston, Simson, Kiki, Dwi, Amel, serta seluruh anggota Pelayan Minggu

Pagi yang telah banyak mendukung penulis dalam doa.

6. Teman-teman angkatan 2008 yang membantu penulis dari awal sampai

akhir masa perkuliahan penulis.

7. Para senior angkatan 2006 dan 2007 yang telah banyak membantu dan

mendukung penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(6)

iv Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik

dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan

tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat

penulis harapkan. Akhir kata penulis berserah diri pada Tuhan Y M E, semoga

Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian.

Medan, April 2013

Penulis

(7)

v

2.3 Struktur Antena Mikrostrip ... 9

2.4 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip ... 10

2.5 Antena Mikrostrip Patch Segiempat ... 11

2.6 Parameter Umum Antena Mikrostrip ... 12

2.6.1 Bandwidth ... 12

2.6.2 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ... 13

(8)

vi

2.6.4 Pola Radiasi ... 14

2.6.5 Direktivitas Antena ... 17

2.6.6 Impedansi Masukan ... 18

2.6.7 Gain ... 18

2.7 Dimensi Antena Mikrostrip ... 19

III. TEKNIK ARRAY ... ₂₁

IV. ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP PATCH _SEGIEMPAT DENGAN TEKNIK PLANAR ARRAY ... ₂₇

4.1 Umum ... 27

4.2 Asumsi Parameter yang Digunakan ... 27

4.3 Perhitungan Ukuran Patch Antena... 28

4.4 Antena Mikrostrip Patch Segiempat Elemen Tunggal ... 29

4.5 Antena Mikrostrip Patch Segiempat 21Array (Dua Elemen) .... 33

4.6 Antena Mikrostrip Patch Segiempat 22 Planar Array (Empat Elemen) ... 37

4.7 Antena Mikrostrip Patch Segiempat 23 Planar Array (Delapan Elemen) ... 40

(9)

vii

4.9 Perbandingan Parameter ... 44

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 47

5.1 Kesimpulan ... 47

5.2 Saran ... 47

(10)

viii

Gambar 4.1 Diagram Alir Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segiempat Elemen Tunggal ... 30

Gambar 4.2 Rancangan Antena Mikrostrip Elemen Tunggal ... 31

Gambar 4.3 VSWR Antena Mikrostrip Elemen Tunggal ... 32

Gambar 4.4 Gain Antena Mikrostrip Elemen Tunggal... 32

Gambar 4.5 Pola Radiasi Antena Mikrostrip Elemen Tunggal ... 33

Gambar 4.6 Diagram Alir Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segiempat Dua Elemen Array ... 34

Gambar 4.7 Rancangan Antena Mikrostrip Dua Elemen Array ... 35

Gambar 4.8 VSWR Antena Mikrostrip Dua Elemen Array ... 35

Gambar 4.9 Gain Antena Mikrostrip Dua Elemen Array ... 36

(11)

ix Gambar 4.11 Diagram Alir Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segiempat

Empat Elemen Planar Array ... 37

Gambar 4.12 Rancangan Antena Mikrostrip Empat Elemen Planar Array 38

Gambar 4.13 VSWR Antena Mikrostrip Empat Elemen Planar Array ... 38

Gambar 4.14 Gain Antena Mikrostrip Empat Elemen Planar Array ... 39

Gambar 4.15 Pola Radiasi Antena Mikrostrip Empat Elemen Planar Array

... 39

Gambar 4.16 Diagram Alir Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segiempat

Delapan Elemen Planar Array ... 40

Gambar 4.17 Rancangan Antena Mikrostrip Delapan Elemen Planar Array

... 41

Gambar 4.18 VSWR Antena Mikrostrip Delapan Elemen Planar Array ... 41

Gambar 4.19 Gain Antena Mikrostrip Delapan Elemen Planar Array ... 42

Gambar 4.20 Pola Radiasi Antena Mikrostrip Delapan Elemen Planar Array

... 42

Gambar 4.21 Grafik Perbandingan Gain Hasil Simulasi Dengan Hasil

(12)

x DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Spesifikasi Parameter yang Diasumsikan Digunakan ... 27

Tabel 4.2 Perbandingan Parameter Hasil Simulasi dengan Hasil Perhitungan