RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP
DUAL-BAND ( 2,3 GHz DAN 3,3 GHz) DENGAN PENCATUAN
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan S
RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP SLOT RECTANGULAR
( 2,3 GHz DAN 3,3 GHz) DENGAN PENCATUAN
PROXIMITY COUPLED
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
CHANDRA ELIA AGUSTIN TARIGAN NIM : 100402069
( 2,3 GHz DAN 3,3 GHz) DENGAN PENCATUAN
ABSTRAK
Antena mikrostrip adalah antena yang memiliki bentuk yang kompak dan
dapat beroperasi dalam banyak pita atau multiband. Salah satu penerapan antena
mikrostrip adalah dalam akses komunikasi nirkabel pita lebar (BWA). Itu
sebabnya banyak yang mengembangkan antena mikrostrip baik dalam bentuknya
maupun pencatuannya. Namun satu masalah yang dimiliki antena mikrostrip
adalah mempunyai bandwidth yang kecil.
Dalam Tugas Akhir ini dirancang antena mikrostrip berbentuk persegi
panjang yang bekerja pada dua frekuensi yang mampu bekerja pada frekuensi
BWA 2,3 GHz dan 3,3 GHz. Dalam teknik pencatuannya digunakan pencatuan
proximity coupled yang bertujuan untuk meningkatkan bandwidth dan untuk
memperoleh dua frekuensi diberikan slot pada antena.
Hasil yang didapatkan dalam pengukuran antena ini adalah antena bekerja
pada frekuensi 2,328 GHz – 3,491 GHz dengan return loss minimum -12,2 dB
dan VSWR minimum 1,65. Frekuensi kedua bekerja dari 3,12 GHz – 3,395 GHz
dengan return loss minimum -30,4 dB dan VSWR minimum 1,08.
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan
kasih-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan segala usaha dan
kemampuan yang dimiliki.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan satu kurikulum dalam rangka
memperoleh gelar sarjana dari Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Judul Tugas Akhir ini adalah :
“RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP SLOT RECTANGULAR
DUAL-BAND ( 2,3 GHz DAN 3,3 GHz) DENGAN PENCATUAN
PROXIMITY COUPLE”
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 menempuh masa pendidikan di Universitas Sumatera Utara hingga
terselesaikannya 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
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 Ir. Arman Sani, M.T. dan Ibu Naemah Mubarakah S.T., M.T., selaku
dosen pembanding dalam Tugas Akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU.
6. Ayah A. Tarigan dan Ibu W. Sitorus serta kakak Amelia dan abang Berry .
Terima kasih untuk segala perhatian dan kasih sayang yang telah kalian
berikan.
7. Teman-teman 2010 Teknik Elektro USU, Yahya, Kharisma, Eden, Hendra,
Angel, Dwi, Dila, Milan, Afron, Sylvester, Benny, Willy, Fransisco, Molen,
Andika, Rimbo, Mayang, Tari, Fadl-lan, Fatih, Yola, Dewi, Agil, Mursyid,
dan anak 2010 lainnya yang telah memberikan motivasi secara langsung
maupun tidak langsung.
8. Teman-teman terbaik, Mezbah, Remon, Dara, Haykal, Rara, Arif, Vina, Raga,
Tiara, Tari, Dicky, Tita, Jojo.
9. Teman-teman Alumni SMA Negeri 1 Tebing Tinggi terkhusus kelas IPA 3
yang telah memberikan kebahagiaan dan semangatnya kepada penulis.
10.Semua senior dan junior di Departemen Teknik Elektro.
11.Mereka, yang tidak disebutkan, yang pernah menghabiskan detik hidupnya
bagi penulis.
Usaha yang terbaik telah diberikan 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, November 2014
Penulis,
Chandra Elia Agustin Tarigan
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penulisan ... 2
1.3 Perumusan Masalah ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB 2 DASAR TEORI ... 5
2.1 Antena ... 5
2.2 Antena Mikrostrip... 6
2.3 Parameter Umum Antena Mikrostrip ... 8
2.3.1 Impedansi Masukan ... 8
2.3.2 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ... 9
2.3.3 Return Loss ... 9
2.3.4 Lebar Pita (Bandwidth) ... 10
2.3.5 Keterarahan (Directivity) ... 11
2.3.7 Pola Radiasi ... 12
2.3.8 Polarisasi ... 13
2.3.9 Frekuensi Resonansi ... 16
2.4 Antena Mikrostrip Patch Persegi Panjang... 16
2.5 Teknik Pencatuan Proximity Coupled ... 18
2.6 Teknik Menghasilkan Dual Frekuensi ... 19
BAB 3 PERANCANGAN ANTENA DAN SIMULASI ... 22
3.1 Umum ... 22
3.2 Perangkat Yang Digunakan ... 23
3.3 Jenis Substrat Yang Digunakan ... 23
3.4 Diagram Alir Perancangan Antena ... 24
3.5 Menetukan Lebar Saluran Pencatu 50 Ω ... 25
3.6 Penentuan Dimensi Antena ... 25
3.6.1 Perancangan Dimensi Antena Untuk Frekuensi 2,3 GHz ... 26
3.6.2 Perancangan Dimensi Antena Untuk Frekuensi 3.3 GHz ... 27
3.6.3 Penambahan Slot untuk Menghasilkan Dua Frekuensi ... 28
3.6.4 Hasil Simulasi Optimal ... 34
4.1 Pengukuran Antena... 39
4.2 Pengukuran Return Loss dan VSWR ... 40
4.3 Pengukuran Pola Radiasi ... 43
4.4 Analisis Hasil Pengukuran... 45
4.4.1 Analisis Hasil Pengukuran Return Loss dan VSWR ... 45
4.4.2 Analisis Hasil Pengukuran Pola Radiasi ... 48
4.4.3 Analisis Pencapaian Antena ... 50
4.4.4 Analisis Kesalahan Umum ... 52
BAB 5 PENUTUP ... 53
5.1 Kesimpulan ... 53
5.2 Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Peran antena di sistem komunikasi nirkabel ... 5
Gambar 2.2 Struktur dari Antena Mikrostrip ... 6
Gambar 2.3 Pola Radiasi Antena ... 13
Gambar 2.4 Polarisasi Linear ... 14
Gambar 2.5 Polarisasi Melingkar ... 14
Gambar 2.6 Polarisasi Elips ... 15
Gambar 2.7 Pencatuan Proximity Coupled ... 18
Gambar 2.8 Orthogonal mode dual frequency patch antennas ... 20
Gambar 2.9 Multi-patch dual-frequency antennas ... 20
Gambar 2.10 reactively loaded dual frequency patch antenna... 21
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antena ... 24
Gambar 3.2 Bentuk feed ... 25
Gambar 3.3 Patch untuk menghasilkan frekuensi 2,3 GHz ... 26
Gambar 3.4 Hasil simulasi elemen tunggal pada frekuensi 2,3 GHz... 27
Gambar 3.5 Patch untuk menghasilkan frekuensi 3,3 GHz ... 27
Gambar 3.6 Hasil simulasi elemen tunggal pada frekuensi 3,3 GHz... 28
Gambar 3.7 Bentuk penambahan 1 slot pada patch antena ... 29
Gambar 3.8 Hasil karakterisasi posisi penambahan 1 slot ... 29
Gambar 3.9 Hasil karakterisasi ukuran penambahan 1 slot ... 30
Gambar 3.10 Bentuk penambahan 2 slot pada patch antena ... 30
Gambar 3.11 Hasil karakterisasi posisi penambahan 2 slot ... 31
Gambar 3.12 Hasil karakterisasi ukuran penambahan 2 slot ... 31
Gambar 3.14 Hasil karakterisasi posisi penambahan 3 slot ... 32
Gambar 3.15 Hasil karakterisasi ukuran penambahan 3 slot ... 33
Gambar 3.16 Bentuk penambahan 4 slot pada patch antena ... 33
Gambar 3.17 Hasil karakterisasi posisi penambahan 4 slot ... 33
Gambar 3.18 Hasil karakterisasi ukuran penambahan 4 slot ... 34
Gambar 3.19 Substrat 1 tampak muka ... 35
Gambar 3.20 Substrat 2 tampak muka ... 35
Gambar 3.21 Antena tampak samping ... 36
Gambar 3.22 Hasil akhir return loss perancangan antena ... 36
Gambar 3.23 Hasil akhir VSWR perancangan antena ... 36
Gambar 3.24 Pola Radiasi antena pada 2,35 GHz ... 37
Gambar 3.25 Pola radiasi antena pada 3,35 GHz... 38
Gambar 4.1 Hasil fabrikasi antena (a) feedline antena ... 39
Gambar 4.1 Hasil fabrikasi antena (b) keseluruhan antena ... 40
Gambar 4.2 Grafik Return Loss hasil Pengukuran ... 41
Gambar 4.3 Grafik VSWR hasil pengukuran ... 42
Gambar 4.4 Pola Radiasi pada saat frekuensi 2,35 GHz... 44
Gambar 4.5 Pola Radiasi pada saat frekuensi 3,35 GHz... 44
Gambar 4.6 Hasil pengukuran return loss untuk frekuensi 2,3 GHz ... 45
Gambar 4.7 Hasil pengukuran return loss untuk frekuensi 3,3 GHz ... 46
Gambar 4.8 Hasil pengukuran VSWR untuk frekuensi 2,3 GHz ... 47
Gambar 4.9 Hasil pengukuran VSWR untuk frekuensi 3,3 GHz ... 47
Gambar 4.10 Pola radiasi antena pada frekuensi 2,35 GHz ... 49
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi antena yang diinginkan ... 22
Tabel 3.2 Spesifikasi bahan substrat yang digunakan ... 24
Tabel 4.1 Perbandingan hasil untuk frekuensi 2,3 GHz ... 48
Tabel 4.2 Perbandingan hasil untuk frekuensi 3,3 GHz ... 48
Tabel 4.3 Analisis Capaian Antena untuk frekuensi 2,3 GHz ... 51
