copyright DTE FT USU
93
2014
ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP
PATCH
SEGIEMPAT
DENGAN TEKNIK
LINEAR ARRAY
Muhammad Ihsan, Ali Hanafiah Rambe
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi, Departemen Teknik Elektro
Fakultas teknik Universitas Sumatera Utara (USU)
Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA
e-mail:
ihsantektro@gmail.com
Abstrak
Wireless Local Area Network
(WLAN) merupakan salah satu aplikasi pengembangan dari
wireless
yang digunakan untuk komunikasi data. Salah satu perangkat yang dibutuhkan pada
sistem WLAN adalah antena. Ada berbagai jenis antena yang dapat digunakan pada WLAN
diantaranya adalah antena mikrostrip. 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 jurnal ini akan dianalisis antena mikrostrip
patch
segiempat yang disusun secara
linear
dan bekerja pada frekuensi 2,45 GHz. Jenis antena yang digunakan antena mikrostrip
patch
segiempat
linear
array 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan 8 elemen. Hasil gain yang diperoleh dari antena
mikrostrip yang disusun secara
linear
adalah 7,76 dB; 8,52 dB; 11,22 dB; 9,55 dB; 12,04 dB;
10,85 dB; 14,21 dB dan nilai VSWR yang diperoleh 1,379; 1,404; 1,347; 1,415; 1,444; 1,512;
1,123.
Kata kunci: Antena Mikrostrip,
Linear Array
,
Gain
1.
Pendahuluan
Antena
mikrostrip
adalah
suatu
konduktor metal yang menempel di atas
ground
plane
yang
diantaranya
terdapat
bahan
dielektrik. Antena mikrostrip tersusun atas
3 komponen yaitu:
groundplane, substrate
dan
patch
peradiasi
.
Antena mikrostrip merupakan
salah satu antena gelombang mikro yang
digunakan sebagai radiator pada sejumlah sistem
telekomunikasi modern saat ini.
Hal ini
disebabkan karena ukuran antena mikrostrip
yang kecil dan beratnya yang ringan membuat
jenis antena ini sederhana untuk dibuat dan
mudah untuk diintegrasikan.
Gain
dari antena
mikrostrip
dapat
diperbesar
dengan
menambahkan
patch
secara
array
, sehingga
membentuk antena mikrostrip
array
. Antena
mikrostrip
array
adalah pengembangan dari
antena mikrostrip yang merupakan gabungan
dari beberapa elemen peradiasi yang membentuk
suatu jaringan. Antena mikrostrip
array
dapat
berbentuk seri, paralel, atau gabungan keduanya.
Kelebihan
antena
mikrostrip
array
ini
dibandingkan antena mikrostrip biasa yaitu
memiliki
bandwidth
dan
gain
yang lebih besar.
Ada beberapa macam konfigurasi antena
array
, di antaranya
linear
,
planar,
dan
circular
.
Masing
masing
konfigurasi
memiliki
keuntungan, misalnya
planar array
memiliki
kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian
arah pola radiasi, sedangkan
linear
array
memiliki kelebihan dalam perhitungan yang
tidak terlalu rumit.
Pada jurnal ini, akan
dianalisis antena mikrostrip
patch
segiempat
yang disusun secara
linear
. Jenis antena yang
digunakan antena mikrostrip
patch
segiempat
linear
array
2, 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 elemen.
Adapun
hasil
yang
diharapkan
adalah
diperolehnya karakteristik dari antena mikrostrip
yang disusun secara
linear
berupa
gain
, pola
radiasi, dan vswr.
Analisis dilakukan dengan
menggunakan perangkat lunak
AWR Microwave
Office 2004
.
2.
Antena Mikrostrip
Antena
mikrostrip
merupakan
sebuah
antena yang tersusun atas 3 komponen yaitu :
groundplane, substrate,
dan
patch
peradiasi.
Beberapa
parameter
utama
dari
antena
mikrostrip adalah dimensi antena,
bandwith,
VSWR, pola radiasi, dan
gain
[1]
.
Antena
array
adalah susunan dari beberapa
antena yang identik. Dalam antena mikrostrip
,
yang disusun secara
array
adalah bagian
patch.
copyright DTE FT USU
94
2014
dasarnya
saluran
pencatu
untuk
antena
mikrostrip dibagi menjadi 2, yaitu pencatuan
secara langsung dan pencatuan secara tidak
langsung. Teknik pencatuan
aperture coupled
termasuk
teknik
pencatuan
secara
tidak
langsung[2].
Salah satu teknik yang dapat mendukung
impedance matching
pada saluran transmisi
khususnya untuk antena mikrostrip
array
adalah
power divider.
Dalam hal ini metoda Wilkinson
merupakan teknik yang umum digunakan.
Gambar 1 memperlihatkan
power divider
metoda Wilkinson[3].
Gambar 1.
N-Way Wilkinson Combiner.
Pada metoda Wilkinson, nilai impedansi Z
diberikan dengan persaamaan berikut[3] :
Z = Z
0√
(1)
dimana N adalah jumlah titik percabangan dan
Z
0adalah impedansi masukkan awal.
T-Junction
merupakan sebuah teknik
power
divider
yang umum digunkan pada konfigurasi
antena
array.
Terdapat 2 jenis
T-Junction
50 Ω
yang dapat digunakan sebagai
power divider
seperti ditunjukkan pada Gambar 2[4].
Gambar 2.
T-Junction
50 Ohm
3.
Analisis Antena Mikrostrip
Dalam perancangan antena mikrostrip bahan
substrat yang digunakan memiliki spesifikasi
sebagai berikut :
1.
Bahan dielektrik :
epoxy fiberglass
– FR 4
2.
Konstanta dielektrik (
ɛ
r) = 4.4
3.
Ketebalan lapisan dileketrik (h) = 1.6 mm
4.
Loss tangent
= 0.02
5.
Frekuensi kerja (fr) = 2.45 GHz
Sebelum merancang antena mikrostrip
patch
segiempat 2 sampai dengan 8 elemen
,
lebih
dahulu ditentukan antena mikrostrip elemen
tunggal yang hasilnya akan digunakan dalam
merancang antena mikrostrip
patch
segiempat 2
sampai dengan 8 elemen
.
Dalam merancang
sebuah antena mikrostrip array ada beberapa
parameter yang harus dihitung terlebih dahulu:
1.
Menentukan
panjang
gelombang
dari
antena
yang
dapat
dibuat
dengan
menggunakan Persamaan berikut:
=
(2)
2.
Menentukan
lebar
patch
dengan
menggunakan Persamaan berikut[5][6]:
=
