RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP
PATCH
SEGIEMPAT PADA FREKUENSI 2,4 GHZ DENGAN METODE
PENCARUAN
INSET
OLEH :
NIM : 090402049
DENNY PASARIBU
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP
PATCH
SEGIEMPAT PADA FREKUENSI 2.4 GHZ DENGAN METODE
PENCATUAN
INSET
Oleh :
NIM : 090402049
DENNY PASARIBU
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 8 bulan Januari tahun 2014 di depan penguji
1) Naemah Mubarakah, ST. MT : Ketua Penguji
2) Ir. Arman Sani, MT
: Anggota Penguji
Disetujui Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
NIP : 197808262003121001
(Ali Hanafiah Rambe, ST.MT)
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
ABSTRAK
Antena menjadi perangkat yang sangat penting dalam komunikasi nirkabel.
Seiiring dengan kemajuan teknologi dan berkembangnya teknologi semikonduktor
memicu akan kebutuhan perangkat antena dengan dimensi kecil, mudah difabrikasi
serta mudah diintegrasikan dengan perangkat komunikasi yang semakin kecil. Antena
mikrostrip dapat menjadi solusi memenuhi kebutuhan antena tersebut.
Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah antena mikrostrip
patch
segiempat
yang mampu bekerja pada frekuensi 2,45 GHz (2,4 GHz – 2,5GHz) untuk aplikasi
wifi
. Perancangan antena menggunakan teknik pencatuan
inset
. Dimana pencatuan ini
merupakan turunan dari pencatuan
microstrip feed line
.
Berdasarkan hasil pengukuran,
bandwidth
antena yang diperoleh sebesar 112
MHz (2,388 – 2,5 GHz) pada VSWR
≤ 2. Pada frekuensi tengah antena (2,45 GHz)
diperoleh
return loss
sebesar -14,77 dB, VSWR sebesar 1,45, pola radiasi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya memberikan pengetahuan dan kesempatan kepada Penulis
untuk mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
guna memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata 1 di
Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir
ini adalah :
“
RANCANG BANGUN ANTENA MICROSTRIP
PATCH
SEGIEMPAT PADA
FREKUENSI 2,4 GHZ DENGAN METODE PENCATUAN
INSET
”
Selanjutnya Tugas Akhir ini Penulis persembahkan untuk Ayahanda dan
Ibunda tercinta yang selalu memberikan kasih sayang bagi anak-anaknya. Semoga
Tuhan membalasnya dengan memberikan kemudahan dalam segala urusan yang
dilakukannya.
Selama menempuh masa pendidikan di Universitas Sumatera Utara hingga
terselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis menerima banyak banyak bantuan berupa
bimbingan, pengajaran, pendidikan, serta perhatian dari orang sekitar Penulis. Untuk
itu dalam kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1.
Bapak Ali Hanafiah Rambe, ST. MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
yang dengan ikhlas dan sabar dalam membimbing Penulis hingga Tugas Akhir
ini terselesaikan.
2.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
3.
Bapak Rahmat Fauzi, ST. MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
4.
Dosen pembanding yang ikut membantu dalam penyempurnaan Tugas
Akhir ini.
5.
Ibu Syiska Yana, ST.MT selaku dosen pembimbing akademik Penulis.
6.
Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah membekali Penulis dengan
ilmu pengetahuan selama menjalani perkuliahan.
7.
Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara
8.
Kak Lisna, Bang Franki dan Adek Donny yang turut memberikan
dukungan moral bagi Penulis.
9.
Sahabat sekaligus teman-teman Penulis stambuk 2009 yang tak dapat
disebutkan satu persatu, terutama sendok
community
dan
do
TA
community
.
10.
Teman-teman PM, Huskar Marbun, Gondar Hutabarat, Kael
Simanjuntak, Venge Marpaung, Gyro Tohang, Zeus Tamba, Ursa
Tanzil, Slark Sitorus, Phoenix Sitompul, Traxex Simanjuntak,
Yurnero Napitupulu, Magi Sihombing, Weaver Tampubolon, Raijin
Pandiangan.
11.
Bang Rumi, Kak Friska, dan Metha yang ikut membantu Penulis
DAFTAR ISI
2.2.1 Parameter-Parameter Antena Mikrostrip ... 8
2.2.4 Rugi-rugi Saluran Mikrostrip ... 21
2.4 AWR Microwave Office 2004 2537R v.6.51 ... 27
BAB III PERANCANGAN ... 28
3.1Umum ... 28
3.2 Flowchart Perancangan Antena ... 23
3.3 Alat Yang Digunakan ... 30
3.4 Jenis Substrat dan Frekuensi Kerja yang Digunakan ... 31
3.5 Perancangan Ukuran Antena ... 32
3.5.1 Menentukan Lebar Patch ... 32
3.5.2 Menentukan Panjang Patch ... 33
3.5.3 Menentukan Lebar Saluran Pencatu ... 34
3.5.4 Menentukan Panjang Inset ... 34
3.6 Hasil Perancangan Antena ... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 38
4.3 Analisis Hasil Simulasi dan Pengukuran ... 46
4.4 Analisis Capaian Spesifikasi Antena ... 49
4.5 Persen Error ... 50
4.6 Analisis Kesalahan Umum ... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
5.1 Kesimpulan ... 52
5.2 Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Macam-macam Antena ... 6
Gambar 2.2 Antena Mikrostrip[1] ... 8
Gambar 2.3 Bentuk Grafis Pola Radiasi Antena[1] ... 14
Gambar 2.4 Antena Mikrostrip dengan Pencatuan Microstrip Line ... 19
Gambar 2.5 Antena Mikrostrip Dengan Pencatuan Coaxial Probe ... 19
Gambar 2.6 Antena mikrostrip dengan pencatuan aperture coupling ... 20
Gambar 2.7 Antena mikrostrip dengan pencatuan proximity coupling ... 20
Gambar 2.8 Antena mikrostrip dengan pencatuan microstrip inset line ... 21
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antena ... 29
Gambar 3.2 Desain antena mukrostrip patch segiempat dengan pencatuan inset ... 36
Gambar 3.3 Hasil rancangan antena disimulator ... 36
Gambar 4.1 Grafik hasil simulasi (a)return loss (b)VSWR (c)gain ... 39
Gambar 4.2 Hasil fabrikasi antena inset 8 mm (a)depan (b) belakang ... 41
Gambar 4.3 Grafik hasil pengukuran (a)return loss (b) VSWR ... 42
Gambar 4.4 Pola radiasi antena fabrikasi pada inset 7 mm ... . 44
Gambar 4.5 Level penerimaan kuat sinyal (a)Antena dipol (b)Antena mikrostrip ... 45
Gambar 4.6 Perbandingan Grafik Return Loss Hasil Simulasi dan Pengukuran ... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pembagian kanal frekuensi jaringan wireless pada frekuensi 2.4 GHz
berdasarkan standar IEEE 802.11g [11] ... 26
Tabel 3.1 Spesifikasi substrat ... 31
Tabel 3.2 Ukuran dimensi antena ... 35
Tabel 3.3 Pengaturan software untuk simulasi AWR ... 30
Tabel 4.1 Hasil iterasi ukuran inset antena mikrostrip pada AWR ... 40
Tabel 4.2 Hasil pengukuran S21 ... 43
Tabel 4.3 Perbedaan nilai return loss dari 2, 20 GHz sampai 2,60 GHz ... 46
Tabel 4.4 Perbedaan nilai VSWRdari 2,20 GHz sampai 2,60 GHz ... 48
