RANCANG BANGUN PATCH RECTANGULAR ANTENNA
2.4 GHz DENGAN METODE PENCATUAN EMC
(
ELECTROMAGNETICALLY COUPLED
)
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Jurusan Teknik Telekomunikasi
Oleh:
WINNY FRISKA ULI NIM : 100422043
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN PATCH RECTANGULAR ANTENNA 2.4 GHz DENGAN METODE PENCATUAN EMC
(ELECTROMAGNETICALLY COUPLED)
Oleh :
WINNY FRISKA ULI 100422043
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PPSE FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada Tanggal 27 Bulan Juli Tahun 2013 di depan penguji :
1. Ketua Penguji : Ir. Zulfin, MT ………..
2. Anggota Penguji : MaksumPinem, ST.MT ………..
Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir
Ali Hanafiah Rambe, ST.MT NIP.197808262003121001
Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU
ABSTRAK
Antena mikrostrip saat ini merupakan salah satu antena yang sangat pesat
perkembangannya dalam sistem telekomunikasi. Antena mikrostrip telah banyak
digunakan karena memiliki banyak keuntungan seperti bentuknya yang ringkas,
praktis dan mudah untuk mengatur polarisasinya. Sehingga banyak diaplikasikan
pada peralatan-peralatan telekomunikasi modern saat ini.
Pada Tugas Akhir ini, dirancang dan disimulasikan antena mikrostrip pada
rentang frekuensi 2.400 MHz – 2.500 MHz untuk mendukung teknologi WiFi
(Wireless Fidelity) dengan menggunakan software simulator Ansoft HFSS v.9.
Metode pencatuan yang digunakan adalah EMC (Electromagnetically Coupled)
yang menggunakan dielektrik udara pada struktur pencatuan L-strip, dengan
bentuk patch segiempat. Pada simulasi, dilakukan pengulangan ukuran dimensi
antena untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan spesifikasi rancangan antena,
yaitu dengan mengubah ukuran patch, groundplane, dan feeder. Adapun hasil
yang diperoleh dari rancang bangun antena mikrostrip patch rectangular berupa
VSWR dengan nilai 1,37 pada frekuensi 2,45 GHz dan gain dengan nilai 9,06
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya memberikan pengetahuan, pengalaman, kekuatan, dan
kesempatan kepada penulis, sehingga mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas
Akhir ini adalah:
“RANCANG BANGUN PATCH RECTANGULAR ANTENNA 2.4 GHz
DENGAN METODE PENCATUAN EMC (ELECTROMAGNETICALLY COUPLED)”
Selanjutnya Tugas Akhir ini Penulis persembahkan buat ayahanda dan
ibunda tercinta yang telah mengorban segalanya buat anaknya yang tercinta.
Semoga dengan segala pengorbannyan Tuhan membalasnya dengan memudahkan
segala urusannya.
Selama Penulis menjalani masa pendidikan di Universitas Sumatera Utara
hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan,
bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini
penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ali Hanafiah Rambe, ST. MT selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir yang dengan ikhlas dan sabar membimbing penulis hingga Tugas
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si selaku Ketua Departemen Teknik
Elekto dan selaku Dosen Pembimbing Akademik selama penulis selama
perkuliahan.
3. Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Dosen Pembanding yang membantu dalam penyempurnaan Tugas Akhir
ini.
5. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis
selama menjalani perkuliahan.
6. Seluruh Karyawan di Dapartemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, khususnya buat Bang Martin dan Bang Divo
terima kasih atas semua bantuannya.
7. Pak Aldrin dan Pak Herlon, terima kasih telah membantu dalam
penyelesaian Antena Patch Rectangular ini.
8. Saudara-saudaraku yang tersayang, yang selalu memberikan dukungan dan
doa dalam meyelesaikan studi Penulis.
9. Sahabat sekaligus teman terbaik Agita (agitt) dan Nova (cunov) terima
kasih atas semua bantuannya dan biarlah Tuhan membalas semua kebaikan
kalian, serta paling penting sukses buat kita semua.
10.Sahabat-sahabat terbaik ekstensi 010: Wira, Ronji, Raihan, Masta, Dedi,
Ginda, Yolan, Uji, Astrid, Nata, Roland, Franklin, Bang Doni, Edu,
teman yang tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang telah
kalian berikan kepada penulis selama kuliah.
11.Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu, yang
telah banyak membantu penulis dalam menyelsaikan laporan tugas akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritikan dengan
tujuan penyempurnaan dan pengembangan penelitian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian
terutama buat penulis sendiri.
Medan, Juli 2013 Penulis
Winny Friska Uli
DAFTAR ISI
ABSTRAK... i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR... viii
DAFTAR TABEL... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...………..………... 1
1.2 Rumusan Masalah... 2
1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir... 2
1.4 Batasan Masalah………...……….... 3
1.5 Metodologi Penulisan... 3
1.6 Sistematika Penulisan………...………. 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Sitem Komunikasi Radio...……...……...…………... 6
2.2 Antena Mikrostrip...……….... 7
2.3 Model Cavity……….. 9
2.4 Antena Mikrostrip Patch Rectangular... 12
2.4.1 Dimensi Antena... 12
2.4.2 Dimensi Groundplane... 15
2.6.1 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)... 18
2.6.2 Impedansi Antena... 19
2.6.3 Bandwidth Antena... 20
2.6.4 Keterarahan (Directivity)... 22
2.6.5 Gain Antena... 23
2.6.6 Pola Radiasi... 26
2.6.7 Polarisasi Antena... 27
2.7 Wireless Fidelity (Wi-Fi)... 30
2.7.1 Standard Teknologi Wi-Fi... 32
2.7.2 Wireless Channel... 33
2.7.3 Perangkat Wi-Fi... 34
2.8 Ansoft High Frequency Structur Simulator v.9... 36
BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI 3.1 Umum...……....…………...…... 37
3.2 Penentuan Bahan Antena………...…….. 37
3.3 Perancangan Antena Patch Rectangular....... 38
3.3.1 Flowchart Realisasi Antena... 39
3.3.2 Menentukan Frekuensi Antena... 40
3.3.3 Perancangan Ukuran Patch Antena... 40
3.3.4 Penentuan Panjang Saluran Pencatu... 42
3.3.5 Penentuan Dimensi Groundplane... 43
3.4 Simulasi... 43
3.4.1 Parameter Antena... 44
BAB IV REALISASI DAN PENGUJIAN
4.1 Umum... 52
4.2 Pembuatan Prototipe Antena... 52
4.2.1 Alat dan bahan dalam proses Pembuatan prototipe antena... 53
4.2.2 Proses pembuatan prototipe antena... 54
4.2.3 Hasil pembuatan prototipe antena... 55
4.3 Perlengkapan Yang Digunakan... 56
4.4 Pengujian Parameter Antena... 57
4.4.1 Pengujian Gain Antena Mikrostrip Patch Rectangular... 57
4.4.2 Mengamati Pengujian... 58
4.4.3 Hasil Pengujian... 59
4.5 Analisa Pencapaian Spesifikasi Antena... 64
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 66
5.2 Saran... 66
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Sistem Komunikasi Radio ... 6
Gambar 2.2Struktur antena mikrostrip...8
Gambar 2.3 Bentuk Patch Antena Mikrostrip... 8
Gambar 2.4 Distribusi muatan dan densitas arus yang Terbentuk pada patch mikrostrip... 10
Gambar 2.5 Metoda Pencatuan feeding...……. 17
Gambar 2.6 Metoda pencatuan EMC………. 17
Gambar 2.7a Pengukuran Daya Output yang diterima antena standar (Ps)……… 25
Gambar 2.7b Pengukuran Daya Output yang diterima oleh antena yang dites (Pt)……….………. 25
Gambar 2.8 Pola Radiasi Antena... 26
Gambar 2.9 Polarisasi linier... 27
Gambar 2.10 Polarisasi Melingkar... 29
Gambar 2.11 Polarisasi elips... 30
Gambar 2.12 Access Point tampak depan....………..… 35
Gambar 2.13 PCMCIA WLAN Card………..……….. 35
Gambar 2.14 USB WiFi…………..………... 35
Gambar 2.15 USB Wi-Fi Linksys…..……… 36
Gambar 2.16 Compact Flash…………..……… 36
Gambar 3.1 Konstruksi Antena Mikrostrip Patch Rectangular (a)tampak depan... 38
(b)tampak samping... 38
Gambar 3.3Konstruksi AntenaPatch Rectangular... 42
Gambar 3.4Hasil Pemodel Antena mikrostrip patch rectangular... 44
Gambar 3.5 Hasil Simulasi VSWR dari Nilai Perhitungan
Tiap Elemen Antena... 44
Gambar 3.6Hasil Simulasi untuk Parameter Gain... 47
Gambar 4.1 Prototipe Konektor Antena Patch Retangular
(a)Prototipe konektor antena Patch Rectangular... 55
(b)Prototipe Antena Patch Retangular tampak atas... 55
Gambar 4.2Rangkaian Pengujian antena mikrostrip
Patch rectangular... 56
Gambar 4.3 Pengujian menggunakan antena dipole... 57
Gambar 4.4 Pengujian menggunakan antena mikrostrip
Patch Rectangular... 59
Gambar 4.5Access point didapat menggunakan antena dipole... 60
Gambar 4.6Access point didapat menggunakan
Antena mikrostrip patch rectangular ...60
Gambar 4.7Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena dipole
(a) Pergerakan kuat sinyal yang diterima... 61
(b) Data – data access point yang diterima... 62
Gambar 4.8 Level sinyal penerimaan saat menggunakan antena mikrostrip
patch rectangular
(a) Pergerakan kuat sinyal yang diterima... 63
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Teknologi Wi-Fi……… 33
Tabel 2.2 WiFi Channel ... 34
Tabel 3.1 Spesifikasi Bahan Antena...38
Tabel 3.2 Saluran Pencatu L-Strip... 42
Tabel 3.3 Dimensi Pada Tiap Elemen Antena Hasil Perhitungan ... 43
Tabel 3.4 Hasil Simulasi Untuk Nilai VSWR... 45
Tabel 3.5 Hasil Simulasi perbandingan dimensi Groundplane terhadap VSWR... 49
Tabel 3.6 Hasil Simulasi dimensi lebar patch diubah dengan radius 10 mm dan panjang patch tetap dan groundplane 120x120 mm ... 51
Tabel 3.7 Hasil Simulasi dimensi panjang patch diubah dengan radius 10 mm dan lebar patch tetap dan groundplane 120x120 mm... 50
Tabel 3.8 Ukuran Dimensi Tiap Elemen Antena Setelah Iterasi... 51
