RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP DUALBAND UNTUK RF-ENERGY HARVESTING
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi Oleh
Roys Anwar Arif NIM : 130402029
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Perkembangan energi yang semakin berkurang sehingga diperlukan sumber energi yang baru dan terbarukan. Salah satunya menggunakan pemanfaatan gelombang elektromaknetik yang tersebar bebas di udara, khusunya akibat radiasi dari pemancar. Pembahasan tentang energi yang baru dan terbarukan adalah dengan merancang RF – Energi Harvesting, yang terdiri dari power harvesting dan antena penerima[1]. Tugas akhir ini membahas antena mikrostrip yang memiliki frekuensi kerja pada dualband 2.1 dan 2.4 GHz. Metode perancangan yang digunakan pada tugas akhir ini adalah dengan menggunakan metode Reactively-loaded multi-frequency antenna yang mampu bekerja dengan parameter antena yang dibutuhkan. Hasil yang diperoleh dari pengujian bahwa antena mikrostrip dualband dapat memanen energi dengan nilai 8 mV dan 13 mV untuk rangkaian dengan Matching 2.1 GHz dan 2.4 GHz secara berurutan.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas Berkah dan Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:
“RANCANG BANGUN ANTENA MICROSTRIPDUALBANDD UNTUK RF-ENERGY HARVESTING”
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa, yaitu Ayahanda Anggara Sakti dan Ibunda Asnimawati, yang telah membesarkan, mendidik, dan selalu mendoakan penulis tanpa mengenal rasa lelah. Selanjutnya rasa sayang kepada saudara-saudaripenulis,Ardy Faisal Rahmat, dan Annisa Rahmadhani Sakti yang selalu memberi dukungan dan selalu bersama penulis dalam menjalani lika-liku kehidupan.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Arman Sani, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang bersedia dan senantiasa bersabar dalam membimbing dan memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan oleh penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Dr.Fahmi ST,MT,Msc,. IPM, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh sahabat penulis,Muhammad Sawaluddin Nasution, Harry Andika Siregar, Budi Rangkuti, Isman Wahyudi, Elsyah Malida, Aprilia Ninggsih Hasibuan, Zulhafni Adha, dan kawan – kawan Tim Kerja Tugas Akhir Rf – energy Harvesting.
5. Teman-teman stambuk 2013 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu,terimaksih atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan selama penulis bergelut di kampus.
6. Seluruh senior dan junior di Departemen Teknik Elektro, atas dukungan dan bantuan yang diberikan kepada penulis.
7. Semua orang yang pernah mengisi setiap detik waktu yang telah dilalui bersama penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Tanpa mereka, pengalaman penulis tidaklah lengkap.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan.
Kiranya Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih.
Medan, Agustus 2017 Penulis
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 1
1.3 Rumusan Masalah ... 2
1.4 Batasan Masalah... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 2
BAB IIDASAR TEORI ... 4
2.1 RF – Energy Harvesting ... 4
2.2 Antena Mikrostrip ... 4
2.2.1 Karakteristik Antena Mikrostrip ... 5
2.2.2 Parameter – parameter Antena ... 7
2.2.3 Antena Dualband ... 14
2.3 Dimensi Antena ... 17
BAB III PERANCANGAN PABRIKASI DAN PENGUKURAN ... 21
3.1 Umum ... 21
3.3 Diagram Alir ... 22
3.4 Teknik Pencatuan ... 22
3.5 Perancangan Antenna Dualband ... 23
3.5.1 Simulasi Antenna ... 24
3.5.2 Optimalisasi Antenna Dualband ... 27
3.5.3 Hasil Simulasi Antenna Dualband ... 28
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISIS HASIL ... 33
4.1 Umum ... 33
4.2 Pengukuran Antena ... 34
4.3 Pengukuran Implementasi RF-Energy Harvesting ... 35
4.3.1 Pengukuran Dengan Menggunakan Matching Impedance ... 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 38
5.1 Kesimpulan ... 38
5.2 Saran ... 38
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok diagram Rf – energy Harvesting ... 4
Gambar 2.2 Bagian – bagian Antena Mikrostrip ... 5
Gambar 2.3 Dimensi Antena Mikrostrip ... 6
Gambar 2.4 Bentuk Dasar Antena Mikrostrip... 6
Gambar 2.5 Beberapa Modifikasi Antena Mikrostrip ... 7
Gambar 2.6 Bandwidth ... 11
Gambar 2.7 Antena Multi band ... 14
Gambar 2.8 Teknik Orthogonal-mode multi-frequencyantenna ... 15
Gambar 2.9 Teknik Multi-patch multi-frequencyantenna ... 16
Gambar 2.10 Teknik Reactively-loaded multi-frequencyantenna ... 17
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Antena ... 22
Gambar 3.2 Rancangan antena awal[8] ... 24
Gambar 3.3 Pembuatan Workspace ... 25
Gambar 3.4 Penyimpanan Workspace pada Library. ... 25
Gambar 3.5 Skema Rancangan Antena Mikrostrip ... 26
Gambar 3.6 Tampilan awal EM Simulation Setup ... 26
Gambar 3.7 Pengisian Substrat Antena Mikrostrip pada Simulator ... 27
Gambar 3.8 Rancangan Antena Setelah Dikarakterisasi ... 28
Gambar 3.9 Grafik return loss hasil rancangan Awal Antena dualband .... 29
Gambar 3.10 Grafik return loss hasil rancangan optimalisasi ... 30
Gambar 3.11 Hasil Simulasi VSWR rancangan awal Antena Dualband .... 30
