“
ANALISA ANTEN
NTENA DIPOLE- /2 PADA MODUL
ENGGUNAKAN SIMULATOR ANSOF
10.0 DAN CST MICROWAVE STUDI
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
ANALISA ANTENA DIPOLE- /2 PADA MODUL PRAKTIKUM B4520 MENGGUNAKAN SIMULATOR ANSOFT HFSS
VERSI 10.0 DAN CST MICROWAVE STUDIO 2010
Oleh :
NAMA : MUHAMMAD RUMI RAMADHAN NIM : 08 0402 057
Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelarSarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada tanggal 27 bulan Juli tahun 2013 di depan penguji
1) Ali Hanafiah Rambe, ST,MT : Ketua Penguji 2) Rahmad Fauzi, ST, MT : Anggota Penguji
Diketahui oleh : Disetujui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si Ir. Arman Sani, MT
ABSTRAK
Untuk mengetahui parameter suatu antena diperlukan analisis yang didasarkan pada berbagai macam asumsi yang bisa diterima secara praktis. Saat ini terdapat sejumlah perangkat lunak yang dapat membantu analisa dalam perancangan antena yang diinginkan. Masing-masing perangkat lunak tersebut menggunakan formulasi pendekatan yang berbeda-beda yang sekaligus menjadi kelebihan masing-masingnya.
Dalam Tugas Akhir ini dianalisa Antena Dipole- /2 pada modul praktikum
Antenna Trainer B4520 yang dimiliki oleh Laboratorium Sistem Komunikasi Radio (Lab. Antena dan Propagasi). Analisa menggunakan perangkat lunak
Ansoft High Frequency Structure Simulator (HFSS) v10 dengan Computer
Simulation Technology(CST)Microwave Studio 2010 dengan mengacu pada nilai parameter antena yang tercantum pada dokumen spesifikasi dan pengukuran langsung di laboratorium.
Dari hasil simulasi diperoleh nilai Gain dan pengarahan yaitu 2.115 dB dB dan 2.122 dB dengan menggunakan simulator CST dengan lama waktu simulasi 12 menit 56 detik. Sedangkan perangkat lunak HFSS 2.509999 dB dan 2.431961 dB dengan lama waktu simulasi 5 menit 14 detik.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan,
halangan, dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat
beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad
S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Drs.H.Busra SH.MH dan ibunda Eldawati, S.Pd, serta kakanda Yulia
Fadilah, drg, Sukma Faizah, SKM dan Ika Andryas,drg yang senantiasa
mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“ANALISA ANTENA DIPOLE- /2 PADA MODUL PRAKTIKUM B4520
MENGGUNAKAN SIMULATOR ANSOFT HFSS VERSI 10.0 DAN
CST MICROWAVE STUDIO 2010“
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih kepada:
1. Bapak Ir.Arman Sani, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir saya,
Akhir ini dan telah menjadi sosok inspirasi dalam kehidupan
perkuliahan penulis selama ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis
dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.
4. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro : Habibi, Dina, Aulia, Syukur,
Harmoko, Rhivki, Pindo, Rama, Rizal, Razi, Aji, Siska, Dian, Ihsan,
Uki, Parlin, Ikbal, Muklis, Ari, Eka Rahmat, Edi, Eka, Rasyid, dan
segenap angkatan ’08 yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu,
semoga silaturahmi kita terus terjaga.
5. Keluarga Besar Laboratorium Sistem Komunikasi Radio DTE USU.
6. Senior dan junior : Bg Roy, Bg Arif, Bg Komeni, Bg Ryan, Bg Fajar,
Bg Hirzi, Kak Fitri, Haditia, Teguh, Arif, serta semua senior dan junior
yang telah membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
7. Keluarga Besar MME-GS yang telah memberikan banyak sekali
pembelajaran.
8. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Mei 2013
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
I. PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 1
1.3 Tujuan Penulisan... 2
1.4 Batasan Masalah... 2
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan... 3
II. TEORI DASAR ... 6
2.1 Umum... 6
2.2 Gelombang Elektromagnetik... 7
2.3 Pengertian Antena ... 8
2.4 Parameter Karakteristik Antena ... 8
2.4.1 Direktivitas Antena ... 9
2.4.2 GainAntena ... 9
2.4.3 Pola Radiasi Antena ... 11
2.4.4 Polarisasi Antena... 11
2.4.6 BandwidthAntena... 15
2.4.7 Impedansi Antena... 16
2.4.8 Voltage Standing Wave Ratio(VSWR) ... 17
2.5 Antena Isotropis ... 19
2.6 AntenaDirectional... 20
2.6.1 AntenaUnidirectional... 20
2.6.2 AntenaOmnidirectional... 21
2.7 Antena Dipole - /2... 22
2.8 Komponen pada Antena Dipole- /2 ... 23
2.8.1 Panjang Antena Dipole- /2 ... 24
2.8.2 Bahan Antena Dipole- /2... 24
2.9 Parameter Antena Dipole - /2... 25
2.10 Pola Radiasi Antena Dipole ... 28
2.11 Aplikasi Metoda Numerik pada Antena... 31
III. SIMULATOR DAN SUMBER DATA... 37
3.1 Umum... 37
3.2 HFSS ... 38
3.2.1 Instalasi Ansoft HFSS ... 38
3.2.2 Cara Kerja Ansoft HFSS ... 40
3.2.3 Perancangan Dasar Model pada Ansoft HFSS... 41
3.2.4 Aplikasi Ansoft HFSS ... 46
3.3 CST Microwave Studio... 47
3.3.1 Instalasi CST Microwave Studio... 47
3.3.3 Perancangan Dasar Model pada CST Microwave
Studio... 50
3.3.4 Aplikasi CST Microwave Studio ... 55
3.4 Antena Dipole Modul B4520Antenna Trainer... 55
3.4.1 Modul B4520Antenna Trainer... 56
3.4.2 Antena Dipole- /2 Modul B4520... 58
IV. DATA DAN ANALISA... 63
4.1 Prosedur Analisa ... 63
4.2 Blok Diagram Pengukuran... 64
4.3 Hasil Pengukuran ... 67
4.4 Spesifikasi Komputer Simulasi danSetting Simulator Antena... 69
4.5 Simulator Ansoft HFSS v.10 ... 70
4.6 Simulator CST Microwave Studio 2010 ... 75
4.7 Analisa Antena Dipole- /2 menggunakan Ansoft HFSS v.10 dan CST Microwave Studio 2010 ... 80
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 83
5.1 Kesimpulan ... 83
5.2 Saran... 83
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 8
Gambar 2.2 Pola Radiasi AntenaDirectional... 11
Gambar 2.3 Polarisasi Linier ... 12
Gambar 2.4 Polarisasi Eliptis... 13
Gambar 2.5 Polarisasi Circular ... 14
Gambar 2.6 BeamwidthAntena ... 15
Gambar 2.7 BandwidthAntena... 16
Gambar 2.8 Voltage Standing Wave Ratio... 19
Gambar 2.9 Antena Isotropis ... 20
Gambar 2.10 Contoh AntenaUnidirectional... 21
Gambar 2.11 Contoh AntenaOmnidirectional... 22
Gambar 2.12 Struktur Antena Dipole /2... 23
Gambar 2.13 Beamwidth -3dB ... 26
Gambar 2.14 Sketsa Medan Radiasi pada Antena Dipole ... 29
Gambar 2.15 Koordinat-koordinat Bola ... 30
Gambar 2.16 Pola Radiasi Antena dalam Dua Dimensi ... 31
Gambar 2.17 Diskretisasi Elemen menggunakan Metode Elemen Hingga ... 34
Gambar 2.18 Diskretisasi Elemen pada CST Microwave Studio ... 35
Gambar 3.1 Tampilan Awal Ansoft HFSS ... 39
Gambar 3.2 Diagram Alir yang Menunjukkan Cara Pencarian Solusi Simulator Ansoft HFSS ... 41
Gambar 3.4 Bentuk yang Muncul Setelah Menekan Bidang Balok pada
Ansoft HFSS ... 43
Gambar 3.5 Property Window yang keluar setelah Model dibuat ... 43
Gambar 3.6 Property Window dengan tabattribute... 44
Gambar 3.7 Project Manager WindowPada Ansoft HFSS ... 45
Gambar 3.8 Salah satu aplikasi dari Ansoft HFSS yaitu AntenaHorn... 46
Gambar 3.9 Tampilan Awal CST Studio Suite 2010... 48
Gambar 3.10 Diagram Alir yang menunjukkan Cara Pencarian Solusi Simulator CST Microwave Studio ... 49
Gambar 3.11 Bentuk Dasar Model... 50
Gambar 3.12 Bentuk yang muncul setelah menekan bidang pada CST Microwave Studio... 51
Gambar 3.13 Window Unit... 52
Gambar 3.14 Geometri Model CST Microwave Studio ... 53
Gambar 3.15 Window Pengaturan Balok ... 53
Gambar 3.16 Model Balok pada CST Microwave Studio ... 54
Gambar 3.17 Navigation Tree CST Microwave Studio... 55
Gambar 3.18 Model Antena Horn... 55
Gambar 3.19 Model B4520Antenna Trainer... 56
Gambar 3.20 Dimensi Antena Dipole- /2 ... 58
Gambar 3.21 SWR Antena Dipole- /2 ... 59
Gambar 3.22 Return Loss ... 60
Gambar 4.1 Diagram Alir Analisa Antena Dipole- /2 ... 63
Gambar 4.3 Skema Modul B4520 ... 64
Gambar 4.4 Pola radiasi Pengukuran Antena Dipole- /2... 67
Gambar 4.5 Diagram Simulasi Antena Dipole /2 menggunakan Ansoft HFSS ... 69
Gambar 4.6 Pola radiasi Antena Dipole- /2 dari simulasi HFSS... 70
Gambar 4.7 Waktu Simulasi HFSS ... 74
Gambar 4.8 Diagram Simulasi Antena Dipole /2 menggunakan CST ... 75
Gambar 4.9 Pola radiasi Antena Dipole- /2 dari simulasi CST MWS ... 76
Gambar 4.10 Gain Antena Dipole- /2 pada CST MWS ... 77
Gambar 4.11 Data Direktivitas CST MWS ... 77
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Bahan Antena ... 25
Tabel 3.1 Spesifikasi Antena Dipole /2 B4520 ... 60
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Radiasi Antena ... 66
Tabel 4.2 Gain Antena pada Ansoft HFSS... 73
Tabel 4.3 Data Direktivitas HFSS ... 73
Tabel 4.4 Tabel Teoritis dan Pengukuran dan Simulasi ... 80
