PERANCANGAN DAN REALISASI ANTENA MIKROSTRIP TRIPLE BAND (1.79GHZ, 3.58GHZ,5.2GHZ) MODIFIKASI FRAKTAL SLOT DENGAN CATUAN
COPLANAR WAVEGUIDE
Ade Indra Purba¹, Budi Prasetya², Yuyun Siti Rohmah³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
Teknologi telekomunikasi semakin berkembang, antena adalah salah satu bagian kecil dari perkembangan teknologi tersebut. Antena berfungsi sebagai peradiasi dari gelombang
terbimbing ke ruang propagasi, maupun sebaliknya. Pada dasarnya antena memiliki banyak jenis, dari bentuk yang sederhana hingga bentuk yang sangat komplek, yang setiap jenisnya memiliki karakteristik masingmasing. Kegunaan antena telah banyak diterapkan untuk kepentingan telekomunikasi, antara lain untuk komunikasi wireless pada frekuensi tertentu.
Tugas akhir yang berjudul “Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Triple Band (1.79 GHz, 3.58GHz, dan 5.2GHz) Modifikasi Fraktal Slot Dengan Catuan Coplanar Waveguide” ini
membahas perancangan antena fraktal dengan bentuk rectangular curve. Dan disini yang dilakukan adalah analisa perubahan dimensi terhadap parameter antenna yang akan diukur.
Antena yang dirancang merupakan antena fraktal yang dicetak pada sebuah plat tembaga diatas substrat epoxy FR4. Perancangan awal antena menggunakan bantuan software simulator Ansof Hfss’11.
Antena yang telah direalisasikan pada tugas akhir ini adalah antena jenis fraktal. Bentuk fraktal adalah bentuk geometri yang dapat difragmentasi atau dibagi-bagi menjadi bagian yang lebih kecil, yang mana bila hasil dari proses pembagian tersebut diperbesar, akan memiliki bentuk yang mirip dengan bentuk aslinya. Antena fraktal yang dibuat memiliki VSWR 2 dengan frekuensi kerja dari 1.71 GHz-1.88 GHz , 3.30GHz-3.80GHz dan 5.15GHz-5.35GHz, antena tersebut memiliki gain > 3dBi, polarisasi antena yang direalisasikan adalah elips.
Kata Kunci : Fraktal, coplanar waveguide, VSWR, multiband
Abstract
Growing telecommunications technology, the antenna is one small part of the development of these technologies. The antenna used to radiate a guided wave to space propagation. Basically the antenna has many types, from simple to very complex forms, which each species has a
characteristic of each. Usefulness of the antenna has been widely applied for the benefit of telecommunications, including wireless communications on certain frequencies.
Final project entitled "Design and Realization of Microstrip Antenna Multiband With Modified Fractal slot by Coplanar Waveguide" discusses the design of fractal antenna to form rectangular curve. Designed antenna is a fractal antenna printed on a plate of copper on FR4 epoxy substrate.
Initial design of the antenna using a software simulator Ansof Hfss'11 assistance.
Antenna has been realized in this final project is the kind of fractal antenna. Fractal shapes are geometric shapes that can be fragmented or divided into smaller parts, which if the result of the division process is extended, will have a shape similar to the original form. Fractal antenna is created that has VSWR 2 with working frequency of 1.71 GHz-1.88 GHz, 3.30GHz-3.80GHz and 5.15GHz-5.35GHz, the antenna has a gain > 3dBi, antenna polarization is realized elips.
Keywords : Fractal, coplanar waveguide, VSWR, multiband
Tugas Akhir - 2012
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Antena fraktal adalah satu jenis antena yang memiliki bentuk geometri berulang dimana bentuk tersebut tersusun dari bentuk geometri yang sama, hanya saja dalam ukuran skala yang berbeda – beda, disebut sebagai ‘self-similar’ atau
‘self-symetric’. Selain bentuk geometri, rancangan tersebut dapat juga berupa pola – pola yang selalu berulang, biasanya hal ini disebut ‘initiator’ or ‘generator’.
Struktur matematika yang merupakan suatu bentuk fractal diantaranya adalah Sierpienski gasket, Cantor comb, von Korch snowflake, the Mandelbrot set, the Lorentz attractor, dsb. Istilah Fractal, yang secara bahasa berarti patah (broken) merupakan suatu geometri yang tersusun dari pengulangan-pengulangan dari struktur dasar geometri tersebut dengan berbagai skala. Bentuk geometri fraktal sangat kompleks yang memiliki kemiripan struktur geometri dengan sisi yang lain. Adapun beberapa keuntungan dari bentuk geometri fraktal , yang mendukung multiband frekuensi operasi.
Dari uraian diatas, kita menemukan beberapa keuntungan menggunakan antena yang memiliki geometri fractal, yang memberikan frekuensi kerja beresonansi. Oleh karena itu dalam tugas akhir kali ini akan dibuat salah satu jenis antena mikrostrip dengan judul “Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Triple Band (1.79GHz, 3.58 GHz dan 5.2GHz) Modifikasi Fraktal Slot dengan Catuan Coplanar Waveguide”. Untuk perancangan antenna mikrostrip fraktal ini yang dilakukan adalah dengan perubahan bentuk dimensi yang ada yang telah dikembangkan oleh peneliti sebelumnya.
[1], sehingga didapat karakterisitik perubahan dimensi terhadap parameter antenna fractal. Pada saat ini, teknik pembuatan antena mikrostrip berbentuk fraktal sedang dipelajari dan banyak dikembangkan. Antena mikrostrip sangat populer digunakan dalam komunikasi wireless yang mempunyai dimensi sangat kecil, kuat dan relatif murah.
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Bab I Pendahuluan
Design and Realization of Microstrip Antenna Triple Band (1.79GHz, 3.58GHz, 5.2GHz) With Modified Fractal Slot By Coplanar Waveguide ʹ 1.2 Tujuan Penelitian
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan dapat tercapai beberapa hal yang menjadi tujuan penelitian, antara lain:
1. Perancangan dan realisasi antena mikrostrip modifikasi fraktal yang sesuai dengan spesifikasi dan analisa perubahan dimensi.
2. Melakukan pengujian dan pengukuran parameter dari sebuah antena, kamudian dianalisis data yang diperoleh dari pengujian dan pengukuran.
3. Melakukan pengujian secara langsung ke suatu perangkat yang sesuai dengan spesifikasi dari antena yang akan direalisasikan.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan maslah dalam perancangan dan realisasi antena ini adalah:
1. Bagaimana membuat antena mikrostrip modifikasi fraktal yang sesuai dengan spesifikasi
2. Menentukan jenis substrat apa yang dipilih dalam pembuatan antena mikrostrip
3. Memahami perubahan dimensi fraktal terhadap parameter antenna.
4. Bagaimana cara pengujian dan pengukuran antena sehingga diketahui kualitas dari antena yang direalisasikan.
1.4 Batasan Masalah
Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, yang membatasi permasalahan dalam perancangan dan realisasi antena mikrostrip modifikasi fraktal mencakup beberapa hal, yaitu:
1. Software yang digunakan dalam simulasi adalah Ansoft HFSS 10.0 2. Dalam tugas akhir ini hanya dirancang dan direalisasikan suatu antena
mikrostrip multiband modifikasi fraktal slot dengan catuan CPW.
3. Dalam perancangan antena akan dilakukan dengan simulasi perancangan terlebih dahulu dengan menggunakan software simulator.
4. Antena yang akan direalisasikan bekerja pada frekuensi Multiband.
Tugas Akhir - 2012
Design and Realization of Microstrip Antenna Triple Band (1.79GHz, 3.58GHz, 5.2GHz) With Modified Fractal Slot By Coplanar Waveguide ͵
5. Spesifikasi dari antena mikrostrip modifikasi fraktal adalah sebagai berikut
[6]:
Frekuensi Kerja Multiband
DCS1800 (1.71-1.88) Ghz Wimax (3.30-3.80) Ghz WLAN (5.15-5.35) Ghz
VSWR : 2
Input terminal : 50
Pola radiasi : bidireksional
Polarisasi : Linear
Gain : 3 dBi
1.5 Metode Penelitian
Dalam pengerjaan tugas akhir ini digunakan metode-metode sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Mempelajari teori-teori yang diperlukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini melalui berbagai referensi buku maupun jurnal yang terkait.
2. Perancangan dan Realisasi Alat
Setelah studi literatur dilakukan lalu dilanjutkan dengan proses perancangan dan realisasi teori-teori yang telah ada dan sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
3. Pengujian Alat
Alat yang dirancang dan dibuat kemudian diuji untuk memenuhi tujuan awal dari pembuatan alat.
4. Konsultasi
Konsultasi dilakukan secara berkala dengan dosen pembimbing menyangkut petunjuk-petunjuk dan pertimbangan-pertimbangan praktis mengenai perancangan dan realisasi alat yang akan dibuat.
5. Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Bab I Pendahuluan
Design and Realization of Microstrip Antenna Triple Band (1.79GHz, 3.58GHz, 5.2GHz) With Modified Fractal Slot By Coplanar Waveguide Ͷ 1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi uraian singkat mengenai latar belakang permasalahan, perumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini merupakan uraian konsep dan teori dasar secara umum yang mendukung dalam pemecahan masalah, baik yang berhubungan dengas sistem maupun perangkat.
BAB III PEMODELAN dan REALISASI
Pada bab ini dibahas mengenai flow chart/diagram alir proses desain dan realisasi antena tersebut.
BAB IV PENGUKURAN dan ANALISIS
Bab ini menyampaikan analisis data yang didapat dari hasil pengujian dan perancangan antena yang dikerjakan
BAB V KESIMPULAN dan SARAN
Bab ini menjelaskan kesimpulan dari penelitian/percobaan yang dilakukan serta berisi saran yang nantinya akan berguna dalam penelitian tahap selanjutnya.
Tugas Akhir - 2012
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perancangan, realisasi, dan pengukuran pada antenna fraktal modified slot, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Perancangan antena tripel band dengan modifikasi fraktal slot yang direalisasikan dapat bekerja dari frekuensi 1.79 GHz , 3.74GHz dan 5.2GHz
2. Untuk masing-masing frekuensi memiliki polaradiasi yang hampir sama, yaitu polaradiasi bidireksional pada arah azimuth dan polaradiasi bidireksional pada arah elevasi
3. Dari hasil pengukuran, maka dapat disimpulkan bahwa antenna fractal yang dirancang dapat dikatakan antenna wideband.
4. Gain yang didapat dari hasil pengukuran pada frekuensi 1.79GHz, 3.58GHz, dan 5,2GHz adalah 3.077 dBi, 4.127 dBi, dan 4.858 dBi 5. Bentuk polarisasi antenna yang didapat dari hasil pegukuran, pada
frekuensi 1.79GHz eliptik dengan rasio medan elektrik dan untuk frekuensi 3.58 GHz mempunyai jenis polarisasi eliptik dengan rasio kuat medan listrik 5.0710, sedangakn di frekuensi 5.2GHz rasio kuat medan listrik 2.75.
6. Impedansi antenna hasil simulasi dan pengukuran yang didapat mendekati impedansi terminal yang diharapkan yaitu 50.
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Design and Realization of Microstrip Antenna Triple Band (1.79GHz, 3.58GHz, 5.2GHz) With Modified Fractal Slot By Coplanar Waveguide ͷ
5.2 SARAN
1. Untuk memperbesar nilai gain antena dapat dilakukan teknik array atau memasang reflector pada antenna fraktal.
2. Untuk mendapatkan nilai VSWR mendekati satu pada setiap frekuensi kerja sebaiknya menggunakan substrat yang memiliki nilai r yang stabil pada range frekuensi yang dikehendaki.
3. Sebaiknya pilih substrat dengan nilai r yang cukup besar sehingga antena yang dirancang memiliki dimensi yang lebih kecil dengan tujuan effisiensi dimensi antena.
4. Pengukuran dilakukan di suatu ruangan yang benar-benar memenuhi syarat pengukuran seperti anechoic chamber.
5. Pastikan untuk nilai permitivitas bahan pabrikasi sama dengan permitivitas yang ada di simulator.
Tugas Akhir - 2012
Daftar Pustaka
1. Addison, Paul S, “ Fractal and Chaos,” an Ilustrated Course, 2
ndedition. Napier University, Edinburgh. 1997
2. Adhi Yoga, Iqbal, Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Bentuk Fraktal Seirpinski Gasket Pada Beberapa Range Frekuensi Dengan Menggunakan Substrat Rogers 4003, Bandung:2011
3. Constantine, A.Balanis. “ Antenna Theory Analysis And Design “ 3
rdedition.
Arizona State University.2005
4. Mahatthanajatuphat, C. and P. Akkaraekthalin, “An NP generator model for Minkowski fractal antenna," Proceeding of the 3rd ECTI-CON, Vol. 2, 749{752, 2006.
5. Mahatthanjatuphat, C.,P. Akkaraekthalin, dan M. Kraisiksh, “A bidirectional multiband fractal slot antenna fed by CPW,” Proceeding of ISAP P2008, 2008
6. Mahatthanajatuphat,C. and P. Akkaraekthalin, “A Bidirectional Multiband Antenna with Modified Fractal Slot Fed By CPW”. 2009
7. Reddy, C. Vishnu Verdhana. “Design of Linearly Polarized rectangular Microstrip patch Antenna Using IE3D/PSO,”National Institute of Technology. 2009.Rourkela.
8. Zhang, L., Y. C. Jiao, G. Zhao, Y. Song, X. M. Wang, and F. S. Zhang, “A novel CPW-FED monopole antenna for multiband operation," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 22, No. 5, 2008.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
