TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP PATCH
SEGIEMPAT DENGAN TIPE POLARISASI MELINGKAR
MENGGUNAKAN METODE TRUNCATED CORNER
Diajukan sebagaisalah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Konsenterasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
INDAH JULITA SARAGIH
130422037
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Antena mikrostrip merupakan antena yang banyak diaplikasikan pada
sistem komunikasi. Antena mikrostrip dapat digunakan untuk kepentingan
navigasi. Salah satu aplikasi dari antena ini adalah GPS (Global Positioning
System). GPS merupakan sistem penentu posisi dan navigasi secara global
menggunakan satelit. Data yang dikirim dari satelit GPS berupa sinyal radio
frekuensi 1575 MHz. GPS membutuhkan polarisasi melingkar agar dapat
menerima gelombang untuk melakukan radiasi lebih cepat dan akurat. Maka
dilakukanlah metode truncated corner untuk menghasilkan polarisasi melingkar
tersebut.
Tujuan penelitian ini melakukan perancangan antena untuk aplikasi GPS
dengan polarisasi melingkar menggunakan metode truncated corner agar
menghasilkan VSWR, return loss, axial ratio dan gain yang lebih baik.
Antena ini memiliki panjang substrat (Wg) 82 mm, lebar substrat (Lg) 70
mm, panjang patch (W) 45 mm, lebar patch (L) 46 mm dan lebar saluran pencatu
50 Ω (w) 3 mm. Hasil pengukuran memperlihatkan pada frekuensi 1575 MHz,
antena memiliki nilai VSWR 1,30, nilai return loss – 17,59 dB, nilai axial ratio
2,9 dB sedangkan hasil simulasi pada frekuensi 1575 MHz menghasilkan nilai
VSWR sebesar 1,45, nilai return loss -14,64 dB, nilai axial ratio sebesar 1,44 dB
dan nilai gain sebesar 5,775 dB.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kahadirat Tuhan Yang Maha Esa yang
telah memberikan kasih karunia-Nya dan rahmat-Nya kepada penulis sehingga
dapat melalui segala proses penyelesaian Skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk
memperoleh gelar sarjana Teknik pada jenjang pendidikan sarjana (S1) menurut
kurikulum Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT DENGAN TIPE POLARISASI MELINGKAR MENGGUNAKAN METODE TRUNCATED CORNER.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, terdapat banyak kesalahan dan
hambatan yang penulis temukan, namun karena berkat dukungan, doa dan
dorongan semangat dari semua pihak maka Skripsi ini dapat diselesaikan dengan
baik. Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terimakasih kepada:
1. Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir, yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dan
motivasi kepada penulis.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Jurusan Departemen
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
4. Ibu Naemah Mubarakah, ST, MT selaku dosen pembanding Tugas Akhir,
atas saran dan semangatnya.
5. Kedua orang tua tercinta (Ayahanda S. Saragih dan Ibunda M. Sipayung)
yang senantiasa memberi doa, semangat, dorongan moral serta materi
6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
7. Kedua adik penulis (Yuni Marcella Saragih dan Unedo Famboan Saragih)
yang selalu memberikan semangat kepada penulis.
8. Rekan satu tim skripsi Rafael Sidabutar, ST, terima kasih buat kerjasama
dan dukungannya.
9. Seluruh teman-teman tercinta, OMK ST. Paulus, yang telah memberikan
semangat kepada penulis.
10. Arnius Daelyyang senantiasa membantu, selalu sabar dan memberikan
semangat kepada penulis.
11. Seluruh sahabat-sahabat penulis ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi
stambuk 2013 terutama Rizky Dian Eka Putri, Elisabeth Sianturi, Denny
Noprianta Barus, Nofrizal, Bg Shafwan, Saverina Simangunsong dan Putri
Anggraini, terimakasih atas dukungannya.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari penulis dalam
pengolahan maupun penyajian Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun guna penyempurnaan
Tugas Akhir ini. Kiranya Tuhan selalu memberkati kita semua. Akhir kata, penulis
berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi yang
memerlukannya.
Medan, September 2016
Penulis ,
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI... iv
1.5 Sistematika Penulisan... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Antena Mikrostrip ... 5
2.2 Keuntungan dan Kerugian Antena Mikrostrip ... 7
2.3 Parameter Antena... 8
2.4 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip ... 14
2.5 Teknik Truncated Corner ... 15
2.6 Dimensi Antena Mikrostrip ... 16
2.7 Saluran Mikrostrip (Microstrip Feed Line)... 18
2.7.1 Perhitungan Lebar Saluran Mikrostrip (Microstrip Line) ... 18
2.7.3 Karakteristik Saluran Mikrostrip (Microstrip Line) untuk
W/h>1 ... 19
2.8 Sistem GPS (Global Positioning System) ... 19
2.9 Software AWR Microwave 2004 ... 21
BAB III METODE PENELITIAN ... 22
3.1 Umum ... 22
3.2 Perhitungan Ukuran Patch Antena ... 23
3.3 Perancangan Lebar Saluran Pencatu... 24
3.4 Diagram Alir Penelitian... 27
3.5 Variabel yang Diamati ... 28
3.5 Bahan dan Alat ... 28
3.5.1 Bahan ... 28
3.5.2 Alat ... 28
3.6 Perancangan Antena Pada Simulator ... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
4.1 Umum ... 29
4.2 Hasil Simulasi... 29
4.2.1 Hasil simulasi tanpa truncated corner ... 29
4.2.2 Hasil simulasi pemotongan patch Tipe A ... 31
4.2.3 Hasil simulasi pemotongan patchTipe B ... 33
4.3 Analisis Hasil Simulasi ... 35
4.4 Hasil Pengukuran ... 37
4.4.1 Hasil Pengukuran VSWR ... 38
4.4.2 Hasil Pengukuran Return Loss ... 39
4.4.3 Hasil Pengukuran Polarisasi ... 41
4.5 Analisa Hasil Pencapaian ... 44
4.5.1 Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran ... 44
4.6 Analisa Kesalahan Umum ... 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 50
5.1 Kesimpulan ... 50
5.2 Saran ... 50
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Dasar Antena Mikrostrip ... 5
Gambar 2.2 Beberapa Bentuk Patch Antena Mikrostrip ... 6
Gambar 2.3 Bentuk Geometri Dari Patch Mikrostrip Segiempat ... 7
Gambar 2.4 Polarisasi Linier ... 10
Gambar 2.5 Polarisasi Melingkar ... 11
Gambar 2.6 Polarisasi Elips... 11
Gambar 2.7 Arah Propagasi Polarisasi Elips ... 14
Gambar 2.8 Antena Mikrostrip Dengan Pencatu Rangkap ... 15
Gambar 2.9 Antena Mikrostrip Dengan Pencatu Tunggal ... 15
Gambar 2.10 Bentuk Patch Antena Mikrostrip,Patch Segiempat Dengan Sudut Dipotong... 16
Gambar 2.11 Tampilan Dekstop Simulator AWR Microwave 2004 ... 21
Gambar 3.1 Tampilan TXLine2003 untuk mencari dimensi saluran Pencatu ... 25
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ... 27
Gambar 4.1 Grafik VSWR antena mikrostrip tanpa truncated corner... 30
Gambar 4.2 Grafik return loss antena mikrostrip tanpa truncated corner... 30
Gambar 4.3 Grafik axial ratio antena mikrostrip tanpa truncated corner ... 30
Gambar 4.4 Grafik VSWR hasil simulasi pemotongan patchtipe A ... 31
Gambar 4.5 Grafik return loss hasil simulasi pemotongan patchtipe A ... 32
Gambar 4.6 Grafik axial ratio hasil simulasi pemotongan patchtipe A ... 33
Gambar 4.7 Grafik VSWR hasil simulasi pemotongan patchtipe B ... 33
Gambar 4.8 Grafik return loss hasil simulasi pemotongan patchtipe B... 34
Gambar 4.9 Grafik axial ratio hasil simulasi pemotongan patchtipe B ... 35
Gambar 4.10 Hasil simulasi gain antena mikrostrip patch segiempat ... 36
Gambar 4.11 Antena patch segiempat yang siap untuk difabrikasi... ... 37
Gambar 4.12 Hasil antena mikrostrip segiempat setelah fabrikasi ... 37
Gambar 4.14 Grafik return loss hasil pengukuran pada network analyzer ... 40
Gambar 4.15 Pengukuran antena untuk co- polarization... 41
Gambar 4.16 Pengukuran antena untuk cross- polarization... ... 42
Gambar 4.17 Grafik pola radiasi medan co-polarization dan
cross-polarization ... 44
Gambar 4.18 Grafik perbandingan pengukuran dan simulasi VSWR ... 46
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Substrat yang Digunakan ... 22
Tabel 4.1 Hasil Data Iterasi Simulasi ... 36
Tabel 4.2 Perbandingan Hasil Data Pengukuran dan Simulasi ... 39
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Return Loss... 40
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran polarisasi antena dengan co-polarization dan cross-polarization ... 42
