TUGAS AKHIR
PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP ARRAY PATCH
SEGITIGA
DUAL- BAND
( 2,4 GHz dan 3,3 GHz)
DENGAN STUB PADA SALURAN PENCATU
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
Pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
EDEN HERDANI
100402016
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
ii
ABSTRAK
Antena mikrostrip merupakan salah satu perangkat komunikasi yang sangat
penting disamping memiliki bentuk dan ukuran yang kecil dengan kemampuan
meradiasi dan menerima sinyal dengan baik. Seiring perkembangan telekomunikasi,
WLAN dan WiMAX merupakan teknologi wireless yang sering digunakan saat ini.
Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah antena mikrostrip array patch segitiga
dengan penambahan stub pada saluran pencatunya yang diharapkan mampu bekerja
secara optimal pada frekuensi 2,4 GHz untuk aplikasi WLAN dan frekuensi 3,3 GHz
untuk aplikasi WiMAX.
Berdasarkan analisa pengukuran, diperoleh nilai VSWR sebesar 1,43 untuk
frekuensi 2,4 GHz dengan bandwidth antena yang diperoleh sudah memenuhi
spesifikasi teknis yaitu sebesar 135 MHz dan 1,48 untuk frekuensi 3,3 GHz dengan
bandwidth sebesar 81 MHz. Gain diperoleh sebesar 5,6 dB untuk WLAN dan 5,1 dB
untuk WiMAX. Dengan pola radiasi unidirectional.
Kata kunci : antena mikrostrip, dual band, stub
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang
Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya yang senantiasa memberikan kekuatan,
pengetahuan, dan kesempatan kepada penulis untuk mampu menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan
pendidikan Strata 1 Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir
ini adalah :
“PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP ARRAY PATCH SEGITIGA
DUAL- BAND ( 2,4 GHz dan 3,3 GHz ) DENGAN STUB
PADA SALURAN PENCATU”.
Selanjutnya Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk Ayahanda dan
Ibunda tercinta yang selalu memberikan kasih sayangnya kepada anak-anaknya.
Semoga Allah SWT senantiasa melindungi dan memberikan kemudahan dalam
segala urusan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini,
antara lain :
1. Bapak DR. Ali Hanafiah Rambe, ST.,MT, selaku Dosen Pembimbing
penulis yang dengan ikhlas dan sabar membimbing penulis, banyak
meluangkan waktu, tenaga dan fikiran dalam penyusunan Laporan
Tugas Akhir ini.
iv 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 Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Soeharwinto, ST.MT, selaku dosen pembimbing akademik
penulis.
5. Bapak Ir. Arman Sani, MT dan Ibu Naemah Mubarakah, ST., MT
selaku dosen pembanding pada Tugas Akhir ini.
6. Seluruh staf dan pengajar Universitas Sumatera Utara, khususnya staf
dan pengajar di Program studi Teknik Elektro.
7. Teristimewa kepada kedua orang tua tercinta ( Maskun Bin Kosasih
dan Iyet Suryati Binti Usman ) yang selalu mendo’akan dan memberi
motivasi dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
8. Saudara kandung (Kang Aming, Kang Awam, Teh Uyu, ) dan
adik-adik yang selalu mendukung dan mendo’akan penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Buya H. Thosin Burhani, S.H dan Ibu Hj. T. Mardatillah beserta
seluruh keluarga besar.
10.Teman-teman stambuk 2010 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
11.Abang-abang dan kakak-kakak alumni, MME-GS, Teman-teman
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU.
12.Pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang selalu
membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
v Akhir kata, Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam
penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, kritik dan saran penulis
harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir
ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, September 2014
Penulis,
(Eden Herdani)
NIM : 100402016
vi
1.1Latar Belakang Masalah ...1
1.2Rumusan Masalah ...2
1.3Tujuan Penulisan Tugas Akhir ...3
1.4Batasan Masalah ...3
1.5Metodologi Penelitian ...3
1.6Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ...6
2.1Antena ...6
2.2Antena Mikrostrip ...6
2.3Parameter Antena ... 9
2.3.1 Volt Standing Wave Ratio (VSWR) ...... 9
2.3.2 Bandwidth ...10
2.3.3 Gain ...11
2.3.4 Polaradiasi ...13
2.3.5 Return Loss ...14
2.3.6 Directivity ...14
vii
2.3.7 Impedansi Masukan... 15
2.4Teknik Pencatuan ...15
2.5Antena mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi. ...16
2.5.1 Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga ...17
2.5.2 Menentukan Lebar Saluran Pencatu ...18
2.6Power Divider ...19
2.7T-Junction ...19
2.8Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub ...20
2.9 WLAN ...22
2.10 WiMAX ...23
2.11 Dual Band...26
2.12Alokasi Frekuensi 2,4 GHz... 26
2.13Alokasi Frekuensi 3,3 GHz... 27
2.14 Perangkat Lunak AWR Microwave2004 ...27
BAB III PERANCANGAN ANTENA ...29
3.1 Umum ...29
3.2 Diagram Alir Perancangan Antena ...30
3.3 Perangkat yang digunakan ...30
3.4 Perancangan Elemen Antena ...31
3.5 Jenis Subtrat yang digunakan ...32
3.6 Perancangan Lebar Saluran Pencatu ...33
3.7 Pengaturan Jarak antar Elemen ...34
3.8 Perancangan T-Junction ...35
3.9 Perancangan Stub...35
viii
3.10Hasil Perancangan Antena ...38
BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI ... 39
4.1 Umum...39
4.2 Hasil simulasi Elemen 2.4 GHz ...39
4.3 Hasil Simulasi Elemen 3.3 GHz ...42
4.4 Hasil simulasi Dual-Band ...45
4.5 Analisa Hasil Simulasi ...47
4.5.1 VSWR... 47
4.5.2 Bandwidth ... 49
4.5.3 Gain dan Pola Radiasi ... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...54
5.1 Kesimpulan ...54
5.2 Saran ...55
DAFTAR PUSTAKA ...56
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur antena mikrostrip...7
Gambar 2.2 Bentuk grafis pola radiasi antena ...13
Gambar 2.3 Antena mikrostrip patch segitiga sama sisi ...16
Gambar 2.4 Struktur antena mikrostrip patch segitiga ...18
Gambar 2.5 N-way Wilkinson Combiner...19
Gambar 2.6 T-Junction Untuk Antena Mikrostrip ...20
Gambar 2.7 Rangkaian matching dengan metode single Stub. ...20
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antena mikrostrip dual-band ...30
Gambar 3.2 Tampilan TXLine 2003 untuk mencari lebar saluran pencatu ...33
Gambar 3.3 Tampilan 2003 untuk mencari dimensi T-Junction. ...35
Gambar 3.4 Ukuran patch, lebar pencatu, dan panjang stub antena mikrostrip array segitiga dual band. ...38
Gambar 4.1 Nilai VSWR Perancangan Awal Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz sebelum penambahan stub. ...39
Gambar 4.2 Elemen Tunggal WLAN (a) sebelum penambahan stub (b) Setelah Penambahan Stub...40
Gambar 4.3 Nilai Bandwidth Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz setelah penambahan stub...41
Gambar 4.4 Gain dan Pola Radiasi Elemen Tunggal Frekuensi 2,45 GHz setelah penambahan stub......41
Gambar 4.5 Nilai VSWR Rancangan Awal Elemen Tunggal untuk Frekuensi 3,35 GHz sebelum penambahan stub. ... ...42
Gambar 4.6 Elemen Tunggal WiMAX ...42
Gambar 4.7 Nilai VSWR Optimal untuk WiMAX ...44
x
Gambar 4.8 Gain dan Pola Radiasi Elemen Tunggal WiMAX ...44
Gambar 4.9 Model Antena Array Patch Segitiga Dual Band dengan Penambahan Stub. ... 45
Gambar 4.10 Nilai VSWR Awal Antena Dual Band Patch Segitiga Array. ...45
Gambar 4.11 Nilai VSWR optimal untuk dual-band ...47
Gambar 4.12 Nilai pada Smitchcart ...48
Gambar 4.13 Nilai VSWR dual band... 50
Gambar 4.14 Pola Radiasi dan gain WLAN ...51
Gambar 4.15 Pola Radiasi dan gain WiMAX ...51
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Substrat yang Digunakan ...34
Tabel 4.2 Data Hasil Iterasi Mengubah panjang Stub Frekuensi 2,45 GHz ...41
Tabel 4.2 Data Hasil Iterasi Mengubah panjang Stub Frekuensi 3,35 GHz ...44
Tabel 4.3 Hasil Iterasi Perubahan Panjang Stub Pada Setiap Pencatu ...47
Tabel 4.4 Hasil Analisa Perbandingan Antara Antena Mikrostrip Tunggal dengan Dual Band ...53
