MERANCANG DAN MENGIMPLEMENTASIKAN ANTENA MIKROSTRIP PADA RENTANG FREKUENSI 4 5 GHZ UNTUK MENDAPATKAN BEAMWIDTH ANTENA MAKSIMUM 10 0 ABSTRAK

(1)

1

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan

MERANCANG DAN MENGIMPLEMENTASIKAN ANTENA MIKROSTRIP

PADA RENTANG FREKUENSI 4 – 5 GHZ UNTUK MENDAPATKAN

BEAMWIDTH ANTENA MAKSIMUM 10

0

Ramdani

1)

, Moch Yunus

2)

, Evyta Wismiana

3)

ABSTRAK

Antena mikrostrip adalah antena yang dibuat menggunakan bahan substrat FR-4 dimana elemen peradiasi (patch) menempel di atas elemen pentanahan (ground plane) yang diantaranya terdapat elemen substrat (substrate) berupa bahan dielektrik. Pada penelitian antena mikrostrip dirancang dalam bentuk susunan 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 susun patch persegi pada rentang frekuensi 4 – 5 GHz untuk mendapatkan beanwidth maksimum 100_{. Perancangan antena menggunakan bahan material}

substrat FR-4 dengan ketebalan material substrat sebesar 1,6 mm. Hasil simulasi pengukuran antena mikrostrip diperoleh frekuensi tengahnya adalah 4,7108 GHz, dengan rentang frekuensi 4,588 – 4,7833 GHz, bandwidth sebesar 197,8 MHz, return loss sebesar -25,945 dB, nilai VSWR sebesar 1,105, nilai gain yang didapat sebesar 13,86 dB, dan nilai beamwidth sebesar 4,40_.

Kata Kunci : Antena Mikrostrip, Antena Susun, Beamwidth

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Antena mikrostrip adalah antena yang dibuat menggunakan bahan substrat FR-4 dimana elemen peradiasi (patch) menempel di atas elemen pentanahan (ground plane) yang diantaranya terdapat elemen substrat (substrate) berupa bahan dielektrik. [1]. antena mikrostrip merupakan antena yang memiliki dimensi relatif kecil dan difabrikasi dengan mudah menggunakan material FR-4 sebagai substat. Antena mikrostrip disesuaikan dengan kebutuhan peralatan telekomunikasi.

Antena berfungsi untuk mengirimkan gelombang TEM (Traves Elektromagnetik) elektromagnetik dan menerima gelombang elektromagnetik baik pada frekuensi yang sama atau di sebuah rentang frekuensi. Antena mikrostrip terus berkembang dan berbagai jenis tipe antena telah diproduksi untuk memenuhi tuntutan teknologi telekomunikasi tanpa kabel (wireless) yang semakin maju. Salah satu jenis antena tersebut adalah antena mikrostrip.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dan Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan suatu rancangan

antena mikrostrip susun patch persegi 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 paralel untuk mendapatkan

beamwidth maksimum 100_{dengan software}

CST yang tersedia di Laboratorium Teknik Elektro Unpak.

2. TEORI DASAR

2.1 Antena

Antena adalah suatu piranti transisi antara saluran transmisi dengan ruang hampa dan sebaliknya. Antena terbuat dari bahan logam yang berbentuk batang atau kawat dan berfungsi untuk memancarkan atau menerima gelombang radio, atau sebaliknya. Selain itu, antena juga merupakan piranti

pengarah karena digunakan untuk

mengarahkan energi pancaran pada suatu arah dan menekan pada arah yang lain. Ilustrasi dari konsep dasar antena untuk pemaparan di atas ditunjukkan pada gambar 2.1 [16] :

(2)

2

2.2 Antena Mikrostrip

Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel di atas ground plane

yag diantaranya terdapat bahan dielektrik seperti yang terlihat pada Gambar 2.3. antena mikrostrip merupakan antena yang memiliki masa ringan, mudah difabrikasi, dengan sifatnya yang kecil sehingga dapat ditempatkan pada hampir semua jenis permukaan. Pada gambar 2.3 menjelaskan struktur antena mikrostrip [3] :

Gambar 2.3 Struktur Antena Mikrostrip

2.3 Elemen Peradiasi Antena

Peradiasi atau patch radiator merupakan komponen utama dari suatu antena mikrostrip, dimana pola propagasi

gelombang elektromagnetik akan

dipancarkan pada ruang bebas atau udara. Ada beberapa model patch antena yang dapat digunakan pada ruang bebas. yaitu mikrostrip patch antena, mikrostrip dipole,

printed slot antena, dan mikrostrip traveling-wave antena [6].

2.4 Teknik Pencatuan Saluran

Transmisi Mikrostrip

Teknik pencatuan digunakan untuk menghasilkan radiasi baik secara kontak langsung maupun tidak langsung. Terdapat dua jenis metode pencatuan, yaitu:

contracting (direct feeding) dan non-contacting (Electro Magnetically Coupled) atau biasa disebut Proximity coupled feeding. Pada gambar 2.4 menjelaskan secara lebih jelas teknik pencatuan dengan

proximity coupled feeding seperti di bawah ini : [12]

Gambar 2.4 Proximity Coupled Feeding

2.5 Parameter Antena

Antena dapat bekerja dengan normal pada daerah medan jauh antena tersebut, hal ini terjadi karena pada daerah ini hanya terdapat energi radiasi dari antena tanpa dipengaruhi medan reaktif dari antena yang nilainya relatif terhadap jarak seperti pada gambar 2.5: [17]

Gambar 2.5 Daerah Radiasi Antena Pada daerah farfield ada beberapa parameter yang menunjukkan kinerja antena seperti frekuensi kerja, bandwidth, impedansi masukan, return loss, pola radiasi,

beamwidth, gain, dan directivity.

Karakteristik dari pola radisi ditentukan oleh bentuk permukaan dari antena dan juga oleh distribusi arus pada permukaan tersebut seperti pada gambar 2.6 di bawah ini [16] :

Gambar 2.6 Representasi Pola Radiasi Pada beamwidth, atau yang lebih sering digunakan, yaitu half power beamwidth

(HPBW) yaitu sudut dimana amplitudo dari major lobe berkurang separuhnya.

Gain merupakan nilai perbandingan dari daya yang diradiasikan oleh antena dibandingkan dengan daya yang masuk ke antena [17], atau dapat dinyatakan sebagai hasil perkalian antara directivity dengan

(3)

3

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan efisiensi dari antena, dengan menggunakan

persamaan (2.1) : 𝐺 = 𝐴 x 𝜂𝑒𝑓𝑓=4𝜋_𝜆2∗ 𝜂𝑒𝑓𝑓 = 4𝜋𝐴𝑒𝑓𝑓 𝜆2 …… (2.1) Dimana : G : Gain antena (dB)

A : Area dari permukaan antena (m) ηeff : Efisiensi radiasi dari antena (rad)

Aeff : Area efektif dari antena (m)

λ : Panjang gelombang (m)

Agar daya yang diradiasikan oleh antena dapat optimal, maka impedansi sumber harus sama dengan impedansi dari antena. Jika impedansi dari antena dengan sumber isotropik tidak sesuai maka sebagian dari daya yang akan dipantulkan kembali akan membentuk gelombang berdiri, nilai dari gelombang berdiri yang terbentuk dapat dihitung dengan menggunakan koefisien refleksi (Γ) atau Voltage Standing Wave

Ratio (VSWR), yang dapat dinyatakan seperti pada persamaan 2.2 dan 2.3 [17] : Γ =𝑍𝐿−𝑍0

𝑍𝐿+𝑍0 ………..(2.2)

Dimana :

ZL : Impedansi beban (antena) (Ω)

Z0 : Impedansi karakteristik (Ω)

𝑉𝑆𝑊𝑅 =1+|Γ|

1−|Γ| …..………(2.3)

Return loss adalah perbandingan antara amplitudo gelombang yang dipantulkan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Nilai return loss dapat terjadi karena adnya ketidaksesuaian saluran transmisi dengan beban. Untuk menghitung nilai return loss menggunakan persamaan (2.4) : [17]

RL = -20 Log |Γ| ………..…… (2.4) Bandwidth pada suatu antena didefinisikan sebagai rentang frekuensi dimana berhubungan erat satu sama lain dengan beberapa karakteristik tertentu. Untuk menentukan frekuensi kerja yaitu dengan

impedance bandwidth dimana frekuensi kerja berdasarkan karakteristik impedansi atau return loss sehingga rentang frekuensi

kerja didapatkan ketika memiliki nilai return loss di bawah -10 dB. Rentang frekuensi yang menjadi bandwidth akan dijelaskan pada gambar 2.7 [11] :

Gambar 2.7 Rentang Frekuensi Bandwidth Dengan melihat gambar 2.7 bandwidth yang

dapat dicari dengan menggunakan

persamaan (2.5) di bawah ini : [11]

𝐵𝑊 = 𝑓₂− 𝑓₁ ………...(2.5) Dimana :

f2 : Frekuensi tertinggi (Hz)

f1 : Frekuensi terendah (Hz)

2.6 Dimensi Antena

Dalam mencari bentuk dimensi antena terlebih dahulu harus mengetahui parameter bahan yang digunakan seperti tebal substrat (h), konstanta dielektrik (ɛr), tebal konduktor (t), dan rugi-rugi yang dimiliki oleh bahan.

Setelah parameter bahan ditentukan selanjutnya menghitung panjang antena mikrostrip untuk mengetahui nilai

bandwidth agar sesuai. Jika panjang antena terlalu pendek maka berpengaruh terhadap nilai bandwidth yang sempit. Jika terlalu panjang maka bandwidth semakin lebar, namun berakibat terhadap efisiensi radiasi menjadi lebih kecil. Untuk mengetahui panjang dan lebar antena mikrostrip dapat menggunakan persamaan (2.6) berikut : [3]

𝑤 = 𝑐

2𝑓0√𝜀𝑟+1₂

……….(2.6) Dimana :

w : Lebar konduktor (mm)

ɛr : Konstanta dielektrik relatife (V/m) c : Kecepatan cahaya di ruang bebas

(3 x 108_m/s)

(4)

4

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Sedangkan untuk menentukan panjang patch

antena (l) diperlukan parameter ∆l yang merupakan pertambahan panjang dari l (∆L) akibat adanya fringing effect. Pertambahan panjang dari l (∆L) tersebut dirumuskan dengan persamaan (2.7) : [3]

∆𝑙 = 0,412 ℎ(𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓+0,3)

𝑤 ℎ+0,264

(𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓+0,258)𝑤_ℎ+0,8 ……..(2.7) Dimana h merupakan tebal substrat dan (ɛreff) adalah konstanta dielektrik efektif

yang dirumuskan menggunakan persamaan (2.8) yaitu : [3] 𝜀_{𝑟𝑒𝑓𝑓} =(𝜀𝑟+1) 2 + (𝜀𝑟−1) 2 [ 1 1+12_𝑤ℎ]……(2.8) Dimana :

ɛreff : Konstanta dielektrik relatif efektif bahan substrat (V/m)

ɛr : Konstanta dielektrik relatif (V/m)

h : Tebal substrat (mm)

w : Lebar konduktor (mm)

Dengan panjang patch (L) menggunakan persamaan (2.9) : [3]

𝑙 = 𝑙_𝑒𝑓𝑓− 2∆𝑙 ………(2.9) Dimana Leff merupakan panjang patch

efektif yang dapat dirumuskan dengan persamaan (2.10) berikut : [3]

𝐿_𝑒𝑓𝑓 = 𝑐

2𝑓0√𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 ……….(2.10) Untuk menghitung nilai dari saluran pencatu dilakukan dengan menghitung lebar dan panjang inset feed. Lebar saluran pencatu (W0) untuk W0 > 2 menggunakan persamaan

(2.11) : [14] 𝑊0 ℎ = 2ℎ 𝜋 [ 𝐵 − 1 − ln(2𝐵 − 1) + 𝜀𝑟−1 2𝜀𝑟 (ln(𝐵 − 1) + 0,39 − 0,61 𝜀𝑟 )]…….(2.11) Dengan nilai B didapat dengan persamaan (2.12) di bawah ini : [14]

B =_2𝑍377 𝜋

0√𝜀𝑟 ………...(2.12)

Dimana :

B : Besarnya impedansi pada saluran Z0 : Impedansi karakteristik (50 Ω)

3. PERANCANGAN ANTENA

3.1 Pendahuluan

Pada bab ini dijelaskan cara merancang dan fabrikasi antena mikrostrip susun patch persegi yang bekerja pada frekuensi 4,7 GHz (4 – 5 GHz) dengan tujuan agar mendapatkan karakteristik antena mikrostrip dengan beamwidth 100_{dapat dicapai pada}

rancangan ini dilakukkan persiapan sesuai spesifikasi teknis kemudian dilakukkan proses fabrikasi antena mikrostrip yang memiliki sifat perilaku sesuai desain dan parameter return loss, bandwidth, gain, pola radiasi, dan beamwidth yang lebih baik.

3.2 Peralatan yang digunakan

Peralatan yang digunakan dalam fabrikasi antena mikrostrip ini menggunakan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras yang digunakan untuk fabrikasi dan pengukuran antena menggunakan network analyzer, sedangkan perangkat lunak menggunakan

CST microwave digunakan untuk

melakukan simulasi dan untuk mengetahui karakteristik atau kinerja antena mikrostrip. Di bawah ini perangkat keras yang digunakan untuk pengukuran antena mikrostrip adalah :

1. Substrat dielektrik FR4, sebagai substrat antena.

2. Network Analizer Agilent N5230 (300 KHz – 13,5 GHz), alat ini digunakan untuk Pengukuran parameter port tunggal (return loss, VSWR, dan impedansi masukan).

3. Connector SMA 50 Ω 4. Solder

3.3 Diagram Alir Perancangan

Antena

Untuk mempermudah dalam perancangan antena mikrostrip perlu dibuat langkah-langkah yang secara sistematis seperti diagram alir. Di bawah ini ditampilkan diagram alir penelitian pembuatan antena mikrostrip seperti pada gambar 3.1 :

(5)

5

3.4 Perancangan Antena

Proses dalam merancang suatu antena yang pertama dilakukan adalah menentukan karakteristik antena seperti : frekuensi kerja,

return loss, VSWR, gain, bandwidth, dan

beamwidth.

Bahan substrat yang digunakan adalah jenis FR4 dengan ketebalan substrat 1,6 mm. Ketebalan substrat berpengaruh terhadap parameter bandwidth semakin tebal substrat maka bandwidth akan semakin meningkat, tetapi berpengaruh terhadap timbulnya gelombang permukaan (surface wave). Begitu juga sebaliknya, semakin kecil tebal substrat maka efek gelombang permukaan semakin kecil sehingga diharapkan dapat meningkatkan kinerja antena seperti return loss, bandwidth, dan gain.

3.5 Perancangan Antena Mikrostrip

Persegi Tunggal

Perancangan antena mikrostrip patch

persegi dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu dimulai dengan perancangan substrat, perancangan patch, perancangan ground, dan perancangan feeder. Di bawah ini merupakan desain dari antena mikrostrip tunggal seperti pada gambar 3.2 berikut :

Gambar 3.2 Antena Persegi Tunggal

Susun Patch Persegi 1x2

Antena mikrostrip susun patch persegi 1x2

yang akan dirancang berdasarkan

karakteristik final patch persegi tunggal, yaitu dengan dimensi panjang patch (l = 24,02 mm), lebar patch (w = 15 mm), dan dengan menggunakan impedansi 50 Ω. Di bawah ini adalah gambar 3.3 hasil rancangan antena mikrostrip susun patch persegi 1x2.

Gambar 3.3 Antena Mikrostrip Susun Patch Persegi 1x2

Karena parameter beamwidth yang

dihasilkan pada simulasi masih kurang baik, maka dilakukan kembali perbaikan terhadap parameter beamwidth dengan merancang antena mikrostrip susun patch persegi1x4.

Untuk mendapatkan hasil lebih baik dari perancangan sebelumnya maka dilakukan

perbaikan dengan membuat antena

mikrostrip susun patch persegi 1x4. Dengan parancangan antena susun patch persegi 1x4, diharapkan dapat memperbaiki parameter gain dan beamwidth. perubahan bentuk susun 1x4 antena mikrostrip dijelaskan pada gambar 3.4 berikut ini :

(6)

6

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Gambar 3.4 Antena Mikrostrip Susun Patch

Persegi 1x4

antena mikrostrip susun patch persegi 1x4 masih belum menunjukkan beamwidth < 100_{. Sehingga selanjutnya akan dibuat}

antena mikrostrip susun patch persegi 1x8 agar diperoleh parameter antena sesuai yang diharapkan.

Perlakuan untuk antena susun patch persegi 1x8 sama seperti pada antena susun patch

persegi1x4. Komponen pencatu disesuaikan dengan susun patch persegi 1x8. dengan begitu diharapkan dapat memperbaiki parameter beamwidth. perubahan bentuk array 1x8 antena mikrostrip dijelaskan pada gambar 3.5 berikut ini :

Pada hasil simulasi beamwidth yang dihasilkan masih kurang dari <100_{. Sehingga}

dilakukan kembali perbaikan terhadap parameter beamwidth dengan merancang antena mikrostrip susun patch persegi 1x16.

Berdasarkan simulasi array 1x2, 1x4, 1x8, semakin banyak jumlah elemen maka nilai

beamwidth semakin menyempit. Sehingga pada simulasi antena mikrostrip susun patch

persegi 1x16 diharapkan menghasilkan nilai

beamwidth <100_.

Dimensi antena mikrostrip yang dirancang dengan ukuran panjang (L) dan lebar (W) yaitu 500 mm x 70 mm. bentuk antena susun

patch persegi 1x16 seperti yang dijelaskan pada gambar 3.6 berikut :

Berdasarkan hasil simulasi gain dan

beamwidth untuk susun patch persegi 1x16 yang diperoleh parameter gain sebesar 13,86 dB dan beamwidth 4,40_{yang menjadi acuan}

pada penelitian ini.

3.10 Rekap Hasil Simulasi

Berdasarkan pada tabel 3.1 yang diperoleh dari hasil simulasi antena mikrostrip susun

patch persegi parameter - parameter yang menunjukkan kelayakan untuk diaplikasikan pada radar altimeter adalah hasil simulasi rancangan antena 1x16 elemen parameter yang diperoleh sudah sesuai dengan acuan penelitian ini dengan frekuensi yang didapat pada frekuensi tengahnya adalah 4,7108 GHz, dengan range frekuensi 4,5855 - 4,7833 GHz, impedance bandwidth sebesar 197,8 MHz, return loss sebesar -25,945 dB, nilai VSWR sebesar 1,105, nilai gain yang didapat sebesar 13,86 dB, dan nilai

beamwidth sebesar 4,40_.

Dari data-data yang telah dipaparkan di atas, diketahui bahwa pada rancangan antena mikrostrip susun patch persegi 1x16 elemen sudah mampu untuk diaplikasikan pada radar altimeter dengan beamwidth yang dihasilkan dibawah 100_{. Karena parameter}

terpenting pada radar altimeter adalah parameter beamwidth, semakin kecil

beamwidth yang dihasilkan maka semakin baik arah radiasi yang dipancarkan. Pada tabel 3.1 di bawah ini adalah rekap hasil simulasi antena mikrostrip susun patch persegi.

(7)

7

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Tabel 3.1 Rekap Hasil Simulasi

4. FABRIKASI DAN ANALISA

PENGUKURAN ANTENA Setelah desain antena selesai dibuat dan

disimulasikan dengan menggunakan

perangkat lunak CST Microwave Studio 2014, antena kemudian difabrikasi, hasil fabrikasi antena terlihat seperti pada gambar 4.1. Tahapan selanjutnya adalah melakukan pengukuran terhadap parameter-parameter antena untuk mengetahui frekuensi kerja 4 – 5 GHz dan VSWR ≤ 2.

Setelah itu antena hasil fabrikasi diukur menggunakan port tunggal menggunakan alat Network Analyzer Agilent (NAA) dengan metode pengukuran ada 3 parameter antena yang diukur pada penelitian ini, yaitu

return loss, bandwidth, dan VSWR

4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Pengukuran

Setelah antena mikrostrip difabrikasi kemudian antena mikrostrip diukur di Laboratorium Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia pada hari kamis tanggal 29 Desember 2016. Parameter-parameter yang diukur yaitu,

return loss, bandwidth, dan VSWR.

4.2 Pengukuran Antena

Setelah selesai fabrikasi antena, antena mikrostrip kemudian diukur parameter

return loss, bandwidth, VSWR, agar dapat

mengetahui kinerja dari antena yang dibuat apakah sudah memenuhi kriteria yang sesuai atau tidak. Pada gambar 4.1 di bawah ini menunjukkan bentuk fisik antena mikrostrip susun patch persegi :

Gambar 4.1 Antena Hasil Fabrikasi

4.2.1 Pengukuran S11

Setelah melakukan fabrikasi, tahapan selanjutnya adalah melakukan pengukuran S11 menggunakan Network Analyzer yang

mengandung informasi frekuensi kerja antena, VSWR, dan bandwidth. Sebelum mengukur terlebih dahulu menyambungkan konektor menggunakan solder dengan jenis konektor yang digunakan adalah konektor

female SMA dengan impedansi 50 Ω. Hasil pengukuran port tunggal terhadap antena dapat ditampilkan melalui layar monitor berupa grafik return loss, VSWR, dan smith chart. Berikut hasil pengukuran

return loss ditampilkan pada gambar 4.2 di bawah ini :

Gambar 4.2 Hasil pengukuran Return Loss Antena Mikrostrip Susun Patch Persegi Selanjutnya gambar 4.3 menunjukkan hasil grafik pengukuran return loss Antena Mikrostrip Susun Patch Persegi.

(8)

8

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Gambar 4.3 grafik Return Loss Antena

Mikrostrip Susun Patch Paersegi Dapat dilihat dari gambar 4.3 dimana pada

return loss < -10 dB (VSWR ≤ 2) bandwidth

antena pada rentang frekuensi 4,566 – 4,796 GHz dengan nilai return loss yang diperoleh pada frekuensi tengah 4,745 GHz sebesar -31,67 dB dan bandwidth 230 MHz. menggunakan persamaan 2.13 yaitu : BW = f2 – f1

= 4,796 – 4,566 = 0,23 GHz = 230 MHz

Perbedaan hasil simulasi dan pengukuran cukup berbeda karena faktor penyolderan konektor ke antena. Selanjutnya dari gambar 4.4 menunjukkan hasil pengukuran VSWR seperti di bawah ini :

Gambar 4.4 Hasil Pengukuran VSWR Antena Mikrostrip Susun Patch Persegi Pada pengukuran nilai bandwidth didapat 230 MHz. Hasil ini lebih besar dibandingkan hasil simulasi sebesar 197,8 MHz. Sedangkan nilai pada return loss hasil

pengukuran mengalami kenaikan

dibandingkan hasil simulasi. Nilai return loss hasil simulasi adalah -25,945 dB, sedangkan pada pengukuran -31,67 dB. Perbandingan hasil simulasi dan pengukuran ditunjukan pada gambar 4.5 berupa grafik seperti di bawah ini :

Gambar 4.5 Perbandingan Nilai Return Loss Hasil Simulasi dengan Pengukuran

4.3 Analisa Simulasi & Pengukuran

Setelah antena mikrostrip difabrikasi kemudian antena mikrostrip disolder menggunakan konektor SMA 50 Ω pada saluran pencatu. Saat penyolderan dilakukan diusahakan hati-hati dan jangan terlalu panas karena akan merubah karakteristik konektor SMA. Ketika akan melakukan pengukuran port tunggal diusahakan di sekitar antena tidak boleh ada benda yang menghalangi karena dapat mempengaruhi pengukuran. Pada tabel 4.1 merupakan perbandingan hasil simulasi antena mikrostrip susun patch persegi dengan hasil pengukuran seperti di bawah ini :

Tabel 4.1 Perbandingan Parameter Antena hasil Simulasi dan Pengukuran

Parameter Hasil Simulasi Hasil Pengukuran Frekuensi 4,7108 GHz 4,745 GHz Range Frekuensi 4,5855 - 4,7833 GHz 4,566 – 4,796 GHz Bandwidth(MHz) 197,8 230 Impedansi 50 Ω 52,88 Ω VSWR 1,105 1,05 Return Loss -25,945 dB -31,67 Beamwidth 4,40 _- -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 R et u rn L o ss (d B ) Frekuensi (GHz)

Grafik Hasil Pengukuran

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 R et u rn L o ss (d B ) Frekuensi (GHz) Pengukuran

(9)

9

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Dari tabel 4.1 hasil pengukuran return loss

dan VSWR yang didapatkan dari frekuensi 4,745 GHz yaitu return loss -31,67 dB dan VSWR 1,05, namun mengalami kenaikan nilai lebar bandwidth sebesar 230 MHz, rentang frekuensi berada pada 4,566 – 4,796 GHz. hasil pengukuran impedansi masukan antena pada frekuensi 4,745 GHz, impedansi masukan yang terbaca pada smith chart

adalah sebesar 52,88 Ω.

Berdasarkan pada hasil yang diperoleh dari pengukuran antena mikrostrip susun patch

persegi parameter - parameter yang menunjukkan kelayakan untuk diaplikasikan pada radar altimeter adalah hasil pengukuran dimana parameter yang diperoleh sudah sesuai dengan acuan yang diinginkan.

5. KESIMPULAN

1. Antena mikrostrip susun patch persegi 1x16 elemen yang dirancang mampu bekerja pada range frekuensi 4,566 – 4,796 GHz dan frekuensi tengah 4,745 GHz, nilai return loss sebesar -31,67 dB dengan bandwidth 230 MHz, nilai VSWR sebesar 1,05.

2. Hasil simulasi antena mikrostrip 1x16 elemen diperoleh untuk frekuensi tengahnya adalah 4,7108 GHz, dengan rentang frekuensi 4,588 – 4,7833 GHz,

bandwidth sebesar 197,8 MHz, return loss sebesar -25,945 dB, nilai VSWR sebesar 1,105, nilai gain yang didapat sebesar 13,86 dB, dan nilai beamwidth

sebesar 4,40. DAFTAR PUSTAKA

[1] Ade, C. dan Santoso, D. (2012). “Rancang Bangun Komponen Pasif RF pada Aplikasi Teknologi Wireless”. Makasar :

Universitas Hasanudin.

[2] Azizah, A., Baharuddin, M., Palantei, E., (2013). “Desain Antena Mikrostrip Triangular untuk Aplikasi Radar Altimeter”.

Makasar : Universitas

Hasanudin.

[3] Balanis, Constantine A., Antenna Theory : Analysis and Design, New York : Harper & Row Publisher Inc, 1982.

[4] Balanis, Constantine A., Antenna Theory : Analysis and Design, USA : John Wiley and Sons, 1997.

[5] Devi, K. Rama., A. Mallikarjuna Prasad and A. Jhansi Rani. (2012). “Design of A Pentagon Microstrip Antenna for Radar Altimeter Application”. ECE

Dept., JNTU College of Enginnering, Kakinada, A.P., India, International Journal of Web & Semantic Technology (IJWest).

[6] Garg, R., Bhartia, P, Bahl, I., dan Ittipiboon, A. “Microstrip Design Hanbook”. Artech House

Inc., Norwood, MA. 2001. [7] Hapsari, N.D., Samajudin, B., &

Sulaeman, E., “Rancang Bangun Multiband Antena Mikrostrip Berbentuk Persegi Dengan Metode Inset Feed”. Fakultas

Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Bandung.

[8] Jean Francois and Zurcher.

“Broadband Patch Antennas”.

Artech House Inc. 1995.

[9] Maloratsky Leo G.. (2002). An Aircraft Single-Antenna FM Radio Altimeter. Microwave Journal, Technical Feature.

[10] Nurmantris, D.A. (2016). “Small Signal RF Amplifier”. Bandung :

Universitas Telkom.

[11] Rahim, M.K., “Electromagnetic Band Gap (EBG) Structure In Microwave Device Design”.

University Teknology Malaysia, Research Votes, No. 79017, 2008.

(10)

10

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan [12] Raneem, A. “Microstrip Patch Antenna

for Wimax Application”. Inc

2015.

[13] Samsul, S.M. (2015). “perancangan Antena Mikrostrip pada frekuensi 2,3 GHz untuk Aplikasi LTE (Long Term Evolution)”.

Jakarta : Universitas Darma Persada.

[14] Sidauruk, F.H., dan Rambe, H.A. (2015). “Analisa Penentuan Ukuran Slot pada karakteristik Antena Mikrostrip Patch Segiempat dengan Pencatu Aperture Coupled”. Medan :

fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

[15] Vidmar, M. (2015. “Design Improves 4,3 GHz Radio Altimeter Accuracy” Microwave and RF.

[16] Wisnu. (2009). “Desain dan Realisasi Susunan Antena Mikrostrip 12,15 GHz untuk Aplikasi Mobile VSAT pada Frekuensi Downlink ku-Band”. Bandung : Institut

Teknologi Bandung.

[17] Y. Rahmat-samii, L. I. Williams, and R. G. Yoccarino, The UCLA Bi-polar Planar-Near-Field Antenna Measurement and Diagnostics Range. “IEEE Antennas & Propagation Magazine”. Vol.

37, No. 6, December 1995.

PENULIS

1) Ramdani, ST., Alumni

(2017) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.

PEMBIMBING

2) Dr. Ir. Moch Yunus,

M. Eng. Staf Dosen / Pembimbing I

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.

3) Evyta Wisiana, ST.,MT, Staf Dosen /

Pembimbing II Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.