DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

(1)

DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

COVER

TUGAS AKHIR

Oleh :

DHIMAS ANNAS SAPUTRO NIT. 30418078

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA

2021

(2)

DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya (A.Md) pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara

Oleh :

DHIMAS ANNAS SAPUTRO NIT. 30418078

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA

2021

(3)

iii

LEMBAR PERSETUJUAN

DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

Oleh :

DHIMAS ANNAS SAPUTRO NIT. 30418078

Disetujui untuk diujikan pada : Surabaya, 16 Agustus 2021

Pembimbing I : BAMBANG BAGUS . H., S.SiT,MM., MT ………

NIP. 19810915 2005021 001

Pembimbing II : FIQQIH FAIZAH, M.T. ....……

NIP. 19871109 200912 2 002

(4)

iv

LEMBAR PENGESAHAN

DESAIN ANTENNA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

Oleh :

DHIMAS ANNAS SAPUTRO NIT. 30418078

Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Ujian Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Pesawat Udara

Politeknik Penerbangan Surabaya Pada Tanggal:

1. Ketua : NYARIS P., SSiT, MMTr ………

NIP.19820525 200502 1001

2. Sekretaris : ADE IRFANSYAH, S.T., MT ………

NIP.19801125 200212 1 002

3. Anggota : BAMBANG BAGUS . H., S.SiT,MM.,MT ………

NIP. 19810915 2005021 001

Ketua Program Studi D3 Teknik Pesawat Udara

Ir. BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T NIP. 19780626 200912 1 001

(5)

v

ABSTRAK

DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER.

Oleh:

Dhimas Annas Saputro NIT : 30418078

Antena merupakan salah satu komponen vital dalam suatu pemancar atau penerima. Antena bekerja dengan mentransmisikan dan menerima gelombang elektromagnetik dari dan ke udara.

Antena mikrostrip merupakan satu diantara ragam antena yang sekarang ini sering diaplikasikan di berbagai peralatan sebagai salah satu antena alternatif dan inovasi antena dikarenakan proses fabrikasi yang mudah dan murah.

Altimeter radar merupakan alat yang digunakan untuk mengukur altitude atau jarak dari fuselage ke dataran tanah atau ke laut. Antena adalah peralatan utama pada radar altimeter yang beroperasi untuk mengirim gelombang radio dan mendapatkan gelombang radio baik pada panjang gelombang yang sama atau di sebuah rentang frekuensi. Pada pengkajian ini dibuat antena mikrostrip rectangular untuk radar altimeter yang bekerja pada frekuensi kerja 4200 – 4300 GHz dengan memakai software CST Studio Suite 2019 sebagai salah satu bentuk media pembelajaran antena alternatif pada frekuensi 4200 – 4300 GHz dan diinginkan memiliki nilai parameter VSWR≤2, dan nilai return loss ≤ 10 dB.

Kata kunci : Antena, Mikrostrip, Radar Altimeter, CST Studio .

(6)

vi

ABSTRACT

RECTANGULAR MICROSTRIP ANTENNA DESIGN FOR ALTIMETER RADAR APPLICATIONS

Oleh:

Dhimas Annas Saputro NIT : 30418078

Antenna is one of the vital components in a transmitter or receiver.

Antennas work by transmitting and receiving electromagnetic waves to and from the air.

Microstrip antenna is one type of antenna that is currently often applied in several equipment as an alternative antenna and antenna innovation due to the easy and cheap fabrication process.

A radar altimeter is a device used to measure the altitude or vertical distance from an airplane to the ground or to the sea level. Antenna is an important component in a radar altimeter which functions to transmit radio waves and receive radio waves either at the same frequency or in a frequency range. In this study, a rectangular microstrip antenna for radar altimeter was designed that operates at a working frequency of 4200 - 4300 GHz using the CST Studio Suite 2019 software as a form of alternative antenna learning media at a frequency of 4200 - 4300 GHz and is expected to have a VSWR ≤2 parameter value. and the return loss value ≤ 10 dB. .

Keywords: Antena, Microstrip, Radar Altimeter, CST Studio.

(7)

vii

PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Dhimas Annas Saputro

NIT : 30418078

Program Studi : D.III Teknik Pesawat Udara 4 D Judul Tugas Akhir : DESAIN ANTENA MIKROSTRIP

RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER

dengan ini menyatakan bahwa:

1. Tugas Akhir ini merupakan karya asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik, baik di Politeknik Penerbangan Surabaya maupun di Perguruan Tinggi lain, serta dipublikasikan, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

2. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non-Exclusive Royalty-Free Right) kepada Politeknik Penerbangan Surabaya beserta perangkat yang ada (jika diperlukan).

Dengan hak ini, Politeknik Penerbangan Surabaya berhak menyimpan, mengubah instalasi, mengelola, merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya dengan tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis / pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di Politeknik Penerbangan Surabaya.

Surabaya, 8 Agustus 2021 Yang membuat pernyataan

DHIMAS ANNAS S 30418078

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah senantiasa penulis selalu panjatkan kepada Allah SWT. Serta tak lupa shalawat serta salam senantiasa penulis haturkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. Karena atas limpahan rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul

“DESAIN ANTENA MIKROSTRIP RECTANGULAR UNTUK APLIKASI RADAR ALTIMETER ” yang merupakan suatu syarat untuk menyelesaikan program Diploma 3 Teknik Pesawat Udara di Politeknik Penerbangan Surabaya.

Untuk dapat menyelesaikan penyusunann Proposal Tugas Akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan dan bimbingan. Pada kesempatan kali ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak M. Andra Adityawarman., ST, MT selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya .

2. Bambang Junipitoyo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya.

3. Bapak Bambang Bagus . H., S.SiT,MM. selaku Pembimbing materi yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.

4. Ibu Fiqqih Faizah, M.T. selaku Pembimbing materi yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.

5. Seluruh Dosen dan Staff Pengajar Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya yang selalu memberikan ilmu pengetahuan khususnya tentang perawatan pada pesawat udara.

6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan doa, kasih sayang, dukungan serta pengorbanan kepada penulis.

7. Zidna Nurdiana Qotrunnada sebagai seseorang yang selalu ada dan memberikan semangat, sekaligus menemani dari SMA, sekarang, hingga nanti. Terimakasih untuk selalu memberikan dukungan moral yang tiada hentinya.

8. Teman – teman TPU IV Delta yang menjadi teman seperjuangan yang menjadi cerita unik dari prodi Teknik Pesawat Udara.

Dalam penulisan Proposal Tugas Akhir ini penulis memahami bahwa penulisan ini jauh dari kesempurnaan dan masih banyak hal yang harus diperbaiki.

Maka, penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun demi kesempurnaan Proposal Tugas Akhir ini. Penulis berharap, semoga Proposal Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat khususnya bagi seluruh masyarakat pada umumnya.

Surabaya, Januari 2021

DHIMAS ANNAS SAPUTRO NIT:30418078

(9)

viii

DAFTAR ISI

halaman

COVER ... iii

LEMBAR PERSETUJUAN ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

ABSTRAK ...v

ABSTRACT ... vi

PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I ...1

1.1 Latar belakang...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Penelitian ...2

1.4 Batasan Masalah ...3

1.5 Manfaat Penelitian ...3

1.5.1 Bagi Penulis ...3

1.5.2 Bagi Lembaga Pendidikan ...3

1.5.3 Bagi Ilmu Pengetahuan ...3

1.6 Sistematika Penulisan ...4

BAB II ...5

2.1 Antena ...5

2.2 Antena Mikrostrip ...5

2.3 Antena patch rectangular ...7

2.4 Parameter Antena ...10

2.4.1 Pola Radiasi ...10

2.4.2 Polarisasi ...10

2.4.3 Bandwidth ...11

(10)

ix

2.4.4 VSWR (Voltage Standing Wave Radio) ...11

2.4.5 Gain ...12

2.4.6 Return Loss ...13

2.5 Radar Altimeter ...13

2.6 Prinsip kerja Radar Altimeter ...14

2.7 Teknik Pencatuan ...16

2.7.1 Teknik Pencatuan Probe Axial ...17

2.7.2 Teknik Pencatuan Mikrostrip line feed ...17

2.7.3 Teknik Pencatuan Single Feed Proximity ...18

2.7.4 Teknik Pencatuan Insert feed ...18

2.8 Penelitian Relevan ...19

BAB III ...22

3.1 Metodologi Penelitian ...22

3.2 Spesifikasi Antena ...24

3.3 Pemilihan Substract ...24

3.3.1 Ketebalan Substract ...24

3.3.2 Permitivitas Substract ...24

3.4 Perhitungan Desain Antena...25

3.5 Perhitungan Dimensi Antena ...26

3.6 Desain Rancangan Antena ...29

3.7 Teknik pengujian ...29

3.8 Waktu dan Tempat Penelitian ...30

BAB IV ...30

4.1 Pengujian Antena ...34

4.2 Tahap Pengujian Antena ...34

4.2.1 Peralatan yang digunakan : ...34

4.2.2 Pengukuran Melalui Vector Network Analyzer ...34

4.2.3 Pengukuran Melalui Software CST Studio Suite 2019 ...35

4.3 Hasil pengukuran ...39

4.3.1 Hasil Pengukuran Antenna sebelum di evaluasi Melalui Software CST Studio Suite 2019 ...39

(11)

x

4.3.2 Hasil Pengukuran Antenna sesudah di evaluasi Melalui Software

CST Studio Suite 2019 ...41

4.3.3 Perbandingan dan Penentuan Kelayakan Hasil Simulasi Perancangan Antena Mikrostrip Rectangular dengan Spesifikasi Radar Altimeter ...45

BAB V...47

5.1 Kesimpulan...47

5.2 Saran ... 478

DAFTAR PUSTAKA ...29

LAMPIRAN ...30

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ...40

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Antena Mikrostrip……….. 6

Gambar 2.2 Rectangular Patch ... 7

Gambar 2.3 Konsep Dasar Radar Altimeter (tampak depan) ... 14

Gambar 2.4 Radar Altimeter pada pesawat (tampak samping) ... 15

Gambar 2.5 Pencatuan Probe Coaxial ... 17

Gambar 2.6 Pencatuan microstrip line... 18

Gambar 2.7 Pencatuan single feed proximite ... 18

Gambar 2.8 Insert feet………... 19

Gambar 3.1 Flowchart penelitian ... 22

Gambar 3.2 Rancangan antena………... 27

Gambar 4.1 Deskripsi antena ... 29

Gambar 4.2 (a)Tampak belakang ……….. 30

(b) Tampak Depan………. 30

(c) Konektor ……….. 30

Gambar 4.3 Virtual Network Analyzer……… 33

Gambar 4.4 Menu CST 2019………. 33

Gambar 4.5 Time Domain Solver Parameter ………. 34

Gambar 4.6 Start Pada Time Domain Solver Parameters………...…… 34

Gambar 4.7 Navigasi Tree………..…… 35

Gambar 4.8 S-Parameters dan VSWR ………...…… 35

Gambar 4.9 2D/3D Results ……… 36

Gambar 4.10 Hasil Return Loss CST 2019……….. 36

Gambar 4.11 Hasil VSWR CST 2019 ………. 37

Gambar 4.12 Hasil Gain sebelum optimasi ………. 38

Gambar 4.13 Hasil Return Loss CST 2019 ………. 40

Gambar 4.14 Hasil VSWR CST Evaluasi ……… 41

Gambar 4.15 Hasil Gain setelah optimasi ……….. 41

Gambar 4.16 Hasil Pola radiasi setelah optimasi ..……….. 42

(13)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Penelitian Relevan ... 20

Tabel 3.1 Spesifikasi Antena Mikrostrip 4,2Ghz- 4,3 Ghz ... 26

Tabel 3.2 Table Perencanaan……….. 28

Tabel 4.1 Rancangan Awal... 29

Tabel 4.2 Rancangan Akhir Setelah Dioptimasi... 30

Table 4.3 Hasil Pengukuran Antena Sebelum Optimasi……… 38

Table 4.4 Hasil Pengukuran Antena Sesudah Evaluasi………... 43 Table 4.5 Penentuan Kelayakan Prototipe antena mikrostrip Rectangular

untuk diaplikasikan radar altimeter ………

46

(14)

DAFTAR PUSTAKA

A. Constantine Balanies. 1982 “Antenna Theory Analysis and Design,”.

A. Faroqi, F. Zaelani, R. Kariadinata, and M. Ramdhani,2018. “On The Design of Array Microstrip Antenna with S-Band Frequency for Radar Communication,” presented at the IOP Conference Series:

Materials Science and Engineering, vol. 288, p. 012006.

Balanis, Constantine. 1982. Antenna Theory: Anlysis And Design. New York:

Happer & Row Publisher.

D. Kurniawan. 2010. : “Perancangan dan Implementasi Antena Mikrostrip Linier ARRAY 6 Elemen",” Fak. Elektro Dan Komun. IT Telkom Bdg.,.

D. M. Pozar and D. H. Schaubert. 1995. Microstrip Antennas: The Analysis and Design of Microstrip Antennas and Arrays. John Wiley & Sons.

K. Wong, 2002. “Compact Circularly Polarized Microstrip Antennas,”

Compact Broadband Microstrip Antennas, pp. 162–220,.

P. Akila, P. Akshaya, L. Aparna, and J. M. S. Mol. 2018 “Design and Analysis of Microstrip Patch Antenna Using Alumina and Paper Substrate for WiFi Application,”.

P. S. Nakar. 2004. “Design of a Compact Microstrip Patch Antenna for Use in Wireless/Cellular Devices,”.

Rejesh K. Vishwakarma, J.A. Ansari , M. K. Meshram.2006. “Equilateral Triangular Microstrip Antenna For Circular Polarization dual- band operation.” Indian Journal of Radio & Space Physics. Vol 35, Agustus, pp 293-296

(15)

LAMPIRAN

HASIL TURNITIN

(16)

Datasheet Substart Epoxy FR-4

(17)

(18)

Datasheet SMA Connector

(19)

Data nilai Return Loss dan VSWR dari hasil L Patch saat dilakukan pengoptimasian

1. L patch = 16,7233 Return Loss

VSWR

2. L Patch 16.6122 Return Loss

VSWR

(20)

VSWR

4. L Patch 16,39 Return Loss

VSWR

(21)

VSWR

(22)

VSWR

(23)

VSWR

(24)

VSWR

(25)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DHIMAS ANNAS SAPUTRO, lahir di Surabaya pada tanggal 07 Desember 1996. Anak pertama dari pasangan Bapak Panidi dan Ibu Sumini. Bertempat tinggal di Banyu urip kidul 1 no 26 Surabaya, Provinsi Jawa Timur. Menghabiskan masa kecil serta menjalani Pendidikan di kota Surabaya.

Menamatkan Pendidikan formal sebagai berikut : 1. TK Banyu Urip 2002

2. SDN Banyu Urip VIII lulus tahun 2009 3. SMP Negeri 3 Surabaya lulus tahun 2012 4. SMA Negeri 9 Surabaya lulus tahun 2015

Selanjutnya pada bulan September 2018 diterima sebagai Taruna di Politeknik Penerbangan Surabaya dengan jurusan D3 Teknik Pesawat Udara Angkatan IV D. Pada tahun 2021 melaksanakan On The Job Training di Base Maintenance PT BATAM AERO TECHNIC pada bulan April - Juni. Atas Berkat dan Rahmat Allah SWT, pada bulan Agustus 2021 dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya.