View
5
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
RANCANG BANGUN ANTENA PENERIMA HELIKS RAGAM SUMBU UNTUKWIRELESS FIXED PADA WILAYAH 2.4 - 2.48 GHZ
I Gede Made Wira Saputra¹, Soetamso², Teha Tearalangi³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom
AbstrakAntena memiliki banyak fungsi dan ragam yang bergantung pada jenis komunikasi yang dilayani.Antena secara umum berfungsi sebagai pengubah gelombang terbimbing yang dilewatkan padasaluran transmisi menjadi gelombang ruang bebas dan sebaliknya. Antena sangat berperan dalamperkembangan telekomunikasi.Pada perkembangan teknologi komunikasi wireless yang semakin cepat dan beragammemunculkan berbagai standar teknologi yang baru. Antena dalam hal ini sebagai device yanglangsung berhubungan dengan media transmisi komunikasi sangatlah diperlukan akankegunaanya. Antena ini memiliki aplikasi seperti Hotspot dan W-LAN. Standar-standar teknologitersebut memiliki frekuensi pengoperasian yang kurang lebih sekitar 2.4 - 2.48 GHz. Untukpengguna yang ingin menjalankan teknologi di atas pada perangkat terminalnya, makadiperlukan suatu perangkat antena yang bisa beroperasi pada frekuensi tersebut.Pada proyek akhir ini dirancang suatu antena yang mempunyai bandwidth lebar yaitu antenaunidirectional helix yang mempunyai polarisasi sirkular dengan frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48GHz dan mempunyai fungsi sebagai aplikasi wi-fi (wireless fixed). Parameter yang dianalisismeliputi : SWR, Bandwidth, gain dan pola radiasi yang dilihat dari parameter –parameter maupundengan pengukuran langsung setelah prototipe dibuat.Semua analisis dan data pengukuran yang valid nantinya bisa menghasilkan suatu bentukkonfigurasi antena unidirectional helix yang mempunyai wilayah frekuensi wi-fi serta memilikipolarisasi sirkular yang dapat mendukung berbagai sistem teknologi komunikasi wireless.
Kata Kunci : -
AbstractAntenna has many functions and variances depend on its types of communication. Antenna ingenerally is used for converting the leading wave which is through by transmission channelbecome the space wave or contray. Antenna has a significant role in the telecommunicationdevelopment.The fast and the variability of the wireless communication technology development appears a lotof new standard technologies. In this case, antenna as a device which is directly connected withthe communication transmition channel is very needed. The application of the antenna such ashotspot and W-LAN. These standard technologies works approximately in range frequency 2,4 –2,48 GHz. For the user who want to applicate this technology in their terminal device needsantenna which is work in that range frequency.In this final project, writer design an antenna with wide bandwidth, that is an helicalunidirectional antenna with sircular polarization, range frequency approximately 2,4 – 2,48 GHz,and can applicate in WiFi (Wireless fidelity). Writer analyze some variables, such as Vswr,bandwidth, gain, an radiation pattern which is shown by its value or by the measurement afterwriter made the antenna prototype.Writer hope all of the analysis and the realible measurement data can appear a configuration ofhelical unidirectional antenna with range frequency WiFi and appear a configuration of helicalunidirectional antenna with range frequency WiFi and sircular polarization which is support inmany wireless communication technology systems.
Keywords : -
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang dan pengertian judul
Telekomunikasi adalah salah satu bidang yang memegang peranan penting di abad ini.
Dengan telekomunikasi orang bisa saling bertukar informasi satu dengan yang lain. Seiring
dengan perkembangan aktivitas manusia yang semakin mobile maka dituntut pula suatu pola
komunikasi yang mudah dilakukan dimana saja, sehingga muncullah konsep telekomunikasi
yang tidak lagi menggunakan media kabel yang disebut sistem telekomunikasi mobile
wireless, yang perlu menggunakan antena.
Antena memiliki banyak fungsi dan ragam yang bergantung kepada jenis komunikasi
yang dilayani. Antena secara umum berfungsi sebagai Transformator atau pengubah
gelombang terbimbing yang dilewatkan pada saluran transmisi menjadi gelombang ruang
bebas dan sebaliknya. Antena digunakan pada komunikasi radio sebagai pelepas energi
elektromagnetik ke ruang bebas dan sebagai penerima energi elektromagnetik dari ruang
bebas, yang merupakan sebuah divais metal (kawat) untuk meradiasikan atau menerima
gelombang radio.
Pada perkembangan teknologi komunikasi wireless yang semakin cepat dan beragam
memunculkan berbagai standar teknologi yang baru. Antena ini memiliki aplikasi seperti
Hotspot dan W-LAN. Standar teknologi tersebut memiliki frekuensi pengoperasian sekitar
2.4 - 2.48 GHz.
Untuk sebuah pengguna yang ingin menjalankan teknologi di atas pada perangkat
terminalnya, maka diperlukan suatu perangkat antena yang bisa beroperasi pada frekuensi
tersebut. Salah satunya adalah dengan antena yang mempunyai bandwidth yang lebar yaitu
antena unidirectional helix yang mempunyai polarisasi sirkular dengan frekuensi 2.4 - 2.48
GHz dan mempunyai fungsi sebagai aplikasi wi-fi (wireless fixed).
Berdasarkan hal di atas, maka perlu untuk diteliti, dkembangkan dan dirancang suatu
antena yang memenuhi spesifikasi tersebut. Oleh karena itu, dalam proyek akhir ini dibahas
tentang perancangan dan analisis antena unidirectional helix yang memenuhi kebutuhan
tersebut.
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 2
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini adalah :
a. Mempelajari dan memahami karakteristik kerja antena unidirectional helix untuk
aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz.
b. Dapat memahami proses perancangan suatu prototipe antena unidirectional helix
untuk aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi 2.4 - 2.48 GHz.
c. Mampu merancang dan membuat antena unidirectional helix untuk aplikasi wireless
fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz dengan spesifikasi yang
telah ditentukan.
d. Mampu melakukan pengujian dan pengukuran parameter suatu antena.
e. Mampu menganalisis hasil pengukuran dan pengujian dari antena yang telah dibuat.
f. Sebagai syarat kelulusan program D3 jurusan Teknik Elektro IT Telkom Bandung
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka masalah yang diteliti dapat dirumuskan sebagai
berikut
a. Bagaimana merancang dan merealisasikan antena unidirectional helix untuk aplikasi
wireless fixed pada rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz.
b. Bagaimanakah proses perancangan dan pembuatan antena unidirectional helix untuk
aplikasi wireless fixed pada rentang frekuensi 2.4 - 2.48 GHz.
c. Bagaimana cara mendapatkan antena unidirectional helix agar dapat bekerja pada
rentang frekuensi kurang lebih 2.4 - 2.48 GHz
d. Bagaimana perancangan teknik penyepadan saluran.
e. Bagaimanakah mengukur parameter antena yang akan dibuat.
f. Apakah hasil pengukuran dan pengujian sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan.
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 3
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
1.4 Batasan Masalah
1. Antena helix ini memiliki spesifikasi teknis,sbb :
a. Frekuensi kerja : 2.4 – 2.48 GHz
b. Bandwidth : 80 MHz atau 3.33 %
c. VSWR : ≤ 1.5
d. Pola radiasi : unidireksional
e. Polarisasi : sirkular
f. Impedansi antena : 50 Ω (unbalance)
g. Gain : ≥ 10 dBi
Parameter yang akan diukur pada proyek akhir ini, adalah spesifikasi yang dirancang.
2. Tidak membahas wireless fixed, wireless fixed pada Proyek Akhir mempunyai arti
penggunaan frekuensi kerjanya saja.
1.5 Metodologi Penyelesaian Masalah
Pengerjaan proyek akhir ini menggunakan metodologi :
1. Studi Literatur
Studi Literatur bertujuan mempelajari dasar teori dan literatur-literatur mengenai
antena, system komunikasi yang menggunakan antena dan berbagai macam referensi
tentang antena.
2. Pengumpulan Data
Pengumpulan Data bertujuan untuk mengumpulkan informasi dan data yang
berhubungan dengan perancangan antena.
3. Studi Analisis dan Pengembangan.
Proses perencanaan yang meliputi desain lengkap, pemilihan perangkat, dan
konfigurasi akhir. Bertujuan menganalisis kebutuhan perangkat, melakukan
perancangan dan desain antena.
4. Perancangan dan uji coba
Perancangan dan uji coba bertujuan mengimplementasikan perancangan dan desain
yang telah dibuat, kemudian melakukan pengujian terhadap antena yang telah dibuat
dengan melakukan serangkaian pengukuran berdasarkan parameter yang dianalisis
untuk mendapatkan gambaran kuatitatif terhadap performansi antena.
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 4
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
5. Analisis Performansi
Analisis Performansi bertujuan melakukan uji performansi antena dan menganalisis
hasil uji coba yang telah dilakukan. Apakah telah sesuai dengan spesifikasi
perancangan yang elah ditentukan.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : Pendahuluan
Dalam BAB I dibahas mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah,
pembatasan masalah, tujuan, metode penyelesaian masalah dan sistematika
penulisan laporan.
BAB II : Landasan Teori
Dalam BAB II Dibahas mengenai landasan teori yang berkaitan dengan
penyusunan proyek akhir.
BAB III : Perancangan dan realisasi antena
Dalam BAB III diuraikan tentang Proses perencanaan yang meliputi desain
lengkap, pemilihan perangkat, dan konfigurasi akhir. Perancangan dan
realisasi antena.
BAB IV : Pengukuran dan analisis
Dalam BAB IV dibahas tentang pengukuran terhadap antena yang telah dibuat
dengan melakukan serangkaian pengukuran berdasarkan parameter dan
dianalisis untuk mendapatkan gambaran kuatitatif terhadap performansi
antena.
BAB V : Penutup
Dalam BAB V berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran yang diajukan
untuk penelitian selanjutnya.
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 5
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
1.7 Diagram Alir Rancang Bangun prototipe[8]
Rancang bangun antena dalam penelitian ini menghasilkan suatu antena prototipe dengan
spesifikasi yang teruji.
Gambar 1.1 Diagram Alir Rancang Bangun Prototipe[8]
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 6
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
1.8 Diagram Alir Pengujian Antena Melalui Pemodelan[8]
Pengujian antena dalam penelitian ini mengacu pada diagram alir. Pengujian antena,
dimana antena diuji dengan persyaratan ruangan, instrumen dan spesifikasi yang baik agar
dapat menghasilkan pengukuran yang baik, dalam arti kesalahan pengukuran yang minimal
dan hasil yang maksimal.
Gambar 1.2 Diagram Alir Pengujian Prototipe
Dalam PA ini hanya sampai pada model prototipe, yang berguna untuk antena real
sesuai permintaan
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 7
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
1.8 Rencana Kerja, Pengujian dan Biaya Pengeluaran
Tabel 1-1 menunjukkan rencana alokasi waktu, dan kenyataannya rencana alokasi waktu
menyimpang dari rencana alokasi waktu tersebut, karena penulis kesulitan dalam mencari
bahan untuk proyek akhir ini.
Tabel 1-1 Alokasi Waktu Pengerjaan Proyek Akhir
Tabel 1-2 menunjukkan bahan dan biaya yang dibutuhkan untuk merealisasikan Antena
Penerima Heliks ragam sumbu yang sesuai dengan harga di pasar.
Tabel 1-2 Alokasi Biaya Pengerjaan Proyek Akhir
Nama Bahan Jumlah Harga
Konektor SMA Female
N-connector 1 Rp. 25.000
Plat Tembaga (PCB) 1 Rp. 4.000
Pipa Paralon diameter 4cm 0.5 meter Rp. 2.000
Kabel Tembaga 0.5 meter Rp. 8.000
Plat Alumunium 0.5 meter Rp. 4.000
Harga Total Rp. 53.000
No Kegiatan
BULAN
Januari Februari Maret April Mei Juni
2008 2008 2008 2008 2008 2008
1 Studi Literatur
2 Perancangan
dan
Pembuatan
Antena
3 Pengukuran
dan Analisa
Hasil
Pengukuran
Antena yang
telah jadi
4 Penulisan
Buku
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB I Pendahuluan 8
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
Dalam proses pengujian parameter antena yang direalisasikan dibutuhkan beberapa alat
ukur yang sesuai dengan spesifikasi teknis antena. Berikut ini adalah tabel perencanaan
pengujian dan alat yang digunakan saat proses pengujian :
Tabel 1-3 Rencana Pengujian Parameter Antena
NO Parameter Pengujian Alat Yang Diperlukan Lokasi
Peminjaman
1 Impendansi Network analyzer (300
kHz-3 GHz)
Lab. Microwave
2 VSWR Network analyzer (300
kHz-3 GHz)
Lab. Microwave
3 Gain (Penguatan) Sweep Oscilator Lab. Microwave
Spectrum Analyzer Lab. Microwave
Antena Referensi Lab. Microwave
4 Pola Radiasi dan
Polarisasi
Sweep Oscilator Lab. Microwave
Spectrum Analyzer Lab. Microwave
Holder (tiang
penyangga)
Lab. Microwave
Antena Referensi Lab. Microwave
5 Bandwidth (lebar pita) Network analyzer (300
kHz-3 GHz)
Lab. Microwave
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan, realisasi, dan pengukuran Antena
Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2.4 GHz
– 2.48 GHz maka didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Bandwidth diperoleh sebesar 80 MHz pada VSWR ≤ 1.5 (memenuhi
spesifikasi)
2. Pola radiasi antena unidireksional (memenuhi spesifikasi)
3. Polarisasi antena mendekati sirkular (mendekati spesifikasi)
4. Gain yang diperoleh 10.009 dBi pada frekuensi 2408.25 MHz, 10.165 dBi
pada frekuensi 2435.25 MHz, dan 11.694 dBi pada frekuensi 2479.25
MHz (memenuhi spesifikasi gain ≥ 10 dBi)
5. Nilai impedansi terminal antena (51.78-j17.34)Ω atau (54.60 -18.51)Ω
(mendekati spesifikasi)
6. Jangkauan Antena heliks lebih jauh dibandingkan antena dipole sleve
karena antena heliks memiliki gain ≥ 10 dBi dari antena dipole sleve.
5.2 Saran
Dari hasil realisasi yang diperoleh pada Proyek Akhir ini, agar
nantinya performansi antena lebih baik, maka perlu diperhatikan beberapa
saran berikut ini:
1. Ketelitian dalam perancangan dan realisasi antena sangat dibutuhkan,
karena hal tersebut akan mempengaruhi performansi antena
2. Konstanta dielektrik, εr bahan yang digunakan sebagai penyepadanan
sebaiknya seakurat mungkin, sehingga tidak menyebabkan koefisien
pantul yang besar sehingga menghasilkan nilai Vswr mendekati
rancangan.
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
BAB V Kesimpulan Dan Saran 56
Rancang Bangun Antena Penerima Heliks Ragam Sumbu Untuk Wireless Fixed Pada Wilayah 2,4 -2,48 GHz
3. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, pengukuran parameter antena sebaiknya
dilakukan di ruang tanpa gema (Anechoic Chamber).
4. Sebaiknya IT Telkom membuat ruang tanpa gema agar pengukuran antena
mendapatkan hasil yang lebih akurat.
5. Lilitan harus dibuat rapat dengan paralon agar hasil yang didapat sesuai dengan yang
diinginkan.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
57
DAFTAR PUSTAKA
[1] Adriansyah, Nachwan Mufti, ST. ” Slide Mata Kuliah Antena”. STT
Telkom, 2001
[2] Balannis,CA.,”Antenna Theory : Analisys and Desain”, John Wiley and
Sons., 1982
[3] Jasik, Henry. “Antenna Engineering Handbook”. Mc Graw Hill Book
Company 1stedition, 1961
[4] Krauss,J.D, Marhefka, Ronald J “Antennas for All Applications”. Mc-Graw
Hill International 3rd
edition, 2002
[5] Laboratorium Antena dan Microwave. “Short Course of Antennas Module:
Design & Realization”. STT Telkom, 2003
[6] Laboratorium Antena. “Design and Realization of Receiver Antenna for WI-
FI Application Module”. STT Telkom, 2007
[7] Pozar,David M.”Microwave Engineering”.John Wiley & Sons 3rd
edition,
2004.
[8] Soetamso, Drs.“Diktat Kuliah Sistem Antena”. STT Telkom, 2004
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2009
Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Recommended