PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP UNTUK SPEKTRUM ULTRA WIDEBAND PADA WLAN 5,2 GHz

SKRIPSI

PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP UNTUK SPEKTRUM

ULTRA WIDEBAND PADA WLAN 5,2 GHz

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program stratasatu (S1) pada Fakultas Teknik jurusan Teknik Elektro

Universitas Darma persada

Oleh:

MOHAMMAD AMIN

NIM : 2010210003

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DARMA PERSADA

JAKARTA

2015

ii

Lembar Pengesahan

Tugas Akhir yang berjudul :

Perancangan Antena Mikrostrip untuk Spektrum Ultra Wideband

Pada WLAN 5.2 GHz

Oleh :

Mohammad Amin

NIM: 2010210003

Telah diterima dan disahkan sebagai salah satu syarat menyelesaikan programStrata satu (S1) untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Darma Persada

Disahkan Oleh :

Ketua jurusan Teknik Elektro Pembimbing Tugas Akhir

M.Darsono,ST,MT M.Darsono,ST,MTNIDN:0302116701 NIDN:0302116701

iii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb.

Puji syukur atas rahmat yang Allah SWT anugerahkan kepada kita

sehingga kesehatan badan, iman dan pikiran tercurahkan kepada kita melalui

rahmat-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang

berjudul “PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP UNTUK SPEKTRUM

ULTRA WIDEBAND”.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik

Elektro Universitas Darma Persada.

Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih

kepada semua pihak yang telah memberi bantuan, bimbingan dan semua fasilitas

serta pengarahan-pengarahan yang diberikan kepada penulis selama melaksanakan

penyusunan skripsi ini, yaitu kepada yang terhormat:

1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga yang tercinta karena telah

memberikan bantuan dan dorongan baik berupa materi ataupun moril

sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.

2. Bapak Ir. Agus Sun Sugiharto, MT selaku dosen dan dekan Fakultas

Teknik, Universitas Darma Persada.

3. Bapak M. Darsono, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro,

Universitas Darma Persada dan juga sebagai dosen pembimbing yang

iv

telah banyak membantu dalam membimbing penulis untuk

menyelesaikan skripsi ini.

4. Seluruh dosen Fakultas Teknik Elektro Universitas Darma Persada

yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis.

5. Kepada semua rekan seperjuangan di Jurusan Teknik Elektro

Universitas Darma Persada (Tri Arianto, Ery Sugiarto, Luchinda

Heprilian,Ahmad Subkhan, Moh.Sentot Samsul, Andika Ramanda,

Agus Rianto,Nana Supriatna,Doni Setiawan,Alfin Hidayat,Muh.Iqbal

Mutaqin, Arlendo Talahatu), yang telah banyak memberikan dukungan

dan dorongan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

Penulisan skripsi ini memang masih belum sempurna, oleh karena itu

penulis mengucapkan permohonan maaf yang sebesar-besarnya atas kekurangan

dan kesalahan yang terjadi selama proses penulisan skripsi ini. Tidak lupa penulis

juga mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan

skripsi ini kepada semua pembaca. Namun dengan segala keterbatasan penulis

berharap skripsi ini dapat berguna bagi semua.

Wassalamualaikum Wr.Wb.

Jakarta, Agustus 2015

Penulis

Mohammad Amin

v

Abstrak

Pada tugas Akhir ini melakukan perancangan sebuah antena

mikrostrip planar monopole pada spektrum ultra wideband. Perancangan

antena planar menggunakan media substrat RT/Duroid 5880 dengan

konstanta dielektrik ( ) 2.2, loss tangent (tan ) 0.002, dan ketebalan

Substrat (h) sebesar 1.57 mm.Rancangan antena dibentuk dalam dimensi

substrat 40 x 40 dengan struktur satu lapis menggunakan bidang

pentanahaan sebagian ,serta bentuk konduktor paradiasi berbentuk Persegi

dengan penambahaan slot E dan pencatuan menggunakan saluran

transmisi mikrostrip dengan Impedansi 50 Ω. Penentuan saluran pencatu

menggunakan software PCAAD, sementara pembentukan rancangan

antena disimulasikan dengan menggunakan software AWR Microwave

Office.Dalam pendekatan Simulasi antena dengan antena direksional dan

memiliki polarisasi linear yang mendapatkan nilai paremeter antena

meliputi Return loss dibawah -10 dB dengan jangkauan frekuensi

4.681GHz – 8.41 GHz membentuk single wideband dengan lebar

bandwidth 3729 MHz (49.3 %) dari ketetapan maksimum,yang terukur

pada VSWR minimum diperoleh 1.325 pada resonansi 5.2 GHz dengan

impedansi masukan = 44.87435 - j 12.664 Ω.

Hasil perancangan antena dengan jangkauan Frekuensi

Ultrawideband pada 4.681 GHz – 8.41 GHz,menangkap regulasi wiayah

kerja C band,dimana pada wilayah tersebut antena memungkinkan dapat

diaplikasikan untuk frekuensi 5.2/5.8 GHZ wireless.Local Area Network

(WLAN)

Kata kunci: Mikrostrip,Ultra wideband,Celah E,Persegi,C band,WLAN

vi

Daftar Isi

Lembar Pengesahan................................................................................................ ii

Kata Pengantar....................................................................................................... iii

Abstrak ................................................................................................................. v

Daftar isi ................................................................................................................ vi

Daftar Gambar........................................................................................................ x

Daftar Tabel.............................................................................. ........................... xii

Daftar simbol dan Singkatan............................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah................................................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................. 2

1.4 Batasan Masalah....................................................................................3

1.5 Metode penulisan ................................................................................. 3

1.6 Sistematika penulisan............................................................................ 3

BAB II DASAR TEORI........................................................................................ 5

2.1 umum.............................................................................................. 5

2.2 Antena mikrostrip............................................................................ 7

2.3 Element Paradiasi.......................................................................... 9

2.3.1 Mikrostrip patch antena................................................................. 9

2.3.2 Patch Persegi Panjang................................................................... 10

2.3.3 Printed slot Antena....................................................................... 12

2.3.4 Mikrodtrip Traveling Wave Antena ............................................ 13

vii

2.4 Saluran Transmisi...........................................................................13

2.4.1 Konstanta Dielektrikum Efektif....................................................14

2.4.2 Karekteristik Impedansi.................................................................14

2.5 Teknik pencatuan...........................................................................15

2.5.1 Microstripe Line Feed....................................................................16

2.5.2 coaxial Feed...................................................................................16

2.5.3 saluran Aperture coupled...............................................................18

2.5.4 Saluran Proximiti couplrd..............................................................18

2.6 Parameter-Parameter Antena.........................................................19

2.6.1 Return Loss....................................................................................20

2.6.2 VSWR............................................................................................20

2.6.3 Bandwidth......................................................................................20

2.6.4 Input Impedance.............................................................................21

2.6.5 polarisasi....................................................................................... 22

2.6.6 pola radiasi.....................................................................................23

2.6.6.1 pola radiasi Antena Unidirectional................................................24

2.6.6.2 pola Radiasi Antena Omnidirectional...........................................24

2.6.7 Gain...............................................................................................25

2.6.8 Beamwidth....................................................................................25

2.7 Antena mikrostrip broadband multiband......................................26

2.8 Struktur Antena mikrostrip UWB.................................................29

viii

2.9 Dasar Acuan merancang Sebuah Antea ...................................... 33

BAB III PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP UNTUK

APLIKASI UWB................................................................................. 34

3.1 Dasar Perancangan Antena........................................................... 34

3.2 Media Perancangan ..................................................................... 35

3.2.1 Sofware dan Hardware Perancangan........................................... 35

3.3 Langkah Perancangan Antena Mikrostrip..................................... 37

3.4 Rancangan Dasar Antena.............................................................. 39

3.4.1 Menentukan lebar saluran pencatu................................................ 39

3.4.2 Menentukan dimensi Patch........................................................... 40

3.4.3 menjalankan proses Simulasi pada Sofware Microwave office... 42

3.5 Konfigurasi rancangan Antena...................................................... 48

3.5.1 pemodelan Patch persegi............................................................... 48

3.5.1.1 perancangan antena persegi tanpa modifikasi............................... 48

3.5.1.2 perancangan Antena persegi dengan Penambahaan

Slot E Pada radiator....................................................................... 50

3.5.1.3 pembatasan bidang ground plane pada

perancangan antena persegi ............................................................ 52

BAB IV ANALISA PARAMETER HASIL PERANCANGAN ANTENA........ 55

4.1 Konfigurasi Antena Hasil Rancangan............................................55

4.2 Parameter Antena Hasil Rancangan...............................................58

ix

4.2.1 Parameter Antena Hasil simulasi.................................................. 58

4.2.1.1 Bandwith...................................................................................... 58

4.2.1.2 VSWR........................................................................................... 60

4.2.1.3 Impedansi masukan....................................................................... 61

4.2.1.4 Pola Radiasi................................................................................... 63

4.3 Spesifikasi Antena Hasil rancangan.............................................. 65

BAB V KESIMPULAN....................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 67

x

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Pulsa UWB 7

Gambar 2.2 contoh berbagai macam bentuk Antena 7

Gambar 2.3 Skema struktur antena mikrostrip 8

Gambar 2.4 Macam-macam bentuk Patch antena mikrostrip 10

Gambar 2.5 Struktur dan patch antena mikrostrip 11

Gambar 2.6 Patch persegi panjang 12

Gambar 2.7 Macam bentuk antena slot 13

Gambar 2.8 macam bentuk antena MTA 13

Gambar 2.9 Saluran transmisi 14

Gambar 2.10 microstrip line feed 16

Gambar 2.11 Coaxial Feed 18

Gambar 2.12 Saluran Apurture coupel 18

Gambar 2.13. Saluran Proximity Coupled 19

Gambar 2.14 Polarisasi ellip dengan sudut τ yang dibentuk Ex

dan Ey dengan amplitude E1 dan E2 23

Gambar 2.15a Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional 24

Gambar 2.15b Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional 25

Gambar 2.16 Beanwidth antena 26

Gambar 2.17 macam bentuk celah antena kompak 27

Gambar 2.18 Macam konfigurasi antenna planar UWB 31

Gambar 2.19 Macam konfigurasi antena planar

UWB dengan filter frekuensi 32

xi

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antenna 38

Gambar 3.2 Tampilan program PCAAD 38

Gambar 3.3 Ukuran lebar saluran catu mikrostrip 40

Gambar 3.4 Ukuran sisi patch persegi 44

Gambar 3.5 Tahap awal simulasi pada Software Microwave

Office 2002 43

Gambar 3.6 Konfigurasi ukuran dimensi substrat pada

AWRM WO 2002 43

Gambar 3.7 Konfigurasi layer dielektrik pada AWR MWO 44

Gambar 3.8 Konfigurasi boundaries setting pada AWR MWO 45

Gambar 3 .9 Penambahan Port untuksaluran mikrostrip 45

Gambar 3.10 Pilihan perancangan parameter pada

Microwave Office untuk Program Simulasi Antena 46

Gambar 3.11 Pengaturan Jangkauan Frekuensi pada

Perancangan Antena 47

Gambar 3.12 rancangan antena patch persegi tanpa modifikasi 48

Gambar 3.13 Bentuk grafik hasil patch persegi tanpa Modifikasi 49

Gambar 3.14 awal pemberian slot E pada radiator 50

Ganbar 3.15 Bentuk grafik hasil pemberian slot E pada paradiasi 50

Gambar 3.16 pengurangan dimensi pada slot E 51

Gambar 3.17 grafik perubahan hasil pengurangan dimensi 52

Gambar 3.18 Konfigurasi pemotongan pada ground plane 53

xii

Gambar 3.19 Grafik hasil rancangan Antena persegi dengan

pembatasan ground 3 Konfigurasi pemotongan pada ground plane 54

Gambar 4.1 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak atas 55

Gambar 4.2 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak bawah 56

Gambar 4.3 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak samping 57

Gambar 4.4 Grafik return loss terhadap frekuensi hasil simulasi 58

Gambar 4.5 Grafik VSWR terhadap frekuensi hasil simulasi 60

Gambar 4.6 Grafik Smith Chart Impedansi masukan antenna

dari hasil simulasi 61

Gambar 4.7 Pola radiasi dan radiasi pancaran hasil simulasi antena 61

Gambar 4.8 total kekuatan radiasi antena hasil simulasi 64

xii

Daftar Tabel

Tabel 3.1 Spesifikasi media substrat antena mikrostrip 34

Tabel 4.1 Dimensi ukuran antenna hasil perancangan tampak atas 54

Tabel 4.2 Dimensi ukuran antenna hasil perancangan tampak bawah 55

Tabel 4.3 Spesifikasi hasil perancangan antena 63

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Perkembangan teknologi saat ini sangatlah pesat terutama teknologi di

bidang telekomunikasi. Hal ini dapat dilihat dari semakin meningkatnya

kebutuhan untuk memperoleh informasi, baik informasi dalam bentuk suara,

data, gambar, maupun video, dengan peralatan komunikasi yang dapat digunakan

dimana saja dan kapan saja [1]. Kemajuan teknologi yang paling berkembang

saat ini adalah komunikasi nirkabel atau Wireless yang dapat mendukung

terselenggaranya sistem telekomunikasi secara global. Salah satu permasalahan

mendasar dalam teknologi nirkabel yang saat ini masih dicari jalan keluarnya

adalah kebutuhan akan bandwidth yang lebar dengan kecepatan data yang tinggi.

Dari sisi celuler di kembangankan suatu teknologi komunikasi generasi

(1G),(2G),(3G) dan (4G) yang bisa di koneksikan pada perangkat smartphone

dengan koneksi internet. Dari sisi lain di kembangkan teknologi data pada LAN

yaitu WLAN,WI-Fi, Wimax dan WPAN.

Salah satu elemen penting dari sistem wireless pada perangkat

komunkasi adalah antena.Yang berfungsi sebagai penguat daya pada perangkat

penyesuai antara sistem pemancar dan penerima. pada sistem pemancar antena

digunakan untuk meradiasikan gelombang radio ke udara, dan sebaliknya untuk

menangkap radiasi gelombang radio dari udara antena diterapkan pada sistem

penerima.

Teknologi UWB dibuat oleh Federal Communications Commission

(FCC) di Amerika Serikat pada tahun 2002 menggunakan pita frekuensi

unlicensed antara 3,1 sampai 10,6 GHz (7,5 GHz) untuk sistem komunikasi

nirkabel UWB dalam ruangan.Teknologi ini mempunyai kecepatan data

hinggga 480 Mbps, dengan low EIRP level sebesar (-41.3dBm/MHz) [4],

komsumsi daya yang rendah yaitu hanya 100 mW Standar industri seperti

2

IEEE 802.15.3a (data rate yang tinggi) dan IEEE 802.15.4a (data rate yang

sangat rendah dengan kemampuan ranging) berbasis teknologi UWB telah

diperkenalkan.

Adapun teknologi UWB saat ini banyak di aplikasikan ke berbagai

macam perangkat telekomunikasi saat ini contohya untuk aplikasi wirless

LAN.Aplikasi tersebut yang merupakan sudah banyak dan umum di gunakan di

kehidupan sehari-hari seperti di kantor,rumah dan universitas.Oleh karena itu di

butuhkan sebuah antena yang mampu memenuhi kebutuhan akan kecepatan

telekomunikasi berdasarkan standar regulasi IEEE 802.11a WLAN di frekuensi

5.2 GHz.Berdasarkan pada lampiran 2 sebagai acuan salah satu produk antena

pada aplikasi WLAN dengan model antena (WAT911360-E6) yang mempunyai

spesifikasi dengan nilai parameter antara lain range frekuensi 5.15-5.825

GHz,VSWR ≤ 2,dan gain 1.7 dBi dengan nilai impedansi 50 Ω beamwidth 60°.1.2 Rumusan masalah

Yang menjadi rumusan masalah

1. Bagaimana merancang sebuah antena mikrostrip yang sesuai pada

spektrum UWB untuk aplikasi WLAN

2. Membuat rancangan antena mikrostrip berbentuk persegi

3. Sifat material substrat PCB menggunakan Duroid

4. Penentuan rancangan antena dengan metode simulasi

5. Nilai-nilai parameter antena yang menjadi target sebuah rancangan

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dalam kegiatan penelitian tugas akhir ini adalah membuat

perancangan antena monopole mengunakan mikrostrip yang mampu

beroperasi pada frekuensi UWB yang di fungsikan sebagai antena

penerima dan mampu mendukung sistem komunikasi wireless local area

network (WLAN) 5.2 GHz.

3

1.4 Batasan Masalah

Perancangan model antena mikrostrip untuk spektrum ultra

wideband pada frekuensi kerja antara 3,1 Ghz -10,6 Ghz menggunakan

metode simulasi Sofware AWR Microwave office. Rancangan antenna

dibuat menggunakan jenis substrat RT Duroid 5880 dengan konstanta

dielektrik (εr = 2,2), loss tangen 0,002 dan ketebalan substrat (h = 1,57

mm). Pemodelan menggunakan struktur patch persegi dengan

menambahkan celah E pada patch tersebut.

1.5 Metode Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan Tugas

Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur

teori-teori yang berkaitan dengan komunikasi

Wireless.pemodelan antenna microstrip,jenis-jenis material

yang di gunakan dan tutorial penggunaan perangkat lunak

untuk rancang bangun antenna.

2. Studi perancangan.

studi tentang antenna microstrip,berkaitan dengan fungsi

dan struktur dari ultra wideband.

3. Studi Analisis, yaitu perhitungan analitik dengan

menggunakan perumusan ilmiah kemudian dilakukan

perancangan antena dengan menggunakan software

Microwave officer 2002.

1.6 Sistematika penulisan

Secara garis besar, sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut :

4

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang

latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan

masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan

dari Tugas Akhir ini.

BAB II : TEORI DASAR

Bab ini menjelaskan tentang Defenisi dari Antena

Mikrostrip, Parameter-Parameter Umum Antena

Mikrostrip, Aplikasi-Aplikasi Antena Mikrostrip,

BAB III : PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP

UNTUK APLIKASI UWB 3,1-10,6 GHz

Bab ini membahas tentang Perancangan antena

mikrostrip meliputi desain, pembuatan, dan pemodelan

dengan menggunakan Simulator microwave office 2002

untuk masing-masing rancangan

BAB IV : HASIL ANALISIS PENGUKURAN MODEL

ANTENA MIKROSTRIP UNTUK APLIKASI

UWB 3,1-10,6 GHz

Bab ini akan membahas mengenai hasil analisis

pemodelan antena mikrostrip dan membandingkan

hasil parameter yang dicapai dengan parameter-

parameter pabrikan.

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran

dari hasil pembahasan Tugas Akhir

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Umum

Ultra Wideband (UWB) teknologi yang sudah ada sejak tahun

1980-an,tetapi hanya di gunakan untuk aplikasi radar based hingga sekarang

[2]. Ultra Wideband (UWB) itu sendiri adalah teknologi jaringan yang

dapat digunakan dalam aplikasi jaringan wireless dengan kecepatan

transfer data sangat tinggi yang digolongkan pada Short Range Wireless.

Teknologi ini merupakan pilihan lain dari teknologi koneksi berbasis

nirkabel seperti Bluetooth dan WIFI. Sebagaimana kita ketahui

perkembangan device/gadget yang memerlukan konektivitas nirkabel

berkembang sangat pesat seiring dengan perubahan gaya hidup.

Tuntutan akan perkembangan teknologi nirkabel tidak hanya pada segi

ketersediannya pada suatu device/gadget tetapi juga harus ditunjang dengan

kecepatan dan ketersedian bandwidth yang tinggi atau multiple high

bandwidth. Kelebihan ini sangat dibutuhkan dalam berbagai macam

aplikasinya sebagai contohnya adalah sharing video, aplikasi pada game

nirkabel dan projector nirkabel yang sangat memerlukan multiple high

bandwidth[3]

Teknologi Uwb telah muncul sebagai teknologi yang dapat di

gunakan untuk jaringan wireless dengan kecepatan data yang sangat tinggi

.Sistem komunikasi ultra wideband merupakan sistem komunikasi yang

dapat mengirim data dengan data rate 480 Mbps untuk jarak 2 meter dan 10

Mbps untuk jarak 10 meter .secara umum suatu sitem dapat di kategorikan

sebagai komunikasi ultra wideband jika memiliki kriteria bandwidth

fraksional lebih besar dari pada 20%.Sistem komunikasi ultra wideband

komunikasi jarak pendek yang mempunyai bandwidht yang sangat

lebar,agar suatu sistem dapat di kategorikan sebagai komunikasi ultra

wideband maka syaratnya lebar bandwidthnya lebih besar dari 500

6

MHz.Sistem komunikasi ultra wideband sendiri telah diajukan oleh Federal

Comunication Commission (FCC) pada tahun 2002 untuk beroperasi pada

spektrum frekuensi 3.1-10.6 GHz dengan maksimum power spectral densiry

yang diijinkan sebesar 41.3 dBm/MHz.

Gambar 2.1 pulsa UWB

Suatu antena dapat diartikan sebagai suatu tranduser antara saluran

transmisi atau pandu gelombang dalam suatu saluran transmisi dan suatu

medium yang tak terikat (zonabebas) tempat suatu gelombang

elektromagnetik berpropagasi (biasanya udara),atau pun sebaliknya.Dalam

aplikasinya,suatu antena dapat berfungsi selain sebagai media pemancar

gelombang elektromagnetik, juga sebagai penerima gelombang

elektromagnetik secara efisien dan berpolarisasi sesuai dengan struktur yang

dimilikinya.Selain itu,untuk meminimalkan refleksi gelombang pada titik

antara saluran transmisi dan titik catu antena,maka suatu antena harus

mempunyai kesesuaian (matched) dengan saluran transmisi yang digunakan.

Saluran transmis iadalah alat yang berfungsi sebagai penghantar atau

penyalur energi gelombang elektromagnetik. Suatu sumber yang

dihubungkan dengan saluran transmisi yang tak berhingga panjangnya

menimbulkan gelombang berjalan yang uniform sepanjang saluran itu. Jika

saluran ini dihubung singkat maka akan muncul gelombang berdiri yang

7

disebabkan oleh interferensi gelombang datang dengan gelombang yang

dipantulkan. Jika gelombang datang sama besar dengan gelombang yang

dipantulkan akan dihasilkan gelombang berdiri murni.Konsentrasi-

konsentrasi energi pada gelombang berdiri ini berosilasi dari energi listrik

seluruhnya ke energi magnet total dua kali setiap periode gelombang itu.

Beberapa contoh antena dalam berbagai bentuk dilihat pada Gambar

2.2. Dan aplikasinya, antena banyak digunakan pada penyiaran radio dan

televisi,Sistem komunikas isatelit,telepon selular,sistem radar dan sensor

otomatis mobil anti tabrakan, dan masih banyak fungsi-fungsi yang lain [1].

Gambar 2.2 Contoh berbagai macam bentuk antena

2.2 Antena Mikrostrip

Antenna mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel

diatas ground plane yang diantaranya terdapat bahan dielektrik. Antena

mikrostrip merupakan antena yang memiliki massa ringan, mudah untuk

dibuat, dengan sifatnya yang konformal sehingga dapat ditempatkan pada

hampir semua jenis permukaan dan ukurannya kecil dibandingkan dengan

antena jenis lain, karena sifat yang dimilikinya, antena mikrostrip sangat

sesuai dengan kebutuhan saat ini sehingga dapat diintegrasikan dengan

peralatan telekomunikasi yang berukuran kecil.

8

Gambar 2.3 Skema struktur antenna mikrostrip

Secaraumum, antena mikrostrip terdiri atas 3 bagian, yaitupatch,

substrat, dan ground plane.Patch terletak di atas substrat, sementara

ground plane terletak pada bagian paling bawah, strukturnya dapat dilihat

seperti pada gambar 2.3. Patch berfungsi sebagai pemancar (radiator).

Patch dan saluran pencatu biasanya terletak di atas substrat, sementara

tebal patch (t) biasanya dibuat sangat tipis. Substrat terbuat dari bahan-

bahan dielektrik. Substrat biasanya mempunyai tinggi (h) antara 0,003 λ0 –

0,05λ0. Pada umumnya, patch terbuat dari logam konduktor seperti

tembaga atau emas dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam[6].

Elemen peradiasi (radiator) berfungsi untuk meradiasikan

gelombang listrik dan magnet. Elemen ini biasa disebut sebagai radiator

patch dan terbentuk dari lapisan logam metal yang memiliki ketebalan

tertentu. Jenis logam yang biasanya digunakan adalah tembaga (copper)

dengan konduktifitas 5.8 x 107 S/m. Patch konduktor pada antena

mikrostrip memiliki bermacam-macam bentuk, namun pada dasarnya

digunakan bentuk persegi panjang (rectangular) dan lingkaran (circular)

karena mudah dalam menganalisis. Adapun bentuk konduktor lain seperti

bujur sangkar, segitiga, setengah lingkaran, elip, cincin, dan lain

sebagainya. Substrate merupakan dielektrik yang membatasi elemen

peradiasi dengan elemen pentanahan (ground plan). Bagian ini memiliki

nilai konstanta dielektrik ( r ), faktor disipasi dan ketebalan (h)

tertentu.Ketiga nilai tersebut mempengaruhi frekuensi kerja, bandwidth

dan juga efisiensi dari antena yang akan dibuat ketebalan substrate jauh

9

lebih besar dari pada ketebalan konduktor metal peradiasi. Semakin tebal

substrate maka bandwidth akan semakin meningkat, tetapi berpengaruh

terhadap timbulnya gelombang permukaan (surface wave).

Untuk substrate komersial yang tersedia umumnya memiliki dua

data ukuran property fisik, yaitu konstanta dielektrik atau permittivity ( r )

danloss tangent( tan ). Pada rancang bangun jenis substrate yang

digunakan adalah RT Duroid 5880 yang memiliki spesifikasi loss tangent

0,002, konstanta dielektrik 2,20 dan ketebalan 1,57 mm.

2.3 Element Paradiasi

Peradiasi atau patch radiator merupakan komponen utama dari

suatu antena mikostrip, dimana pola propagasi gelombang elektromagnetik

akan dipancarkan pada ruang bebas atau udara. Ada beberapa model patch

antena yang dapat digunakan pada ruang bebas atau udara. Secara

keseluruhan dari beberapa bentuk elemen radiator antena mikrostrip dapat

dikategorikan menjadi empat bagian, yaitu mikrostrip patch antena,

mikrostrip dipole, printed slot antena, dan mikrostrip traveling-wave

antena[7].

2.3.1 Mikrostrip Patch Antena

Sebuah patch antena microstrip terdiri dari sebuah patch dengan

bentuk geometri planar pada satu sisi substrat dielektrik serta bagian

ground pada sisi yang lain. Terdapat banyak pola patch untuk mikrostrip

antena, namun pada dasarnyabentuk konfigurasi patch yang dapat

digunakan di dalam merancang suatu antena mikrostrip, seperti bujur

sangkar, persegi empat, ring dan ellips seperti pada gambar 2.3.

10

Gambar 2.4 Macam-macam bentuk patch antena mikrostrip

2.3.2 Patch persegi panjang

Perancangan sebuah patch peradiasi dari sebuah antena mikrostrip

dibuat pada sisi permukaan lapisan atas dari dielektrik

substrate.Konfigurasi elemen paradiasi dari suatu antena microstrip

persegi panjang di perlihatkan pada gambar 2.5 memperlihatkan struktur

sebuah patch dari antena mikrostrip pada lapisan permukaan dielektrik

substrate dengan ketebalan (h), dimana patch persegi panjang dengan

dimensi ukuran panjang (L) dan lebar (W) dengan ketebalan (t) konduktor

patch. Pada sisi lapisan bawah konduktor dijadikan sebagai bidang ground

Gambar 2.5 Struktur dan patch antena mikrostrip

Bentuk struktur dari patch persegi panjang terhadap frekuensi

resonansi (fr) dipengaruhi oleh mode dominan propagasi gelombang

11

tranverse magnetic TMmn , dimana m dan n mode orde. Sehingga dimensi

patch persegi panjang diperoleh melalui persamaan:

2/122

2

W

n

L

mcf

r

r

(1)

Dimana fr adalah frekuensi resonansi dalam Hertz, adalah

konstanta dielektrik efektive dan ca dalah kecepatan cahaya(3x108 m/dt).

Untuk L adalah panjang sisi patch dalam milimeter dan W adalah lebar

sisi patch dalam milimeter.

Untuk radiasi efektif lebar patch di peroreh persamaan :

2

12

rof

cW

(2)

Untuk dimensi patch persegi panjangdi gunakan mode propagasi

terhadap mode propagasi ,dimana orde mode untuk m = 1 dan n = 0.

Panjang effective patch persegi panjang di peroleh melalui persamaan 3

rrf

cL

2 (3)

Untuk sisi panjang efektif patch bujur sangkar dengan

pertimbangan terhadap efek fringing pada sisi tepi peradiasi diperluas

dengan menambahkan ΔL seperti yang terlihat pada gambar 2.6. Besarnya

ΔL dapat diperhitungkan dengan persamaan:

8,0258,0

264,03,0412,0

h

wh

w

hL

eff

eff

(4)

Dimana

12

21121

2

1

2

1

W

hrreff

(2)

Sehingga panjang efektive untuk sisi patch persegi panjang [8]

diperoleh melalui persamaan (5):

LLLeff 2 (5)

Gambar 2.6 patch persegi

2.3.3 Printed slot Antena

Antena ini merupaka bentuk modifikasi dari deometri dasar

mikrostrip Patch antena,secara teoritis sebagian besar bentuk patch

mikrostrip dapat direalisasika dalam bentuk celah (slot).sepertihalny patch

antena mikrostrip,antena slot dapat diberiakn pencatuan baik oleh saluran

mikrostrip atau couplanar waveguide. Berapa bentuk dasar antena dapat

dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Macam bentuk antena slot

13

2.3.4 Mikrostrip Traveling Wave Antena

Sebuah antena mikrostrip traveling wave (MTA) dapat terdiri dari

bentuk susunan patch konduktor atau garis mikrostrip yang cukup panjang

untuk mendukung mode tranverse electric(TE).ujung lain dari antena

traveling wave diakhiri dalam bentuk resistif,teknik ini di gunakan untuk

menghindari gelombang berdiri pada antena. MTA dapat dibentuk

sedemikian rupa dengan bentuk susunan patch di segala arah,contoh

bentuk antena ini seperti terlihat pada gambar 2.8

Gambar 2.8 macam bentuk antena MTA

2.4 Saluran Transmisi

Saluran transimisi merupakan suatu media rambatan bagi

gelombang yang dikirimkan dari sumber ke beban. Bagian dari sistem

antena adalah saluran transmisi yang dihubungkan dengan patch antena.

Ada empat model yang dapat digunakan sebagai saluran pencatu patch

antena, yaitu : rangkaian saluran mikrostrip planar, probe koaksial,

aperture coupling dan proximity coupling. Karakteristik dan dimensi

saluran transmisi mikrostrip ditentukan oleh nilai konstanta dielektrik

relative substrate dan loss tangent.

14

Gambar 2.9 Saluran transmisi

2.4.1 Konstanta Dielektrikum Efektif

Analisa nilai parameter impedansi karakteristik dari mikrostrip

secara dimensional dibatasi oleh nilai rasio antara lebar strip kondukto

rdengan ketebalan dielektrik umbahan (substrate). Konstanta dielektrik

umefektif diperlukan untuk menentukan hubungan bahan dari kedua

dielektrik yaitu substrate dan pelat konduktor. Untuk menentukan nilai

konstanta dielektrik umefektif dapat dicari melalui persamaan (6)

:Konstanta dielektrik effektif (εeff) untuk w/h ≥ 1 :

+ (6)

Dimana = konstanta dielektrik effective,

= dielektrik effektif

w = lebar patch saluran dan

h = ketebalan substrat

2.4.2 Karekteristik impedansi

Salah satu paramete rutama yang penting untuk diketahui pada

suatu saluran mikrostrip adalah impedansi karakteristik (Zo) .Impedansi

karakteristik, induktansi dan kapasitansi saluran transmisi ditentukan oleh

15

besaran fisik saluran. Nilai impedansi karakteristik ditentukan oleh lebar

saluran atau konduktor(w),

Tinggi material substrate (h) ,dan konstanta dielektrik relatif

(Ɛr).Nilai impedansi karakteristik merupakan hambatan yangterjadi

sepanjang saluran yang secara analisis dapat ditentukan melalu ipersamaan

(7) : Persamaan untuk nilai w/h ≥ 1 :

/

, , , (7)

Dimana : = Impedansi karekteristik dari antenna (Ω)

w = lebar patch saluran dan

h = ketebalan substrat

= konstanta dielektri k effective

2.5 Teknik-teknik Pencatuan

Antena patch mikrostrip dapat diberikan saluran pencatu patch

dengan berbagai metode.Metode ini dapat diklasifikasikan ke dalam dua

kategori yaitu kontak langsung dan tidak kontak langsung.Dalam kategori

kontak langsung, daya radio frekuensi disalurkan langsung ke patch

menggunakan elemen penyambung seperti mikrostrip line.Dalam skema

saluran yang tidak kontak langsung yaitu pengkoplingan medan

elektromagnetik dilakukan untuk mentransfer daya antara mikrostrip line

dan patch yang diradiasi.Empat teknik yang paling populer digunakan

adalah Mikrostripline,probekoaksial (untuk dua kategori kontak

langsung),kopling aperture dan kedekatan pengkoplingan (untuk dua

kategori yang tidak kontak langsung).

16

2.5.1 Microstripe line feed

Pada jenis teknik saluran ini,sebuahgaris langsung terhubung

ketepi dari patch Mikrostrip seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10.

Saluran strip tersebut lebih kecil jika dibandingkan dengan ukuran patch

dan dalam ha lini saluran dapat dibuat satu sket dengan substrate yang

sama dan disebut struktur planar.

Gambar 2.10 mikrostrip line feed

Tujuan dari penyisipan cut in dalam patch ini adalah untuk

mencocokkan impedansi dari saluran terhadap patch tanpa memerlukan

penambahan elemen matching lainnya. Hal ini dapat dicapai dengan benar

dengan melakukan kontrol yang tepat pada posisi penyisipan. Maka hal

ini merupakan skema pembuatan saluran yang mudah, karena

memberikan kemudahan fabrikasi dan kesederhanaan dalam pemodelan

serta pencocokkan impedansi.Namun dengan ketebalan dielektrik substrat

yang digunakan,gelombang permukaan dan radiasi saluran palsu juga

meningkat,yang dapat menghambat bandwidth dari antena. Radiasi

saluran juga menghasilkan radiasi terpolarisasi yang tidak diinginkan.

2.5.2 Coaxial Feed

Feed Coaxial atau saluran probea dalah teknik yang sangat umum

digunakan untuk saluran Mikrostrip patch antena.Seperti yang terlihat dari

Gambar 2.11. bagian dalam konduktor dari suatu konektor koaxial

17

melewati bagian dielektrik substrat dan disolder ke patch radiasi,sedangkan

bagian luar konduktor terhubung ke ground plane.

Gambar 2.11 Coaxial Feed

Keuntungan utama dari jenis saluran ini adalah saluran dapat

ditempatkan disetiap lokasi yang kita inginkan di dalam patch agar sesuai

dengan impedansi input.Saluran ini adalah metode yang mudah untuk

dibuatdan memiliki radiasi palsu yang rendah.Namun,faktor utama

kelemahannya adalah bahwa saluran ini bekerja pada bandwidth yang

sempit dan sulit untuk pemodelan karena lubang harus dibor disubstrat

dan konektor menonjol diluar bidang tanah,sehingga tidak membuat

sepenuhnya planar untuk ketebalan substrat (h>0.02λ0) .Juga, untuk

substrat yang lebih tebal,peningkatan panjang probe akan membuat

impedansi masukan yang lebih induktif,menjadi masalah utama dalam

matching impedansi.Hal ini terlihat diatas bahwa untuk substrat dielektrik

tebal,yang menyediakan broadband bandwidth, saluran mikrostrip dan

saluran koaksial mempunyai berbagai kelemahan. Untuk itu teknik

saluran tanpa koneksi langsung sebagaimana yang telah didiskusikan

dibawah ini akan menjawab permasalahan ini

18

2.5.3 Saluran Aperture Coupled

Dalam jenis teknik saluran ini,radiasi patch dan saluran mikrostrip

dipisahkan oleh bidang tanah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.12

Penghubung antara patch dan saluran dilakukan melalui slot atau aperture

pada bidang tanah

Gambar 2.12 Saluran Apurture coupel

Bukaan kopling biasanya berpusat dibawah patch,yang mengarah

ke lebih rendah cross polarization karena simetri konfigurasi.Jumlah

kopling dari saluran untuk patch ditentukan oleh bentuk,ukuran dan lokasi

aperture. Karena groundplane memisahkan patch dan saluran,maka

radiasi yang tersebar dapat diminimalkan.Secara umum,bahan dielektrik

yang tinggi digunakan untuk substrat dasar dan lebih tebal,untuk material

yang memiliki dielektrik kontan yang rendah digunakan untuk substrat

atas agar mengoptimalkan radiasi dari patch.Kerugian utama dari teknik

saluran ini adalah sulit untuk dipabrikasi karena terdiri dari

multiplayer,yang juga dapa tmeningkatkan ketebalan antena. Skema

saluran ini juga menyediakan bandwidth yang sempit.

2.5.4 Saluran Proximity Coupled

Jenis teknik saluran ini juga disebut sebagai skema kopling

elektromagnetik.Seperti ditunjukkan dalam Gambar2.13,digunakan dua

19

substrat dielektrik dan garis saluran diantara kedua substrat tersebut dan

radiasi patch berada pada bagian atas pada substrat teratas.

Keuntungan utama dari teknik ini adalah bahwa saluran dapat

menghilangkan radiasi palsu dan dapat menyediakan bandwidth yang

sangat tinggi(sekitar 13%), dikarenakan oleh kenaikan keseluruhan

ketebalan mikrostrip antena patch. Skema ini juga menyediakan pilihan

antara dua bahan media dielektrik yang berbeda, satu untuk patch dan satu

untuk saluran untuk mengoptimalkan individu performance.

Gambar 2.13. Saluran Proximity Coupled

Matching dapat dicapai dengan mengontrol panjang garis saluran

dan lebar kegaris rasio patch.Kerugian utama dari skema saluran ini

adalah sulit untuk fabrikasi,karena penggabungan dua layer substrate yang

berbeda dielektrik perlu penggabungan yang akurat. Juga ada

peningkatan ketebalan dari keseluruhan antenna,

2.6 Parameter-Parameter antenna

Unjuk kerja (performance) dari suatu antena mikrostrip dapat

diamati dari parameternya.Beberapa parameter utama dari sebuah antena

mikrostrip akan dijelaskan sebagai berikut.

20

2.6.1 Return Loss

Return Loss didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan

yang datang atau yang direflesikan dengan tegangan yang keluar.

Perbandingan tersebut dinamakan koefesien refleksi tegangan yang

dilambangkan dengan L . Untuk koefesien refleksi dapat juga dinyatakan

dengan persamaan:

L = TerimaxV

PantulxV=

V

V ......................................................... (8)

Parameter Return Loss dapat juga dikatakan sebagai rugi-rugi pada

transmisi, dikarenakan tidak seimbangnya impedansi karakteristik dengan

impedansi beban. Untuk Return Loss diperoleh dengan persamaan:

)( LossReturn dB = Llog20 .......................................... (9)

2.6.2 VSWR

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) merupakan nilai rasio antara

tegangan maksimal dengan tegangan minimal yang dihitung pada posisi

terjadinya koefesien refleksi antara ujung saluran dengan beban, dalam

bentuk persamaan dapat dinyatakan dengan persamaan:

VSWR = min

max

V

V =

L

L

1

1 .................................................... (10)

2.6.3 Bandwidth

Bandwidth antena mikrostrip merupakan jangkauan frekuensi

antara kenaikan nilai VSWR dari satu sampai batas nilai yang dapat

ditoleransi. Besarnya bandwidth pada penelitian ini adalah selisih antara

frekuensi akhir ƒ2 dan frekuensi awal ƒ1 dengan batas kenaikan nilai

VSWR<2 dan dinyatakan dengan persamaan:

BW = )(12 GHzff ......................................................... (11)

21

Untuk prosen nilai bandwidth dapat dituliskan dengan persamaan:

BW =

%10012

xfr

ff .................................................. (12)

Dimana fr = Frekuensi resonansi (Hz)

2f = Frekuensi maksimum (Hz)

1f = Frekuensi minimum (Hz)

BW = Bandwidth

2.6.4 Input Impedance

Sebuah impedansi yang masuk ke terminal antena yang

dikondisikan dalam keadaan seimbang dengan impedansi karakteristik dari

saluran transmisi.

Input impedansi dinyatakan dalam persamaan:

in =

1

1Zo ..................................................................... (13)

Dimana in = Input impedansi terminal (Ohm)

o = Impedansi karakteristik dari antena (Ohm)

= Refleksi

Impedasi masukan ( )terdiri dari bagian real ( ) dan imajiner ( )

dan dapat dinyatakan :

= 50 + j .................................................... (13.1)

Daya real ( ) merupakan komponen yang di harapkan,yakni

menggambarkan banyaknya daya yang hilang melalui radiasi,sementara

komponen imajiner ( ) menunjukan reaktansi dari antenna dandaya yang

tersimpan pada medan dekat antenna.

22

2.6.5 Polarisasi

Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang yang

ditransmisikan oleh antena. Jika arah tidak ditentukan maka polarisasi

merupakan polarisasi pada arah gain maksimum. Pada prakteknya,

polarisasi dari energi yang teradiasi bervariasi dengan arah dari tengah

antena.

Polarisasi dari gelombang yang teradiasi didefenisikan sebagai suatu

keadaan gelombang elektromagnetik yang menggambarkan arah dan

magnetudo vektor medan elektrik yang bervariasi menurut waktu. Selain

itu, polarisasi juga dapat didefenisikan sebagai gelombang yang

diradiasikan dan diterima oleh antena pada suatu arah tertentu.

Polarisasi melingkar terjadi jika suatu gelombang yang berubah

menurut waktu pada suatu titik memiliki vektor medan elektrik (atau

magnet) pada titik tersebut barada pada jalur lingkar sebagai fungsi waktu

kondisi yang harus dipenuhi untuk mencapai jenis polarisasi ini adalah :

a. Medan harus mempunyai 2 komponen yang saling tegak lurus.

b. Kedua komponen tersebut harus mempunyai magnitude yang sama.

c. Kedua komponen tersebut harus mempunyai perbedaan fasa waktu

pada kelipatan ganjil 900.

Polarisasi melingkar terbagi menjadi dua, yaitu Left Hand Circular

Polarization (LHCP), Right Hand Circular Polarization (RHCP). LHCP

terjadi ketika δ = + π/2, sebaliknya RHCP terjadi ketika δ = - π/2.

23

Gambar 2.14 Polarisasi ellip dengan sudut τ yang dibentuk Ex dan Ey dengan

amplitude E1 dan E2.

Pada gambar diatas bentuk polarisasi ellip dengan bagian sumbu

pendek OB dan bagian panjang OA membentuk sudut lancip τ, maka axial

ratio dapat diperoleh dengan persamaan:

AR = OB

OA=

Ey

Ex AR1 ............................................ (14)

2.6.6 Pola Radiasi

Pola radiasi antena atau pola antena didefinisikan sebagai fungsi

matematik atau representasi grafik dari sifat radiasi antena sebagai fungsi

dari koordinat. Di sebagian besar kasus, pola radiasi ditentukan di luasan

wilayah dan direpresentasikan sebagai fungsi dari koordinat directional.

Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang

dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan

sinyal yang diterima oleh sebuah antena. Pola radiasi antena menjelaskan

bagaimana antena meradiasikan energi ke ruang bebas atau bagaimana

antena menerima energi.

24

2.6.6.1 Pola Radiasi Antena Unidirectional

Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan

dapat menjangkau jarak yang relative. Gambar 2.15 merupakan gambaran

secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional.

Gambar 2.15a Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional

2.6.6.2 Pola Radiasi Antena Omnidirectional

Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang digambarkan

seperti bentuk kue donat (doughnut) dengan pusat berimpit. Antena

omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 3600 jika dilihat

pada bidang medan magnetnya. Gambar 2.15 merupakan gambaran secara

umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional.

Gambar 2.15b Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional

25

2.6.7 Gain

Gain didefinisikan sebagai directivity yang dihasilkan maksimum

dari power antena yang dirancang dengan intensitas maksimum radiasi dari

antena referensi yang dinyatakan dengan persamaan:

10

(15)

Untuk suatu metode pengukuran gain dari antena dengan

menggunakan “Friis Transmission Formula”, dimana metode tersebut

telah dipublikasikan oleh Harald T. Friis dai Bell Telephone Laboratories

tahun 1946.

2.6.8 Beamwidth

Beamwidth adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang

frekuensi radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun

dari puncak lobe utama. Besarnya beamwidth adalah sebagai berikut:

dfB

1,21

......................................................................... (16)

Dimana B = 3 dB beamwidth (degree)

f = frekuensi (Hz)

d = diameter antena (degree)

Apabila beamwidth mengacu kepada perolehan pola radiasi, maka

beamwidth dapat dirumuskan sebagai:

12 ........................................................................ (17)

Gambar 2.16 menunjukkan tiga derah pancaran yaitu lobe utama (main

lobe, nomor 1), lobe sisi samping (side lobe, nomor 2) dan lobe sisi

belakang (back lobe,nomor 3). Half PowerBeamwidth (HPBW) adalah

daerah sudut yang dibatasi oleh titik-titik ½ daya atau -3 dB atau 0,707

dari medan maksimum pada lobe utama. First null beamwidth (FNBW)

adalah besar sudut bidang diantara dua arah pada main lobe yang

intensitas radiasinya nol.

26

Gambar 2.16 Beanwidth antena

2.7 Antena mikrostrip broadband multiband

Dalam sebuah buku referensi yang disusunoleh K.LWong[9] telah

diteliti bermacam konfigurasi anten amikrostrip dengan struktur kompak.

Untuk memper kecil ukuran antena dengan perolehan impedansi

bandwidth yang lebar dapat dilakukandengan menambahkan celah pada

patch atau disebut dengan istilah slot loading technique,celah pada

groundplane dapat ditambahkan juga untuk memperlebar bandwidth dan

perolehan gain.Untuk operasi multiband dapat dilakukan dengan

menambah celah atau cuakan tipis pada tepi antena, dalam risetnya bentuk

celah V didemonstrasikan untuk membentuk dual frekuensi pada patch

berbentuksegitiga.Secara umum beberapa pola lainyang diperkenalkan

juga olehWong dapat ditunjukan seperti pada gambar 2.17

27

Gambar 2.17 macam bentuk celah antena kompak

Wakabayashi Tetal padatahun 2007[10], melaporkan hasil

rancangan antena menggunakan celah e pada patch persegi panjang dan

menggunakan saluran transmisi mikrostrip yang di kopel dilapisan

bawah, hasil rancangan tersebut diperoleh kinerja antena dual band

pada 2.4 - 2.52 GHz dan 4.82-6.32GHz,perolehan impedansi bandwidth

tersebut dilakukan dengan pengaturan lebar celah dan pengaturan posisi

celah terhadap saluran.

P.N Misra pada tahun 2011 [11] memperoleh hasil rancangan

antena planar dual bandu ntuk resonansi 1.8GHz dan2.4 GHz, antena

yang dirancang diperoleh dengan beberapa metoda, menggunakan celah

U,celah V,dan cuak tipis pada patch persegi panjang, substrat yang

digunakan berjenis RT/Duroid 5880 dengan dimensi W x L sebesar

65.88 x 55.45 mm', Dalam risetnya tersebut disebutkan pula untuk

membentuk dual band memungkinkan diperoleh dengan melakukan

pengaturan posisi saluran.

28

Struktur antena Couplanar Feedline dengan menghilangkan

groundplane dilaporkan Wen-ChungLiu dan Ping-Chi Kao [12],radiator

antena monopol dibentuk dengan dua saluran berlipat melalui saluran

transmisi CPW, impedansi bandwidthyang diperoleh mencapai 450 MHz

pada resonansi 5.8 GHz. Antena tersebut dirancang untuk aplikasi RFID,

bahkan disebutkan puladengan perolehan bandwidth yang lebar tersebut

memungkinkan antena dapat diaplikasikan pula untuk WLAN. Pada

2010 D.Parkash, dan R.Khanna [13] merancang antena CPW dengan

patch persegi panjang yang ditambah dengan beberapa celah panjang

saling menyambung, antena dicetak padamedia substrat FR4 dan dengan

teknik tersebut diperoleh impedansi bandwidth yang lebar dengan

range dari3.424 GHz sampai 6.274 GHz yang dapat di aplikasikan

untuk WLAN dan Wimax.

WangE,etal[15] melaporkan rancangan antena kompak persegi

untuk dual frekuensi yang beresonansi pada 2.4 GHz dan 5 GHz,

perolehan dualband tersebut didapat dengan menambahkan dua celah L

berhadapan simetris pada tengah patch.

Byrareddy CR etal [16] merancang antena kompak mikrostrip

planar dengan patch persegi panjang menggunakan saluran transmisi

mikrostrip. Antena membentuk dual frekuensi resonansi 2.4 GHz dan 2.8

GHz untuk aplikasi WLAN dan WiMax, dualoperasi tersebut diperoleh

dengan menggunakan 1 bentuk patch persegi panjang, dengan salah satu

patch dicatu dan 2 patch dipisahkan dengan celah tipis yang memanjang.

Mmaidurrahaman S,etal pada tahun 2012 [17] mendemonstrasikan

antena kompak multiband,teknik yangdigunakan adalah dengan

menambahkan dua celah T dari luar sisi kiri dan kanan patch persegi

panjang. Dengan penambahan dua celah tersebut dapat mengurangi ukuran

antena sampai sekitar 60%,antena tersbut beresonansi pada 3.35 GHz,5.29

29

GHz dan7.65 GHz yang diaplikasikan untuk WiMax,WLAN,dan aplikasi

MicrowaveCBand.

2.8 Struktur antenna microstrip UltraWideband

Ultrawideband (UWB) merupakan istilah yang tren dalam

komunikasi wireless semenjak disepakatinya alokasi penggunaan frekuensi

bebasl isensi oleh sebuah lembaga di USA bernama Federal

Communication Commision (FCC) pada 14 Februari 2002[18].FCC

memberikan konsep komunikasi nirkabel jarak pendek, dengan kecepatan

yang tinggi menggunakan alokasi wide bandwidth mencapai 7.5

GHz,dengan jangkauan mulai dari 3.1-10.6 GHz.Teknologi UWB tersebut

dapat diaplikasika nuntuk imagingsystem,radarsystem,medicalimaging,

indoorcomunication dan lain sebagainya.

Antena UWB setidaknya harus memiliki karakteristik bandwidth

yang sangat lebar untuk mendukung penggunaan pulsa pendek yang

memerlukan bandwidh sekitar 500 MHz. Dalam sebuah rancangan antena

banyak bentuk serta konfigurasi untuk mencapai karakteristik UWB

tersebut,disamping penggunaan array antena,printed slota ntenna,bentuk

planar monopole banyak di demonstrasikan sebagai struktur umumm

engingat bentuk,ukuran,sertadisain yang sederhana.

Antena monopole UWB biasanya dibentuk dalam struktur

planar,dengan penggunaan ground planese bagian dan ukuran patch

sekitar seperempa tpanjang gelombang dari frekuensi osilasi antena

[19].Bentuk patch yang digunakan dapat berbentuk persegi

panjang,persegi,elips,lingkaran,atau modifikasi dari bentuk dasar

tersebut.Pemilihan struktu rplana rini menjadi trenter utama untuk di

integrasikan pada perangkat-perangkat mobile yang memiliki desain

kompak dan minimalis.

30

Eng Gee, etal [19] mempresentasikan perkembangan antena

mikrostrip UWB yang dibentuk dalam printed circuit board (PCB),dalam

risetnya tersebut ditampilkan beberapa konfigurasi antena UWB,ciri umum

antena diperlihatkan dengan ground plane sebagian.Antena palanr UWB

dicetak dalam single layer PCB dengan 3 struktur,lapisan atas sebagai

lapisan konduktor,lapisan tengah sebagai bahan dielektrik,dan lapisan

bawah merupakan lapisan ground plane yang dietching sebagian.Lapisan

konduktor dapat berupa patch lingkaran,segitiga, ataupun persegipanjang.

Beberapa modifikasi ditunjukan dalam memperlebar bandwidth,seperti

penggunaan slot,potongan pada patch, potongan pada

groundplane,potongan bertingkat pada groundplane,penggunaan struktur

CPW, dan lain sebagainya seperti ditunjukan pada gambar 2.18.Untuk

beberapa kondisi penempatan patch dengan groundplane tidak pada

kondisi seimbang untuk mendapat impedans ibandwidth yang

lebar.Diperlihatkan juga beberapa konfigurasi antena UWB dengan

modifikasi untuk memfilter frekuensi tertentu seperti pada gambar 2.19.

31

Gambar 2.18 Macam konfigurasi antenna planar UWB

32

Gambar 2.19 Macam konfigurasi antena planar UWB dengan filter frekuensi

M Nabil Sifri et al,pada 2010 [20], melaporkan hasil rancangan

antena planar dengan bandwidth lebar5-6GHz menggunakan FR4, dalam

risetnya di eksperimen tasikan untuk memperlebar bandwidth

dilakukan dengan memberikan potongan pada patch persegi panjang,

kemudian dioptimasi dengan menggunakan potongan bertahap pada

bagian bawah patch.

33

Zhi Ning Chen et al [21] melaporkan performansi UWB

antena dipengaruhi oleh bentuk patch radiator dan ukuran

groundplane,jarak patch dengangroundplane (gap)juga mempengaruhi

dalam halmemperlebar bandwidth. Sementara untuk mengurangi

pengaruh dari ukuran groundplane dalam patch digunakan potongan,

hasil rancangan tercapai jangkauan frekuensi dari 2.9-11.6GHz

menggunakan R04003 dengan Gr =3.38danh=1.52mm

Jalil EY et al [22] telah mengeksperimentasikan antena planar

UWB dengan pencapaian bandwidth dari3-8.3 GHz, dengan dua celah

Cditambahkan untukuntuk memfilter frekuensi band4.8-5.8 GHz.

Jawad Ket alpada 2012 [23] mencetak antena planar UWB

pada substrat dengan Gr =4.6 dan h=1.6mm. Antena yang telah dirancang

berhasil mencapai bandwidth mulai dari 3.1-11.0I GHz menggunakan

eelah M pada patch dengan filter frekuensi pada 5-6 GHz. Dilaporkan

untuk memperlebar bandwidth di lakukan pengurangan ukuran

groundplane.

34

2.9 Dasar Acuan merancang sebuah Antena

Dalam penelitian ini mengacu pada sebuah antena WLAN standar

IEEE 802.11a dengan model antena omni directional (WAT911360-E6)

yang mampu beroperasi pada frekuensi 5.2 GHz.

Gambar 2.20 model antena acuan

Antena diatas mempunyai nilai parameter antara lain :

Frekuensi kerja : 5.2 GHz Range frekuensi ; 5.15-5.825 GHz Gain : 1.7 dBi VSWR : ≤ 2

Beamwidth : 60

34

BAB III

PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP PERSEGI UNTUK

SPEKTRUM ULTRA WIDEBAND

3.1 Dasar Perancangan Antena

Pada skipsi ini akan di rancang antena mikrostrip persegi yang

beroperasi di wilayah kerja frekuensi Ultra wideband 3.1-10.6 Ghz.

Berdasar pada rentang frekuensi tersebut maka dalam perancangan ini

telah ditentukan frekuensi tengah pada 6.85 GHz.

Adapun beberapa tahapan dalam perancangan antena ini,

diantaranya adalah menentukan media substrat yang akan digunakan,

dengan spesifikasi konstanta dielektrik 2.2, ketebalan substrat (h) 1.57

mm,dan dan dielektrik loss tangent (tan ) 0. 002, penentuan dimensi

antena dan saluran catu dengan metode persamaan analisis yang sudah

disebutkan pada bab sebelumnya juga penggunaan perangkat lunak

PCAAD 5.0.Dengan menggunakan data substrat tersebut didapat lebar

saluran pencatu 4.8mm.

Langkah selanjutnya adalah proses disain dan simulasi

gabungan patch mikrostrip dan saluran pencatu menggunakan

software AWR Microwave Office. Dimana dimensi patch dapat

dihitung menggunakan persamaan seperti pada bab sebelumnya,

sementara dimensi substrat yang akan digunakan dalam perancangan

ini telah ditentukan sebesar 40x40 mm', Melalui bantuan penggunaan

software ini hasil rancanan dapat disimulasikan untuk melihat

parameter antena yang didapat, seperti nilai return loss, VSWR, pola

radiasi, bandwidth, gain dan lain sebagainya. Sebagai standar

minimum, dimana antena dapat dikatakan optimum jika parameter hasil

simulasi didapat nilai return loss (RL) < -10 dB dan VSWR antara 1

sampai 2, dan untuk antena UWB jika diperoleh bandwidth (BW) >

35

500 MHz. Jika parameter tersebut belum tercapai maka dapat

dilakukan berbagai modifikasi sampai didapat nilai yang

dikehendaki.Modifikasi yang dilakukan dalam perancangan ini

meliputi menambah celah pada patch, perubahan dimensi groundplane,

serta memberi potongan pada groundplane

3.2 Media perancangan

Adapun media perancangan yang digunakan diantaranya:

1. Media Substrat dan konektor

2. Software simulasi dan rancangan

3. Hardware perancangan dan alat ukur

Dalam tabel 3 .1 diperlihatkan spesifikasi media yang digunakan

meliputi, tipe substrat, dielektrik konstan, ketebalan substrat, dielektrik

loss tangent, dan dimensi substrat yang akan digunakan. Sementara

konektor yang digunakan untuk terminal saluran antena adalah konektor

standar laboratorium berjenis SubMiniature version A (SMA)

bentukfemale dengan impedansi 50 Ω.

Tipe Substrat Roger RT/duroid 5880

Dielektrik konstan ( er) 2.2

Ketebalan substrat (h) 1.57 mm

Dielektrik loss tangent ( ) 0.002

Dimensi substrat 40 X 40

Tabel 3.1 Spesifikasi media substrat antena mikrostrip

3.2.1 Sofware dan Hardware Perancangan

Terdapat 3 software yang digunakan dalam perancangan ini,

diantaranya Personal Computer Aided Antenna Design (PCAAD), AWR

Microwave Office 2002 (AWRMWO), dan Corel Draw.

1. PCAAD

36

Software ini digunakan sebagai program bantu untuk menentukan

lebar pencatu dengan nilai impedansi yang dikehendaki serta dengan

menginputkan data substrat mikrostrip yang akan digunakan. PCAAD

yang digunakan dalam perancangan ini adalah versi 5.

2. AWR microwave office

AWR MWO merupakan salah satu software yang biasa digunakan

untuk simulasi elektromagnetik dengan analisa berbasis MoM. Software

ini digunakan untuk mendisain pemodelan antena yang akan dirancang,

serta mensimulasikan hasil rancangan untuk melihat nilai parameter

antenna yang di bentuk seperti return loss,VSWR,Pola Radiasi,Gain dan

lain sebagainya.AWRMO yang di gunakan dalam perancangan ini adalah

versi 2002.

3. Corel Draw

Software ini digunakan untuk mendisain ulang pemodelan

antena yang telah disimulasikan untuk kebutuhan proses pabrikasi.

Untuk mencetak bentuk rancangan antena, dilakukan proses pengikisan

lapisan konduktor atau biasa disebut proses etching.

Sementara hardware yang digunakan dalam perancangan

meliputi perangkat komputer, peralatan perancangan dan alat ukur

dengan keterangan sebagai berikut:

3.1. Personal Computer (PC)

Komputer yang digunakan setidaknya memiliki spesifikasi

perangkat diatas kebutuhan minimum software AWR MWO, dalam

perancangan ini PC

yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

OS Name Version

:Microsoft Windows 7 ultimate :windows 7 ultimate 32 bit(6.1,7601)

OS Manufacturer System Name

:MicrosoftCorporation :BEPSML

System Manufacturer System Model System Type Processor

:ECS, inc.:G41T-M16 :X32-based PC :Pentium (R)Dual-Core CPU E5200

37

3

.

2. 3.2. Peralatan perancangan dan alat ukur

Peralatan yang digunakan dalam perancangan prototipe antena

meliputi perangkat standar workshop seperti solder, tang, timah, cutter,

penggaris besi dan lain sebagainya. Sementara alat ukur yang digunakan

untuk mengetahui parameter dari prototipe antena adalah Microwave

Network Analyzer Agilent tipe N5230C: A.08.50.10.

3.3 Laangkah perancangan Antenna microstrip

Metode perancangan antenna microstrip Persegi untuk aplikasi

UWB terdapat pada diagram alir perancangan antenna microstrip pada

gambar 3.2. ada perancangan antena mikrostrip segi empat dilakukan

melalui dua tahapan, yaitu : pertama merancang ukuran jarak patch

radiator Persegi dan kedua merancang saluran transformer mikrostrip atau

saluran pencatu. Pada perancangan ini digunakan proses analisis dan

proses penggunaan software.

Penggunaan frekuensi resonansi 6,85 Ghz merupakan dasar dari

acuan yang digunakan pada sistem rancangan. Kemudian karakteristik

substrat RT Duroid 5880 dengan spesifikasi ketebalan 1,57 mm dengan

konstanta dielektrik 2,2.

BIOS Version/Date

@2.5GHz(2 CPUs):default system bios

SMBIOS Version Windows Directory

: 2. 4 : C: \WINDOWS

System Directory Boot Device Locale Hardware Abstraction

Layer

:C:\WINDOWS\system32 :\Device\HarddiskVolumel :United States :Version= "5.1.2600.5512

38

Tidak ?

YA ?

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan antenna

Teknologi UWB di buat oleh FCC dengan lebar frekuensi 3.1-10.6 GHz

Frekuensi center Fc = 6.85 GHz

2.2

Material substrat RT / Duroid 5880

h =1.57 Loss tangen = 0.002

Dimensi patch L=W= 16 mm

Merancang Lebar saluran transmisi

Impedansi 50 Ohm

Implementasi desain antenna mikrostrip persegi

AWR microwave office

Menjalankan simulasi pada sofware MWO

Rl < -10 dB 1 VSWR 2

BW > 500 MHz

Modifikasi antenna : 1.panjang dan Lebar celah 2.pembatasan pada bidang groundplane

Selesai

Start

39

3.4 Rancangan Dasar Antena

3.4.1 Menentukan Lehar Saluran Pencatu

Penentuan lebar untuk saluran pencatu dalam perancangan ini

menggunakan program PCAAD 5, untuk mencari nilai lebar saluran

(w1)dapat menginputkan data substrat seperti dielektrik konstan ( er) dan

ketebalan substrat (h) seperti terlihat pada gambar. Untuk menghitung

lebar saluran dipilih opsi Comput width dengan impedansi karakteristik

yang dikehendaki,dalam perancangan ini digunakan impedansi

karakteristik antena sebesar 50 Ω.

Gambar 3.2 Tampilan program PCAAD

Dengan menginputkan karakteristik impedansi 50 Ω pada isian

Characteristic impedance, h =1.57 mm = 0.157 cm pada isian

Substrate thickness,dan = 2.2 pada isian Dielectric constant,

didapat ukuran lebar saluran mikrostrip sebesar 0.483 cm yang

ditunjukan pada kotak Line Width. Untuk kebutuhan

40

perancangan maka lebar saluran dibulatkan menjadi 0.48 cm=

4.8 mm.

4.8 mm

Gambar 3.3 Ukuran lebar saluran catu mikrostrip

3.4.2 Menentukan Dimensi patch

Pada tahap ini dapat ditentukan terlebih dahulu frekuensi tengah,

dimana jangkauan frekuensi yang digunakan pada 3. 1-10. 6 GHz, dengan

frekuensi bawah ( ) dan batas frekuensi atas ( ), maka dapat ditentukan

frekuensi tengah ( ) menggunakan persamaan (1) sebagai berikut:

=

= . .

6.85

Maka untuk dapat bekerja pada frekuensi 6.85 GHz, dimensi patch

antena dapat dihitung menggunakan persamaan (3) untuk mode TM10. :

L = √

L = /

∙ . √ .

L = 0.01476 m = 14.7 mm

Dikarenakan adanya efek fringing seperti yang telah dijelaskan

pada bab 2, maka untuk patch persegi digunakan panjang efektif dengan

menggunakan persamaan (5):

LLLeff 2

41

Dimana untuk menyelesaikan perhitungan tersebut digunakan

persamaan (2) untuk menghitung W,persamaan (6) untuk menghitung

re.ff , dan persamaan (4) untuk menghitung L , diperoleh :

W =

W = /

∙ . .

W = 0.0173 m = 17.3 mm

Dengan mensubstitusikan nilai W pada persamaan (6) maka

diperoleh :

+

1 /

. +

. 1 ∙ .

.

/

2.015

W = 0.0173 m = 17.3 mm

Dan dari persamaan (4) diperoleh:

8,0258,0

264,03,0412,0

h

wh

w

hL

eff

eff

8,0

00157.0

01731.0258,0015.2

264,000157.0

01731.03,0015.2

00157.0412,0

m

mm

m

mL

L = 0.000838m =0.838 mm

Sehingga panjang patch efektif diperoleh:

L = 2∆

L =14.76 2 ∙ 0.0838

L =16.43

42

Didapat panjang sisi efektif untuk patch persegi sebesar 16.43 mm, untuk

kebutuhan perancangan maka dibulatkan menjadi 16 mm.

Gambar 3.4 ukuran sisi patch persegi

3.4.3 Menjalankan Proses Simulasi pada Sofware microwave office

Proses simulasi pada program simulator ini dilakuka pada

Sofware Microwave office 2002 .proses ini diperlukan untuk

menyesuaikan data substrat yang akan digunakan dalam perancangan

antena.

Langkah 1 :

Untuk memulai perancangan dapat dilakukan dengan membuat file

projek baru dengan memilih menu File > New Project. Kemudian

untuk membentuk area substrat dibuat melalui menu Project > Add EM

Structur > New EM Structure.

Gambar 3.5 Tahap awal simulasi pada Software Microwave Office 2002

16 mm 16 mm

43

Langkah 2 :

Lalu untuk menyesuaikan data substrat seperti dimensi dan

spesifikasi substrat melalui menu Structure > Enclosure, pada menu

tersebut diinputkan data substrat seperti ditunjukan pada gambar 3.6,

dengan pilihan unit satuan dalam milimeter (mm). Penentuan ukuran sel

disesuaikan dengan ketentuan spesifikasi substrat, dalam rancangan ini

untuk tipe RT/Duroid 5880 ditentukan ukuran sell sebesar 0.8 mm yang

didapat dari perbandingan antara dimensi X dan Y terhadap divisi X dan Y

sebesar 40:50.

Gambar 3.6 Konfigurasi ukuran dimensi substrat pada AWRM WO 2002

Langkah 3 :

Pada menu dielectric layer, substrat di tempatkan di tengah box

dimana layer atas dan layer bawah adalah lapisan udara,dengan ketebalan

kurang lebih10 kali ketebalan substrat seperti pada gambar 3.7

44

Gambar 3.7 Konfigurasi layer dielektrik pada AWR MWO

Langkah 4 :

Dan untuk penyesuain batasan antenna (Boundaries setting) dapat di atur

pada menu Boundaries,menggunakan pendekatan ruang terbuka dengan hambatan

udara pada kedua sisi antenna sebesar 377Ω seperti ditunjukan pada gambar 3.8

Gambar 3.8 Konfigurasi boundaries setting pada AWR MWO

45

Langkah 5 :

Penambahan port untuk jenis pencatuan dengan saluran mikrostrip,

dapat ditambahkan melalui menu Draw > Add Edge Port, port

ditempatkan pada ujung saluran di bagian tepi substrat, penempatan port

pada saluran ditunjukan seperti pada gambar 3.9.

Gambar 3 . 9 Penambahan Port untuksaluran mikrostrip

Langkah 6 :

Pengukuran parameter antena dapat dilakukan melalui simulasi

yang dapat ditambahkan melalui menu Project > Add Graph, untuk

menentukan parameter antena yang akan ditampilkan dapat dipilih melalui

opsi yang ditampilkan pada gambar 3.10.

1. Untuk return loss dapat dipilih melalui opsi Rectangular kemudian

rename graph 1 menjadi return loss lalu klik kanan dengan Measurement

Type : Port Parameter, Measurement : S, Data Source name : EM

Structure 1, Complex Modifier : Magnitude dan ceklis result type : DB.

2. Untuk VSWR dapat dipilih melalui opsi Linier kemudian rename graph 2

menjadi VSWR lalu klik kanan dengan Measurement Type : Linier,

Measurement : VSWR, Data Source name : EM Structure 1, dan ceklis

result type : DB.

3. Impedansi Masukan (Zin) dapat dipilih melalui opsi Smith Chart

kemudian rename graph 3 menjadi Zin lalu klik kanan dengan

Measurement Type : Linier, Measurement : Zin, dan Data Source name :

EM Structure 1.

46

4. pola radiasi antena dapat dipilih melalui opsi Antena Plot kemudian

rename graph 4 menjadi Pola Radiasi lalu klik kanan dengan

Measurement Type : Antena, Measurement : PPC_TPwr (Total radiation

Power), Data Source name : EM Structure 1 dan ceklis result type : DB.

Gambar 3.10 Pilihan perancangan parameter pada Microwave Office untuk

Program Simulasi Antena

Langkah 7 :

Pengaturan jangkauan frekuensi yang akan digunakan dapat

dilakukan pada menu Options > Project Options, pengaturannya dengan

Modify Range : Start untuk menentukan awal jangkauan frekuensi yang

akan digunakan, Modify Range : Stop untuk akhir jangkauan frekuensi,

dan Modify Range : Step untuk kerapatan jangkauan frekuensi, kemudian

untuk Sweep Type dipilih opsi Linier dalam satuan GHz, pengaturan ini

ditunjukkan seperti pada Gambar 3.11. Untuk tahap awal dalam

perancangan ini, jangkauan frekuensi yang akan digunakan dimulai pada

frekuensi 1 GHz dan berakhir pada 11 GHz dengan kerapatan jangkauan

frekuensi 0.1 GHz. Selanjutnya untuk memulai simulasi dapat dilakukan

dengan memilih menu Simulate > Analyze, kemudian simulasi akan

47

diproses dan parameter antena hasil dari simulasi akan ditampilkan pada

akhir proses.

Gambar 3.11 Pengaturan Jangkauan Frekuensi pada Perancangan Antena

3.5 Konfigurasi Rancangan Antena

Antena yang dirancang dalam penelitian ini merupakan jenis

antena planar yang dicetak pada single layer substrate dengan e, = 2.2

dan h = 1.57 mm dengan dimensi 40 x 40 mm', dimana patch

berbentuk persegi dengan pencatu saluran mikrostrip yang dicetak

pada satu sisi, dan groundplane sebagian pada sisi yang lain.

Perancangan antena ini dilakukan dalam beberapa tahapan

eksperimentasi, tahap awal adalah untuk mencari rancangan yang

optimum yang terlihat pada nilai return loss hasil simulasi, dimana

patch tanpa modifikasi. Tahap kedua modifikasi pada patch

dilakukan dengan membuat slot E pada patch Persegi tersebut, dengan

48

11

tujuan agar membentuk frekuensi resonansi yang baru. Dan tahap ketiga

dilakukan pembatasan groundplane pada sisi bawah substrate.

3.5.1 Pemodelan patch pada antena persegi

Dalam tahap awal perancangan dibutuhkan sebuah pemodelan

yang menjadi dasar sebuah perancangan antena. Berdasar dari acuan

persamaan yang telah diperoleh sebelumnya dalam merancang dimensi

yang akan digunakan, tentunya akan menghasilkan ukuran-ukuran yang

digunakan dalam membuat antenna.

3.5.1.1 Perancangan Antena persegi tanpa Modifikasi

Rancangan antena tahap pertama disimulasikan tanpa melakukan

beberapa perubahan yang siginifikan. Ukuran panjang (W) dan (L) pada

tahap awal perancangan antena ini yaitu 16 mm, dan untuk perubahannya

ini tidak dilakukan slot pada bidang radiator, namun pada tahap ini

dilakukan pengamatan terhadap hasil yang diberikan jika menggunakan

patch tanpa modifikasi, seperti yang terlihat pada Gambar 3.12.

W= 16 mm

L =16 mm

Gambar 3.12 rancangan antena patch persegi tanpa modifikasi

49

Bentuk tersebut merupakan bentuk tahap awal perancangan antena

dan tidak dilakukan perubahan, untuk kemudian dilakukan pengamatan

terhadap hasil keluaran dari simulasi itu, jika menggunakan patch tanpa

modifikasi seperti yang terlihat dalam bentuk grafik pada Gambar 3.13

Gambar 3.13 Bentuk grafik hasil patch persegi tanpa Modifikasi

Perancangan antena tahap pertama ini hanya dilakukan tanpa

memberikan modifikasi, karena untuk tahap ini hanya ingin melihat hasil

yang didapat apabila menggunakan patch tanpa modifikasi sedikitpun,

sekaligus untuk menguji desain apakah dapat mencapai nilai yang di

harapkan,yaitu nilai bandwidth pada frekuensi kerja 3,1-10,6 GHz.

3.5.1.2 Perancangan Antena persegi dengan penambahan slot E pada

Radiator

Rancangan antena selanjutnya disimulasikan dengan melakukan

penambahan slot E pada radiator antena persegi . Tahap awal penambahan

slot ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 3.14, dimana pada gambar

tersebut ditampikan bentuk awal pemberian slot E pada radiator. Ukuran

panjang L1 =12.8 mm,L2=3.2 mm,L3= 3.2 mm,L4= 2.4 mm,L5=1.6

mm,L6= 2.4 dan lebar W1=W2=W3=7.2 slot pada radiator tersebut dapat

diatur dan disesuaikan dengan nilai simulasi yang dihasilkan, ini bertujuan

5.05 GHz‐10 dB

4.89 GHz‐10 dB

7.71 GHz‐10 dB

7.86 GHz‐10 dB

‐15

‐10

‐5

0

5

10

15

1

1.5 2

2.5 3

3.5 4

4.5 5

5.5 6

6.5 7

7.5 8

8.5 9

9.5 10

10.5 11

Return loss dB

Frekuensi (GHz)

50

11

dapat memberikan pengaruh terhadap parameter antena yaitu nilai

bandwidth yang lebar.

W= 16 mm

w1= 7.2 mm

w2 = 7.2 mm

L4 2.4 mm

L L1 L2

16 mm 12.8 mm L5 1.6 mm L3

L6 2.4 mm

W3 =

7.2 mm

Gambar 3.14 awal pemberian slot E pada radiator

gambar 3.15 Bentuk grafik hasil pemberian slot E pada paradiasi

Pada gambar 3.15 dimana bandwidth pada return loss belum

mencapai minimum target 500 MHz (20%)

‐10 db

‐15

‐10

‐5

0

5

10

1

1.5 2

2.5 3

3.5 4

4.5 5

5.5 6

6.5 7

7.5 8

8.5 9

9.5 10

10.5 11

Return Loss dB

Frekuensi (GHz)slot E

51

11

Tahap selanjutya dilakukan dengan memodifikasi slot E itu

sendiri dengan mengurangi ukuran lebar W1=W2=W3 dengan skala

pengurangan 0.8 mm.Selanjutya menggurangi ukuran dimensi pada W2

sebanyak 2 kali dengan skala setiap pengurangan 0.8 seperti pada gambar

3.16 tujuanya mencari parameter antenna yang optimum dan mendapatkan

bandwidth .

W1= 7.2mm

W2 = 4.8 mm

W3=7.2 mm

Gambar 3.16 pengurangan dimensi pada slot E

Dari hasil perubahaan dimensi pada slot E dapat dilihat pada

gambar grafik 3.17.

52

Gambar 3.17 grafik perubahan hasil pengurangan dimensi

Gambar 3.17 memperlihatkan hasil grafik yang di peroleh dari

hasil simulasi 3.16 dalam pemodelan ini belum memperlihatkan parameter

bandwith yang beroperasi pada spektrum ultra wideband

3.5.1.3 Pembatasan bidang Ground Plane pada Perancangan antena persegi

Konfigurasi rancangan antena Persegi dengan melakukan

pembatasan pada sisi ground plane seperti pada gambar 3.18 merupakan

tahap terakhir dalam perancangan antena ini. Dengan adanya pembatasan

ground plane ini, diharapkan mampu membentuk karakteristik return loss

yang baik dan nilai Bandwith yang Optimum.

‐10 dB‐10 dB

‐15

‐10

‐5

0

5

10

15

1

1.5 2

2.5 3

3.5 4

4.5 5

5.5 6

6.5 7

7.5 8

8.5 9

9.5 10

10.5 11

Return Loss dB

Frekuensi (GHz)W1=W2=W3=6.4 mm

W2=5.2 mm

W2=4.8 mm

53

Lg

Gambar 3.18 Konfigurasi pemotongan pada ground plane

Perubahan nilai ukuran diberikan pada Lg yaitu dengan dilakukan

perubahan pada Panjang ground plane . Hal ini bisa diamati terhadap

pengaruh kepada pergeseran nilai frekuensi dan bandwidth yang

dihasilkan, apabila diberikan pembatasan pada sisi ground plane. Untuk

hasil pengamatan terhadap hasil perancangan yang dilakukan pada

simulasi tersebut, seperti yang terlihat dalam bentuk grafik pada Gambar

3.19.Pergeseran ground plane dilakukan dengan mengurangi dimensi Lg

dengan skala 0.8 mm sebanyak 2 kali.

d= 17,6 mm

Lg= 9,6 mm

L

54

Gambar 3.19 grafik hasil perancangan Antena persegi dengan pembatasan ground plane

Gambar 3.19 menunjukan grafik hasil simulasi pembatasn groun

plane dan mengurangi dimensi ground plane tersebut,dimana ketiga

percobaan tersebut mendapatkan nilai bandwidth diatas nilai yang telah di

tetapkan FCC yaitu > 500 MHz.Dari ketiganya grafik yang berwarna hijau

menunjukan bandwith optimum pada pemodelan antena mikrostrip

tersebut.

4.681 GHz‐10 dB

‐17.0828

8,41 GHz‐10 dB

‐30

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

1

1.4

1.8

2.2

2.6 3

3.4

3.8

4.2

4.6 5

5.4

5.8

6.2

6.6 7

7.4

7.8

8.2

8.6 9

9.4

9.8

10.2

10.6 11

Return Loss dB

Frekuensi (GHz) Lg = 9,6 mm

Lg = 8,8 mm

Lg = 8 mm

55

BAB IV

ANALISA PARAMETER HASIL PERANCANGAN ANTENA

4.1 Konfigurasi Antena Hasil rancangan

Pada gambar 4.1 menunjukan sebuah pemodelan antena persegi,yang

menjadi dasar acuan untuk melihat unjuk kerja antena mikrostrip yang dapat di

aplikasikan untuk ultra wideband.telah di gambarkan pada desain tersebut yaitu

dengan mengunakan slot E yang di gambarkan pada lapisan atas sebuah material

substrate roger RT/Duroid 5880 dengan ketebalan substrate 1.57 mm serta

dilakukan pembatasan pada bidang ground plane untuk lapisan bawah parameter

dari geometri antena merupakan dasar serta acuan untuk melihat unjuk

kerja antena paling optimum, gambar dibawah ini memperlihatkan disain dari

antena yang telah dirancang.

Gambar 4.1 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak atas

56

40 mm

Y

40 mm

d

Lf

lg = 8 mm Wg

Wf

Gambar 4.2 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak bawah

Tabel 4.1 Dimensi ukuran antena hasil perancangan tampak atas

Dimensi Simbol Ukuran (mm) Panjang substrate 40

Lebar substrate 40

Tebal substrate h 1.57

Panjang antar tepi peradiasi L 16

Panjang tepi slot L1 12.8

Panjang slot sisi dalamperasiasi L2 3.2

Panjang slot sisi dalamperasiasi L3 3.2

Panjang slot sisi luar L4 2.4



Lebar antar tepi Peradiasi W 16

Lebar tepi slot W1 6.4



1

57

Tabel 4.2 Dimensi ukuran antena hasil perancangan tampak bawah

Dimensi Simbol Ukuran (mm)

Panjang patch pada ground plane Lg 8

Lebar patch pada ground plane Wg 17.6 Jarak antara saluran catu dengan tepi

substrate, d 17.6

Lebar saluran catu Wf 4.8

Panjang saluran catu Lf 13.6

40 mm

12 mm 16 mm

FEADER PATCH

SUBSTRAT

1.57

GROUND PLANE

8 mm

Gambar 4.3 Konfigurasi antena hasil rancangan tampak samping

58

4.2 Parameter Antena Hasil Rancangan

4.2.1 Parameter Antena Hasil simulasi

Hasil simulasi antena mikrostrip patch persegi denganmetode

planar meliputibeberapa parameter antenna antara lain:Bandwidth Return

Loss, VSWR,Input Impedance, dan Pola radias

4.2.1.1 Bandwidth

Gambar 4.4 memperlihatkan hasil simulasi pembentukan antenna

pada grafik return loss terhadap frekuensi,jangkauan bandwidth frekuensi

yang di bentuk memperoleh nilai batas frekuensi tertinggi 8.41 GHz dan

batas frekuensi terendah 4.681 GHz.dengan = - 17.08 dB

beresonansi pada 5.2 GHz.

Gambar 4.4 Grafik return loss terhadap frekuensi hasil simulasi

1 3 5 7 9 11Frequency (GHz)

RL

-20

-15

-10

-5

0

4.681 GHz-10 dB

8.41 GHz-10 dB

5.2 GHz-17.08 dB

DB(|S(1,1)|)EM Structure 1

59

Untuk lebar pita frekuensi atau bandwidth return loss diperoleh

dengan persamaan (14) :

BW =f2– fl (GHz)

= 8.41 -4.681 GHz

= 3.729 GHz

= 3729 MHz

Dari perhitungan nilai Bandwidth yang di peroleh tercapai 49.72 % dari maksimum bandwidth yang di tetapkan,dimana kinerja antena masih bisa bekerja dengan baik.Dengan mengacu dari ketetapan pada sistem wireless terhadap nilai bandwidth pada ultra wideband dengan perolehan bandwidth diatas 500 MHz atau 20%.

Sedangkan Return loss minimum -17.08 dB,koefisien refleksinya di peroleh :

RL =20Log|Г |

-17,05 dB =20Log|Г |

Г =Log-1 ,

Г =Log-1(-0,854)

= 0,14

Nilai Г tersebut merupakan nilai dari koefisien refleksi yang

mempersentasikan besarnya magnitude dan fasa dari refleksi.untuk nilai

yang di peroleh sebesar 0.14,yang berarti nilai tersebut hanya mencapai

nilai 0 jika di lakukan pembulatan desimal.Dengan demikian apabila

nilaiГ 0, menandakan energi yang disalurkan tidak terjadi refleksi atau

pemantulan kembali ketika saluran dalam keadaaan matched.

60

4.2.1.2 VSWR

Gambar 4.5. memperlihatkan grafik parameter VSWR terhadap

frekuensi, untuk VSWR 1 sampai dengan 2 dengan nilai VSWR ≤ 2,di

dapat untuk frekuensi yang berada pada nilai frekuensi 4.652-8.521 GHz

dengan nilai =1,325 dicapai pada frekuensi resonansi 5.2 GHz

Gambar 4.5 Grafik VSWR terhadap frekuensi hasil simulasi

Dengan nilai Г yang diperoleh dari perhitungan pada parameter return loss sebelumnya maka untuk nilai VSWR dapat di buktikan menggunakan persamaan (12):

VSWR minimum (5,2 GHz) diperoleh :

VSWR = min

max

V

V =

L

L

1

1

VSWR = min

max

V

V =

14.01

14.01

VSWR = 1,325

1 3 5 7 9 11Frequency (GHz)

VSWR

0

20

40

60

80

100

8.521 GHz2

4.652 GHz2

5.2 GHz1.325

VSWR(1)EM Structure 1

61

Diperoleh hasil dari simulasi dan perhitungan sama, sesuai dengan rentang

nilai VSWR yaitu diantara nilai 1-2.dimana ketika VSWR bernilai 1 ,yang

berarti tidak ada refleksi ketika saluran matching sempurna,dengan kata

lain tidak ada energi yang kembali atau terpantul ketika saluran

menyalurkan energi gelombang elektromagnetik ke paradiasi.

4.2.1.3 Impedansi masukan

Gambar 4.6 memperlihatkan nilai impedansi masukan hasil

simulasi antena.Pada frekuensi 5.2 GHz diperoleh Zin =0.897487 + j-

0.247328 Ω.

Untuk menentukan impedansi sepanjang saluran dari nilai

komponen real dan imajiner suatu impedansi,dengan menggunakan

persamaan(15.1) dapat dihitung :

= 50 + j

= 50 0.897487 + (j(-0.247328))Ω

= 44.87435- j 12.3664 Ω

= 44.87435 12.3664

= √2013.707 152.9278

= √1860.7792

= 43.1367 Ω

62

Gambar 4.6 Grafik Smith Chart Impedansi masukan antenna dari hasil simulasi

Nilai pada smith chart diperoleh = 50 0.897487 + (j(-

0.247328)) Ω. nilai real yang dicapai merupakan nilai komponen yang

diharapkan .yakni menggambarkan banyaknya daya terdispasi .Terdispasi

dapat terjadi melalui dua cara yaitu karena panas pada struktur antena yang

berkaitan dengan perangkat keras dan daya yang meninngalkan antena

tidak kembali (teradiasi) sementara komponen imajiner tersebut,

menunjukan reaktansi dari antena dan daya yang tersimpan pada medan

dekat antena.

0 1.

01

.0

-1

.0

10

.0

10.0

-10.0

5.

0

5.0

-5.0

2.

0

2.0

-2.0

3.

0

3.0

-3.04

.0

4.0

-4.0

0.

2

0.2

-0.2

0.

4

0.4

-0.4

0.

6

0.6

-0.6

0.

8

0.

8-

0.

8

ZinSwp Max

11GHz

Swp Min1GHz

5.2 GHzr 0.897487x -0.247328

ZIN(1) (Ohm)EM Structure 1

63

4.2.1.4 Pola radiasi

Pada intensitas dari polaradiasi (Radiation pattern) menjadi

indikator besarnya gain pada antena,sehingga setiap peningkatan nilaii

ntensitas dari polaradiasi dapat menunjukan gain pada antenna.

Padag ambar 4.7 memperlihatkan bentuk pola arah radiasi

(Radiation pattern) dari suatu yang dihasilkan oleh antenna mikrostrip

melalui simulasi dengan menggunakan skala magnitude 10 dB per

div.Untuk arah Radiation pattern disini hanya menampilkan sebagian

darisifat sebagai antena monopole (satuarah),sehingga Radiation pattern

yang mampu dihasilkan pada perancangan ini yaitu berbentuk antenna

monopole.dengannilai gain maksimum directivity yang dihasilkan adalah

4.793 dB (PPC_Epchi) dengansudut 0 derajat. Sedangkan untuk nilai yang

di hasilkan pola radiasi dari arah E theta adalah -40 dB (PPC_Etheta)

dengan sudut 0 derajat

Gambar 4.7 Pola radiasi dan radiasi pancaran hasil simulasi antena

0-10-20-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90

-100

-110

-120

-130

-140

-150

-160

-170

180

170

160

150140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

2010

Pola RadiasiMag Max

10 dB

Mag Min-40 dB

10 dBPer Div

Mag -40 dBAng 0 dB

Mag 4.793 dBAng 0 dB

DB(|PPC_EPhi(0,1)|)EM Structure 1

DB(|PPC_ETheta(0,1)|)EM Structure 1

64

Sementara Pada gambar 4.8 memperlihatkan nilai total power

radiasi dari pola radiasi yang terukur dari nilai intensitas radiasi terhadap

nilai phase. Nilai maksimum dari power radiasi yang di hasilkan sebesar

4.793 dB pada posisi 0 derajat dan nilai maksimum beamwidth dengan

magnitude ≤ 3 dB ke arah kiri -35.7°, sedangkan magnitude ≤ 3 dB ke arah kanan

35.6°, maka dapat diperoleh sudut beamwidth yaitu 35.6° + 35.7° = 71.3°.

Gambar 4.8 power radiasi antena hasil simulasi.

-90 -45 0 45 90Angle (Deg)

Polarisasi

-15

-10

-5

0

5

35.6 Deg3 dB

-35.7 Deg3 dB

0 Deg4.793 dB

DB(|PPC_TPwr(0,1)|)EM Structure 1

65

4.3 Spesifikasi Antena Hasil rancangan

Pada acuan sebuah produsen antena avaya omni directional

(WAT911360-E6) dimana antena tersebut bekerja pada frekuensi kerja 5.2

Ghz dengan nilai parameter Bandwidth 675 MHz pada range frekuensi

5.15-5.825 GHz,VSWR ≤ 2,gain maksimum 1.7 dBi dan beamwidth yang

dihasilkan 60°

Hasil dari perancangan antena mikrostrip mendapatkan nilai

parameter bandwidth yang lebar 3.729 Mhz pada range frekuensi 4.681-

8.41 GHz,VSWR 1,325 dan nilai Gain yang dicapai 4,793 dBi serta

beamwidth 71,3°

Spesifikasi antena hasil rancangan secara keseluruhan dapat

dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.3 spesifikasi Parameter antenna hasil simulasi

No. Parameter Antena Hasil Simulasi

1 Bentuk bandwidth Ultra wideband

2 Frekuensi operasi (GHz) 4.681-8.41

3 Frekuensi Resonansi (GHz) 5.2

4 Bandwidth (MHz) 3729

5 VSWR minimum 1,325

6 Impedansi Masukan Zin =44.62895 - j 12.2695 Ω

7 Directivitas maksimum 4.793 dB

8 Intensita smaksimum 4.793 dB

9 Karekteristik pancaran Monopole

10 Beamwidht 71,3°

66

BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil perancangan antena dapat di peroleh beberapa kesimpulan

diantaranya :

1. konfigurasi Perancangan antena mikrostrip dengan pemodelan desain

persegi yang berkonsep dasar antena Monopole,dengan struktur

penambahan celah E pada peradiasi serta pembatasan pada sisi bidang

ground plane

2. Terdapat dua faktor dominan yang mempengaruhi dalam pembentukan

frekuensi resonansi pada 5.2 GHz yaitu pembatasan sisi ground plane pada

sisi bawah substrate serta panjang dan bentuk slot yang di berikan pada

sisi patch .Nilai return Loss (RL) minimum dipengaruhi dari slot yang

diberikan pada paradiasi lalu untuk nilai bandwith yang lebar di pengaruhi

oleh panjang dimensi dari ground plane..maka di dapat dari hasil simulasi

yaitu Return loss -17.08 ,bandwidth 3729 MHz ,VSWR 1.325,impedansi

masukan Zin = 0.897487 + j (-0.247328 ) Ω dan berpolarisasi linear.

3. Mengacu pada spesifikasi alat yang sudah ada pada lampiran 2

mempunyai nlai parameter : range frekuensi 5.15-5.825 GHz,VSWR ≤

2,dan gain 1.7 dBi dengan nilai impedansi 50 Ω beamwidth

60°. Berdasarkan hasil simulasi antena yang di buat mempunyai range

frekuensi yang lebih lebar,dengan gain yang lebih baik dari antena acuan

sesuai kebutuhan sebuah antena penerima, kekurangan dari antena yang di

rancang beamwidth terlalu lebar sehingga arah pancaranya yang di dapat

kurang sempit dan fokus.

66

SARAN

Saran yang dapat di berikan untuk pengembangan selanjutnya terkait tugas

akhir iniadalah sebagai berikut :

1. untuk pengamatan berikutnya dapat dicoba dengan menggunakan bentuk

patch yang lain dan memberikan celah yang lain pula.

2. Untuk menghasilkan gain dan pola radiasi yang baik dapat di coba dengan

melakukan pengaplikasian antena array.

64

DAFTAR PUSTAKA

[1] Balanis,Constantine A.1982.AntenaTheory: Analysis and Design,

2ndEdition.John Wileyand Sons,Inc.,

[2] Taylor, J. D., Introduction to Ultra-Wideband Systems, CRC Press, Ann

Arbor, MI, 1995.

[3] U,Ahmed, Kafil, “Ultra wideband bandpass filter based on Composite

right/left handed Transmission line units cells”. IEEE.london 2002

[4] J.R.Fernandes,D. Wetzloff,” Recent Advances in UWB Trancevers:An

overview”. IEEE .Edinburg 2010.

[5] IskandarFitri1, DosenFakultasTeknikdanSains Universitas Nasional,

JakartaSelatan, E-mail: [email protected],dan Eko Tjipto Rahardjo2,

Dosen Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia,Depok,E-

mail:[email protected]

[6] LalChand Godara, "Handbook of Antennasin Wireless

Communications",CRCPress, Washington DC.,2002

[7] Garg, R., Bartia, P, Bhal, I. Ittipiboon, A., Microstrip Design hand book,

(Norwood : Artech House) inc, MA, 2001.

[8] Girish Kumar and KP. Ray, "BroadbandMicrostripAntennas",Artech

House,Inc, 2003.

[9] Kin-Lu Wong, “compact and broadband Antennas”,Joh Wiley & Sons,

Inc, 2002S

[10] Wakabayashi, T., etal,"e-Shaped Slot Antenna orWLAN Applications",

PIERONLINE,VOL3,NO.7,2007.

.[http://www.piers.org/piersonline/pdf/vol3No7page119tol123.pdf ]S

[11] Misra P.N., "Planar Rectangular Microstrip Antenna for Dualband

Operation",IJCSt Vol. 2, ISSue 3, September

2011.[http://www.ijcst.com/vol23/1/nmisra.pdf]J

[12] Wen-Chung Liu, and Ping-Chi Kao, "Compact CPW-Fed Dual

Folded Strip Monopole Antenna For 5.8-Ghz Rfid Application",

65

MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS I

Vol. 48, No. 8, August 2006

[13] Parkash D., and Khanna R., "Design And Development Of CPW-

Fed Microstrip Antenna For WLAN!WiMax Applications",

Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 17, 17-27, 2010.

[14] Bayat Ahmad,” Single patch E-Shapped Compact Microstrip

Antenna”.Internasional Journal of Modern Engeneering Research

(IJMER).vol .2 Issue 5,october 2012.

[15] Wang E., et al, "A Novel Dual-Band Patch Antenna For

WLAN Communication", Progress In Electromagnetics Research C, Vol.

6, 93-102, 2009

[16] Byrareddy C.R., et al, "A Compact Dual Band Planar RSMA

For WLAN !WiMax Applications", International Journal of Advances in

Engineering & Technology, Jan 2012.

[17] M.maidur rahaman S., et al, "New Compact Tri-Band Microstrip

Patch Antenna Using Dual T-Shaped Slit for Wi-Max and Microwave

C Band Application", International Journal of Engineering Sciences

Research- IJESR, Vol 03, Issue 05; September-October 2012.

[18] Guha, Debatosh. and Antar, Y ahi, "Microstrip and Printed

Antennas :New Trends, Techniques, and Application", John Wiley &

Sons Ltd. 2011.

[19] Lim, Eng Gee, et al, "Ultra Wideband Antennas - Past and

Present",IAENG International Journal of Computer science,2010.

[20] Srifi, Nabil M et al, "Rectangular Slotted Patch Antenna for 5-6GHz

Applications", INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROWAVE

AND OPTICAL TECHNOLOGY, VOL.5 N0.2 MARCH 2010.

[21] Zhi Ning Chen, Terence S. P. See, and Xianming Qing, "Small

Printed Ultrawideband Antenna With Reduced Ground Plane Effect",

IEEE Transactions On Antennas And Propagation, VOL. 55, NO.

2, February 2007.[http ://www.edaboard.com/attachments/ 40800d

65

1250771051- paper _small _printed_ ultrawideband _antenna_ with

_reduced_ 45 8 5. pdfJ.

[22] Jalil EY, Chakrabarty CK, and Kasi Baskaran, "A Compact

Wideband Microstrip Antenna Intergrated with Band-Notched Design",

European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.77

No.4 (2012), pp.477-484.EuroJournals Publishing, Inc.

2012. [http://www.europeanjournalofscientificresearch.com]

[23] Jawad K et al, "A New Compact Ultra Wideband Printed Monopole

Antenna with Reduced Ground Plane and Band Notch

Characterization", PIERS Proceedings, Kuala Lumpur, MALAYSIA,

March 27-30, 2012. [http://www.researchgate.net/publication/2l

6598899_A_New_ Compact_

Ultra_Wideband_Printed_Monopole_Antenna_with_Reduced_Ground_Pl

ane_and_Band_Notch_Characterization/file/8d1 c84f909a8e79e96.pdfJ.

Avaya WLAN 9100 External Antennas for use with the WAO-9122 Access Point

Overview

To optimize the overall performance of a WLAN in an outdoor deployment it is important to understand how to maximize coverage with the appropriate antenna selection and placement. This document is meant to serve as a guideline for anyone who wishes to use WLAN 9100 antennas and related accessories with Avaya’s newest outdoor wireless products (WAO-9122). The document is organized according to the following sub-sections:

• ISM bands:

• Basic Technical Background

• Types of available WLAN 9100

Antennas and Accessories

• Reference Test Data

• Design Considerations and Reference

Use Cases

Technical Background

ISM bands:

The U.S. Federal Communications

Commission (FCC) authorizes

commercial wireless network products

to operate in the Industrial, Scientific

and Medical (ISM) bands using spread

spectrum modulation. The ISM bands

are located at three different

frequencies ranges – 900MHz, 2.4GHz

and 5GHz. This document covers

products that operate in the 2.4 and

5GHz bands.

ISM bands allow manufacturers and

users to operate wireless products in the

U.S. without requiring specific licenses.

This requirement may vary in other

countries. The products themselves

must meet certain requirements in order

to be certified for sale such as maximum

Transmit Power (Tx Power) and

Effective Isotropic Radiated Power

(EIRP) ratings.

Each of the ISM bands has different

characteristics. The lower frequency

bands exhibit better range but with

limited bandwidth and hence lower data

rates. Higher frequency bands have less

range and are subject to greater

attenuation from solid objects.

Antenna Properties, Ratings and RepresentationAt the most fundamental level an

Antenna provides a wireless

avaya.com | 1

communication system three main

attributes that are inter- related to

each other and ultimately influence

the overall radiation pattern produced

by the antenna:

• Gain

• Directivity

• Polarization

Gain of an Antenna is a measure of the

increase in power that the antenna

provides. Antenna gain is measured in

decibels (dB) — a logarithmic unit used

to express the ratio between two

values of a given physical quantity. In

the general case, the gain in dB is a

factor of the ratio of output power (or

radiated power) to the input power of

the antenna (that ratio is also called

the “efficiency” of the antenna). In

practice, the gain of a given antenna is

commonly expressed by comparing it

to the gain of an isotropic antenna. An

isotropic antenna is a “theoretical

antenna” with a perfectly uniform

three-dimensional radiation pattern.

When expressed relative to an

isotropic antenna, the gain of a given

antenna is represented in dBi (i for

isotropic). By that measure, a truly

isotropic antenna would have a power

rating of 0 dB. The U.S. FCC uses dBi

in its calculations.

Directivity is the factor that was referred

to in the previous discussion about

antenna gain and its relation to

efficiency. Mathematically, the gain of an

antenna is its directivity times its

efficiency. And like its gain, the

directivity of a given antenna is also

expressed relative to an isotropic

antenna. The directivity measures the

power density that an antenna radiates

in the direction of its strongest emission,

relative to the power density radiated by

an ideal isotropic antenna (which emits

uniformly in all directions), when they are

both radiating the same total power.

Polarization of an antenna is the

orientation of the electric field of the

radio wave that it produces relative to

the earth’s surface. The polarization of

an antenna is determined by the

physical structure of the antenna and

by its orientation. A simple straight wire

antenna will have one polarization when

mounted vertically and a different

polarization when mounted

horizontally. A linear polarized antenna

radiates wholly in one plain containing

the direction of propagation of the

radio wave while, in a circular polarized

antenna, the plane of polarization

rotates in a circle making one complete

revolution during one period of the

wave. A linear polarized antenna may

be either Horizontally Polarized (if the

direction of propagation is parallel to

the earth’s surface) or Vertically

Polarized (if the direction of

propagation is perpendicular to the

earth’s surface). A circular polarized

antenna may be either Right-Hand-

Circular (RHC) or Left-Hand-Circular

(LHC) depending on whether the

direction of rotation of the plane of

propagation is clockwise or

counterclockwise respectively.

Polarization is an important design

consideration, particularly in Line of

Sight (LOS) or Point-to-Point type

deployments because maximum signal

strength between sending and

receiving antennas occurs when both

are using identical polarization.

Radiation Pattern of an antenna is a

plot of the relative strength of the

electromagnetic field of the radio

waves emitted by the antenna at

different angles. Radiation patterns

are typically represented by either a

three-dimensional graph or by a set

of two separate two-dimensional

polar plots of the horizontal and

vertical cross sections. The radiation

pattern of the theoretical isotropic

antenna, which radiates equally in all

directions, would look like a sphere.

Impedance Matching is an important

consideration in the design of the

overall wireless communication

system. This is because an

electromagnetic wave traveling

through various parts of a

communication system (radio, cable,

connectors, air) may encounter

differences in impedance. At each

interface, depending on the

impedance mismatch, some fraction

of the propagating radio wave’s

energy will reflect back into the

source. This reflecting wave is called a

standing wave and the ratio of

maximum power to minimum power

in the standing wave is called the

Voltage Standing Wave Ratio

(VSWR). A VSWR of 1:1 is ideal.

Types of Avaya WLAN 9100 AntennasThe tables starting on the next page

detail the specifications of the

different antennas Avaya offers for use

with its WLAN 9100 Access Points, in

both 2.4GHz and 5GHz. Each type of

antenna will offer certain coverage

capabilities suited for specific

applications (as discussed in the later

section of this document). The

radiation patterns listed below also

provide some guidance on the

coverage to be expected from a given

antenna. As a general rule of thumb as

the gain of an antenna increases, there

is some tradeoff to its coverage area.

High gain antennas will typically offer

longer coverage distance but smaller

(and more directed) coverage area.2 | avaya.com

avaya.com | 3

Directional Antennas

30° Antenna (WAT912035-E6)

DESCRIPTION PANEL 30° ANTENNA FRONT

Vertical Gain Pattern

Horizontal Gain Pattern BACK

Frequency Range (GHz) 2.4– 2.5 5.15 – 5.825 CONNECTORS CLOSEUP

Impedance 50 ohms

VSWR (50 ohms) 2.0: 1 max. typ.

Peak Gain, dBi (2.4 and 5GHz) 11.7 – 13.5 12.5 – 14.0

Polarization 2 x +/– 45 2 x +/– 45

3dB Beamwidth Az (H) 35° +/- 5

3dB Beamwidth El (V) 35° +/- 5

Maximum Power 10 W max.

Connector N-female x 4

Dimensions 16.5in x 9.4in x 1.4 in

Weight 3.75lb

Operating Temp -40 C to +55C

Mounting Options Pole Mount included

Cable SKU WAT910010-E6

Cable Specs LMR-195, male RP-TNC to male N

connectors and 10’ length

What to order For use with one WAO-9122

• 1 WAT912035-E6

• 4 WAT910010-E6

90° Antenna (WAT912090-E6)

DESCRIPTION PANEL 90° ANTENNA FRONT


Horizontal Gain Pattern

Frequency Range (GHz) 2.4-2.5 5.15-5.85 BACK

Impedance 50 ohms


Peak Gain, dBi (2.4 and 5GHz) 4.0 6.5-9.5

Polarization Vertical

3dB Beamwidth Az (H) 90° typ

3dB Beamwidth EI (V) 90° typ


Connector 2*N connectors

Cable SKU WAT910010-E6 CONNECTORS CLOSEUP



What to order For use with one WAO-9122

• 2 Antennas

• 4 Cables (2 per antenna)

4 | avaya.com

avaya.com | 5

Omni-Directional Antennas:

“Rubber Duck” Antenna (WAT911360-E6)

DESCRIPTION360° (OMNIDIRECTIONAL) ANTENNA ANTENNA


Horizontal Gain Pattern

CONNECTOR CLOSEUP

Frequency Range (GHz) 2.4-2.5 5.15-5.825

Impedance 50 ohms


Peak Gain, dBi (2.4 and 5GHz) -1.54-0 0-1.7

Polarization 4X Vertical

3dB Beamwidth Az (H) 360°

3dB Beamwidth EI (V) 90° 60°


Connector 1 X RP-TNC male

Cable SKU WAT910010-E6



What to order For Use with one WAO9122:

• 4 WAT911360-E6 Antennas

Design Considerations and Reference Use CasesThere are several factors that impact

the performance of a Wireless LAN

and must be kept in mind while

designing for a deployment. Some of

the key considerations are as follows:

Mobility of the Application: The

mobility of the clients that will be

connecting to the AP through the

antenna system is the first thing to

think about when planning a

deployment. An application that has a

lot of mobile users, such as a

convention center is best served by a

large number of omnidirectional

microcells while a point-to-point

application, which connects two or

more stationary users may be best

served by a directional antenna.

Physical Environment: Some of the

things to watch for in the environment

where the WLAN deployment is

planned include:

• Building construction – The density

of the materials used in a building’s

construction determines the number

of walls the RF signal can pass

through and still maintain adequate

coverage. The following is a good

reference but the actual effect of the

walls on RF must be tested through

a site survey. A thick metal wall, such

as an elevator reflects signals,

resulting in poor penetration of the

signal and low quality of reception

on the other side. Solid walls and

floors and precast concrete walls

can limit signal penetration to one or

two walls without degrading

coverage, but, this can vary greatly

depending on the amount of steel

reinforcing within the concrete.

Concrete and concrete block walls

will likely limit signal penetration to

three or four walls. Wood or dry wall

will typically allow for adequate

signal penetration through five or six

walls. Paper and Vinyl walls have

little effect on signal penetration.

• Ceiling height

• Internal obstructions – Product

inventory and racking are factors to

consider in a indoor environment,

such as a warehouse. In outdoor

environments, many objects can

affect antenna patterns, including

trees, vehicles and buildings.

• Available mounting locations.

In addition, consideration some

consideration should also be given to

aesthetic appearance.

Access to network connections

(minimize Antenna cable runs):

Cabling between the AP or AP and the

antenna introduces losses in the

system, therefore the length of this

cable run must be minimized as much

as possible.

Warehouse Use Case: In most cases,

these installations require a large

coverage area. Experience has shown

that multiple omnidirectional antennas

(such as WAT911360-E6) mounted at

20 or 25 feet typically provide the

best coverage. Of course this is also

affected by the height of the racking,

the material in the racks and your

ability to locate the antenna at this

height. The antenna should be placed

in the center of the desired coverage

cell an in an open area for best

performance. In cases where the

ceiling is too high and the AP will be

located against a wall, a directional

antenna may be used.

Small Office or Small Retail Store: An

omnidirectional dipole antenna (such

as WAT911360-E6) will provide best

coverage for type of scenario.

Enterprise or Large Retail Store: In

most such deployments, there is a

6 | avaya.com

© 2014 Avaya Inc. All Rights Reserved.

All trademarks identified by ®, ™, or SM are registered marks, trademarks, and service marks, respectively, of Avaya Inc.

05/14 • DN7519

need for a fairly large coverage area and a combination of omnidirectional and

directional antennas must be used. Omni- directional antennas located just below

the ceiling girders or just below the drop ceiling and directional antennas located at

the corners. Also, for areas that are long and narrow – such as long store aisles – a

directional antenna at one end may provide better coverage. Keep in mind that the

radiation angle of the antenna will also affect the coverage area.

Apartment Complex Backhaul (Point-to-Point): For an application where last mile

connectivity is being provided using Wi-Fi (such as apartment complexes or senior

living complexes that may not have traditional wiring infrastructure), point-to-point

connections are common. When establishing point to point connections in outdoor

environments, the distance, obstructions and antenna locations must be considered.

For short distances (several hundred feet), a standard dipole antenna may be used. For

very large distances (1/2 mile or more) high-gain directional antennas must be used. The

antennas must be installed as high as possible, above obstructions such as trees,

buildings and similar. If directional antennas are used, they must be aligned so that their

main radiated power lobes are directed at each other.

About AvayaAvaya is a global provider of business collaboration and communications solutions, providing unified communications, contact centers, networking and related services to companies of all sizes around the world. For more information please visit www.avaya.com.

7 | avaya.com

http://www.avaya.com

http://webengage.com/s/~5ii3oo6/?data(doctype)=FactSheet&data(title)=WLAN9100withWAO-9122&scope=069a00000042gKd

International Journal of Modern Engineering Research (IJMER)

www.ijmer.com Vol.2, Issue.5, Sep-Oct. 2012 pp-3895-3898 ISSN: 2249-6645

www.ijmer.com 3895 | Page

Ahmad Bayat Department of Electrical Engineering, K.N.Toosi University of technology, Tehran, Iran

Abstract: Micro strip antennas have been the subject of

some inventive work in recent years, and are currently one

of the most dynamic fields in antenna theory. A single

wideband, E-shaped, compact microstrip antenna is

presented in this article in order to be employed for high

speed WLANs operating in the C band range. Employing

only a single patch, a high impedance bandwidth is

achieved. The simulated impedance bandwidth

(VSWR<1.75) is 30%, and the momentum bandwidth is

about 28.5%. The structure of the antenna consists of a

perfect conductor on the top of a substrate

(RT_DURROID_5880) with a dielectric constant of about

2.2 and a height of 20 mile, which is backed with a perfect

conductor ground plane. The impacts of different parameter

of antenna are also studied in this article.

Index Terms: E-shaped antenna, ADS2009, RT_Duroid

5880, microstrip

I. INTRODUCTION In applications of aerospace, satellite and missile

which requires small size, easy installation and low cost,

antennas with low knob are used like microstrip antennas.

Current commercial applications such as mobile

communications and wireless telecommunications are taken

into account. The printed-circuit antennas use technology

simply because they are considered to be made simple and

cheap. While installing on the stiff surface, they will have

good durability. Appropriate forms can also change

diffusion fashion. Microstrip antenna has diversity at the

resonant frequency, polarization, pattern and impedance

requirements.

The main disadvantages of microstrip antenna can

be low efficiency, low throughput, narrow bandwidth and

low frequency range. However, it is desirable to use it in

some low bandwidth applications. Of course, increasing the

thickness of the substrate can expand the bandwidth

efficiency. However, this increases the surface waves that is

an undesirable factor, because waves can be absorbed in the

environment. Surface waves move on the surface layer,

scattered in the surface curvature and discontinuities (cuts

dielectric surface) and reduce antenna patterns and

polarization characteristics.

When bandwidth is large, surface waves can be

eliminated using the holes.

Microstrip antennas have reached a stage that can

accommodate many other types of antennas for their low

power applications.

However, a serious limitation of microstrip antenna is its

narrow bandwidth. To strengthen and increase the

bandwidth of microstrip antennas, many techniques have

been developed. In this paper, by using some of the

techniques of traditional microstrip antenna, bandwidth has

been increased. The design of triangular patch antennas has

been simulated in different frequency cohort. In this paper,

using IE3D software, voltage standing wave ratio, end-use,

axial ratio, radiation pattern of the designed antenna will be

assessed. This paper deals with a single probe feed.

Of the proposed antenna, the impedance bandwidth of 37

percent was achieved.

The increasing use of wireless devices has

necessitated the need for larger bandwidths.

Hence, the bit rate should be higher or in different standards

that are applied in different frequency bands.

Ultra-broadband systems (UWB) as a system with a special

focus has been considered because this system can realize

the bit rate of up to several hundred Mbps. But the main

problem is to design an appropriate antenna system.

Microstrip patch antennas are broadly used due to several advantages they have [1], [5-8], namely the light weight, low volume, low fabrication cost, and their capability of dual and triple frequency operations. Yet, microstrip antennas suffer from some disadvantages too. Narrow bandwidth is a serious one of them and different techniques are used to overcome this limitation, including increasing the thickness of the dielectric substrate, decreasing the dielectric constant [1] and using parasitic patches [2]. These techniques, in turn, have some limitations too, namely the excitation of surface waves and the increase in the antenna size. In wireless local area networks, the antenna employed is in PCMCIA format for which a small size, low volume antenna is requisite. A rectangular patch with a U slot [3] embedded in it will give a broadband antenna, and a single E-shaped patch of 15 mm height provides a bandwidth up to 30%. [11] provided mathematical analysis of microstrip as below: The electric field radiated from a micro strip antenna provides a boundary between two different dielectrics: air and the substrate material. Due to the slight distortion of the field at the boundary, the patch may appear longer in an electrical sense. Therefore, we have an effective patch length. There is also an effective relative permittivity when analyzing micro strip antenna. The effective relative permittivity can be defined using the following formula [11]:

E-plane pattern

cos2

cos2

sin

sin2

0

kw

kw

jkre

r

wkVE

(1)

Single Patch E-Shaped Compact Microstrip Antenna




H-plane pattern

/EH (2)

Characteristic impedance of microstrip line feed for w/h ≤ 1

h

w

w

hZ

reff4

8ln

600

(3)

for w/h ≥1

44.1ln667.393.1

120

0

h

w

h

w

reff

Z

(4)

Beam widths E-plane

22234

2003.71

cos2

hLeE

(5)

H-plane

kwH

2

11cos2

(6)

Compared to other methods, transmission line method is the easiest one, which represents the rectangular micro strip antenna as an array of two radiating slots, separated by a low impedance transmission line of certain length. We can see the fringing at the edges that increases the effective length.

2/1

1012

1

2

1

w

hrrreff

(7)

1

2

2

rrf

cw

(8)

II. E-SHAPED MICROSTRIP PATCH

ANTENNA By incorporating two parallel slots into the rectangular microstrip patch antenna, it becomes an E-shaped microstrip patch antenna, which is simpler in construction. The geometry of this antenna is presented in Figure1.

Figure 1. Geometry of the E-shaped microstrip patch

antenna

The E-shaped microstrip patch antenna has the width of W1, two outer patch strips of the length of L and the width of W, one central patch strip of the length of Lc and the width of W2, and also, two slots of the length of Ls and

the width of Ws are introduced symmetrically, regarding the probe position. Employing a coaxial probe, the patch is fed at position P0, and two dielectric substrate materials are employed to fabricate the antenna element. An air gap of 1mm is let between the two substrates. The upper substrate is selected to be with high dielectric constant for compact size, and the lower substrate is foam dielectric material in order to provide ground plane. An air gap is let since the thickness of the foam material is fixed, and it helps in optimizing the wide bandwidth.

III. DESIGN OF SINGLE PATCH E-SHAPED

MICROSTRIP ANTENNA We designed the rectangular microstrip patch antenna first, and then incorporated the two parallel slots into the patch. The parameters in designing rectangular microstrip antenna are the followings:

A. Frequency of operation (f0) The high-speed computer wireless local area networks function at two frequency bands of (5.15 - 5.35 GHz and 5.725 - 5.850 GHZ). The resonant frequency selected for the rectangular patch is the centre frequency of the upper band (5.8 GHZ), and with the introduction of the two slots, the E-shaped microstrip antenna covers the lower band.

B. Selection of the substrates Two substrates are used in fabricating antenna. Upper foam Substrate (RT_DURROID_5880) is of the dielectric

constant of 1r =2.2 and the thickness of h1= 20mm. We

have let an air gap of 1.0mm between the two substrates. The foam substrate and the air gap are employed for large band width. Lower substrate is of the dielectric constant of

2r = 9.6 and the thickness of h2=30 mm.

The microstrip antennas are employed with WLAN adaptor cards in the PCMCIA (also known as PC) format, which have the standard thickness of 5 mm. Therefore, we have limited the total height (4.9624 mm) of the antenna to be less than 5 mm. For designing the microstrip antenna, the advanced Design System (ADS2009) was employed. The dimensions of the optimized antenna element are provided in Table 1.

IV. PARAMETRIC ANALYSIS The following section deals with the effects of various parameters. By increasing LS, the whole VSWR curve shifts towards lower frequencies. The change is higher in resonant frequency of higher mode, since the relative change in current path length for higher mode is greater than the lower mode current path, as shown in Figure 2. The width WS has a significant effect on the matching to the input port, while it marginally affects the resonant frequencies of the two modes, as presented in Figure 3.

TABLE I. DIMENSION OF OPTIMIZED ANTENNA PARAMETERS

Frequency 5-6 GHz

W 18 mm

L 12 mm

W1 5.5mm

LC 8.5mm

W2 5 mm




LS 8.5mm

WS 1mm

P0 2.5mm

Figure 2. Effect of slot length (LS)

Figure 3. Effect of slot width (WS)

The slot position PS employed for optimizing the matching

of both modes is presented in Figure 4.

Figure 4. Effect of slot position (PS) The resonant frequency of the higher mode decreases as Lc increases, while there is no significant change in resonant frequency of the lower mode, as shown in Figure 5.

Figure 5. Effect of central patch strip length (LC)

V. RESULTS The simulated 2:1 VSWR bandwidth is 30 %

covering the (4.82 – 6.43 GHz) frequency band and the

momentum 2:1 VSWR bandwidth is 28.8 % covering (4.91

– 6.4 GHz) frequency band, which are presented in Fig. 7.

The shift in the frequency band is because of the decrease in

the height of the upper substrate with high dielectric constant

in the fabrication process. Decreasing the height of upper

dielectric substrate is about 0.5 mm, which leads to this shift

of frequency band. The radiation pattern was measured in

anechoic chamber. Also, there were back lobes in the

measured radiation patterns because of the finite size of

ground plane. Figure 6 represents Microstrip layout of this

antenna.

Figure 6. Microstrip Layout of the E-shaped antenna

Figure 7. simulated impedance (VSWR < 1.75) bandwidth

of wideband E-shaped microstrip patch antenna.

VI. CONCLUSIONS Regarding the simulated and the measured results, it can be concluded that the E-shaped patch antenna geometry provides wide bandwidth with single patch. The momentum result matches simulated bandwidths. Besides, the antenna shows a good front to back radiation (FBR) ratio. The effect of various parameters of E-shaped patch antenna have been studied without changing the permittivity and the height of the substrates.

REFERENCES [1] Ramesh Garg, Prakash Bartia, Inder Bhal and Apsiak

Ittipiboon, “Microstrip Antenna DesignHand Book,” Artech House, Norwood, MA, 2001.

[2] D.M.Pozzar “Microstrip Antenna Coupled to Microstripline,” Electron Lett., vol. 21, no.2, pp. 49-50, January 1995.

[3] T.Huynh and K.F.Lee, “Single-layer single patch wideband microstrip antenna,” Electron Lett.,vol.31, no.16, pp. 1310– 1312, August 1995.




[4] G. Aiello and G. Rogerson, "Ultra- wideband wireless systems", IEEE microwave Journal, pp. 36-39, June 2003.

[5] Yi-Lin Chiou, Jin-Wei Wu, Jie-Huang Huang, and Christina," Design of Short Microstrip Leaky-Wave Antenna With Suppressed Back Lobe and Increased Frequency Scanning Region," IEEE trans. Antenna Propagat., vol.57, pp. 3329-3333, Oct. 2010.

[6] A.Shackelford, K. F. Lee, D. Chatterjee, Y. X. Guo, K. M. Luk, and R. Chair, Smallsize wide bandwidth microstrip patch antennas, in IEEE Antennas and Propagation International Symposium,vol. 1, (Boston, Massachusetts), pp. 86–89, IEEE, July 2001.

[7] S. C. Gao, L. W. Li, M. S. Leong, and T. S. Yeo, Design and analysis of a novel wideband microstrip antenna, in IEEE Antennas and Propagation International Symposium,vol. 1, (Boston, Massachusetts), pp. 90–93, IEEE, July 2001.

[8] K. Wong and W. Hsu, ―A broadband patch antenna with wide slits, in IEEE Antennas and PropagationInternational Symposium, vol. 3, (Salt Lake City, Utah),pp. 1414– 1417, IEEE, July 2000.

[9] Fan Yang, Xui-Xia Zhang, Xioning Ye, and Yahya Rahmat-Sami, “Wideband E-shaped Patch Antennafor Wireless Communications,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 49, no.7, July 2001.

[10] Constanantine A Balanis, “A ntenna Theory Analsis and Design,” John Weily&Sons, New York, 1997.

[11] Dr Anubhuti Khare, Rajesh Nema, Puran Gour, Rajeev Kumar Thakur “New Multiband E-Shape Microstrip Patch Antenna on RT DUROID 5880 Substrate and RO4003 Substrate for Pervasive Wireless Communication”International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume 9– No.8, November 2010

Data & Analytics

PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP UNTUK SPEKTRUM ULTRA WIDEBAND PADA WLAN 5,2 GHz