PERANCANGAN ANTENA MICROSTRIP - Poltekanika

Jurnal Informanika, Volume 5 No.1, Januari-Juni 2019 ISSN :2407-1730

83

PERANCANGAN ANTENA MICROSTRIP UNTUK LTE

Ciksadan Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik TelekomunikasiPoliteknik Negeri

Sriwijaya Jalan Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139

[email protected]

ABSTRAK Dalam perkembangan nya bidang telekomunikasi harus dapat menyesuaikan kebutuhan dan keinginan dari masyarakat ialah dengan teknologi tanpa kabel (wireless) yang dapat memudahkan aspek kehidupan dalam penerepannya. Antena merupakan bagian terpenting dalam sistem komunikasi wireless. Antenna Mikrostrip adalah salahsatu jenis antena yang peraktis mempunyai ukuran dan dimensi yang sederhana dan mudah di fabrikasi. Dengan sifat antenna mikrostrip tersebut, perangkat telekomunikasi dapat mengikuti perkembangan yang ada. Antenna mikrostrip terdapat 3 bagian ialah groudplane, substrat, dan patch. antena mikrostrip adalah bentuk bujur sangkar atau segi empat panjang. Karena ketebalan substrat jauh lebih tipis daripada panjang gelombang,Sehingga pada penelitian ini dibahas bagaimana mendesain dan menganalisa antena mikrostrip dengan bentuk patch persegi panjang dengan spesifikasi sebagai berikut groundplane W = 46.70 mm. L = 56.06, patch W = 30.22 mm. L= 40.05 mm,saluran pencatu W = 3,1 mm. L = 9,8 mm. Dan spesifikasi substrat FR4 dengan karatkeristik h = 1,6. εr = 4,3. Losstan = 0,02.substrat ini mudah didapat dan mudah untuk difabrikasikan. Teknik pencatuan yang digunakan adalah dengan teknik Microstripline feed. Perancangan dan simulasi antena mikrostrip dilakukan menggunakan software CST Studio Suite. Setelah melakukan beberapa simulasi didapatkan hasil yang terbaik pada frekuensi 2,3 GHz didapat return loss sebesar -29 dan -31 dB. Rentang bandwidth pada return loss 200 MHz Gain sebesar 4 dB. VSWR sebesar 1,0417.

Kata kunci: Antena, mikrostrip, patch persegi LTE

I. PENDAHULUAN Antena merupakan perangkat telekomunikasi yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima sebuah informasi. Berdasarkan dengan standarisasi IEEE frekuensi yag digunakan untuk penggunaan jaringan telepon atau Celluler network pada jaringan LTEberkisar antara 2000-2400 Mhz. Sesuai kasusnya di butuhkan perangkat yang kecil dan praktis, Antena Mikrostrip adalah pilihan yang tepat. Antena mikrostrip sendiri dapat

diartikan sebagai antena yang mempunyai bentuk seperti potongan yang mempunyai ukuran yang sangat tipis dan kecil.Antena mikorstrip mempunyai struktur yang terdiri dari 3 lapisan elemen ialah; elemen peradiasi, elemen substrat, dan elemen pentanahan.

Sebelumnya telah dilakukan penelitian mengenai perancangan antena mikrostrip untuk system LTEpada frekuensi 1800 MHz dan 2300 MHz oleh antena Diana Angela, dkk

mailto:[email protected]


84

menyimpulkan perubahan ukuruanslot pada patch antena sangat mempengauruhi nilai VSWR. PIFA U-slot yang digunakan hanya dapat bekerja pada frekuensi 1800 MHz, sedangkan untuk PIFA L-slot dapat bekerja pada frekuensi 1800 MHz dan 2300MHz (Diana A, dkk,2016). Dan perancangan antena mikrostrip pada frekuensi 2.6 GHz untuk aplikasi LTE oleh Herudin dan menyimpulkan bahwan antena yang dirancangan dapat diaplikasikan pada LTE dengan hasil return losss sebesar -22.16dB dan VSWR 1.169 (Herudin, 2012). Prototype antenna yang digunakan dalam penelitian ini adalah mikrostrip persegi directional dengan disimulasikan sebagai berikut :

a. Frekuensi kerja ; 2.3GHz b. Impedansi terminal ;50 Ohm c. VSWR ; ≤ 2 d. Pola radiasi ; Direksional e. Polarisasi ; Sirkular f. Gain; ≥ 2.5 dB g. Returnloss ; ≤ -10 dB h. Bandwidth ; 200 MHz i. Bentuk Patch; Persegi Aplikasi untuk merancang antena mikrostrip adalah software CST studio suite dengan spesifikasi frekuensi 2,3 GHz dengan konfigurasi pelatakan antena atas-bawah. Substrat yang digunakan pada antena mikrotip ini adalah FR-4, sedangkan untuk groundplane dan patch yang digunakan adalah cooper.

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Perancangan

Perancangan merupakan suatu tahapan yang sangat penting utnuk penelitian antena mikrostrip ini.. Pada perancangan dan pembuatan simulasi ini akan ditempuh beberapa langkah awal. Langkah awal yang paling penting dalam perancangan adalah

membuat diagram blok dan pembuatan skema rangkaian dan pembuatan Prototipe. Kemudian langkah selanjutnya ialah merancang antena pada CST Microwave Studio secara manual.Tujuan dari perancangan ini adalah untuk memperoleh tampilan respon dan desain rangkaian yang tepat dan berkerja dengan baik. Selain itu, dengan adanya perancangan tahap-tahap penyelesaian akan dapat dilaksanakan dengan baik dan sistematik.

2.2 Karakter Antena

Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi (termasuk untuk digunakan pada sebuah teleskop radio), yaitu pola radiasi, direktivitas, gain, dan polarisasi. Karakter-karakter ini umumnya sama pada sebuah antena, baik ketika antena tersebut menjadi peradiasi atau menjadi penerima, untuk suatu frekuensi, polarisasi, dan bidang irisan tertentu.

2.2.1 Penguatan (Gain)

Ada dua jenis parameter penguatan (Gain) yaitu absolute gain dan relative gain

Absolute gain pada sebuah antena didefinisikan sebagai perbandingan antaraintensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika daya yang diterima oleh antena teradiasi secara isotropik. Intensitas radiasi yangberhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropik sama dengan daya yang diterima oleh antena (Pin) dibagi dengan 4π. Absolute gain ini dapat dihitung dengan rumus :


85

Selain absolute gain juga ada relative gain. Relative gain didefinisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan juga. Daya masukan harus sama di antara kedua antena itu. Akan tetapi, antena referensi merupakan sumber isotropik yang lossless (Pin(lossless)). Secara rumus dapat dihubungkan sebagai berikut :

G

4U ( , )

pi

n ( lossless)

Jika arah tidak ditentukan, maka perolehan daya biasanya diperoleh dari arah radiasi maksimum.

Gain total antena uji secara sederhana dirumuskan oleh persamaan

2.2.2 Bandwidth

Suatu antena didefinisikan sebagai rentangfrekuensi di mana kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti impedansi masukan, pola, beamwidth, polarisasi, gain, efisiensi, VSWR, return loss, axial ratio) memenuhi spesifikasi standar.

Gambar 2.1 Bandwidth[1]

Bandwidth dapat dicari dengan menggunakan rumus berikut ini :

(2-4)

dimana :

f2= frekuensi tertinggi f1= frekuensi terendah fc= frekuensi tengah 2.2.3 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

VSWR adalah perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri (standingwave) maksimum (|V|max) dengan minimum (|V|min). Pada saluran transmisiada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0

+) dan tegangan yang direfleksikan (V0

-). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ):

Gt (dB) = (Pt(dBm) –Ps(dBm)) + Gs(dB)

Dimana :

Gt = Gain antena mikrostrip

Pt = Nilai level sinyal maksimum yang diterima antena mikrostrip

Ps = Nilai level sinyal maksimum yang diterima GSM

Gs = Gain GSM


86

Г= =

Dimana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran lossless. Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yangmerepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka [8]:

a.Γ = − 1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluranterhubung singkat,

b. Γ = 0 :tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaanmatchedsempurna,

c. Γ = + 1:refleksi positif maksimum,ketika salurandalamrangkaian terbuka.

Sedangkan rumus untuk mencari nilai VSWR adalah;

Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1) yang berarti tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Namun kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Pada umumnya nilai VSWR yang dianggap masih baik adalah VSWR ≤ 2.

2.2.4 Return Loss

Return Loss adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yangdirefleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan [9]. Return Loss digambarkan sebagai peningkatan amplitudo dari gelombang yang direfleksikan (V0

-) dibanding dengan gelombang yang dikirim (V0

+). Return Loss dapat terjadi akibat adanya

diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi tergantung pada frekuensi.

Г= = =

Retrun loss = 20 log 10

Dengan menggunakan nilai VSWR ≤ 2 maka diperoleh nilai return loss yang dibutuhkan adalah di bawah -9,5 dB. Dengan nilai ini, dapat dikatakan bahwa nilai gelombang yang direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah dapat dianggap matching. Nilai parameter ini dapat menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah mampu bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak.

2.2.5 Polarisasi

Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang yang ditransmisikan oleh antena. Jika arah tidak ditentukan maka polarisasi merupakan polarisasi pada arah gain maksimum. Pada praktiknya, polarisasi dari energi yang teradiasi bervariasi dengan arah dari tengah antena, sehingga bagian lain dari pola radiasi mempunyai polarisasi yang berbeda.

Polarisasi dari gelombang yang teradiasi didefinisikan sebagai suatu keadaan gelombang elektromagnet yang menggambarkan arah dan magnitudo vektor medan elektrik yang bervariasi menurut waktu. Selain itu, polarisasi juga dapat didefinisikan sebagai gelombang yang diradiasikan


87

dan diterima oleh antena pada suatu arah tertentu.

Polarisasidapat diklasifikasikan sebagai linear (linier), circular (melingkar), atau elliptical (elips). Polarisasi linier (Gambar 2.2) terjadi jika suatu gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik di ruang memiliki vektor medan elektrik (atau magnet) pada titik tersebut selalu berorientasi pada garis lurus yang sama pada setiap waktu. Hal ini dapat terjadi jika vektor (elektrik maupun magnet) memenuhi :

a. hanya ada satu komponen, atau

b. komponen yang saling tegak lurus secara linier yang berada pada perbedaan fasa waktu atau 1800 atau kelipatannya

Gambar 2.2 Polarisasi linier[2]

Polarisasi melingkar (Gambar 2.3) terjadi jika suatu gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik memiliki vektor medan elektrik (atau magnet) pada titik tersebut berada pada jalur lingkaran sebagai fungsi waktu. Kondisi yang harus dipenuhi untuk mencapai jenis polarisasi ini adalah :

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

b. Kedua komponen tersebut harus mempunyai magnitudo yang sama

c. Kedua komponen tersebut harus memiliki perbedaan fasa waktu pada kelipatan ganjil 900.

Polarisasi melingkar dibagi menjadi dua, yaitu Left Hand CircularPolarization (LHCP) dan Right Hand Circular Polarization (RHCP). LHCP terjadi ketika d= +p / 2 , sebaliknya RHCP terjadi ketika d= -p / 2

Gambar 2.3 Polarisasi melingkar[3]

Polarisasi elips (Gambar 2.4) terjadi ketika gelombang yang berubah menurut waktu memiliki vektor medan (elektrik atau magnet) berada pada jalur kedudukan elips pada ruang. Kondisi yang harus dipenuhi untuk mendapatkan polarisasi ini adalah :

a. medan harus mempunyai dua komponen linier ortogonal

b. Kedua komponen tersebut harus berada pada magnitudo yang sama atau berbeda

c. Jika kedua komponen tersebut tidak berada pada magnitudo yang sama, perbedaan fasa waktu antara kedua komponen tersebut harus tidak bernilai 00 atau kelipatan 1800 (karena akan menjadi linier). Jika kedua komponen berada pada magnitudo yang sama maka perbedaan fasa di antara kedua komponen tersebut harus tidak merupakan kelipatan ganjil dari 900 (karena akan menjadi lingkaran).


88

Gambar 2.4 Polarisasi Elips[4]

2.3 Long Term Evolution (LTE)

Long Term Evolution adalah sebuah namayang diberikan pada sebuah projek dan ThirdGeneration Partnership Project (3GPP) untukmemperbaiki standar mobile phone generasi ke-3 (3G) yaitu UMTS WCDMA. LTE ini merupakan pengembangan dan teknologi sebelumnya, yaitu UMTS (3G) dan HSPA (3.5G) yang mana LTE disebut sebagai generasi ke-4 (4G). Pada UMTS kecepatan transfer data maksimum adalah 2 Mbps, pada HSPA kecepatan transfer data mencapai 14 Mbps pada sisi downlink dan 5,6 Mbps pada sisi uplink, pada LTE ini kemampuan dalam memberikan kecepatan dalam hal transfer data dapat mencapai 100 Mbps pada sisi downlink dan 50 Mbps pada sisi uplink. Selain itu LTE ini mampu mendukung semua aplikasi yang ada baik voice, data, video, maupun IPTV. LTE diciptakan untuk memperbaiki teknologi sebelumnya. Kemampuan dan keunggulan dari LTE terhadap teknologi sebelumnya selain dari kecepatannya dalam transfer data tetapi juga karena LTE dapat memberikan coverage dan kapasitas dan layanan yang lebih besar, mengurangi biaya dalam operasional, mendukung penggunaan multiple-antena, fleksibel dalam penggunaan bandwidth operasinya danjuga dapat terhubung

atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada.

III. MODEL SISTEM DAN PERANCANGAN ANTENA

3.1 Blok Diagram

Blok diagram rancangan tampilan progam merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan , kerena dari blok diagram ini lah dapat diketahui cara kerja simulasi keseluruhan. Sehingga keseluruhan blok diagram tersebut akan menggambarkan bagaimana kerja dari simulasi yang akan dibuat.

Gambar 3.1 Blok diagram rancangan tampilan program.

Install CST Studio Suite

Membuat atau mendesain antenna pada MW&RF&Optical

Selesai membuat desain aplikasi

Keluaran berkas berbentuk CST.file format yang dapat di copy pada

Software CST Studio Suite


89

TIDAK

YA

Gambar 3.2Flowchart

3.2 Bagian Perancangan

Pada perancangan ini dilakukan 2 langkah pertama menginstal terlebih dahulu CST Studio Suite, setelah itu mengerjakan simulasi pada CST Microwave Studio

3.2.1 Perhitungan Dimensi Antena

a. Patch

Untuk mendapatkan nilai lebar patch menggunakan pendekatan persamaan 2-9 berikut;

Dimana nilai;

Sedangkan untuk mendapatkan nilai panjang patch menggunakan pendekatan persamaan 2-11 berikut;

Dimana;

Mulai

Penentuan spesifikasi

Penentuan dimensi

Simulasi dan optimasi

Analisa hasil antena

Hasil dan simulasi sesuai dengan perhitungan

Selesai


90

maka didapat hasil untuk panajnag patch

b. Groundplane

Untuk mendapatkan nilai lebar dan panjang groundplane menggunakan pendekatan persamaan 2-12 dan 2-13 berikut;

Lg = 6h + Lp

= 6 (1.6) + 31.12 mm

= 9.6 + 31.12 mm = 40.72 mm

Wg = 6h + Wp

= 6 (1.6) + 40.10 mm

= 9.6 + 40.10 mm = 49.7 mm

c. Microstripline

Untuk mendapatkan nilai feedline menggunakan pendekatan persamaan 2-14 dan 2-15 berikut;

Dimana nilai;

untuk nilai panjang catuannya seperti persamaan pada 2-16;


91

Table 3.1 Spesifikasi Perancangan Antena

Spesifikasi Parameter

Keterangan Dimensi antena 1

Panjang groundplane

40.72 mm

Lebar groundplane

49.70 mm

Panjang patch

40.26 mm

Lebar Patch 31.12 mm

Panjang Feedline

56.34 mm

Lebar Feedline

2.5 mm

3.2.2 Perancangan Software

Gambar 3.3 Tampilan Antena Dengan Slotnya

Gambar 3.4 Tampilan Pemasangan ‘Port’

Gambar 2.5 Cara Menghitung Ukuran ‘Port’

Tunggu sampai komputasi selesai, waktu yang dibutuhkan tergantung dengan spesifikasi yang computer atau laptop. Setelah selesai komputasi maka pilih s-parameter dan Farfield pada Navigation tree untuk melihat hasil simulasi antena yang telah dibuat.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Antena ke-1 bagian atas.

Gambar 4.1 S-Parameter antena 1

Dari data hasil pengujian simulasi yang ditunjukan oleh S-Parameter menampilkan nilai Bandwidth dan retrun loss. Untuk melihat detail koordinat pada hasil yang ditampilkan dengan cara kilk kanan, pilih ‘addcurve’. Rentang frekuensi yang diatur antara 2-3 GHz. Pada gambar 3.2 nilai yang kita ambil ialah pada titik 1, 2, dan 3 untuk melihat return loss dan Bandwidth pada antena yang telah dibuat. Pada titik ke 1 didapat nilai return loss sebesar -3.8765. Pada titik ke 3 didapat nilai return loss sebesar -29.289. Pada titik ke 2 didapat nilai return loss sebesar -4.5285. Dan Bandwidth yang didapat sebesar 114.9 MHz. Dimana Bandwidth ialah selisih antara frekuensi tertinggi f2 dan frekunsi rendah f0. persentase Bandwidth yang didapat 5..47%.Dimana didapat dari teori yang dibahas pada bab sebelumnya. Dan untuk nilai retrun loss didapat hasil yang sesuai dengan teori yakni nilai yang baik kurang dari -10 dB.


92

Antena ke-2 bagian bawah

Gambar 4.2 S-Parameter antena 2

Dari data hasil pengujian simulasi yang ditunjukan oleh S-Parameter menampilkan nilai Bandwidth dan retrun loss. Untuk melihat detail koordinat pada hasil yang ditampilkan dengan cara kilk kanan, pilih ‘addcurve’. Rentang frekuensi yang diatur antara 2-3 GHz. Pada gambar 4.2 nilai yang kita ambil ialah pada titik 1, 2, dan 3 untuk melihat return loss dan Bandwidth pada antena yang telah dibuat. Pada titik ke 1 didapat nilai return loss sebesar -2.2612. Pada titik ke 3 didapat nilai return loss sebesar -31.327. Pada titik ke 2 didapat nilai return loss sebesar -3.1974. Dan Bandwidth yang didapat sebesar 200.1 MHz. Dimana Bandwidth ialah selisih antara frekuensi tertinggi f2 dan frekunsi rendah f0. persentase Bandwidth yang didapat 7.33%.

Hasil VSWR

Antena 1 (bagian atas)

Gambar 4.3 Tampilan Hasil S-Paramter

Antena 2

Gambar 4.3 menunjukan hasil (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR Pada titik 1 dengan frekuensi 2.0323 GHz memiliki VSWR sebesar 1.0417. Hasil ini memenuhi persyaratan untuk VSWR yang baik untuk antena yakni sebesar 1. Namun pada kenyataan nya sulit untuk mendapatkan hasil 1, sehingga diberikan nilai toleransi sebesar 2.

Antena 2 (bagian bawah)

Gambar 4.4 Tampilan VSWR Antena Ke 2


93

Sedangkan gambar 4.4 menunjukan hasil (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR.Pada titik 1 dengan frekuensi 2.3015 GHz memiliki VSWR sebesar 1.0517.

GainAntena 1 (bagian atas)

Gambar 4.5 Gain untuk antena 1

Tabel 4.1 Gain antena 1

Parameters Keterangan Frekuensi 2.3 GHz Rad effic -2.285 dB Tot effic -2.293 dB

Gain 4.289 dB

Pada gambar 4.5 dan table 4.1 menunjukan bentuk 3D dari simulasi antena yang dirancang dimana didapatkan gain sebesar maksimal 4.289 dB dan -35.7 dB untuk memancarkan dayanya, dimana gain standar sebuah antena sebesar 2.5 dB. Untuk radian efficiency maksimal – 2.285 dB dan Total effieciency sebesar -2.293 dB

Antena 2 (bagian bawah)

Gambar 4.6Gain antena 2

Table 4.2gain antena 2

Parameters Keterangan

Frekuensi 2.2 GHz

Rad effic -2.159 dB

Tot effic -2.162 dB

Gain 4.294 dB

Sedangkan pada gambar 4.6 dan

table 4.2 menunjukan bentuk 3D dari simulasi antena yang dirancang dimana didapatkan gain sebesar maksimal 4.294 dB dan -35.7 dB untuk memancarkan dayanya, dengan radian efficiency maksimal – 2.159 dB dan Total effieciency sebesar -2.162 dB. Lebih kecil dari antena 1 sebelumnya dikarenakan peletakan antena yang dirancang.

Pola Radiasi dan Polarisasi

Gambar 4.7Farfield gain antena 1


94

Table 4.3 Polarisasi gain antena 1

Parameters keterangan Frekuensi 2.3 GHz Main Lobe Magnitude

4.3 dB

Main Lobe direction

9.0 deg

Side Lobe Level -12.3 dB

Pada gamabr 4.7 dan table 4.3 menunjukan bentuk farfield antena dari simulasi antena yang dirancang dimana didapatkan mainlobe magnitude(gain afficiency) sebesar maksimal 4.3 dB. Dengan arah terletak pada 9 derajat. Dan side lobe level sebesar -12.3 dimana ukuran ini menyatakan besar daya yang terkonsentrasi pada side lobe dibanding dengan main lobe. Terlihat pada gambar bahwa pola radiasi direksional dimana antena dapat memancarkan sinyal pada arah yang dicangkup oleh antena tranmiter, yang bersifat satu arah saja. Pada putaran sudut ini daya yang terpancar kuat pada derajat 0-180 derajat, sedangkan selebihnya pancaran daya antena menyempit.

Gambar 4.8Farfield gain antena 2

Table 4.4 Polarisasi gain antena 2

Parameters Keterangan Frekuensi 2.3 GHz Main Lobe Magnitude

4.36 dB

Main Lobe direction

172 deg

Side Lobe Level -11.1 dB

Pada gamabr 4.8 dan table 4.4 menunjukan bentuk farfield antena dari simulasi antena yang dirancang dimana didapatkan mainlobe magnitude sebesar maksimal 4.36 dB. Dengan arah terletak pada172 derajat. Dan side lobe level sebesar -11.1 dimana ukuran ini menyatakan besar daya yang terkonsentrasi pada side lobe dibanding dengan main lobe. Perbedaan antara antena 1, pancaran sinyal yang di pancarkan berbanding terbalik, dimana daya yang dipancarkan melebar atau kuat pada saat berada pada derajat 180-360. Sedangkan pada derajat 0-90 pola radiasinya menyempit.

Table 4.5 Perbandingan Hasil Simulasi Parameter

Antena

Spesifikasi Parameter

Nilai karakter antena yang ingin

dicapai

Nilai Keterangan Dimensi antena 1

yang sudah di

simulasikan

Nilai Keterangan Dimensi antena 2

yang sudah

disimulasikan

Retrunloss ≤ -10 dB -29.501 dB

-31.267 dB

Bandwidth ≤ 200 MHz

114.9 MHz

200.1 MHz

VSWR ≤ 1-2 1.0417 1.0517 Gain ≤ 5dB 4.289 dB 4.294 dB Pola

Radiasi Direction

al Directiona

l Directiona

l Polarisasi Sirkular Sirkular Sirkular


95

Pada tabel 4.5 menunjukan hasil simulasi pada antena yang telah dioptimasi dimana nilai parameter sesuai dengan yang diinginkan, untuk retrunloss didapat -29.501 dB untuk antena 1 dan -31.267 dB untuk antena 2, nilai ini sesuai dengan teori returnloss yaknibesar nilai nya ≤ -10 dB, semakin kecil nilai nya maka semakin sedikit loss atau rugi-ruginya. Untuk bandwidth yang didapat 114.9 MHz dan 200.1 MHz nilai ini sesuai dengan yang diinginkan. Untuk VSWR yang baik bernilai 1-2, dan yang didapat pada simulasi sebesar 1.0417 dan 1.0517. untuk nilai gain yang standar sebesar 2.3 dB sedangkan nilaii yang diinginkan ≤ 5dB dan didapatkan nilai pada simulasi sebesar 4.289 dB dan 4.294 dB. Untuk pola radiasi sesuai dengan karakter antena mikrostrip ialah directional. Dan polarisasi yang didapatkan berbentuk sirkular.

Analisa Hasil Simulasi

Sebelum melakukan simulasi terlebih dahulu dilakukan perhitungan terhadap dimensi antena yakni panjang dan lebar Groundplane,Patch, Substrat, dan Feedline antena. Setalah mendapatkan nilai – nilainya, maka akan dimasukan sebagai nilai parameter pada simulasi yang dibuat di CST Studio Suite. Pada perhitungan nilai yang di dapat untuk panjang groundplane sebesar 49.7 mm dan lebar sebesar 40.72 mm. untuk panjang Substrat dan lebar Substrat sama dengan groundplane. Sedangkan perhitungan nilai untuk panjang dan lebar Patch sebesar 40.26 mm dan 31.12 mm. untuk feedline panjang yang didapat sebesar 20.05 mm dan lebar 2.50 mm. Pada perhitungan feedline dibutuhkan nilai impedansi dan induktansi yang didapatkan sebesar 56.34 ohm, dan 5.05 mm. Setelah dimasukan pada simulasi, hasil yang

didapatkan tidak tepat pada frekuensi 2.3 GHz, Maka dilakukan pengoptimasian ukuran atau dimensi antena pada simulasi, seperti ditunjukan pada gambar 4.1 dan 4.2 . Dimana ukuran nya dapat dilihat pada table 3.2. sehingga hasil frekuensinya sesuai dengan yang diinginkan sebesar 2.3 GHz. Begitu juga untuk nilai parameter yang lain. Pengoptimasian nilai dilakukan untuk mendapatkan nilai frekuensi yang sama atau sesuai. Perbedaan ini terjadi dikarenakan adanya bahan atau data yang beda saat peritungan dan yang ada pada CST Studio Suite, desain yang kurang tepat pada saat membuatnya, dan kesalahan memasukan data saat mendesain antena. Setelah dilakukan optimasi pada dimensi antena didapat hasil parameter yang sesuai yakni VSWR sebesar 1.0417 untuk antena 1 dan 1.0517 untuk antena 2, nilai vswr yang baik terpenuuhi sebsar 1. Untuk retrun loss juga seperti itu nilai yang didapat sebesar -29dB dan -35dB. Dimana sesuai dengan teori return loss yang bai berada pada nilai ≤ -10. Pada Gain atau penguatan antena bias mencapai daya sebesar 4.3 dB maksimal. Dan pola radiasi yang bersifat directional dapat memperkuat pengiriman sinyal informasi pada antena atau benda yang dipasangi antena yang dirancang nantinya. Karena setelah melakukan perancangan simulasi hasil yang didapatkan bersesuaian maka antena yang dibuat berhasil.

V. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari keseluruhan penelitian ini adalah : 1. Pada simulasi didapat frekuensi

resonansi pada antenna 1 yaitu 2,302 GHz pada VSWR = 1,0417, bandwith yang didapat 114.9 MHz,dengan retrunloss = -29.289. Pada antenna 2 yaitu 2.3 GHz pada


96

VSWR = 1.0517, bandwith yang didapat 200.1 MHz dengan retrunloss = -31.327. perbedaan ini terjadi karena peletakan atau konfigurasi pada simulasi yang dibuat.

2. Nilai gain saat antena 1 berada di bagian atas sebesar 4.289 dB, dan antenna 2 di bagian bawah sebesar 4.294 dB

3. Pola radiasi pada berbagai sudut pada hasil simulasi menunjukkan, pola radiasi yang terbentuk adalah directional.

4. Pada saat pensimulasian antenna dimensi parameter dibutuhkan optimasi juga untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan sesuai dengan keinginkan.

DAFTAR PUSTAKA

Andy Wiryanto, "Perancangan Antena Mikrostrip Linear Array 4 Elemen Dengan Teknik Slot Untuk Aplikasi GPS”. 2008.

A Diana,David Yamato, Christian Panjaitan. “Desain dan Realisasi Planar Inverted –F Antena (PIFA) Berbentuk U-Slot dan L-Slot pada Frekuensi 1800 MHz dan 2300 MHz”. jurnal telematika.Institut Teknologi Harapan Bangsa vol 3. (2014).

Balanis A C. “Antenna Theory Analysis And Design”diakses tanggal 20 maret 2018, dari A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION.

Bastian, Windu, Ali. H. R. 2013. Perancangan dan Analisis Antena Mikrostrip Patch Segiempat Kopling Aperture dengan Frekuensi 2,45 GHz Menggunakan Ansoft HFSS.

Darsono.M. 2012. “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Dua Elemen Patch Persegi Untuk Aplikasi

Wireless Fidelity“. Jurnal EECCIS Vol. 6, No. 2, Desember 2012.

Fitri yuli Safitri. “Studi tentang Antena mikrostrip“. Universitas Indonesia. Hal 18.(2008).

Gumiharto I “Teknologi 4g-Lte Dan Tantangan Konvergensi Media Di Indonesia”.Jurnal Kajain Komunikasi Universitas Padjajaran. Vol 3. (2015).

Hawa N S. “Laporan Praktikum Elektronika Telekomunikasi III“ UPI.(2015).

Herudin “Perancangan Antena Mikrostrip 2.4 GHz untuk aplikasi LTE” Universitas Sultan Ageng Tirta yasa.vol 1. (2012).

LTE and the Evolution to 4G Wireless Design and Measurement Challenges. Diakses tanggal 05 april 2018.

Pramudita A A, Solihin. Ciksadan (2018).“Analisis ddanen Dgeasnain Antena Tool Komputasi Numerik” pelatihan antenna mikrostrip. Politeknik Negeri Sriwijaya.Palembang.

R.S Meliza, R.Yusnita “Perancangan Simulasi Antena Mikrostrip Dengan Slot Butterfly Untuk Aplikasi WiFi Pada Frekuensi Kerja 5,8 GHz menggunakan CST Microwave Studio “Universitas Riau. Vol 2.3-4.(2016).

Saidah Suyuti, Rusli,Syafruddin Syarif “Studi Perkembangan Teknologi 4g – Lte Dan Wimax Di Indonesia” Universitas Hasanudin. vol 9. (2011).

Silver P J “ Micro-strip Patch Antenna Primer” UK. Hal 6 (2014).

Surjati I. (2014). “Antena Mikrostrip: Konsep dan Aplikasinya”. Universitas Trisakti. Jakarta.

Zakaria R. “Prosedur Instalasi Software Antenna Menggunakan CST STUDIO SUITE 2016 Dan Langkah-Langkah Pengoperasian


97

Antenna Menggunakan Contoh Pada Library Software Dengan Menampilkan Parameter-Parameter Antenna" Politeknik Negeri Malang. (2017 ).

Documents

PERANCANGAN ANTENA MICROSTRIP - Poltekanika