5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 1/28
MATA KULIAH SIMULASI ANTENA
“PERANCANGAN ANTENA KEPALA MONYET”
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Simulasi Antena
OLEH :
ANDRIANA KUSUMA DEWI
(106060300111023)
PROGRAM PASCA SARJANA TEKNIK ELEKTRO
MINAT : SISTEM KOMUNIKASI & INFORMATIKA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
JUNI 2011
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 2/28
1. Simulasi Antena Menggunakan IE3D
Langkah-langkah simulasi IE3D :
1. Klik pada “IE3D” lalu pada “Mgrid”.
Gambar 1.1 Zeland Program Manager 12.0
2. Klik new
3. Mengedit Grid Size=1 dalam satuan mm, Meshing Freq= 16 GHz, Cells per Wavelength=3.
Gambar 1.2 MGrid Basic Parameters – Edit Grid Size
4. Menentukan besarnya Automatic Edge Cells nya untuk mengurangi kemungkinan
terjadinya kesalahan apabila menggunakan non otomatis. Pada AEC tersebut kita tentukan AEC
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 3/28
layers adalah 1 yang berarti berkurangnya ketelitian dibandingkan AEC layers 5. kemudian kita
juga tentukan AEC rationya adalah 0,05 agar mempersempit rasio agar lebih akurat.
Gambar 1.3 MGrid Basic Parameters – Automatic Meshing Parameters
5. Menentukan substrate Layer dengan mengubah layer 0 menjadi lapisan alumunium
dengan spesifikasi yang telah dicantumkan sebelumnya. Kemudian memberikan frekuensi
masukannya.
Gambar 1.4 MGrid Basic Parameters – Edit Substrate Layer
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 4/28
Gambar 1.5 MGrid Basic Parameters – Edit Dielectric Material
6. Mengubah spesifikasi Metalic Strip types antena tersebut seperti spesifikasi dibawah ini
dan memberi frekuensi masukannya.
Gambar 1.6 MGrid Basic Parameters – Edit Metallic Type
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 5/28
Gambar 1.7 MGrid Basic Parameters – Dielectric Material
7. Kemudian setelah semuanya telah ditentukan, maka akan tampil pada layar lembar kerja seperti
di bawah ini.
Gambar 1.8 Mgrid
8. Selanjutnya membuat sebuah elips . Pilih ”Entity” kemudian ”ellipse” dimana jari-jari pertama
(radius on primary axis) dan kedua (radius on secondary axis) masing-masing 87.5 mm dan
67.5 mm dan “number of segment” bejumlah 200 agar didapatkan bidang berbentuk elips yang
sempurna.
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 6/28
Gambar 1.9 Pemilihan elips pada entity
Gambar 1.10 Pengaturan entity elips
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 7/28
Gambar 1.11 Hasil entity elips
9. Setelah itu bidang tersebut kita merge dengan cara “Select Polygon” atau “Select Polygon
Group” kemudian klik kanan dan klik “Union/Merge”.
Select polygon group :
Gambar 1.12 Select Polygon Group
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 8/28
Gambar 1.13 Union/Merge
Hasil :
Gambar 1.14 Hasil Union/Merge
1. Langkah berikutnya membuat ellips dengan ukuran dimana jari-jari pertama (radius on primary
axis) dan kedua (radius on secondary axis) masing-masing 75 mm dan 55 mm dan “number of
segment” bejumlah 200 agar didapatkan bidang berbentuk elips yang sempurna. Ellips ini
diletakkan dengan letak koordinat yang berbeda.(koordinat x=0, y=200)
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 9/28
Gambar 1.15 Hasil entity ellips
2. Hilangkan bagian bawah dengan menggunkan select polygon kemudian delete
Gambar 1.16 Hasil select polygon pada entity ellips
menjadi
Gambar 1.17 Hasil delete polygon pada entity ellips
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 10/28
3. Kemudian lakukan merge pada elips kedua seperti yang dilakukan pada langkah 9
4. Pada elips kedua dilakukan perpindahan dengan cara klik kanan pada objek kemudian “move
object”
Gambar 1.18 Move object
5. Kemudian geser dengan offset x=0 dan offset y sebesar -156.06268340426
Gambar 1.19 Pengaturan offset pada move object
6. Bila ada peringatan overlapped Polygon detected click no action
Move object
Select polygon
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 11/28
Gambar 1.20 Pengaturan no action pada peringatan overlapped polygon
7. Kemudian klik dua polygon dengan menggunakan “select polygon” kemudian dilakukan
union/merge seperti langkah 9 sehingga menjadi :
Gambar 1.21 Hasil Union/Merge
8. Kemudian kembali buat ellips menggunakan entity dengan radius on primary axis 20 dan radius
on secondary axis 35 dan diletakkan di ordinat x=200 dan y=0. Kemudian hilangkan 2 polygon
yang sudah diseleksi dengan “select polygon” dan di ”delete”
Gambar 1.22 Hasil entity ellips dengan select polygon
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 12/28
Gambar 1.23 Hasil delete polygon
9. Kemudian lakukan lagi union/merge pada elips seperti langkah no 12 dan lakukan pergeseran
ellips seperti pada langkah 13 dengan off set x = -111.81676145967 dan y = 26.5 dan dilakukan
union antara keduanya sehingga menjadi :
Gambar 1.24 Hasil Union/Merge entity ellips
Gambar 1.25 Hasil Union/Merge
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 13/28
10. Kemudian kembali buat ellips menggunakan entity dengan radius on primary axis 20 dan radius
on secondary axis 35 dan diletakkan di ordinat x=-200 dan y=0. Kemudian hilangkan 2 polygon
yang sudah diseleksi dengan “select polygon” dan di ”delete”
Gambar 1.26 Hasil entity ellips dengan select polygon
Gambar 1.27 Hasil delete select polygon
11. Kemudian lakukan lagi union/merge pada elips seperti langkah no 12 dan lakukan pergeseran
ellips seperti pada langkah 13 dengan off set x = -287.43825154658 dan y = 26.5 dan dilakukan
union antara keduanya sehingga menjadi :
Gambar 1.28 Hasil union/merge
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 14/28
12. Setelah di-Merge maka antenna siap dipasang sebuah port. Pertama kita zoom ke bagian bawah
antenna lalu pilih “Select Vertice” lalu blok tepat di bagian bawah hingga muncul satu kotak
kecil, lalu tekan tombol “delete”. Gunanya adalah untuk menciptakan bagian datar yang
nantinya akan di pasangi port
Gambar 1.29 Select Vertices
Gambar 1.30 Hasil select vertice
13. Karena bagian bawah antenna telah rata maka langkah selanjutnya dengan klik “Select Vertice”
lalu blok tepat di bagian bawah yang berbentuk kotak kemudian akan muncul masing-masing
satu titik kecil di tiap ujung kanan dan kiri permukaan bawah kotak yang di-Vertice.
Gambar 1.31 Hasil 2 titik select vertice
Lakukan delete
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 15/28
14. Setelah menemukan dua titik maka klik kanan dan klik ”object property”.
Gambar 1.32 Hasil 2 titik select vertice
15. Kita akan membagi rata kanan dan kiri masing-masing sebesar 0,5mm. Sehingga dari tampilan
dibawah masing-masing selected polygon akan kita tentukan Vertexnya sebesar -0,5 dan 0,5.
Gambar 1.33 Hasil edit 2 titik select vertice
16. Antena telah siap dipaasang sebuah port dengan cara klik “Port”,lalu pilihan “Port for Edge
Group”. Kemudian untuk pengaturannya pilih “Advance Extension” di sebelah kiri,selanjutnya
atur impedansi salurannya yaitu “Min. Extension=50” dan “Max. Extension=300”. Klik “Ok”.
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 16/28
Gambar 1.34 Port for edge group
Gambar 1.35 Pengaturan Port for edge group
17. Port telah siap dipasangkan. Yang harus kita lakukan adalah mengedrag kedua titik pada
permukaan bawah yang sebelumnya telah di-Vertice. Maka port pun akan terpasang
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 17/28
Gambar 1.36 Pemasangan port for edge group
18. Kembali ke menu “Port” kemudian pilih “Exit Port”
Gambar 1.37 Exit port
19. Setelah Port terpasang, antena siap untuk di simulasikan. Namun sebelumnya kita tentukan dulu
“Display Meshing” dengan memilih “Process”.
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 18/28
Gambar 1.38 Display meshing
20. Pada Automatic Meshing Parameter kita masukkan nilai frekuensi yaitu 16 GHz, AEC Layers 1
dan AEC Ratio 0,05 setelah itu OK dan pada Tab selanjutnya pilih Continue.
Gambar 1.39 Pengaturan display meshing
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 19/28
Gambar 1.40 Hasil display meshing
21. Setelah hasil display meshing muncul kembali kilk „Process” lalu “Simulate” untuk
mensimulasi antena. Namun kita harus menyimpannya terlebih dulu sebelum disimulasikan
Gambar 1.41 Simulasi
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 20/28
Gambar 1.42 Pengaturan Simulasi
22. Kita tentukan frekuensi yang akan kita simulasikan dengan klik “Enter” pada Frequency
Parameter. Frequency Start 0 GHz, End 16 GHz dengan Step Frequency 1 GHz kita dapatkan
banyaknya frequency yang disimulasikan adalah 16.
Gambar 1.43 Pengaturan Simulasi frekuensi
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 21/28
Gambar 1.44 Pengaturan Simulasi frekuensi
23. Kemudian beri tanda pada “Curent Distribution File” dan “Radiation Pattern File” lalu akan
muncul kolom “Radiation and Excitation Parameters” dan kemudian klik “ok”.
Gambar 1.45 Pengaturan Simulasi
24. Kemudian mulai simulasi dengan cara klik tanda “ok” pada tabel setup simulasi.Setelah itu akan
muncul tanda peringatan “Mgrid” kemudian klik “Yes”.
25. Setelah itu akan muncul lagi tabel “Error of Warnings Detected in Port Validation” lalu klik
tombol “Continue”
26. Langkah terakhir yaitu tunggu hingga simulasi selesai kemudian jangan lupa untuk menyimpan
hasil simulasi tersebut
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 22/28
2. PERANCANGAN ANTENA KEPALA MONYET
Gambar 2.1 Desain Awal Antena Kepala Monyet
Gambar 2.2 Display Meshing Antena Kepala Monyet
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 23/28
Gambar 2.3 Pola Radiasi Antena Kepala Monyet
Gambar 2.4 Gambar Smith chart antena kepala monyet
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 24/28
Gambar 2.5 VSWR Antena Bunga
Keterangan :
VSWR yang baik pada suatu antena bernilai <2, pada antenna Bunga ini dapat dilihat bahwa bandwidth
antenna Bunga ada pada rentang 1-16 GHz adalah sebesar 15 GHz. Berikut adalah tabel nilai dari VSWR
Tabel 2.1 Nilai VSWR
No. Freq(GHz) Port 1 9 9.00000000 1.5826242173
1 1.00000000 1.5950772846 10 10.00000000 1.7067608082
2 2.00000000 1.3800862345 11 11.00000000 1.8002026790
3 3.00000000 1.7658845366 12 12.00000000 1.7323077804
4 4.00000000 1.5944979771 13 13.00000000 1.7683460580
5 5.00000000 1.5318208617 14 14.00000000 1.8153533678
6 6.00000000 1.5637755543 15 15.00000000 1.6301483908
7 7.00000000 1.5943383020 16 16.00000000 1.7085300778
8 8.00000000 1.6463251369
Bandwith
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 25/28
Gambar 2.6 Return loss antena kepala monyet
Keterangan :
Nilai Return Loss yang dianggap baik adalah bernilai <10 dB. Pada antena kepala
monnyet ini dapat dilihat pada frekuensi 0-16 GHz rentang frekuensi pada nilai Return Loss <10 dB
terdapat pada rentang antara 1-16 GHz.
Gambar 2.7. Directivity antena kepala monyet
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 26/28
Gambar 2.8 Gain antena kepala monyet
Gambar 2.9. Current distribution Antena Bunga
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 27/28
Gambar 2.10. Axial ratio 3D antena kepala monyet
Gambar 2.11. Axial ratio 3D antena kepala monyet
Pada minimum axial ratio, axial ratio dari kepala monyet berkisar antara 0.2 db sampai dengan
1.455 db. Pada axial ratio dengan nilai tersebut, diketahui antenna mempunyai polarisasi ellips yang
mendekati circular dimana polarisasi circular diperoleh pada axial ratio 0 db
5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 28/28
Kesimpulan :
1. Antena kepala monyet berbahan aluumunium yang memiliki konstanta dielektrik (() ,
ketebalan dielektrik h = 2mm, konduktivitas aluminium (σ) = 3,77 E + 007 Ω/m. Bahan pelapis
substrat pada antena kepala monyet ini adalah udara dengan konstanta dielektrik = 1 dan imedansi
karakteristik saluran 50 Ω.
2. Antena kepala monyet mempunyai nilai VSWR 1-2 di antara 1 GHz – 16 GHz sehingga antena
kepala monyet mempunyai nilai bandwidth sebesar 15 GHz, sehingga dengan bandwidth yang lebar
antena ini dapat dikategorikan sebagai antena UWB (Ultra Wideband) yang dapat diaplikasikan pada
televisi, jaringan komunikasi GSM, Wifi, ataupun WLAN
3. Nilai Return Loss yang antena kepala monyet ini dianggap baik <10 dB. Pada antenna kepala
monyet ini dapat dilihat pada frekuensi 0-16 GHz rentang frekuensi pada nilai Return Loss <10 dB
terdapat pada rentang antara 1-16 GHz.
4. Pada minimum axial ratio, axial ratio dari kepala monyet berkisar antara 0.2 db sampai dengan
1.455 db. Pada axial ratio dengan nilai tersebut, diketahui antenna mempunyai polarisasi ellips yang
mendekati circular dimana polarisasi circular diperoleh pada axial ratio 0 db
Saran
Diharapkan dengan adanya inovasi bentuk-bentuk baru pada pembuatan antena, penembangan
pembelajaran antena dapat lebih menyenangkan untuk dipelajari.