5

BAB II LAN NDASAN N TEORI

2.1. Literaatur Review w Perbandin ngan literaatur sangatt diperlukan dengann tujuan untuk u mempermudah pembaca p ataau peneliti lain dalam m hal mem mahami liteeratur secaraa keseluruhaan dalam bbentuk yang g lebih ring gkas. Beriku kut perbandingan literatuur yang terk kait dengan perancangaan dan realissasi antena mikrostrip array trianguular slot 2x x3 yang bekkerja pada frekuensi f du ual band unntuk mendu ukung teknologi wirelesss : 1. A compact c du ual band triiangular slo ot antena with w three im mported sliits for wlaan applicattions. Pada penelitian ini, dapat diketahui d an antena trian ngular sloot dengan tiiga (3) slit persegi pan njang yang bekerja paada frekuenssi 2.4 Ghhz (2400-24 484Mhz) ddan 5.8 Ghzz (5150-5825Mhz) unntuk mendu ukung apllikasi WLA AN (Wirelesss local areea network)) dalam kom munikasi in ndoor. Pennelitian terssebut menggakui bahwaa slot segitiga dengann dua slit peersegi pannjang yang lebih panjaang berfungssi untuk meengatur frekkuensi renso onansi higgh band seekitar antarra 5150-582 25 Mhz seedangkan, ssatu slit peersegi pannjang yang pendek beerfungsi untuk mengattur frekuenssi resonanssi low bannd sekitarr 2400–24884 Mhz. Pencatuan yang diggunakan adalah a penncatuan tidaak langsungg atau proximity couplled yang akkan dihubun ngkan den ngan konecctor SMA 50 Ω. An ntena mikro ostrip dapatt dilihat deengan dessain sesuai Gambar 2.11 di bawah ini. i

Gam mbar 2.1 Desain Jurnal Pertama

5 http://digilib.mercubuana.ac.id/

6

Pada saatt simulasi diilakukan beerbagai optim masi ukurann dimensi antena a unttuk mendap patkan hasill ukur simullasi yang terrbaik. Akhir irnya, didap patkan nillai hasil uku ur parameteer return losss frekuensii 2.5 Ghz aadalah mend dekati 20 dB sedang gkan pada frekuensi 5.5 5 Ghz ad dalah 17 dB B yang dap pat di tunnjukkan pad da Gambar 22.2 dibawah h ini.

G Gambar 2.2 Hasil H Jurnall Pertama 2. Deesign and simulation s oof array off rectangula ar slotted m microstrip patch p anttena with im mproved banndwidth forr wlan. Padaa penelitiann ini, penggu unaan tekknik array lebih baik dari peneliitian sebelu umnya yaituu antena ellemen tunnggal. Penaambahan sslot antena memberik kan kenaikkan perform mansi. Anntena mikrostrip dapat dilihat deng gan desain sesuai s Gamb mbar 2.3 di bawah b inii.

Gam mbar 2.3 Deesain Jurnall Kedua Pada saatt simulasi diilakukan beerbagai optim masi ukurann dimensi antena a unttuk mendaapatkan ha sil ukur simulasi s yaang terbaikk. Akhirny ya, di dappatkan nilaai hasil ukkur simulaasi terbaik pada arraay 1x8 deengan

http://digilib.mercubuana.ac.id/

7

parrameter retu urn loss sebbesar 30.2 dB d yang di tunjukkan ppada Gambaar 2.4 dibbawah ini.

Gaambar 2.4 Hasil H Jurnal Kedua 3. Inccreasing ba andwidth ddual frequen ncy triangu ular microsstrip antena for wim max appliccations. Padda penelitiaan ini, dibu uktikan terjaadi penamb bahan luaas bandwidtth menggunnakan teknik k array dan mengkombbinasikan deengan traansformator. Bandwidtth maximum m dapat dik kontrol olehh jarak diaantara dua patch antena denggan iterasi panjang feedline f 500 ohm. Antena A mikrostrip dap pat dilihat ddengan desaain sesuai Gambar 2.5 ddi bawah in ni.

Gam mbar 2.5 Deesain Jurnall Ketiga Pada saatt simulasi diilakukan beerbagai optim masi ukurann dimensi antena a unttuk mendap patkan hasill ukur simullasi yang terrbaik. Akhir irnya di dap patkan nillai hasil uku ur simulasi return losss 10.82 dB dengan VSSWR 1.808 pada freekuensi 2.3 Ghz dan sim mulasi return loss 15.1 16 dB denggan VSWR 1.423


8

padda frekuen nsi 3.3 Ghzz. Untuk mendapatka m an hasil yaang maksim mum, dillakukan iterrasi jarak anntara dua pa atch dan pan njang pencaatuan feedline 50 ohm m yang di tunjukkan pada Gambaar 2.6 dan Gambar G 2.7 ddibawah inii.

Gambar 22.6 Hasil Ju urnal Ketigaa Return Losss

Gambaar 2.7 Hasil Jurnal Ketiiga VSWR 4. A compact triiangular slo lotted micro ostrip anten na for multiiband opera ation. Pada penelitiaan ini, Anteena multiba and di ranccang untuk memaksim malkan ndar dari aantena tunggal dengan n menggunaakan slit peersegi tekknologi stan dann SRR. An ntena mikroostrip dapat dilihat den ngan desainn sesuai Gaambar 2.88 di bawah ini. i


9

Gam mbar 2.8 Dessain Jurnal Keempat K Pada saatt simulasi diilakukan beerbagai optim masi ukurann dimensi antena a unttuk mendap patkan hasill ukur simullasi yang terrbaik. Akhir irnya di dap patkan nillai hasil uku ur simulasi dengan freekuensi kerj rja 2.7, 5.2 dan 6.2 yaang di tunnjukkan pad da Gambar 22.9 dibawah h ini.

Gam mbar 2.9 Haasil Jurnal Keempat K 5. Coompact duall-polarised square miccrostrip anteena with triaangular slo ots for wirreless comm munication. Pada peneelitian ini, dapat d diketaahui antenaa dual bannd patch segi empaat, dengan dua slot segitiga yaang mempunyai penncatuan electromagneetically cou upled. Men ndesain anntena mikro ostrip denngan dua polarisasi p llinear dan dua pencattuan orthoggonal. Polaarisasi berrorientasi pada +45 dann -45 dengaan ukuran leebih dari 355 dB diantarra dua porrt. Strukturr ini mem mberikan keeuntungan yang lebihh baik darripada


10

pennelitian seb belumnya. Antena miikrostrip daapat dilihatt dengan desain d sessuai Gambaar 2.10 di baawah ini.

Gam mbar 2.10 Desain Jurnall Kelima Pada saatt simulasi diilakukan beerbagai optim masi ukurann dimensi antena a unttuk mendap patkan hasill ukur simullasi yang terrbaik. Akhir irnya, didap patkan nillai hasil uku ur parameteer return losss port kesaatu adalah m mendekati 20 2 dB seddangkan paada port keddua adalah 22 dB yan ng dapat di tunjukkan pada Gaambar 2.11 dibawah d inii.

Gam mbar 2.11 Hasil H Jurnal Kelima

2.2. Wirelless Wireless atau Wirelless networrk merupak kan sekumppulan komp puter yang saling terhu ubung antarra satu deng gan lainnya sehingga teerbentuk seebuah jaringgan komputter dengan menggunaakan media udara/geloombang seb bagai jalur lintas l datan nya. WiMAX X merupakaan standar Broadband B Wireless Acccess (BWA A) dengan kemampuuan untuk menyalurkaan data keecepatan tiinggi


11

(layaknya teknologi xDSL pada jaringan wireline). Banyak kemampuan lebih yang ditawarkan oleh teknologi WiMAX dibanding teknologi sebelumnya seperti kemampuan diterapkan dalam kondisi NLOS (Non Line of Sight), aplikasinya baik untuk fixed, nomadix, portable maupun mobile. Pada jaringan wireless secara prinsip hampir sama dengan jaringan kabel yaitu pada saat data dikirim dan diterima terjadi perubahan sinyal. Perbedaan terletak pada sinyal yang dirubah saat ditransmisikan. Karena menggunakan media transmisi udara, pada saat transmisi terjadi perubahan sinyal dari digital ke analog. 2.2.1

Kelebihan dan Kekurangan Wireless Setiap teknologi pasti ada kelebihan dan kelemahan yang ditawarkan kepada pengguna, untuk teknologi wireless mempunyai kelebihan antara lain : 1. Mobilitas 2. Kecepatan Instalasi 3. Fleksibilitas Tempat 4. Bisa menjangkau tempat yang tidak mungkin dijangkau kabel 5. Jangkauan luas 6. Biaya pemeliharannya murah (hanya mencakup stasiun bukan seperti pada jaringan kabel yang mencakup keseluruhan kabel 7. Infrastrukturnya berdimensi kecil 8. Mudah dikembangkan 9. Murah untuk direlokasi dan mendukung portabelitas Selain itu teknologi wireless mempunyai kelebihan antara lain : 1. Transmit data kecil, sedangkan jika menggunakan kabel akan lebih cepat 2. Alatnya cukup mahal 3. Mudah terjadi gangguan antara pengguna yang lain ( Interferensi Gelombang ) 4. Kapasitas jaringan terbatas 5. Keamanan data kurang terjamin 6. Intermittence ( sinyal putus-putus )


12

7. Mengaalami gejalaa yang diseb but multipatth yaitu prop opagasi radio o dari pengirim ke penerrima melalu ui banyak jaalur yang LO OS 8. Mempunyai latenncy yang cu ukup besar dibandingka d an dengan media m transm misi kabel 2.2.2

Pembagian jaringan n wireless berdasarka b an jangkauaannya. ngsi sebag gai mekaniisme pemb bawa Jariingan wireeless berfun antara peeralatan atauu antar perralatan dan jaringan kaabel tradisional (jaringan perusahaaan dan Intternet).

Jaringan J wiireless ban nyak

olongkan ke dalam jenisnya tapi biassanya digo

empat jenis j

berdasark kan jangkauuannya yaitu u:

Gambaar 2.12 Jangk kauanya jarringan wirelless 1. WPAN N: Wirelesss Personal Area A Netwo ork WPAN, m mewakili teknologi personal area netw work wireleess seperti bluetooth (IEEE 802 2.15) dan infrared (IR). ( Jaringan ini menngizinkan hubungan h peralatan ppersonal daalam j suatu area berkisaar 30 feet (1 feet =12 inch). Bagaaimanapun juga infrareed membuttuhkan hubu ungan langsung dan jaangkauan yang y lebih pendek. p


13

Gambaar 2.13 WPA AN 2. WLAN N: Wirelesss Local Areea Network WLAN, m mewakili loccal area nettwork wirelless, sepertii lab atau perpustakaann, untuk meembentuk su uatu jaringaan atau kon neksi ke Intternet. Jarinngan semen ntara dapatt dibentuk oleh beberapa pemak kai membutuuhkan access point. 3. WMA AN: Wirelesss Metropollitan Area Network N Teknologii ini mengizzinkan koneeksi dari beerbagai jariingan dalam suatu areaa metropoliitan seperti bangunan--bangunan yang berbed da dalam suuatu kota, yaang mana dapat menjaddi alternatiff atau cadang gan untuk m memasang kabel k tembaga atau fibeer. 4. WWA AN: Wirelesss Wide Areea Network WWAN m meliputi teknologi deng gan daerah jjangkauan yang luas seperti selullar 2G, Ceellular Digiital Packet Data (CD DPD), Global System forr Mobile Co ommunications (GSM)). 2.2.3 Standarisasi Teknoologi wirelesss Proyek 802, pprotocol yang dikenaal di wirelless local area network (WLAN) ( addalah IEEE 802.XX. Arti dari 8022.XX merup pakan komite yaang bergeraak dalam standarisasi Institute off Electricall and Electronics Engineerrs (IEEE) tersebut di bentuk b padaa bulan Feb bruari tahun 198 80, sehinggaa satandarissasi diberi nama n 802.XX X. Jariingan wirelless yang popular p saatt ini adalahh bluetooth, wifi wimax yang y juga standarisassi wirelesss. Secara umum berrlaku satandarissasi IEEE 8802.15, IEE EE 802.11 (a, b, g), 8802.16 dan yang lainya. Perbedaan P yyang paling g utama an ntara 802.115, 802.11 dan


14

802.16 merupakan kecepatan transfer data. Dengan menggunakan standarisasi yang sama maka semua perangkat dapat saling berkomunikasi. Sebagai contoh adalah standarisasi wifi jadi semua perangkat yang ada logonya wifi maka dapat saling berkomunikasi. 1. Bluetooth Awal mula dari bluetooth adalah sebagai teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping transceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter). Bluetooth merupakan teknologi yang berkembang sebagai jawaban atas kebutuhan komunikasi antar perlengkapan elektronik agar dapat saling mempertukarkan data dalam jarak yang terbatas menggunakan gelombang radio dengan frekuensi tertentu. Salah satu implementasi bluetooth yang populer adalah pada peralatan ponsel. Bluetooth adalah teknologi radio jarak pendek yang memberikan kemudahan konektivitas bagi peralatan-peralatan nirkabel. Termasuk dalam standar IEEE 802.15 2. WiFi (Wireless Fidelity) Yang memiliki pengertian yaitu sekumpulan standar yang digunakan untuk Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area Networks - WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Standar terbaru dari spesifikasi 802.11a atau b, seperti 802.11 g, saat ini sedang dalam penyusunan, spesifikasi terbaru tersebut menawarkan banyak peningkatan mulai dari luas cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya. 3. Wi-MAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Merupakan

teknologi

akses

nirkabel

pita

lebar

(broadband wireless access atau disingkat BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas.


15

WiMA AX merupaakan evolussi dari tekn nologi BWA A sebelumn nya dengan n fitur-fiturr yang lebih h menarik. Disamping D kkecepatan data d yang tinggi maampu dibeerikan, WiMAX jugga merupak kan dar. Dalam arti a komunikkasi perang gkat teknologi dengan open stand WiMA AX diantaraa beberapaa vendor yaang berbedda tetap daapat dilaku ukan (tidak pproprietaryy). Dengan kecepatan k ddata yang beesar (sampai 70 MBp s), WiMAX X dapat diaplikasikan uuntuk koneeksi broadb band “last m mile” ataupu un backhaul. Wi-MAX X masuk dallam standaarisasi IEEE E 802.16. 2.2.4 Komponen dalam j aringan wiireless. n yang digun nakan dalam m membang gun Komponen – komponen w diaataranya ad dalah komp puter devicee, base stattion jaringan wireless dan wirelless infrastruuktur. Kom mputer devicce merupakaan perangkaat – perangkatt yang beraada di end system jariingan wirelless, PC daapat berfungsi sebagai koomputer dev vice bila dalam PC terseebut terpasaang NIC wireeless. Setiaap wirelesss NIC dapaat berkomuunikasi sessuai dengan standarisasi s dari NIC tersebut. Bila NIC menggunak kan standarisaasi 802.11 b maka NIIC tersebut dapat diguunakan / daapat berkomun nikasi denggan device yang y mempunyai standdar yang saama yaitu 80 02.11 b.

Base stattion merup pakan perrangkat yaang

menghubu ungkan kom mputer deviice dengan jaringan j kabbel, contohn nya adalah acccess pointt, wireless router atau u gateway. Access po oint berfungsi seperti hubb / switch yang y mengh hubungkan banyak cliient dalam sattu jaringan.

Gaambar 2.14 Access Poin nt Linksys


16

Infrrastruktur w wireless meenghubungk kan penggun una dengan end system seeperti PDA A dan mobile device lainya. Kom mponen uttama dalam jaringan WLA AN : 1. Network Adapterr bisa berup pa NIC wirreless, exter ernal USB atau externa al PC Card (NIC)

G Gambar 2.15 NIC Wireeless 2. Wireleess router beerfungsi seb bagai mengiirimkan pakket antara jaarigan 3. Wireleess repeaterr, sebuah device d yang g mengirim m dan meneerima sinyal untuk saatu juan utama u yaitu u memperlluas jangk kauan. Repeatter merupakkan salah satu s cara un ntuk mempeerluas jangk kauan wirelesss atau mem mperkuat sin nyal. 4. Antenaa, merupakkan perangk kat yang dig gunakan unntuk menaik kkan nilai ga ain dari suaatu perangkaat wireless.

2.3. Anten na Antena merupakan m ssuatu alat yang y dapat merubah m beesaran listrik k dari saluraan transmisi menjadi suatu gelom mbang elek ktromagnetiik (GEM) untuk u diradiiasikan ke udara u bebass. Sebalikny ya antena ju uga dapat m menangkap GEM dari udara u bebass untuk kem mudian dijaadikan besaaran listrik kembali melalui saluraan transmisii. Atau denngan kata laain, antena adalah suaatu transform mator antaraa gelombang g terbimbinng dengan gelombang g bebas b dan seebaliknya. Ditemukaannya fenom mena arus pergeseran p oleh Maxw well menjad di inti dari konsep k peram mbatan GEM M dari anteena ke udaraa. Suatu disstribusi aruss akan membbangkitkan medan m magnet, dan n medan magnet m akan an menghassilkan medann listrik.


17

Secara um mum antenaa memiliki karakteristik k k yang didaasarkan padaa luas penam mpang anten na (aperturee), Pola pan ncar radiasi antena, lebbar pita frek kuensi (banddwidth), Imp pedansi inpput, faktor refleksi / retturn loss, ddirektivitas, gain, efisiennsi, dan laiin sebagain ya. Karakteeristik-karak kteristik di atas selanjutnya disebuut sebagai parameterp pparameter dalam d merancang suatuu antena, diimana satu sama s lainnya saling berrhubungan. 2.3.1 Daerah Antena A Daerah

anteena

merup pakan

pem mbatas

daari

karakteeristik

ng elektrom magnetika yaang dipancaarkan oleh aantena. Ruaang di gelomban sekeliling g antena biaasanya dibaagi dalam 3 daerah, dipperlihatkan pada Gambar 2.16 2 di baw ah ini :

mbar 2.16 Daerah D Med dan Antena Gam Jika dideffinisikan : D = Dim mensi terluaar antena,= panjang gelombang, ddan R =

Radius R

masing- masing m daerrah antena, maka m : a. Daerah h medan deekat reaktif Daerah inni didefinisik kan sebagai bagian daari daerah medan m dekat di sekitar antena, diimana daerrah reaktif lebih dom minan. Untuk k kebanyakaan antena baatas terluar daerah d ini aadalah 0.62

/

dari permukaan p antena, dim mana

(2.1) ad dalah panjaang gelom mbang

dan D adalah dim mensi terluaar antena.


18

b. Daerah medan dekat radiasi Didefinisikan sebagai daerah medan antena antara medandekat reaktif

dan daerah medan jauh dimana medan radiasi

dominan dan distribusi medan bergantung pada jarak dari antena. Daerah ini disebut daerah Freshnel. Radiusnya: /

0.62

2

/

(2.2)

c. Daerah medan jauh Merupakan daerah medan antena dimana distribusi medan tidak lagi bergantung pada jarak dari antena. Di daerah ini, komponen medan transversal dan distribusi angular tidak bergantung pada jarak radial dimana pengukuran dibuat. Semua spesifikasi diperoleh dari pengukuran yang dilakukan di daerah ini. 2

/

(2.3)

2.4. Antena Mikrostrip Antena mikrostrip merupakan salah satu dari berbagai jenis antena yang ada saat ini. Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel diatas ground plane yang diantaranya terdapat bahan dielektrik yang memiliki massa ringan, mudah untuk dipabrikasi, dengan sifatnya yang konformal sehingga dapat ditempatkan pada hampir semua jenis permukaan dan ukurannya kecil dibandingkan dengan antena jenis lain. Ide dari antena mikrostrip mulai berkembang sejak tahun 1953 dan telah dipatenkan sejak tahun 1955, namun baru mulai mendapatkan perhatian yang serius sejak tahun 1970-an. Karena sifat yang dimilikinya, antena mikrostrip sangat sesuai dengan kebutuhan saat ini sehingga dapat di-integrasikan dengan peralatan telekomunikasi lain yang berukuran kecil. Beberapa keuntungan dari antena mikrostrip ini antara lain : a.

Low profile yakni berdimensi kecil dan ringan dan dapat dibuat konformal. Biaya fabrikasi yang murah

b.

Polarisasi linear maupun melingkar dapat dimungkinkan hanya dengan catu yang sederhana

c.

Memungkinkan untuk dibuat dual-frequency dan dual-polarization.


19

d.

D Dapat diinttegrasikan dengan raangkaian microwave m lainnya deengan m mudah

e.

F Feed line daan matchingg network dapat difab brikasi padaa struktur antena a seekaligus

Akan tetapi, terd dapat beberaapa kekuran ngan dari an ntena mikroostrip itu seendiri, diantaaranya : a.

B Bandwidth yang y sempitt

b.

M Memiliki ga ain yang renndah

c.

R Rugirugi ohmic o yangg tinggi pada strukturr feed untukk bentuk antena a suusun

d.

U Untuk antena mikrostripp susun diperlukan stru uktur feed yyang kompleeks

e.

K Kemurnian polarisasi p suulit dicapai

f.

B Beberapa radiasi yang ttidak diingiinkan dapatt muncul daari pencatu atau saambungan

g.

H Hanya mamp pu menangaani daya yan ng rendah

h.

M Munculnya gelombang g permukaaaan

i.

K Konsekuensi i atas crosss-polarizatiion atau mu utual couplling pada antena a suusun pada penurunan p kkualitas gain n dan efisiensi

2.4.1

Strukturr Antena M Mikrostrip An ntena mikrrostrip terid diri dari tiga lapisan. L Lapisan terrsebut adalah Conducting C patch, sub bstrat dieleektrik, dann ground plane. p Masing- masing m darii bagian ini memiliki fungsi f yangg berbeda, seeperti pada Gam mbar 2.17 dii bawah ini::

Gambbar 2.17 Stru uktur Anten na Mikrostriip


20

a. Cond ducting patcch Patch inni berfung gsi untuk meradiasikkan gelom mbang elektrromagnetikk ke udara, terletak paaling atas ddari keselurruhan sistem m antena. Patch terrbuat dari bahan koonduktor, misal tembaga. Bentu tuk patch bisa berm macam-maccam, lingk karan, recta angular, seggitiga, ataup pun bentuk circular rinng. Bentuk patch p terseb but dapat diilihat pada Gambar. G 2.1 18 di bawahh ini :

Gam mbar 2.18 Beentuk Condu ucting Patcch b. Substtrat dielektrrik Substrat ddielektrik berfungsi sebagi mediaa penyalur GEM dari catuan. c Karrakteristik substrat s sangat berpenggaruh pada besar param meter-param meter anten na. Pada antena mikrrostrip, sem makin tingg gi besar perrmitivitas relatif, r ukurran conduccting patch akan semaakin kecil daan sebagai akibatnya memperkeci m il daerah raadiasi. Pengaruh ketebaalan substraat dielektrik k terhadap pparameter antena a adalaah pada baandwidth. Penambaha P n ketebalann substrat akan mem mperbesar baandwidth. tetapi t berpeengaruh terhhadap timbulnya gelom mbang perm mukaan (surf rface wave).. Untuk mem miliki

ssubstrat

ko omersial

yang y

terseedia

umumnya

duaa data uku uran propeerti fisik, yaitu konsstanta

dielek ktrik atau ppermittivityy ( e; ) daan loss

taangen t( tan n 8 ).

Pada rancang bangun jeenis substrrat yang ddigunakan adalah a miliki spesifikasi losss tangent 0.02, FR4 (epoxy) yyang mem konsttanta dielekktrik 4,40 daan ketebalan n 1,6 mm.


21

c. Ground plane Ground plane antena mikrostrip bisa terbuat dari bahan konduktor, yang berfungsi sebagai reflektor dari gelombang elektromagnetik. 2.4.2

Frekuensi Resonansi Frekuensi resonansi merupakan frekuensi kerja dari suatu antena. Rentang frekuensi kerja dari suatu antena dapat dilihat dari grafik VSWR dan grafik return loss. Pada Penelitian ini rentang frekuensi dari suatu antena dapat diketahui dari grafik VSWR-nya, yaitu ketika VSWR < 2. Sedangkan apabila menggunakan grafik return loss rentang frekuensi kerja dari suatu antena dapat dilihat ketika nilai return loss atau faktor refleksi-nya bernilai lebih kecil atau sama dengan -10 dB. Untuk menentukan panjang patch antena terlebih dahulu harus ditentukan nilai ∆L yang merupakan pertambahan panjang dari L akibat adanya fringing effect, yang dapat dirumuskan seperti persamaan 2.4. ∆

.

0.412

.

.

(2.4)

.

dimana : εeff = Konstanta dielektrik relatif h = Ketebalan substrat Konstanta dielektrik relatif dapat dihitung dengan persamaan 2.5. 1

12

(2.5)

Panjang efektif ( Leff ) dapat dihitung dengan persamaan 2.6 (2.6)

Maka panjang patch antena dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7.


22

2∆

(2.7)

dengan c adalah kecepatan cahaya serta fr adalah frekuensi operasi dalam GHz. e adalah konstanta dielektrik efektif dan L merupakan perubahan panjang yang disebabkan oleh adanya fringing effect. Frekuensi resonansi untuk antena mikrostrip dengan patch segitiga sama sisi sesuai dengan rumus : (2.8)

√

Pada persamaan 2.8 dapat disederhanakan menjadi : √

(2.9)

Dimana : F10 = Frekuensi resonansi Er = Konstanta relatif dielektrik ae = panjang sisi segitiga

2.5. Antena Mikrostrip Slot Konsep dari antena mikrostrip slot berkembang dari antena patch yang dieksitasi oleh saluran strip line lalu bagian patch dilepaskan dan akhirnya saluran catu akan meradiasikan langsung ke bidang pentanahan melalui slot. Kelebihan utama yang dimiliki oleh jenis antena slot adalah bandwidth yang dihasilkan lebih besar. Antena mikrostrip slot juga memungkinkan kinerja antena pada polarisasi melingkar. Kekurangan dari jenis antena ini adalah kemungkinan pola radiasi yang terjadi pada dua arah (bidirectional). Akan tetapi kelemahan ini dapat ditanggulangi dengan penggunaan metal reflektor yang ditaruh di salah satu sisi slot. Selain itu, penelitian pada antena slot masih lebih sedikit dibandingkan dengan antena jenis patch sehingga literatur yang mendukung penelitian antena slot cukup sulit. Penentuan dari ukuran slot sampai saat ini masih sulit untuk diprediksi, tetapi persyaratan yang dapat digunakan adalah panjang slot sekurangnya harus lebih besar dari pada lebar saluran catu yang digunakan, diperllihatkan pada Gambar 2.19 di bawah ini :


23

Subs

a

Subs

a

a

Gambaar 2.19 Slot Antena A Mik krostrip 2.6. Anten na Mikrosttrip Array Biasanya antena eleemen tungg gal memilik ki pola radiiasi yang sangat s lebar, dan setiap p elemen teersebut men nghasilkan keterarahann dan pero olehan gain yang kuran ng baik. P Pada banyak aplikasi diperlukann antena deengan an gain yang y tinggi. Contoh aplikasi yang keteraahan yang baik dan membbutuhkan karakteristik k k tersebut antara lain n adalah W WiMAX, radar, r penginderaan jaauh, komuunikasi sattelit, dan banyak laagi. Kebutuhan karakkteristik ini dapat dipeenuhi dengaan menyusu un antena ddengan beb berapa konfiggurasi. Anteena susunann ini sering disebut sebagai antenaa array. Antena array a adalaah susunan n dari bebeerapa antenna yang identik. Dalam m antena mikrostrip m ppatch, yang g disusun secara s arrayy adalah bagian b patch. Medan tottal dari anteena array diitentukan olleh penjumllahan vekto or dari medann yang diraadiasikan olleh elemen tunggal. Un ntuk membbentuk pola yang memiiliki keterarrahan tertenntu, diperlu ukan medan n dari setiaap elemen array berintterferensi

secara

koonstruktif

pada

arah h

yang

ddiinginkan

dan

berintterferensi secara s destrruktif padaa arah yang g lain. Padda antena array dengaan elemen yang identtik, terdapat lima kon ntrol yang ddapat digun nakan untukk membentu uk pola antenna, yaitu : a.

k konfigurasi geometri g (liinier, meling gkar, rectan ngular, spheerical, dll)

b.

p pemindahan relatif antaara elemen

c.

a amplitudo ek ksitasi dari ssetiap elem men

d.

faasa eksitasi dari setiap elemen

e.

p relatif dari pola d setiap eelemen


24

Ada beberapa macam konfigurasi antena array, di antaranya : linear, planar, dan circular. Masing-masing konfigurasi memiliki keuntungan, misalnya linear array memiliki kelebihan dalam perhitungan yang tidak terlalu rumit, sedangkan planar array memiliki kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian arah pola radiasi. Pada Penelitian ini dirancang antena linear array. Pada antena array terdapat Array Factor (AF) yang merupakan vektor pengali dari medan elektrik dari elemen tunggal. Array factor inilah yang menentukan bagaimana pola radiasi dan seberapa besar tingkat daya yang diradiasikan oleh antena tersebut.

2.7. Teknik Pencatuan Pencatuan merupakan salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam merancang antena mikrostrip. Hal ini terkait bahwa catu antena merupakan sumber daya untuk antena tersebut. pencatuan antena mikrostrip ini dapat dibagi menjadi dua yakni pencatuan langsung dan pencatuan tak langsung. Pencatuan langsung merupakan teknik pencatuan dimana saluran pencatu memeberikan catu langsung kepada elemen peradiasi. Sebaliknya pencatuan tidak langsung yaitu memberikan catu daya kepada antena secara tidak langsung dimana pencatu tidak terkena langsung dengan elemen peradiasi. Terdapat dua jenis teknik pencatuan untuk teknik pencatuan langsung yaitu dengan coaxial probe atau dengan mikrostrip line (saluran mikrostrip). Antena mikrostrip juga dapat dicatu mengguankan teknik electromagnetic coupling, aperture coupling, atau coplanar waveguide coupling sebagai catu tidak langsung. Teknik pencatuan langsung adalah teknik yang paling sering digunakan mengingat proses fabrikasi yang dilakukan cukup mudah. Namun demikian, seringkali terjadi peningkatan radiasi gelombang yang tidak diinginkan. 2.7.1

Mikrostrip Line Feed Pada jenis

teknik

saluran

ini, sebuah garis

langsung

terhubung ketepi dari patch Mikrostrip seperti yang ditunjukkan pada


25

Gambar 2..10. Saluraan strip terrsebut lebih h kecil jikaa

dibandin ngkan

dengan uku uran patch dan dalam hal ini saluran dapat dibuat satu u sket dengan sub bstrat yang sama dan disebut strruktur planaar, diperlih hatkan pada Gamb bar 2.20 di bbawah ini :

G Gambar 2.20 0 Mikrostrip p Line Feedd Tujuan dari p enyisipan cut c in dalam m patch iini adalah untuk u mencocokk kan

impeedansi

dari d saluran n terhadap patch

tanpa

memerlukaan penambaahan elemen matchin ng lainnya.. Hal ini dapat dicapai den ngan benar dengan melakukan kon ntrol yang ttepat pada posisi p penyisipan. Maka hal ini

merup pakan

yang mud dah, karenaa memberiikan

skeema

pembbuatan

kem mudahan

fabrikasi

saaluran dan

kesederhan naan dalam m pemodelan n serta pencocokkan im mpedansi. Namun dengan keetebalan diielektrik su ubstrat yan ng digunakkan, gelom mbang permukaan n dan radiaasi saluran n palsu jug ga meningkkat, yang dapat menghamb bat

banddwidth

dari d

antena. Radiaasi saluran juga

menghasilk kan radiasi tterpolarisassi yang tidak diinginkaan. 2.7.2

Coaxial Prrobe Coa axial Probee adalah teeknik yang g sangat um mum digun nakan untuk salu uran mikroostrip patch h antena. Seperti yanng terlihat dari Gambar 2.21 bagian dalam ko onduktor daari suatu kkonektor co oaxial b diellektrik sub bstrat dan disolder kee patch raadiasi, melewati bagian sedangkan bagian luarr konduktorr terhubung ke ground pplane.


26

Gam mbar 2.21 Coaxial C Pro obe untungan uutama darri jenis salluran ini adalah saaluran Keu dapat ditem mpatkan dissetiap lokasi yang kita inginkan di dalam patch p agar sesuaii dengan im mpedansi in nput. Saluraan ini adallah metode yang mudah unttuk dibuatddan memilik ki radiasi palsu p yang rendah. Naamun, faktor utam ma kelemahhannya adallah bahwa saluran inni bekerja pada bandwidth yang sem mpit dan su ulit untuk pemodelan p

karena lu ubang

harus dibo or disubstraat dan kon nektor meno onjol diluaar bidang tanah, t sehingga tiidak membuuat sepenuh hnya planarr untuk kettebalan substrat (h>0.0211)). Juga, untu tuk substratt yang lebih h tebal,peninngkatan panjang probe akan n membuat impedansi masukan yang lebih innduktif, meenjadi masalah utama dalam matching im mpedansi. Hal H ini terlihhat diatas bahwa b ng menyediakan broadb dband bandw width, untuk substtrat dielektrrik tebal,yan saluran mikrostrip m ddan saluraan kelemahan. Untuk

itu

koakssial

mem mpunyaiberrbagai

tekn nik saluran n tanpa kooneksi lang gsung

na yang teelah didisk kusikan dib bawah ini akan menjjawab sebagaiman permasalah han ini. 2.7.3

Aperture Coupled C Dallam jenis

teknik saaluran ini, radiasi pattch dan saaluran

mikrostrip dipisahkann oleh bidan ng tanah sep perti yang dditunjukkan n pada Gambar 2.22 Penghubbung antaraa patch dan n saluran diilakukan melalui slot atau ap perture padaa bidang tan nah.


27

Gam mbar 2.22 Ap perture Cou upled Buk kaan kopliing mengarah ke lebih

biasaanya berpu usat dibawaah patch, yang rendah cross po olarization karena siimetri

konfigurasii. Jumlah kkopling darii saluran un ntuk patch ditentukan n oleh bentuk, uk kuran dan lokasi ap perture. memisahkaan patch

Karena

ground plane p

dan salurran, maka radiasi yangg tersebar dapat

diminimalk kan. Secaraa umum, baahan dielek ktrik yang ttinggi digun nakan untuk subsstrat dasar dan lebih tebal,untuk k material yang

mem miliki

dielektrik kontan k yanng rendah digunakan n untuk suubstrat atass agar mengoptim malkan radiaasi dari patcch. Kerugiaan utama daari teknik saaluran ini adalah h sulit untuuk dipabriikasi karen na terdiri ddari multipllayer, yang juga dapa tmeeningkatkan n ketebalan antena. Skkema saluraan ini ng sempit. juga menyeediakan banndwidth yan 2.7.4 Proximity Coupled Jenis teknik ssaluran ini juga j diseb but sebagaii skema ko opling elektromag gnetik. Sepeerti ditunju ukkan dalam m Gambar 2.23, digun nakan dua substraat dielektriik dan garris saluran n diantara kedua substrat tersebut daan radiasi paatch beradaa pada bagiaan atas padaa substrat teeratas. Keuntungaan utama dari teknik k ini adallah bahwaa saluran dapat menghilang gkan yang sangaat

raddiasi palsu dan

dapaat menyediaakan band dwidth

tinggii (sekitar 13%), dikarenakan

keseluruhan ketebalann

mikrostrip antenaa patch.

ooleh

ken naikan

SSkema ini juga

menyediak kan pilihan antara duaa bahan med dia dielektriik yang berrbeda,


28

satu untuk k patch

ddan satu untuk u saluran untuk m mengoptim malkan

individu peerformance..

Gambbar 2.23 Pro oximity Cou upled Matching dappat dicapaii dengan mengontrol m panjang

garis

saluran dan n lebar keggaris rasio patch. Kerrugian utaama dari skema s saluran inii adalah sullit untuk fab brikasi,karena penggabbungan dua layer substrat yaang berbedda dielektriik perlu peenggabungaan yang ak kurat. Juga ada peeningkatan ketebalan dari keseluruhan antenna.

2.8. Salurran Antena Mikrostrip p Pemilihan n saluran ppencatu den ngan saluran n mikrostriip adalah karena k kemuudahan dalam m fabrikasii dan penen ntuan match hing dari saaluran mikro ostrip dapat dengan mu udah dilakukkan. Untuk mematchin ngkan antena na, hal yang perlu dilakuukan cukup p dengan m mengubah-ub bah panjang g dari elem men pencatu u atau dengaan memberiikan stub ddan mengub bah-ubah posisinya. G Geometri saaluran pencaatu mikrostrrip ditunjukkkan pada Gambar G 2.24 pada mikkrostrip feed d line antenaa,

terdapaat

saluran

catu

yan ng

akan meradiasikkan

elektrromagnetik ke bidang ppentanahan yang telah diberi slot.

Gambar 22.24 Saluran n Antena Mikrostrip M


gelom mbang

29

2.8.1

Perhitungan Lebar Saluran Mikrostrip Lebar saluran mikrostrip (W) tergantung dari impedansi karakteristik (Z0) yang diinginkan. Adapun rumus untuk menghitung lebar jalur saluran mikrostrip diberikan oleh persamaan di bawah ini : 1

1

1

0,39

,

(2.10)

Dengan εr adalah konstanta dielektrik relative dan : /

,

0,23

(2.12)

√

2.8.2

(2.11)

Karakteristik Saluran Mikrostrip untuk W/h<1 Konstanta dielektrik efektif (εeff) 0,04 1

/

(2.13)

Dan karakteristik impedansi (2.14)

√

2.8.3

Karakteristik Saluran Mikrostrip untuk W/h>1 Konstanta dielektrik efektif (εeff) /

(2.15)

Dan karakteristik impedansi / ,

,

(2.16)

Dengan memasukkan ketebalan substrat dan lebar saluran catu antena yang dirancang maka akan dapat diketahui impedansi masukan pada saluran transmisi. Kedua parameter ini merupakan faktor utama dalam dalam penentuan matcing dari saluran transmisi ke saluran catu antena.

2.9. Matched Impedance Perancangan suatu antena tidak terlepas dari penyesuaian impedansi (matched impedance). Dengan demikian, impedansi masukan harus sesuai dengan impedansi karakteristik saluran mikrostrip. Sementara itu pula,


30

impedansi karakteristik dari saluran mikrostrip harus sesuai dengan impedansi beban antena. Apabila kondisi antar ketiganya telah sesuai, maka kondisi matched antena tersebut dapat dicapai. Dimana, Z0 = ZL, atau dengan kata lain tidak ada refleksi yang terjadi pada ujung saluran beban. Z0 merupakan karakteristik impedansi suatu saluran transmisi dan biasanya bernilai 50 ohm. ZL merupakan impedansi beban. Beban dapat berupa antena atau rangkaian lain yang mempunyai impedansi ekivalen ZL. Karena kegunaan utama saluran transmisi adalah untuk mentransfer daya secara sempurna, maka beban yang matched sangat diperlukan. Metode pencatuan secara langsung sulit untuk mencapai kondisi matching. Oleh karena itu dibutuhkan suatu cara untuk mendapatkan kondisi yang matching, yaitu dengan cara menambahkan transformator λ/4, pemberian single stub, dan double stub. Pada Penelitian ini digunakan teknik transformator λ/4 (Gambar 2.25).

Gambar 2.25 Transformator λ/4 Transformator λ /4

adalah

suatu

teknik

impedance

matching

dengan cara memberikan saluran transmisi dengan impedansi ZT di antara dua saluran transmisi yang tidak match. Digunakan Persamaan (2.17) sebagai berikut:

Dimana nilai

d

(2.17)

adalah panjang gelombang bahan dielektrik yang dapat

diperoleh dengan persamaan (2.18) sebagai berikut: √

(2.18)

dimana λ0 adalah panjang gelombang pada ruang bebas. Nilai impedansi ZT dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.19) sebagai berikut : (2.19)


31

2.10.

P Power Diviider Salah saatu teknik yyang dapat mendukung g impedancee matching g pada saluran transmiisi khususnnya untuk antena a mikrrostrip arraay adalah power p m hal ini m metoda Wilk kinson meru upakan tekn knik yang umum u dividder. Dalam diguunakan. Gam mbar 2.26 m memperlihattkan power divider mettoda Wilkin nson

Gaambar 2.26 Power Diviider Padaa metoda Wilkinson, W nilai imped dansi Z dib berikan denngan persaaamaan berikkut : Z = ZZ0√

(2.20)

dimaana N adaalah jumlahh titik perrcabangan dan Z0 addalah impeedansi masuukkan awall.

2.11. T-Ju unction 50 Ohm uah teknik power p dividder yang umum u T-Juncction meruppakan sebu diguunkan pada konfiguras i antena array. Terdap pat 2 jenis TT-Junction 50 Ω yangg dapat digunakan seebagai pow wer dividerr seperti diitunjukkan pada Gam mbar 2.27 dii bawah ini :

G Gambar 2.27 7 T-Junction n


32

2.12. Paraameter Anttena 2.122.1 Impeda ansi Masuk kan Impedansi I d an sebagai impedansii dari masukan didefinisika antena pada p terminnal penghubu ungnya atau u merupakaan rasio tegaangan dengan arus pada ppasangan teerminal atau u rasio dari komponen yang bersesuaaian dari m medan elektrrik dengan madan m maggnetik pada suatu titik . Pada umumnnya impedaansi masukaan yang serring diperhaatikan adalah impedansi i m masukan daari pasangan n terminal yyang merup pakan terminall masukan dari anten na tersebut. impedanssi masukan n dari suatu an ntena direpre resentasikan n. (2.21) Za Z merupaakan impeedansi darii antena, Ra merup pakan resistanssi antena, seedangan Xaa merupakaan reaktansii antena. Ap pabila mengacu u pada Gaambar 2.28 di bawah ini, terminall yang dimaaksud sebagai impedansi m masukan yaakni pada baagian a-b.

Gambbar 2.28 Imp pedansi Masukan Pada P Gambbar 2.28 ditu unjukkan pu ula rangkaiaan penggantti dari suatu an ntena terkaait impedansi masukan nnya. Dari gambar terrsebut terlihat bahwa b terddapat dua jenis resistan nsi pada anteena yaitu Rl R dan Rr dim mana RL m merupakan Loss Resisstance dan Rr merup pakan Radiatio on Resistannce. Impedaansi masukaan ini sangaat erat kaitaannya


33

dengan kondisi matched, dimana

ketika nilai impedansi masukan

sama dengan impedansi karakteristik

maka

kondisi

matcing

tersebut akan terpenuhi. Impedansi yang umum digunakan dalam merancang suatu antena adalah 50 ohm. 2.12.2 Bandwidth Bandwidth dari sebuah antena didefinisikan sebagai jarak dari frekuensi-frekuensi dimana performa (karakteristik) dari antena sesuai dengan standar yang ditetapkan. Bandwidth suatu antena juga dapat didefinisikan sebagai rentang antar frekuensi samping dari suatu frekuensi tengah (biasanya frekuensi resonansi untuk antena dipole) yang mana karakteristik-karakteristik antena (seperti impedansi masukan, pola radiasi, bandwidth, polarisasi, gain, efisiensi, VSWR, return loss) masih terpenuhi. Untuk itu, apabila ingin menghitung bandwidth harus mengacu kepada karakteristik tersebut. Fractional bandwidth dari suatu antena menyatakan seberapa lebar bandwidh yang dimiliki oleh antena tersebut. Fractional bandwidth ini dinyatakan sebagai perbandingan antara frekuensi atas dan frekuensi bawah dibandingkan dengan frekuensi tengah antena seperti yang dinyatakan pada rumus di bawah ini: 100%

(2.22)

Dengan; fh = frekuensi tertinggi dalam band (GHz) fl = frekuensi terendah dalam band (GHz) fc = frekuensi tengah dalam band (GHz), 2.12.3 Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) VSWR adalah perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri (standing wave) maksimum (|V|max) dengan minimum (|V|min). Pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan

(V0-).

Perbandingan


antara

tegangan

yang

34

direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan : | |

| |

| |

| |

(2.23)

Di mana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran lossless. Koefisien refleksi tegangan (┌) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner dari┌ adalah nol, maka: ┌ = -1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluran terhubung singkat ┌ = 0 : tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched ┌=+1 : refleksi positif maksimum, ketika dalam rangkaian terbuka 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. 2.12.4 Return loss Return loss merupakan koefisien refleksi dalam bentuk logaritmik yang menunjukkan daya yang hilang karena antena dan saluran transmisi tidak matching. Return loss dapat terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Sehingga tidak semua daya diradiasikan melainkan ada yang dipantulkan balik. Return loss dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

20log |Γ|

Γ

(2.24) (2.25)

Dimana :  = koefisien refleksi tegangan V0- = tegangan yang dipantulkan (Volt) V0+ = tegangan yang dikirimkan (Volt)


35

ZL = impedansi beban (ohm) Z0 = impedansi saluran (ohm) Nilai return loss yang baik adalah dibawah -10 dB, sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan, atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah dalam keadaan matching. 2.12.5 Keterarahan (Directivity) Keterarahan dari sebuah antena didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) intensitas radiasi maksimum sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada semua arah. Intensitas radiasi rata-rata sama dengan total daya yang diradiasikan oleh antena dibagi 4 . Jika arah tidak ditentukan, arah dari intensitas radiasi maksimum merupakan arah yang dimaksud. Keterarahan

tersebut

dapat

dihitung

dengan

menggunakan

persamaan berikut :

(2.26)

Jika arah tidak ditentukan, keterarahan dinyatakan dengan intensitas maksimum radiasi yang dapat dinyatakan ke dalam persamaan berikut :

(2.27)

Keterangan: D

= Keterarahan

Do

= Keterarahan maksimum

U

= Intensitas radiasi maksimum

Umax

= Intensitas radiasi maksimum

Uo

= Intensitas radiasi pada sumber isotropic

Prad = Daya total radiasi 2.12.6 Penguatan (Gain) Penguatan atau gain dari sebuah antena berkaitan erat dengan keterarahan atau directivity, yaitu merupakan suatu besaran yang


36

berhubungan dengan efisiensi dari antena dan kemampuan direksionalnya. Ada dua jenis parameter penguatan atau gain, yaitu absolute gain dan relative gain. Absolute gain didefenisikan sebagai perbandingan dari intensitas pada arah tertentu terhadap intensitas radiasi yang diperoleh pada saat daya yang diterima oleh antena diradiasikan secara isotripok. Intensitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropik sama dengan daya yang diterima diterima oleh antena dibagi dengan 4π. Dapat dituliskan ke dalam persamaan berikut :

(2.28)

Relative gain didefenisikan sebagai perbandingan dari gain pada suatu arah tertentu terhadap gain dari antena referensi dalam arah referensinya. Daya masukan harus sama untuk kedua antena. Antena referensi biasanya berbentuk dipole, horn, dan antena lainnya yang gain-nya dapat dihitung ataupun telah diketahui. Parameter gain dapat dicari dari hasil perhitungan rumus dengan mencari hasil direktivitasnya (D) dengan Persamaan (2.29). D

(2.29)

dimana I dapat diketahui dengan Persamaan 2.30. I

(2.30)

2.12.7 Pola Radiasi Pola radiasi antena didefinisikan sebagai fungsi matematis atau sebuah representasi grafik dari radiasi antena sebagai sebuah fungsi dari koordinat ruang. Pada umumnya, pola radiasi ditentukan pada daerah far field dan direpresentasikan sebagai suatu fungsi koordinat arah. Pola radiasi ini direpresentasikan dengan cuping- cuping (lobes) dimana terdapat bagian yang disebut sebagai main/major


37

(utama), minor, sidde (samping g), serta bacck (belakanng). Represeentasi ini dapaat dilihat padda Gambar 2.29

Gambar 2.29 Pola Radiasi R Main M lobe ialah lobee/cuping raadiasi yangg memiliki arah radiasi maksimum m sedangkan side lobe iaalah lobe/cup uping selain main lobe. Seementara ituu, back lobe ialah lobee yang arahhnya berlaw wanan 180 den ngan mainloobe. Side lo obe dan ba ack lobe meerupakan bagian b dari / minor lobe yyang keberadaannya tid dak diharapkkan. Pola raadiasi ini dapaat dibedakann menjadi : 1. Pola Isotropik Anten na isotropikk didefinisikan sebagai sebuah anntena tanpa rugirugi secara s hipop openelitian yang y mempunyai radiaasi sama bessar ke setiap p arah. 2. Pola Directionall Antena yaang mempu unyai pola radiasi r atauu pola meneerima gelom mbang elekktromagnetiik yang leb bih efektiff pada arah h-arah terten ntu saja. Saalah satu co ontoh antenaa directionaal adalah antena a dengan pola omnnidirectiona al.


38

2.122.8 Polarisa asi Polarisasi P aantena pad da suatu arah a tertenttu didefeniisikan sebagai polarisasii dari gellombang yang y ditraansmisikan atau a tidak dditentukan maka diradiasikan oleh ssebuah anteena. Jika arah polarisasi merupakkan pada araah gain berrnilai maksiimum. Polaarisasi menggambarkan bbentuk vek ktor medan E dari ggelombang yang berjalan n pada suattu titik seb bagai fungsi waktu. A Ada tiga macam m polarisasi

antena,,

yaitu

polarisasi p

linear

(liinear),

cirrcular

(melingk kar), dan elliptical (elip ps) yaitu : 1.

Polaarisasi Linieear Polarisaasi linier teerjadi ketikaa ada gelom mbang meraambat pad da satu arah dengan bed da fasa antaar vektor E sebesar δ=0º (in phaase) atau δ = =180º (out of phase). Suatu gelombang yang beru ubah menuurut waktu akan terp polarisasi liinear pada suatu titik dalam suattu ruang ap pabila vek ktor medan elektrik attau medan magnet paada titik terrsebut selaalu berorienntasi pada garis lurus yang sama ssetiap waktu u. Hal ini dapat terjaadi apabila vektor med dan listrik maupun magnet m mem menuhi : a. Hanya H ada ssatu kompon nen, atau b. komponen k yyang tegak k lurus secaara linear de dengan bedaa fasa 1800 1 atau kkelipatannyaa.

Gambaar 2.30 Polarrisasi Lineaar


39

2. Polaarisasi Circuular Polarisaasi melingk kar dibagi menjadi m dua,, yaitu Left Hand H Circcular Polaarization (LHCP) ( daan Right Hand Cirrcular Pollarization (R RHCP). Suatu gelombang yang beru ubah menuurut waktu akan terp polarisasi m melingkar pada p suatu u titik dalaam suatu ruang r apabila vektorr medan liistrik atau medan maagnet padaa titik terssebut beradda pada jaalur lingkarran sebagaii fungsi waktu. w Kon ndisi yang hharus dipenu uhi untuk mencapai m jennis polarisasi ini, yaittu : a. Medan M haruus memilikii dua buah komponen k yyang tegak lurus secara s lineaar. magnitudo yang b. Kedua K kom mponen terssebut harus memiliki m sama. s c. Kedua K kom mponen tersebut harus memiliki bbeda fasa waktu w pada p kelipattan ganjil 90 00.

Gambar 2.31 2 Polarisaasi Circularr 3. Polaarisasi Elipttical Polarisaasi elips teerjadi ketikaa gelombanng yang berrubah men nurut waktuu memiliki vektor meedan (elektrrik atau maagnet) beraada pada jaalur kedudu ukan elips pada ruangg. Kondisi yang haru us dipenuhii untuk men ncapai polarisasi ini, yaaitu :


40

a. Medan M haruus memiliki dua kompo onen yang s aling tegak lurus secara s lineaar. b. Kedua K komp mponen terseebut berada pada magnnitudo yang sama atau a berbedaa. c. Jika J kedua komponen n tidak berrada pada m magnitudo yang sama, s makaa beda fasa antara a keduanya tidak bboleh bernilai 00 atau a kelipattan 1800 (karena akan menjadi linnear). Jika kedua k berada b padaa magnitud do yang sam ma, maka bbeda fasa antara a kedua k kompponen terseb but tidak bo oleh bernilaii kelipatan ganjil g dari d 900 (kaarena akan menjadi m ling gkaran).

Gambar 2.32 2 Polarisaasi Elipticall


5

Recommend Documents