Analisis Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Array untuk Aplikasi WLAN 2,4 GHz

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

Analisis Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Array untuk Aplikasi WLAN 2,4 GHz Ega Aulia Sarfina#1, Syahrial#2, Muhammad Irhamsyah#3 #)

Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdul Rauf No. 7, Darussalam, Banda Aceh 23111 Indonesia [email protected] [email protected] [email protected]

Abstrak—Antena merupakan bagian penting dalam sistem komunikasi wireless. Antena mikrostrip array memiliki bandwidth dan gain yang lebih besar dibandingkan antenna mikrostrip tunggal. Pada penelitian ini membahas tentang bagaimana menghitung dan mendesain antena mikrostrip patch segitiga array untuk aplikasi WLAN 2,4 GHz. Antena mikrostrip ini dibuat menggunakan Bahan Epoxy fiberglass FR-4 dengan konstanta dielektrik (εr)=4,4, ketebalan lapisan dielektrik (h) = 1,6 mm dan loss tangent = 0,02. Teknik pencatuan yang digunakan adalah teknik Microstrip Line Feed. Perancangan dan simulasi menggunakan bantuan software Advanced Design System (ADS). Pada hasil penelitian, menunjukan perancangan antena mikrostrip patch segitiga array yang dilakukan sudah memenuhi syarat untuk diaplikasikan pada WLAN 2,4 GHz dengan syarat VSWR 1 sampai < 2, return loss < -9.54 dB.

murah dan mampu memberikan unjuk kerja yang cukup baik. Namun walaupun memiliki banyak kelebihan, antena mikrostrip juga memiliki kekurangan seperti gain yang rendah dan bandwidth yang sempit [2]. Salah satu bentuk patch antena mikrostrip adalah segitiga. Bentuk segitiga ini terbagi berdasarkan besar ketiga sudutnya yaitu segitiga sama sisi, segitiga siku-siku dan segitiga sama kaki. Bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat, yaitu untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga lebih kecil dibandingkan dengan luas yang dibutuhkan oleh segi empat. Hal ini sangat menguntungkan dalam fabrikasi antena [3]. Antena mikrostrip array adalah pengembangan dari antena mikrostrip tunggal dan merupakan gabungan dari beberapa elemen peradiasi yang membentuk suatu jaringan. Antena mikrostrip array dapat berbentuk seri, paralel atau gabungan keduanya [4]. Pada Tugas Akhir ini, membahas tentang bagaimana merancang suatu antena miskrostrip patch triangular atau segitiga dengan teknik mikrostrip array secara simulasi yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz agar dapat digunakan pada aplikasi Wireless LAN. Adapun parameter-parameter utama yang akan dianalisis yaitu Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), return loss, bandwidth, gain dan pola radiasi

Kata Kunci— Antena, Mikrostrip Array, Patch Segitiga, ADS, WLAN.

I. PENDAHULUAN Teknologi komunikasi nirkabel yang berkembang pesat dan kebutuhan komunikasi antar komputer dengan medium gelombang mikro yang semakin luas menjadikan bertambahnya popularitas sistem nirkabel untuk pengembangan antena. Di dalam penggunaanya, antena mempunyai peran yang sangat penting dalam menjaga komunikasi antar pengguna, karena antena berfungsi untuk meradiasikan dan menerima gelombang elektromagnetik yang berisi informasi yang dikirim dan diterima oleh pengguna. Banyak jenis antena yang biasanya digunakan dalam komunikasi nirkabel, salah satunya antena mikrostrip. Antena mikrostrip merupakan suatu antena konduktor yang menempel pada groundplane dan dipisahkan oleh bahan dielektrik. Antena ini terdiri dari tiga bagian yakni patch, substrate dan groundplane [1]. Antena mikrostrip banyak digunakan pada peralatan telekomunikasi modern seperti Wi-Fi, WIMAX, RFID dan lain-lain karena bentuknya yang kecil dan harga pabrikasi yang murah. Dengan adanya antena mikrostrip akan sangat membantu dalam pengembangan komunikasi nirkabel, karena bahannya yang sederhana, bentuk dan ukuran dimensi antenanya lebih kecil, harga produksinya lebih

Vol.2 No.2 2017

II. DASAR TEORI A. Wireless Local Area Network (WLAN) Wireless merupakan suatu sistem komunikasi tanpa kabel yang lebih flexible dibandingkan dengan komunikasi yang menggunakan kabel. Awal dari sistem komunikasi wireless yaitu saat Marconi menunjukan transmisi radio pertama pada kapal yang berjarak 18 mil jauhnya di Isle Of Wight pada tahun 1897 [5]. Saat ini Wireless berkembang sangat pesat untuk transmisi jarak jauh dengan daya yang lebih rendah dan kualitas yang lebih baik, awalnya radio ditransmisikan secara analog dengan perkembangan teknologi sekarang sebagian besar sudah menggunakan transmisi digital yang terdiri dari bit biner yang dikirim. Berikut adalah

6

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

2.400 GHz

2.496 GHz

Gambar 1. Pembagian bandwidth pada band frekuensi 2,4 GHz dengan lebar kanal 20 MHz [8]

konfigurasi jaringan wireless menurut luas cakupanya [5]. 1. Wireless Personal Area Network (WPAN) untuk cakupan yang singkat kurang dari 10 m atau lebih; 2. Wireless Local Area Network (WLAN) daerah cakupan sampai 100-m; 3. Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) untuk rentang yang lebih luas, seperti di perkotaan, dengan luas kisaran 10 km atau lebih; 4. Wireless Wide Area Network (WWAN) dengan kisaran luas 50 km;

Gambar 2. Pembagian bandwidth pada band frekuensi 2,4 GHz dengan lebar kanal 40 MHz [9]

Gambar 2 menunjukkan sinyal 802.11n 40 MHz. Sinyal ini ditunjuk dengan nomor saluran pusat ekuivalennya.

Pada juni 1997 IEEE merilis standar 802.11 untuk WLAN pada frekuensi unlicensed 2,4 GHz. Pada akhir tahun 1999 IEEE menerbitkan dua tambahan pada standar 802.11, yaitu 802.11a dan 802.11b sedangkan untuk standar 802.11g dikeluarkan pada tahun 2003 [6]. Berikut adalah tabel standar WLAN.

B. Antena Antena merupakan sebuah perangkat yang biasanya terbuat dari logam (sebagai tongkat atau kawat) yang mempunyai fungsi untuk memancarkan dan menerima gelombang radio. Antena bekerja dengan memancarkan gelombang elektromagnetik dalam arah radial yang terkoordinasi [10]. Tipe antena menurut pancaran radiasinya dibagi menjadi dua tipe yaitu directional dan omnidirectional [11]. Antena directional merupakan tipe antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari satu atau dua arah saja. Sedangkan antena omnidirectional merupakan tipe antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari segala arah.

TABEL I STANDAR WLAN 802.11 a, b DAN g [7]

Protocol

802.11a 802.11b 802.11g 802.11n

Tahun Rilis

1999

1999

2003

2009

Frekuensi Range (GHz)

5,7

2,4

2,4

2,4 / 5

23

4,3

19

74

Indoor

35

38

38

75

Outdoor

120

140

140

250

Lebar Kanal (MHz)

20

20

20

20/40

Kompatibilitas

a

b

b,g

b,g,n

Throughput Umum (Mbps) Jangkauan (m)

Berikut adalah pembagian bandwidth pada frekuensi 2,4 GHz dengan lebar kanal 20 MHz. Gambar 1 menunjukan gambar pembagian bandwidth pada frekuensi 2,4 GHz yang dibagi menjadi 14 kanal dengan rentang bandwidth sebesar 22 MHz perkanal, tapi antar kanal hanya berbeda 5 MHz. Hal ini berarti bahwa antar kanal yang bersebelahan saling overlap dan dapat saling berinterferensi.

Vol.2 No.2 2017

Gambar 3. Jenis-jenis Antena [12]

C. Parameter Antena Parameter-parameter umum antena merupakan sesuatu yang paling penting untuk menjelaskan bagaimana

7

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

performa antena. Kinerja dan daya guna suatu antena dapat dilihat dari nilai parameter tersebut. Paramater-paramater antena yang biasanya digunakan untuk menganalisis suatu antena adalah Voltage Wave Standing Ratio (VSWR), return loss, bandwidth, gain dan polaradiasi. 1) Voltage Standing Wave Ratio (VSWR): VSWR adalah perbandingan antara amplitudo gelombang gelombang berdiri (standing wave) maksimum (|Vmax|) dengan minimum (|Vmin|). Pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0-). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut koefisien refleksi tegangan (Γ) [13].

a. b. Gambar 4. Struktur antena mikrostrip a. Tampak samping, b. Tampak menyeluruh [15].

E. Mikrostrip Patch Segitiga Bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat, yaitu untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga lebih kecil dibandingkan dengan luas yang dibutuhkan oleh segi empat. Hal ini sangat menguntungkan dalam fabrikasi antena [3]. Distribusi medan pada patch segitiga dapat dicari dengan model cavity, dimana segitiga dikelilingi oleh medan magnet disekelilingnya seperti yang diperlihatkan pada Gambar 5 berikut.

2) Return loss: Return loss adalah perbandingan antara gelombang amplitudo yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Return loss dapat digambarkan sebagai peningkatan amplitudo dari gelombang yang direfleksikan (𝑉0− ) dibandingkan dengan gelombang yang dikirim (𝑉0+ ) terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena) [12]. 3) Bandwidth: Bandwidth antena didefinisikan sebagai rentang frekuensi kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti impedansi masukan, pola radiasi, bandwidth, polarisasi, gain, efisiensi VSWR, return loss dan axial ratio) [2].

[[

[[[[

4) Penguatan (gain): Penguatan (gain) didefinisikan sebagai parameter yang erat kaitannya dengan directivity (keterarahan) antena. Keterarahan adalah seberapa banyak energi antena terkonsentrasi dalam satu arah dan berinterferensi radiasi dari arah lain. Oleh karena itu, jika antena sudah sempurna 100% efisien, maka keterarahan akan sama dengan gain antena dan daya yang diterima berasal dari antena isotropik [12].

Gambar 5. Antena Mikrostrip Patch Segitiga [1]

Untuk menentukan dimensi awal dari slot segitiga yang akan disimulasikan, maka digunakan rumus perhitungan frekuensi resonansi untuk patch segitiga. Adapun frekuensi resonansi untuk antena mikrostrip dengan patch segitiga samasisi sesuai dengan rumus [1]:

5) Pola radiasi: Pola radiasi suatu antena didefinisikan sebagai gambaran secara grafik dari sifat-sifat radiasi suatu antena sebagai fungsi koordinat ruang. Dalam banyak keadaan, pola radiasi ditentukan pada pola daerah medan jauh dan digambarkan sebagai fungsi koordinat-koordinat arah sepanjang radius konstan, dan digambarkan pada koordinat ruang. Sifat-sifat radiasi ini mencakup intensitas radiasi, kekuatan medan (field strength) dan polarisasi [2].

𝑓𝑚𝑛 =

=

2𝑐 √𝑚2 3𝑎√𝜀𝑟

+ 𝑚𝑛 + 𝑛2

(1)

Dimana c = kecepatan cahaya (3x108 m/s) 𝜀𝑟 = konstanta relatif dielektrik a = panjang segitiga samasisi Subskrip mn mengacu pada mode 𝑇𝑀𝑚𝑛 , sehingga bila 𝑇𝑀10 , frekuensi resonansi pada persamaan dapat disederhanakan menjadi :

D. Antena Mikrostrip Antena mikrostrip merupakan suatu antena konduktor yang menempel pada grounplane dan dipisahkan oleh bahan dielektrik. Antena mikrostrip terdiri dari tiga bagian yaitu patch, substrat dan groundplane. Bentuk dan susunan antena mikrostrip dapat dilihat pada Gambar 4.

Vol.2 No.2 2017

𝑐𝑘𝑚𝑛 2𝜋√𝜀𝑟

2𝑐

𝑓10 = 3𝑎

𝑒 √𝜀𝑟

(2)

F. Antena Mikrostrip Array Umumnya antena mikrostrip dengan patch elemen tunggal memiliki pola radiasi yang sangat lebar dan menghasilkan keterarahan dan perolehan gain yang kurang baik[2]. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka antena

8

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

mikrostrip disusun dengan beberapa konfigurasi. Susunan antena ini sering disebut sebagai antena susun (array). Antena mikrostrip array adalah pengembangan dari antena mikrostrip yang merupakan gabungan dari beberapa elemen peradiasi yang membentuk suatu jaringan. Antena mikrostrip array memiliki bandwidth dan gain yang lebih besar dari antena mikrostrip biasa [5]. Proses perancangan antena yang dilakukan untuk mendapatkan antena array pada dasarnya sama dengan pendesainan antena elemen tunggal. Hal yang membedakan pada sistem array adalah peletakan masingmasing patch pada jarak tertentu yang sesuai dengan panjang gelombang yang merambat pada bidang dielektrik. Bentuk patch antena segitiga elemen tunggal dan segitiga array dapat dilihat seperti pada Gambar 6 berikut [13].

Mulai

Studi Literatur

Menentukan Frekuensi Kerja, Model Antena, Substrat dan Saluran Pencatu Menghitung Dimensi Antena

Simulasi Menggunakan Software ADS

Nilai VSWR < 2, RL < -9.54 dB pada frekuensi kerja?

Iterasi letak saluran pencatu

Tidak

Ya Analisis Kinerja

a. b. Gambar 6. Struktur Antena Mikrostrip a. antena patch segitiga tunggal, b. antena patch segitiga array

Selesai

G. Saluran Mikrostrip (Microstrip Feed Line) Pemilihan saluran pencatu dengan saluran mikrostrip adalah karena kemudahan dalam hal fabrikasi dan penentuan matching dari saluran mikrostrip dapat dengan mudah dilakukan. Untuk me-matching-kan antena, hal yang perlu dilakukan cukup dengan mengubah-ubah panjang dari elemen pencatu atau dengan memberikan stub dan mengubah-ubah posisinya. Geometri saluran pencatu mikrostrip ditunjukkan pada Gambar 7. Pada microstrip feed slot antena, terdapat saluran pencatu yang akan meradiasikan gelombang elektromagnetik ke bidang pentanahan yang telah diberi slot.

Gambar 8. Diagram Alir Tahapan Penelitian

A. Menentukan Frekuensi Kerja dan Jenis Substrat Antena yang akan dirancang pada Tugas Akhir ini adalah antena mikrostrip patch segitiga array untuk Aplikasi WLAN 2,4 GHz. Perancangan akan mengikuti jumlah kanal (channel) yang tersedia pada WLAN 2,4 GHz yaitu pada lebar kanal 20 MHz dan lebar kanal 40 MHz.. Pada perancangan ini digunakan substrat FR4 dengan konstanta dielektrik (𝜀𝑟 ) 4,4,loss tangent = 0.02 dan ketebalan substrat 1,6 mm. B. Dimensi Patch Antena Antena yang dirancang adalah antenna mikrostrip patch segitiga array. Sebelum simulasi dilakukan, terlebih dahulu menentukan dimensi dari antenna mikrostrip patch segitiga.Untuk memperoleh dimensi patch segitiga digunakan Persamaan 2.

𝑎𝑒 = 3𝑓

Gambar 7. Geometri Saluran Pencatu [1]

10 √𝜀𝑟

C. Perancangan T-Junction 1) Menentukan Lebar Patch: Lebar saluran mikrostrip (W) tergantung dari impedansi karakteristik (Zo) yang diinginkan. Adapun hasil perhitungan lebar saluran mikrostrip dapat menggunakan persamaan 3.

III. METODE PENELITIAN Pada perancangan antena mikrsotrip array patch segitiga, langkah – langkah yang dilakukan dalam perancangan antena ini dapat dilihat pada Gambar 8.

Vol.2 No.2 2017

2𝑐

9

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

𝑊=

2ℎ {𝐵 𝜋

− 1 − ln(2𝐵 − 1) +

0,39 −

0,61 ]} 𝜀𝑟

𝜀𝑟 −1 [ln(𝐵 2𝜀𝑟

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

− 1) +

TABEL II DATA HASIL ITERASI MENGUBAH PANJANG DAN LEBAR SALURAN PENCATU

(3)

2) Menentukan Panjang Patch: Adapun hasil perhitungan panjang patch didapat menggunakan Persamaan 4, 5, 6 dan 7.

△l=

𝜆0 𝜀 √ 𝑟𝑒𝑓𝑓

𝜆0 =

(4)

𝑐 𝑓

(5)

Kemudian

𝜀𝑒𝑓𝑓 =

𝜀𝑟 +1 𝜀 −1 1 + 𝑟 [ ] 2 2 √1+12ℎ/𝑊

△l 2

Lebar (W)

Nilai VSWR

34.25 mm

3.056 mm

2.025

31.4 mm

2.96 mm

2.001

28.55 mm

2.86 mm

1.900

25.7 mm

2.76 mm

1.543

22.85 mm

2.66 mm

1.672

(6) Dari hasil iterasi pada Tabel II diperoleh panjang (L) dan lebar (W) yang optimal yaitu pada panjang (L) = 25.7 mm dan lebar (W) = 2.76 mm dengan nilai VSWR 1.543.

Maka panjang saluran pencatu :

𝐿=

Panjang (L)

∞

𝐹(𝑠) = ℒ {𝑓(𝑡)} = ∫0− 𝑒 −𝑠𝑡 𝑓(𝑡) 𝑑𝑡 (7)

B. Hasil simulasi antena mikrostrip patch segitiga array pada lebar kanal 20 MHz Berdasarkan perancangan yang dilakukan pada antena mikrostrip elemen tunggal, maka diperoleh model antena mikrostrip patch segitiga array yang di simulasi dengan menggunakan software ADS (Advanced Design System), seperti terlihat pada Gambar 10.

Dari hasil pencarian diatas, nilai yang didapat kemudian di masukan dalam software ADS untuk merancang bentuk patch dan saluran pencatu dari antena mikrostripnya D. Pengaturan Jarak Antar Elemen Jarak antar elemen ini dapat di atur untuk mendapatkan hasil yang optimal. Adapun jarak antar elemen diperoleh dengan menggunakan persamaan 8. 𝑐 (8) 𝑑= 4𝑥𝑓

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil simulasi antena mikrostrip patch segitiga elemen tunggal 1) VSWR: Hasil simulasi yang diperoleh pada Gambar 9 tidak memenuhi nilai VSWR yang diinginkan. Untuk mendapatkan hasil yang optimal maka dilakukan cara mengubah-ubah panjang (L) dan lebar (W) saluran pencatu agar nilai VSWR mendekati 2. Adapun hasil iterasi dengan mengubah panjang (L) dan lebar (W) saluran pencatu dapat dilihat pada Tabel II.

Gambar 10. Bentuk antena mikrostrip patch segitiga array 2x1

Adapun hasil yang didapatkan pada simulasi antena mikrostrip patch segitiga array sebagai berikut : 1) VSWR: Gambar 11 adalah grafik VSWR menunjukan nilai sebesar 1,073 pada frekuensi GHz. Dalam simulasi ini VSWR yang didapatkan batas yang masih di sarankan. Nilai VSWR disarankan yaitu VSWR ≤ 2

yang 2,430 dalam yang

Gambar 9. Grafik VSWR hasil dari perhitungan pada antena mikrostrip patch segitiga tunggal

Vol.2 No.2 2017

10

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

Gambar 11. Grafik VSWR

2) Return loss dan Bandwidth: Dari Gambar 12 grafik pada frekuensi center (fc) yaitu 2,430 GHz didapat nilai return loss sebesar -29,028 dB. Untuk batas frekuensi low (fl) dan frekuensi high (fh) ditentukan pada titik return loss = -9,54 dB karena untuk nilai return loss yang bagus agar antena dapat bekerja dengan baik yaitu dibawah 9,54 dB. Nilai return loss frekuensi low pada -10 dB adalah sebesar 2,400 GHz, dan frekuensi high pada -10 dB sebesar 2,460 GHz. Untuk menghitung besar bandwidth dapat menggunakan persamaan 9.

𝐵𝑊 =

𝑓ℎ−𝑓𝑙 𝑓𝑐

𝑥 100 %

a.

b.

c.

d.

Gambar 13. Pola radiasi dalam bentuk 3-Dimensi a. Tampak dari bawah, b. Tampak dari atas, c. Tampak dari samping dan d. Tampak menyeluruh.

4) Gain: Gambar 14 menunjukkan besarnya nilai gain o yaitu sebesar 2.951 dBi pada posisi sudut 0 , semakin tinggi nilai gain maka desain antena semakin bagus.

(9)

Gambar 14. Grafik gain

C. Hasil simulasi antena mikrostrip patch segitiga array pada lebar kanal 40 MHz Berdasarkan perancangan antena mikrostrip patch segitiga array untuk WLAN frekuensi 2,4 GHz yang di desain dengan menggunakan software ADS, berikut adalah hasil yang didapatkan pada simulasi antena mikrostrip patch segitiga array pada lebar kanal 40 MHz sebagai berikut:

Gambar 12. Grafik return loss

3) Pola Radiasi: Pada Gambar 13 dapat dilihat bahwa bentuk pola radiasi yang dihasilkan adalah omnidireksional karena cakupan yang dihasilkan hampir mencakup 3600.

Vol.2 No.2 2017

1) VSWR: Pada Gambar 15 adalah grafik VSWR yang menunjukan nilai VSWR sebesar 1,061 pada frekuensi 2,440 GHz. Dalam simulasi ini VSWR yang didapatkan dalam batas yang masih di sarankan. Nilai VSWR yang disarankan yaitu VSWR ≤ 2.

11

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

omnidireksional karena cakupan yang dihasilkan hampir mencakup 3600.

a.

b.

c.

d.

Gambar 15. Grafik VSWR

2) Return loss dan Bandwidth: Dari Gambar 16 grafik pada frekuensi center (fc) yaitu 2,440 GHz didapat nilai return loss sebesar -30,623 dB. Untuk batas frekuensi low (fl) dan frekuensi high (fh) ditentukan pada titik return loss = -9,54 dB karena untuk nilai return loss yang bagus agar antena dapat bekerja dengan baik yaitu dibawah 9,54 dB. Nilai return loss frekuensi low adalah sebesar 2,410 GHz, dan frekuensi high sebesar 2,470 GHz. Untuk menghitung besar bandwidth dapat menggunakan persamaan 9.

𝐵𝑊 =

𝑓ℎ−𝑓𝑙 𝑓𝑐

[

Gambar 17. Pola radiasi dalam bentuk 3-Dimensi a. Tampak dari bawah, b. Tampak dari atas, c. Tampak dari samping dan d. Tampak menyeluruh.

4) Gain: Gambar 18 menunjukkan besarnya nilai gain o yaitu sebesar 3.006 dBi pada posisi sudut 0 , semakin tinggi nilai gain maka desain antena semakin bagus.

𝑥 100 %

Gambar 18. Gain Gambar 16. Grafik return loss

Untuk lebih lengkapnya dari hasil percobaan selanjutnya dapat dilihat pada tabel pengukuran berikut.

3) Polaradiasi: Pada Gambar 17 dapat dilihat bahwa bentuk pola radiasi yang dihasilkan adalah

TABEL III HASIL PERCOBAAN ANTENA MIKROSTRIP SEGITIGA ELEMEN TUNGGAL

Dimensi Antena No

Patch

Hasil

Saluran pencatu Channel

a (mm)

W (mm)

L (mm)

VSWR

Return loss (dB)

Gain (dBi)

1

39.72

Umum 2.4 GHz

3.056

34.25

2.025

-10.296

-0.057

2

39.72

Umum 2.4 GHz

2.76

26

1.543

-12.941

0.013

Vol.2 No.2 2017

12

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

TABEL IV HASIL PERCOBAAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGITIGA ARRAY PADA WLAN 2,4 GHZ YAITU PADA LEBAR KANAL 20 MHZ

Patch No

Dimensi Antena

Hasil

Saluran pencatu

a (mm)

Channel

1

39.72

2

VSWR

Return loss (dB)

Gain (dBi)

Bandwidth (MHz)

W (mm)

L (mm)

Umum 2.4 GHz

2.76

25.7

1.073

-29.028

2.951

54,24

39.52

Channel 1 2,412 GHz

2.76

25.7

1.063

-30.333

2.634

51.6

3

39.44

Channel 2 2,417 GHz

2.76

25.7

1.074

-28.925

2.917

59.2

4

39.36

Channel 3 2,422 GHz

2.76

25.7

1.061

-30.623

3.006

59.3

5

39.28

Channel 4 2,427 GHz

2.76

25.7

1.060

-30.763

2.972

54.3

6

39.20

Channel 5 2,432 GHz

2.76

25.7

1.050

-32.260

2.918

47.4

7

39.12

Channel 6 2,437 GHz

2.76

25.7

1.057

-31.081

2.947

54.5

8

39.04

Channel 7 2,442 GHz

2.76

25.7

1.064

-30.233

3.068

57.3

9

38.96

Channel 8 2,447 GHz

2.76

25.7

1.064

-30.179

3.080

59.4

10

38.88

Channel 9 2,452 GHz

2.76

25.7

1.091

-27.181

3.028

49.5

11

38.80

Channel 10 2,457 GHz

2.76

25.7

1.121

-24.876

2.992

69.2

12

38.72

Channel 11 2,462 GHz

2.76

25.7

1.066

-29.824

2.948

43.5

13

38.64

Channel 12 2,467

2.76

25.7

1.074

-28.925

2.949

47.6

14

38.57

Channel 13 2,472

2.76

25.7

1.056

-31.346

2.950

54.6

15

38.38

Channel 14 2,484

2.76

25.7

1.071

-29.335

2.920

43.9

TABEL V HASIL PERCOBAAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGITIGA ARRAY PADA WLAN 2,4 GHZ YAITU PADA LEBAR KANAL 40 MHZ

Dimensi Antena

Patch No

Hasil

Saluran pencatu a (mm)

Channel

1

39.36

2

38.72

Return loss (dB)

Gain (dBi)

Bandwidth (MHz)

W (mm)

L (mm)

Channel 3 2,422 GHz

2.76

25.7

1.061

-30.623

3.006

59.3

Channel 11 2,462

2.76

25.7

1.066

-29.824

2.948

43.5

V. KESIMPULAN Antena mikrostrip patch segitiga array dapat digunakan untuk pengaplikasian WLAN 2.4 GHz karena hasil yang di dapat dari simulasi menunjukkan kinerja yang bagus. Dari hasil simulasi elemen tunggal berdasarkan perhitungan di dapatkan nilai VSWR pada frekuensi 2,4 GHz adalah 2.025, return loss -10.296 dB dan gain -0.057 dBi. Dari hasil percobaan, didapatkan nilai W = 2.76 mm dan L = 26 mm yang lebih kecil dari hasil perhitungan menghasilkan nilai yang lebih bagus dengan nilai VSWR 1.543, return loss -12.941 dB dan gain -0.025 dBi. Nilai W dan L ini

Vol.2 No.2 2017

VSWR

yang digunakan untuk perancangan antena mikrostrip patch segitiga array pada frekuensi 2,4 GHz menghasilkan nilai VSWR 1.073, return loss -29.028 dB, gain 2.951 dBi dan bandwidth 54.24 MHz. Hasil Percobaan untuk antena mikrostrip patch segitiga array dengan lebar kanal 40 MHz menghasilkan nilai VSWR 1.061, return loss -30.623 dB, gain 3.006 dBi dan bandwidth 59.3 MHz.

13

@2017 kitektro

KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro

e-ISSN: 2252-7036 Vol.2 No.2 2017: 6-14

REFERENSI [1]

[2] [3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Rahmadyanto, Heri. “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Slot Triangular Array 8 Elemen Dengan Pencatuan Microstrip Feed Line Secara Tidak Langsung Untuk Aplikasi CPE WiMAX”. Jurnal IT Telkom 2009. Balanis, Constantine A. “Antenna Theory Analysis and Design 2nd Edition”. United State of America: John Wiley and Sons, Inc. 1997 Lumban Tobing, M Raymond. “Perancangan Antena Mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi Untuk Aplikasi WLAN Menggunakan Simulator ANSOFT HFSS v10”. Jurnal IT Telkom 2011 Ayuningtyas, B. dan Muliyaningsih, T. “Perbandingan Analisa dan Simulasi Antena Mikrostrip Patch Segitiga dengan Antena Mikrostrip Array Pada Aplikasi GPS”. Seminar Ilmiah Nasional Komputer dan Sistem Intelijen. Vol. 8. Universitas Gunadarma. Depok. 2014 J. Ariga, "Simulasi Perancangan Dan Analisa Antena Mikrostrip Patch Circular Pada Frekuensi 2,4 GHz Untuk Aplikasi WLAN," Tugas Akhir Sarjana, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, 2015. Cisco Systems. 2007. Cisco Wireless LAN Controller Configuration Guide. San Jose, USA: Cisco Systems, Inc.

Vol.2 No.2 2017

[8] [9]

[10] [11] [12] [13]

14

Sendra, Sandra. Miguel Garcia, Carlos Turro and Jaime Lloret. 2011. WLAN IEEE 802.11a/b/g/n Indoor Coverage and Interference Performance Study. International Journal on Advances in Networks and Services, vol 4 no 1 and 2. Hacker Friendly LLC. 2007. Wireless Networking in the Developing World Second Edition. http://hackerfriendly.com/. "IEEE 802.11n Standard," 8 Juni 2017. [Online]. Available: http://www.radio-electronics.com/info/wireless/wi-fi/ieee-80211n.php. [Accessed 16 Mei 2017]. Milligan, Thomas A. “Modern Antenna Design Second Edition”. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, Inc. 2005. Carr, Joseph J. “Practical Antena Handbook 4th edition”. United State of America: The McGraw-Hill Companies, Inc. 2001 Milligan, Thomas A. “Modern Antenna Design Second Edition”. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, Inc. 2005 Sihombing, Nivea. “Studi Perancangan Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga Dual-Band untuk Aplikasi WLAN (2,45 Ghz) dan WiMax(3,35 Ghz)” Tugas Akhir Sarjana. Universitas Sumatera Utara. Medan. 2014.

@2017 kitektro