BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2.1

Pengertian Antena Antena adalah suatu alat yang mengubah gelombang terbimbing dari saluran transmisi menjadi gelombang bebas di udara, dan sebaliknya. Pada sistem komunikasi

radio

diperlukan

adanya

antena

sebagai

pelepas energi elektromagnetik ke udara atau ruang bebas, atau sebaliknya sebagai penerima energi itu dari ruang bebas.

Dapat juga dikatakan antena merupakan struktur transisi antara ruang bebas dengan alat pembimbing. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.1. Alat pembimbing atau saluran transmisi dapat berupa saluran koaxial ataupun

pipa

dan

digunakan

sebagai

alat

transportasi

energi

elektromagnetik dari sumber transmisi ke antena atau dari antena ke penerima.

Dalam fungsinya sebagai pemancar dan penerima energi, sebuah antena pada sistem wireless harus dapat melakukan optimasi energi radiasi

pada beberapa arah. . Antena juga harus dapat berperan sebagai

alat direksional. Antena dapat berbentuk kabel

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

yang berkonduksi,

sebuah aperture, berupa patch, gabungan dari beberapa elemen (array), sebuah reflector dan lensa.

2.1.1

Antena Mikrostrip Berdasarkan asal katanya, mikrostrip terdiri atas dua kata, yaitu micro (sangat tipis/kecil) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip dapat didefinisikan sebagai salah satu jenis antena yang mempunyai bentuk seperti bilah/potongan yang mempunyai ukuran sangat tipis/kecil.

Gambar 2.1 Struktur Antena Mikrostrip

Gambar 2.1 menunjukkan struktur dari sebuah antena mikrostrip. Secara umum, antena mikrostrip terdiri atas 3 bagian, yaitu patch, substrat, dan ground plane. Patch terletak di atas substrat, sementara ground plane terletak pada bagian paling bawah.

2.1.2 Jenis-Jenis Antena Mikrostrip Berdasarkan bentuk patch-nya antena mikrostrip terbagi menjadi : 

Antena mikrostrip patch persegi panjang (rectangular)



Antena mikrostrip patch persegi (square)

7




Antena mikrostrip patch lingkaran (circular)



Antena mikrostrip patch elips (elliptical)



Antena mikrostrip patch segitiga (triangular)



Antena mikrostrip patch circular ringnsi, Jitter, Wander, Time Interval Error (TIE) dan Packet Jitter (Delay Variation).

Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Jenis-jenis patch antena mikrostrip 2.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip Bentuknya yang low profile membuat antena mikrostrip dapat diintegrasikan pada berbagai bidang permukaan, sederhana dan tidak mahal untuk diproduksi dengan menggunakan teknologi sirkuit modern, secara mekanik tangguh pada saat diintegrasikan pada permukaan yang kasar, dan sangat baik dalam frekuensi resonansi, polarisasi, bentuk dan impedansi. Jenis antena ini dapat diintegrasikan pada permukaan yang memerlukan performansi yang sangat tinggi seperti pada pesawat terbang, pesawat antariksa, satelit, misil, mobil bahkan pada telepon genggam. Secara garis besar antena mikrostrip memiliki kelebihan yakni :

8




Dimensi antena yang kecil



Bentuknya yang sederhana memudahkan proses perakitan



Tidak memakan biaya besar pada proses pembuatan



Kemampuan dalam dual frequency dan triple frequency



Dapat diintegrasikan pada Microwave Integrated Circuit (MIC)

Namun demikian, antena mikrostrip juga memiliki kekurangan seperti :

2.2



Efisiensi yang rendah



Gain yang rendah



Bandwidth yang sempit



Daya (power) yang rendah



Radiasi yang berlebih pada proses pencatuan

Teknik Pencatuan Antena mikrostrip dapat dicatu dengan beberapa metode.. Metodemetode ini dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori, yaitu terhubung (contacting) dan tidak terhubung (non-contacting). Pada metode terhubung, daya RF dicatukan secara dengan terhubung,

menggunakan

elemen

dilakukan

pengkopelan

langsung

ke

patch

radiator

penghubung. Pada metode tidak medan

elektromagnetik

untuk

menyalurkan daya di antena saluran mikrostrip dengan patch. Beberapa teknik pencatuan yang sering digunakan, yaitu : teknik microstrip line, coaxial probe, aperture coupling dan proximity coupling

9


2.3 Antena Mikrostrip Patch Segiempat Antena mikrostrip dalam perancangan ini menggunakan patch yang berbentuk segiempat. Patch segiempat lebih banyak digunakan karena kemudahan dalam analisis dan proses fabrikasi.

Gambar 2.3 Bentuk geometri patch mikrostrip segiempat Gambar 2.3 memperlihatkan bentuk geometri dari patch mikrostrip segiempat dimana W dan L adalah lebar dan panjang dari patch, h adalah tebal substrat dan εr merupakan nilai konstanta dielektrik dari substrat.

Gambar 2.4 Bentuk nyata patch mikrostrip segiempat Gambar 2.4 memperlihatkan bentuk nyata dari patch mikrostrip segi empat

10


2.4

Parameter Umum Antena Mikrostrip

2.4.1 Dimensi Antena Untuk mencari dimensi antena microstrip (W dan L), harus diketahui terlebih dahulu parameter bahan yang digunakan yaitu tebal dielektrik (h), konstanta dielektrik (εr), tebal konduktor (t) dan rugi – rugi bahan. Panjang antena microstrip harus disesuaikan, karena apabila terlalu pendek maka bandwidth akan sempit sedangkan apabila terlalu panjang bandwidth akan menjadi lebih lebar tetapi efisiensi radiasi akan menjadi kecil. Dengan mengatur lebar dari antena microstrip (W) impedansi input juga akan berubah. Pendekatan yang digunakan untuk mencari panjang dan

lebar

antena

microstrip

dapat

menggunakan persamaan :

. ……….(2.1)

Dimana : W

: lebar konduktor

εr

: konstanta dielektrik

c

: kecepatan cahaya di ruang bebas ( 3x108)

fo

: frekuensi kerja antenna

Sedangkan untuk menentukan panjang patch (L) diperlukan parameter ΔL yang merupakan pertambahan panjang dari L akibat adanya fringing effect. Pertambahan panjang dari L (ΔL) tersebut dirumuskan dengan :

11


……….(2.2)

Dimana h merupakan tinggi substrat atau tebal substrat, dan εeff konstanta dielektrik relatif yang dirumuskan sebagai : ……….(2.3)

Dengan panjang patch (L) dirumuskan oleh : L = Leff – 2ΔL

……….(2.4)

Dimana Leff merupakan panjang patch efektif yang dapat dirumuskan dengan : ……….(2.5) 2.4.2 Frekuensi Resonansi Frekuensi resonansi sebuah antena dapat diartikan sebagai frekuensi kerja antena di mana pada frekuensi tersebut seluruh daya dipancarkan

secara maksimal. Pada umumnya frekuensi resonansi

menjadi acuan frekuensi kerja antena. Frekuensi resonansi secara matematis dapat dirumuskan dalam bentuk fungsi berikut : ……….(2.6)

12


Dimana : Fr

: frekuensi resonansi

Vo

: kecepatan cahaya di ruang bebas

L

: panjang antenna

εr

: konstanta dielektrik

2.4.3 Bandwidth Bandwidth suatu antena didefinisikan sebagai rentang frekuensi di mana kinerja karakteristik

antena

yang

berhubungan

dengan

beberapa

(seperti impedansi masukan, polarisasi, beamwidth, gain,

efisiensi, VSWR, return loss) memenuhi spesifikasi standar. Bandwith dapat dicari dengan rumus:.

Dimana :

……….(2.7)

𝑓2 = frekuensi tertinggi 𝑓1 = frekuensi terendah 𝑓c = frekuensi tengah Ada beberapa jenis bandwidth di antaranya : a. Impedance bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana patch antena berada pada keadaan matching dengan saluran pencatu. Hal ini terjadi karena impedansi dari elemen antena bervariasi nilainya

13


tergantung dari nilai frekuensi. Nilai matching ini dapat dilihat dari return loss dan VSWR. Nilai return loss dan VSWR yang masih dianggap baik adalah kurang dari -9,54 dB dan 2. b. Pattern bandwidth, yaitu rentang frekuensi di mana bandwidth, sidelobe, atau gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar nilai bandwidth dapat dicari. c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi di mana polarisasi (linier atau melingkar) masih terjadi. Nilai axial ratio untuk polarisasi melingkar adalah kurang dari 3 dB.

2.4.4 Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) VSWR

adalah

berdiri (standing

wave)

perbandingan maksimum

(|V|min ). Pada saluran transmisi

ada

antara

amplitudo

(|V|max ) dua

dengan

komponen

gelombang minimum gelombang

tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0 +) dan tegangan yang direfleksikan (V0 -). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ) :

……….(2.8) di mana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran lossless.

14


Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka : a.

Γ = −1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluran terhubung

singkat Γ = 0 : tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched

b.

sempurna. c. Γ = +1 : refleksi positif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka. Rumus untuk mencari nilai VSWR adalah : ……….(2.9)

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. Oleh karena itu, nilaistandar VSWR yang diijinkan untuk fabrikasi antena adalah VSWR≤2. 2.4.5 Return Loss Return loss adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan.

15


Return loss dapat terjadi karena adanya diskontinuitas di antara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi tergantung pada frekuensi seperti yang ditunjukkan oleh : ……….(2.10) Nilai dari return loss yang baik adalah di bawah -9,54 dB, nilai ini diperoleh untuk nilai VSWR

2 sehingga dapat dikatakan nilai

gelombang yang direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah matching. Nilai parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak 2.4.6

Pola Radiasi Pola radiasi pada sebuah antena didefenisikan sebagai sebuah fungsi matematis atau sebuah gambaran grafis dari komponen-komponen radiasi sebuah antena. Pola radiasi biasanya digambarkan dalam daerah medan jauh dan ditunjukkan sebuah fungsi koordinat direksional.

2.4.7 Penguatan (Gain) Ada dua jenis penguatan (gain) pada antena, yaitu penguatan absolut (absolute gain) dan penguatan relatif (relative gain). Penguatan absolut pada sebuah antena didefenisikan sebagai perbandingan antara intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika 16


daya yang diterima oleh antena teradiasi secara isotropic. Intensitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropic sama dengan daya yang diterima oleh antena (Pin ) dibagi dengan 4π. Penguatan absolut ini dapat dihitung dengan rumus ……….(2.11) . Selain penguatan absolut, ada juga penguatan relatif. Penguatan relatif didefenisikan 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 isotropic yang lossless. Secara umum dapat dihubungkan : ……….(2.12)

Jika arah tidak ditentukan, maka perolehan daya biasanya diperoleh dari arah radiasi maksimum. Pada umumnya gain diberikan dalam bentuk desibel. Secara matematis persamaan konversinya dapat ditulis :

G(db) = 10 log10(ecdD0) Dimana : Ecd

=

efisiensi rata – rata

D0

=

direktivitas maksimum

17


……….(2.13)

2.4.8 Impedansi Masukan Impedansi

masukan

ataupun

input

impedance

(Zin

)

didefinisikan sebagai impedansi yang direpresentasikan oleh suatu antena pada terminalnya atau rasio dari tegangan ke arus pada sepasang terminal ataupun rasio komponen yang sesuai dari medan elektrik ke medan magnetik pada sebuah titik.

Gambar 2.5 Antena pada mode transmisi Gambar 2.5 menunjukkan antena pada mode transmisi yang memiliki terminal a dan b. Secara matematis persamaan impedansi antena pada terminal a dan b dapat dirumuskan sebagai berikut : Za = Ra + jXa Dimana : Za

=

impedansi antena pada terminal a-b

Ra

=

tahanan antena pada terminal a-b

Xa

=

reaktansi antena pada terminal a-b

18


……….(2.14)

2.4.9 Polarisasi Energi yang diradiasikan oleh antena merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari medan listrik dan magnet

yang

saling tegak lurus dan masing-masing juga tegak lurus dengan arah propagasi. Medan listrik dari gelombang elektromagnetik ini digunakan untuk menggambarkan polarisasi dari antena. Polarisasi dapat

diklasifikasikan

sebagai

linear

(linier),

sirkular

(melingkar), atau elliptical (elips). a.

Polarisasi Linier Polarisasi linier (Gambar 2.6) terjadi jika suatu gelombang yang berubah menurut waktu pada suatu titik di ruang memiliki vector 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 :

1.

Hanya ada satu komponen, atau

2.

2 komponen yang saling tegak lurus secara linier

yang

berada

pada perbedaan fasa waktu atau 180º atau

kelipatannya.

19


Gambar 2.6. Polarisasi linier b.

Polarisasi Melingkar Polarisasi melingkar (Gambar 2.7) 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 : 1.

Medan harus mempunyai 2 komponen yang saling tegak lurus linier

2.

Kedua komponen tersebut harus mempunyai magnitudo yang sama

3.

Kedua komponen tersebut harus memiliki perbedaan fasa

20


waktu pada kelipatan ganjil 90º. Polarisasi melingkar dibagi menjadi dua, yaitu Left Hand Circular Polarization (LHCP) dan Right Hand Circular Polarization (RHCP). LHCP terjadi ketika δ = +π / 2 , sebaliknya RHCP terjadi ketika δ = −π / 2

Gambar 2.7. Polarisasi melingkar Polarisasi

yang melingkar sifatnya berorientasi

pada jalur

lingkaran, artinya menerima gelombang tidak hanya satu arah saja tetapi juga sekitarnya. Polarisasi melingkar biasa digunakan pada komunikasi satelit karena antara satelit dan antena di bumi tidak memiliki keadaan yang selalu tetap. Komunikasi satelit juga membutuhkan sudut keterarahan (directivity) dari antena di bumi, karena orbit satelit dengan membentuk sudut elevasi (elevation angle) yang berguna untuk

menghindari

adanya

rugi- rugi gelombang akibat adanya halangan bangunan atau

21


gedung yang tinggi. c.

Polarisasi Elips Polarisasi elips (Gambar 2.8) 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 : 1.

Medan

harus

mempunyai

dua

komponen

linier

orthogonal. 2.

Kedua

komponen

tersebut

harus

berada

pada

magnitudo yang sama atau berbeda. Jika kedua komponen tersebut tidak berada pada magnitude yang sama, perbedaan fasa waktu antara kedua komponen tersebut harus tidak bernilai 0º atau kelipatan 180º (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 90º (karena akan menjadi lingkaran).

Gambar 2.8. Polarisasi Elips 22


2.5

Antena Mikrostrip Array Antena susun mikrostrip (array) adalah susunan dari beberapa antenna yang identik.

Antena mikrostrip array dapat berbentuk seri,

paralel, atau

gabungan dari keduanya. Dalam antena mikrostrip array, yang disusun secara array adalah bagian patch. Medan total dari antena array ditentukan oleh penjumlahan vektor dari medan yang diradiasikan oleh elemen tunggal.

Gambar 2.9 Antena Mikrostrip Dengan TeknikArray Untuk mendukung antena mikrostrip teknik array diperlukan teknik menghubungkan dua buah patch yaitu dengan menggunakan T-Junction. Tjunction 50 Ohm. Adapun T-junction yang digunakan dalam tulisan ini adalah yang memiliki impedansi 70,7 ohm. .

Gambar 2.10. T-Junction Untuk Antena Mikrostrip

23


2.6

Jarak Antar elemen Pada perancangan antena susun mikrostrip dual-band jarak antar elemen

d perlu diperhatikan, adapun nilai d diperoleh dengan

menggunakan persamaan berikut ini :

.

……….(2.15)

Dimana : D = jarak antar elemen λ = panjang gelombang f = frekensi kerja 2.7

WLAN (Wireless Local Area Network) Pada akhir 1970-an IBM mengeluarkan hasil percobaan mereka dalam merancang WLAN dengan teknologi IR, perusahaan lain seperti Hewlett-Packard (HP) menguji WLAN dengan RF. Kedua perusahaan tersebut hanya mencapai data rate 100 Kbps. Karena tidak memenuhi standar IEEE 802 untuk LAN yaitu 1 Mbps maka produknya tidak dipasarkan. Baru pada tahun 1985, (FCC) menetapkan pita Industrial, Scientific and Medical (ISM band) yaitu 902-928MHz, 2400-2483.5 MHz dan 5725-5850 MHz yang bersifat tidak terlisensi, sehingga pengembangan WLAN secara komersial memasuki tahapan serius. Barulah pada tahun 1990 WLAN dapat dipasarkan dengan produk yang menggunakan teknik spread spectrum (SS) pada pita ISM, frekuensi terlisensi 18-19 GHz dan teknologi IR dengan data rate >1 Mbps. Pada tahun 1997, sebuah lembaga

24


independence bernama IEEE membuat spesifikasi/standar WLAN pertama yang diberi kode 802.11. Peralatan yang sesuai standar 802.11 dapat bekerja pada frekuensi 2,4GHz, dan kecepatan transfer data (throughput) teoritis maksimal 2 Mbps. Pada bulan Juli 1999, IEEE kembali mengeluarkan spesifikasi baru bernama 802.11b. Kecepatan transfer data teoritis maksimal yang dapat dicapai adalah 11 Mbps. Kecepatan tranfer data sebesar ini sebanding dengan Ethernet tradisional (IEEE 802.3 10Mbps atau 10Base-T). Peralatan yang menggunakan standar 802.11b juga bekerja pada frekuensi 2,4Ghz. Salah satu kekurangan peralatan wireless yang bekerja pada frekuensi ini adalah kemungkinan terjadinya interferensi dengan cordless phone, microwave oven, atau peralatan lain yang menggunakan gelombang radio pada frekuensi sama. Pada saat hampir bersamaan, IEEE membuat spesifikasi 802.11a yang menggunakan teknik berbeda. Frekuensi yang digunakan 5Ghz, dan mendukung kecepatan transfer data teoritis maksimal sampai 54Mbps. Gelombang radio yang dipancarkan oleh peralatan 802.11a relatif sukar menembus dinding atau penghalang lainnya. Jarak jangkau gelombang radio relatif lebih pendek dibandingkan 802.11b. Secara teknis, 802.11b tidak kompatibel dengan 802.11a. Namun saat ini cukup banyak pabrik hardware yang membuat peralatan yang mendukung kedua standar tersebut. Pada tahun 2002, IEEE membuat spesifikasi baru

yang

dapat

menggabungkan kelebihan 802.11b dan 802.11a. Spesifikasi yang diberi kode 802.11g ini bekerja pada frekuensi 2,4Ghz dengan kecepatan transfer

25


data teoritis maksimal 54Mbps. Peralatan 802.11g kompatibel dengan 802.11b, sehingga dapat saling dipertukarkan. Misalkan saja sebuah komputer yang

menggunakan

kartu

jaringan

802.11g

dapat

memanfaatkan access point 802.11b, dan sebaliknya. Pada tahun 2006, 802.11g dikembangkan dengan menggabungkan teknologi 802.11b, 802.11g. Teknologi yang diusung dikenal dengan istilah MIMO (Multiple Input Multiple Output) merupakan teknologi Wi-Fi terbaru. MIMO dibuat berdasarkan spesifikasi Pre-802.11n. Kata ”Pre-” menyatakan “Prestandard versions of 802.11n”. MIMO menawarkan peningkatan throughput, keunggulan reabilitas, dan peningkatan jumlah klien yg terkoneksi. Daya tembus MIMO terhadap penghalang lebih baik,

selain

itu

jangkauannya

lebih

luas sehingga Anda dapat

menempatkan laptop atau klien Wi-Fi sesuka hati. Access Point MIMO dapat menjangkau berbagai perlatan Wi-Fi yg ada disetiap sudut ruangan. Secara teknis MIMO lebih unggul dibandingkan saudara tuanya 802.11a/b/g. Access Point MIMO dapat mengenali gelombang radio yang dipancarkan oleh adapter Wi-Fi 802.11a/b/g. MIMO mendukung kompatibilitas mundur dengan 802.11 a/b/g. Peralatan Wi-Fi MIMO dapat menghasilkan kecepatan transfer data sebesar 108Mbps.Wireless Local Area Network (WLAN) adalah suatu jaringan area lokal nirkabel yang digunakan gelombang radio sebagai media transmisinya dan untuk memberi sebuah koneksi jaringan ke seluruh pengguna dalam area sekitar. Area dapat berjarak dari ruangan tunggal ke seluruh kampus. WLAN adalah suatu jaringan nirkabel yang menggunakan frekuensi

26


radio untuk komunikasi antara perangkat komputer dan akhirnya titik akses yang merupakan dasar dari transceiver radio dua arah yang tipikalnya bekerja di bandwidth 2,4 GHz ( 802.11b, 802.11g). Kebanyakan peralatan mempuanyai kualifikasi Wi-Fi(wireless fidelity) dan menawarkan beberapa level keamanan seperti WEP dan WPA. 2.7.1 Standar WLAN 802.11 Seiring dengan perkembangan yang semakin pesat, beberapa pabrikan RF wireless mempunyai metode berbeda dalam mengembangkan frekuensi, skema encoding, jenis antena, dan protokol jaringan wireless. Banyaknya variasi jenis tentu saja tidak menguntungkan bagi para pengguna. Untuk itu pada jaringan wireless ditetapkan standarisasi peralatan wireless yang disebut standarisasi IEEE 802.11. Dengan berkembangnya waktu, implementasi dari standar ini semakin populer dan meluas. Penambahan ekstensi di belakang 802.11 dipergunakan untuk mengenali beberapa perbaikan dan tambahan fitur dari standar yang telah ditentukan oleh 802.11. Dari sekian banyak standar, ada empat jenis standar yang sering digunakan dan paling dikenal yaitu standar awal 802.11, 802.11a, 802.11b, dan 802.11g 2.7.2 Standar Awal WLAN 802.11 Standar ini merupakan standar awal untuk WLAN yang diperkenalkan pada tahun 1997 oleh IEEE. Standar ini beroperasi pada layer fisik yang menggunakan teknologi penyebaran spektrum Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) dan Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) yang beroperasi pada pita 2,4 GHz dan data rate hingga 2 27


Mbps. Karena versi ini hanya mempunyai data rate maksimum 2 Mbps, versi ini tidak banyal dipergunakan pada WLAN indoor. 802.11 merupakan standar dasar WLAN yang mendukung transmisi data 1 Mbps hingga 2 Mbps. 802.11a merupakan standar High Speed WLAN untuk 5 GHz band yang mendukung hingga 54 Mbps. 802.11b merupakan standar WLAN untuk 2,4 GHz band yang mendukung hingga 11 Mbps atau disebut Wi-Fi 2.7.3 Standar 802.11a Pada tahun 1999, IEEE mengeluarkan standar 802.11a yang beroperasi pada pita 5 GHz. Standar ini menggunakan skema modulasi yang disebut Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) dengan

kecepatan transmisi data mencapai 54 Mbps. Keuntungan utama

dari standar ini adalah kapasitasnya yang cukup tinggi yang menjadikan standar ini sebagai pilihan yang tepat untuk mendukung aplikasi yang membutuhkan performa tinggi, seperti streaming video. Kekurangan dari standar

ini

adalah

terbatasnya

cakupan

area

pancarnya

karena

menggunakan pita frekuensi 5 GHz. Pita ini hanya dapat mencakup area tidak lebih dari 50 meter pada berbagai fasilitas. Akibatnya standar ini memerlukan AP yang lebih banyak. Seperti terlihat dari tabel dibawah ini :

28


Tabel 2.1 standar-standar WLAN 802.11 802.11

Standar dasar WLAN yang mendukung transmisi data 1 Mbps hingga 2 Mbps

802.11a

Standar High Speed WLAN untuk 5 Ghz band yang mendukung hingga 54 Mbps

802.11b

Standar WLAN untuk 2,4 Ghz band yang mendukung hingga 11 Mbps atau disebut Wi-fi

802.11e

Perbaikan dari QoS (Quality of Service) pada semua Interface radio IEEE WLAN

802.11f

Mendefinisikan komunikasi inter-Access point untuk memfasilitasi beberapa vendor yang mendistribusikan WLAN

802.11g

Menetapkan teknik modulasi tambahan untuk 2,4 Ghz band, yang dimasukan untuk menyediakan kecepatan hingga 54 Mbps

802.11h

Mendefinisikan pengeturan spectrum 5 Ghz band yang digunakan di eropa dan asia fasifik

802.11i

Menyediakan keamanan yang lebih baik. Penentuan alamat dimana terdapat kelemahan pada protocol authentifikasi dan enkripsi

80211j

PEnambahan pengalamatan pada kanal 4,9 Ghz hingga 5 Ghz untuk standar 802.11a di jepang.

2.7.4 Wireless Channel Jaringan wireless menggunakan konsep yang sama dengan stasiun radio, dimana saat ini terdapat dua alokasi frekuensi yang digunakan yaitu 2,4 GHz dan 5 GHz yang bisa dianalogikan sebagai frekuensi radio AM

29


dan FM. Frekuensi 2,4 GHz yang digunakan oleh 802.11b/g juga dibagi menjadi channel – channel seperti pembagian frekuensi untuk stasiun radio. Organisasi internasional ITU (International Telecomunication Union) yang bermarkas di Genewa membaginya menjadi 14 channel namun setiap negara mempunyai kebijakan tertentu terhadap channel ini. Amerika hanya mengijinkan penggunakan channel 1-11, Eropa hanya menggunakan 1-13, sedangkan di Jepang diperbolehkan menggunakan semua channel yang tersedia yaitu 1-14. Frekuensi channel dapat dilihat pada Tabel 2.2 Tabel 2.2 Wi-Fi Channel Channel

Frequency (MHz)

North America

Japan

1

2412

Yes

Yes

2

2417

Yes

Yes

3

2422

Yes

Yes

4

2427

Yes

Yes

5

2432

Yes

Yes

6

2437

Yes

Yes

7

2442

Yes

Yes

8

2447

Yes

Yes

9

2452

Yes

Yes

10

2457

Yes

Yes

11

2462

Yes

Yes

12

2467

No

Yes

13

2472

No

Yes

14

2484

No

11b only

30


Most Of World1 Y e s Y e Y s e s Y e s Y e Y s e s Y e s Y e s Y e s Y e s Y e Y s e s Y e sN o

2.8

Simulator Ansoft HFSS V13.0 Dalam tugas akhir ini simulator yang digunakan adalah Ansoft HFSS V13.0. Pada HFSS, model geometri secara otomatis dibagi kedalam sejumlah

besar

HFSS

tetrahedron.

adalah

simulator

gelombang

elektromagnetik penuh dengan performa yang baik untuk pemodelan benda 3 dimensi yang memiliki volume yang berubah-ubah. HFSS ini menyatukan proses simulasi, visualisasi, dan proses pemodelan kedalam suatu

bentuk

yang mudah

untuk

dipelajari.

Simulator ini dapat

dimanfaatkan untuk menghitung parameter seperti S parameter, frekuensi resonansi, dan medan. HFSS adalah simulator interaktif yang elemen dasar mesh-nya adalah tetrahedron. persoalan

Hal

ini

membuat

kita

dapat

menyelesaikan

yang berhubungan dengan bentuk geometri 3 dimensi yang

berubah-ubah khususnya yang memilki bentuk dan kurva yang kompleks. HFSS

adalah

kependekan

dari

High

Frequency

Structure

Simulator. Ansoft merupakan software pelopor yang menggunakan Finite Element

Method(FEM)

untuk

simulasi

elektromagnetik

dengan

mengembangkan serta menerapkan teknologi seperti tangential vector finite elements, adaptive meshing, dan Adaptive Lanczos-Pade Sweep (ALPS). Adapun tampilan dari HFSS dapat dilihat pada Gambar 2.9

31


Gambar 2.11 Tampilan awal Ansoft HFSS v13.0. 2.9

Proses pencarian solusi simulator HFSS V13.0 Untuk mendapatkan hasil grafik, seperti VSWR dan Gain, pada antena rancangan terlebih dahulu diberi Boundaries dan Excitation. Kemudian dilakukan analysis setup, yang terdiri atas solution setup dan frequency sweep. Solution setup terdiri dari frekuensi unit, nilai siklus mesh, dan Delta S. Frekuency sweep adalah memberikan nilai range frekuensi yang akan dijadikan frekuensi acuan. Skema proses pencarian solusi pada Ansoft dapat dilihat pada Gambar 2.10

32


Gambar 2.12 Proses pencarian solusi HFSS 13.0 Dari Gambar 2.10 dapat dijelaskan bahwa : 

Tipe solusi yang digunakan pada simulator Ansoft HFSS 10.0 ada 3 yaitu driven modal, driven terminal, dan eigenmode. Untuk pemodelan tentang antena, saluran mikrostrip, dan waveguide, dipergunakan tipe solusi driven modal. Tipe ini dipergunakan

karena

merupakan

tipe

khusus

untuk

mengkalkulasi mode dasar parameter S untuk elemen pasif berstruktur frekuensi

tinggi

yang

arus

tegangannya

dikendalikan oleh sumber generator. 

Parametric model adalah susunan yang terdiri dari bentuk geometri dan material yang tersusun didalamnya, yang akan membangun bentuk pemodelan simulasi. Pada tahap ini juga, kita memberikan pembatasaan lingkup pada device pemodelan

33


(Boundaries) dan mendefinisikan letak pencatuan model (Excitation). 

Sebelum maka

proses

simulasi

pencarian

solusi

dilakukan

harus diinisialisasikan parameter analisa terlebih dahulu

(solution setup). Parameter ini meliputi: a. Frekuensi unit. Parameter ini berfungsi untuk menentukan nilai frekuensi kerja mesh dalam proses pencarian solusi yang menggunakan sistem adaptive mesh. b. Nilai maksimum jumlah siklus mesh. Nilai ini adalah kriteria nilai jumlah siklus mesh untuk menghentikan proses pencarian solusi adaptive. c. Delta S. Nilai ini adalah nilai perubahan didalam magnituda parameter S antara dua lintasan yang saling berhubungan. Pada tahap ini juga kita memberikan nilai range frekuensi (frequency sweep) yang merupakan range frekuensi yang akan dicari nilai solusinya.

34


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents