BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI ANTENA SLOT WAVEGUIDE
3.1
Perancangan Antena Secara Umum Dalam perancangan antena ada tiga langkah yang dilakukan, yaitu : a. Perhitungan b. Pembuatan (fabrikasi secara mekanis) c. Pengukuran (validasi)
Sering kali langkah-langkah tersebut diulang-ulang secara iteratif sampai tujuan yang diinginkan tercapai. INPUT
ANALISA DENGAN KOMPUTER
SPESIFIKASI TERPENUHI
UBAH INPUT
TIDAK
YA
FABRIKASI ANTENA PENGUKURAN
OUTPUT Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Antena 18
3.2
Perancangan Antena Slot Waveguide Tahap-tahap perancangan Antena Slot Waveguide a. Menentukan jumlah slot yang diperlukan untuk mendapatkan Gain dan Beamwidth yang diinginkan. b. Menentukan ukuran panjang waveguide sesuai dengan frekuensi kerja. Semakin kecil ukuran waveguide, semakin membutuhkan toleransi yang kritis. c. Menghitung panjang gelombang waveguide g . d. Menentukan posisi slot dari garis tengah bidang waveguide. e. Menentukan panjang lubang slot untuk resonansi f. Menentukan lebar lubang slot, kira-kira 1/20 dari panjang gelombang waveguide g .
19
Gambar 3.2 Antena Slot Waveguide
Dengan Frekuensi 2.442 Ghz (Channel 7), Wide Side (a) = 101.6 mm, Short Side (b) = 44.45 mm, dengan ketebalan/Material Thickness 2 mm, banyaknya slot 8, didapat :
20
Free Space Wavelength
Wavelength Cut Off ( )
Waveguide Wavelength
Probe Length
30,7125 mm
Slot Length
61,425 mm
Slot Width
7,7125 mm
Slot Offset :
dimana :
21
Slot Spacing
77,11 mm
Slot to Top
38,58 mm
Slot to Probe
154,23 mm
Probe to Bottom Inside Length
38,58 mm
= 771,15 mm
Outside Length = Inside Length + 100 mm = 771,15 mm + 100 mm ≈ 871 mm
22
3.3
Desain Antena di Perangkat Lunak FEKO Dari hasil yang didapat pada perhitungan perancangan diatas, maka pada
perancangan kali ini akan dilakukan simulasi dengan bantuan perangkat lunak FEKO. Dengan langkah-langkah sebagai berikut : a. Membuka FEKO 5.2 lalu membuat new project File New Langkah awal untuk membuat project baru, terlihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 New Project Pada FEKO
23
b. Men-Setting model unit dalam millimeter Model Model unit Millimetres (mm) OK Karena semakin tinggi frekuensi kerja, semakin dituntut tingkat kepresisian antena, maka kita harus mengubah satuan terkecil menjadi millimeter seperti pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Men-Setting FEKO Dalam Milimeter
24
c. Men-Setting “set extents” Model Set extents Maximum coordinate 5E+03 OK
Gambar 3.5 Men-Setting “set extents”
d. Membuat kubus sesuai dengan ukuran hasil perhitungan Geometry Solid Cuboid masukkan data pada First corner & Dimensions Create Bentuk dasar dari Antena Waveguide adalah kubus, pada tahap ini bentuk kubus dibuat sesuai dengan hasil perhitungan, terlihat pada gambar 3.6a dan gambar 3.6b.
25
Gambar 3.6a Memasukkan Data Perhitungan ke FEKO
Gambar 3.6b Hasil Dari Memasukkan Data Perhitungan ke FEKO
26
e. Membuat Slot sesuai dengan ukuran hasil perhitungan Geometry Surface Polygon masukkan data pada Corner 1,2,3,4 Create
Gambar 3.7 Tahap Membuat Slot Pada FEKO
f. Mengakuisisi bidang Polygon (slot) ke Cuboid Select Polygon 1 – 8 Geometry Subtract from Select Cuboid Pada tahap sebelumnya antara bidang “Polygon (slot)” dengan “Cuboid” belum menyatu, pada tahap inilah bidang “Polygon (slot)” diakuisisi ke “Cuboid”, sehingga menghasilkan Kubus berlubang/slot, terlihat pada gambar 3.8.
27
Gambar 3.8 Akuisisi bidang Polygon (slot) ke Cuboid
g. Mengubah medium dari Perfect Electric Conductor ke Free Space Select Subtract Region Properties Region Medium Type (mengubah dari Perfect Electric Conductor ke Free Space ) OK Di tahap ini, yang pada awalnya cuboid tersebut merupakan benda padat (kubus batangan) diubah menjadi cuboid “Free Space”, terlihat pada gambar 3.9.
28
Gambar 3.9 Mengubah Type Cuboid dari Perfect Electric Conductor Menjadi Free Space
h. Men-delete Faces Slot Select All Faces Slot Delete Pada tahap “e” diatas, “Slot” belum menjadi lubang di bidang waveguide, ditahap inilah Faces Slot di delete untuk menghasilkan lubang pada bidang waveguide, terlihat pada gambar 3.10.
29
Gambar 3.10 Delete Faces Slot
i. Membuat sumber tegangan Geometry Curve Line Pada tahap ini sumber tegangan dibuat, seperti pada gambar 3.11a,b,c.
30
Gambar 3.11a Membuat Garis Untuk Sumber Tegangan Geometry Create Port Wire Port Select Line Create Solution Add Excitation Voltage Source Create
Gambar 3.11b Menjadikan Garis Sebagai Sumber Tegangan
31
Gambar 3.11c Memasukkan Nilai Tegangan
j. Menyatukan waveguide dengan sumber tegangan Select Line and Subtract Geometry Union Pada tahap ini, antara Bidang Waveguide dengan Sumber Tegangan dibuat menjadi satu kesatuan, yang sebelumnya merupakan dua bagian yang terpisah, terlihat pada gambar 3.12.
32
Gambar 3.12 Menyatukan Waveguide Dengan Sumber Tegangan
k. Memasukkan nilai frekuensi Solution Set Frequency Linearly Spaced Discrete Points (Masukkan Nilai Frekuensi) OK Di tahap ini, nilai frekuensi kerja dari antenna waveguide dimasukkan, seperti yang terlihat pada gambar 3.13.
33
Gambar 3.13 Memasukkan Nilai Frekuensi l. Membuat Medan Dekat Solution Request Near Fields ( Masukkan Nilai ) Create
Gambar 3.14 Near Fields / Medan Dekat 34
m. Membuat Medan Jauh Solution Request Far Fields 3D Pattern Create Close
Gambar 3.15 Far Fields / Medan Jauh
n. Membuat mesh Mesh Create Mesh (Masukkan Nilai) Create Close
35
o. Men-Executing runfeko
Gambar 3.16 Mesh
Run Feko Create OK
Gambar 3.17 Runfeko
36
