LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIERPINSKI ANTENA FRACTAL 3D

LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIERPINSKI ANTENA FRACTAL 3D

Diajukan Guna Melengkapi Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana ( S1 ) Program Study Teknik Telekomunikasi

Disusun Oleh : PRASOJO ( 01403 – 031 )

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA

2010

i

LEMBAR PERNYATAAN Yang Bertanda tangan dibawah ini : Nama

: PRASOJO

N.I.M

: 01403 – 031

Jurusan

: Teknik Elektro

Fakultas

: Teknologi Industri

Peminatan

: Telekomunikasi

Dengan ini saya sebagai penulis menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat ini dengan judul ”PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIERPINSKI ANTENA FRACTAL 3D ” adalah benar-benar hasil karya saya sendiri. Data yang menunjang selesainya Tugas Akhir ini, merupakan hasil pengamatan dilapangan dan dari buku-buku referensi. Dan semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak, baik didalam maupun diluar lingkup UNIVERSITAS MERCU BUANA. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksa.

Penulis

Materai

(PRASOJO)

ii

SIERPINSKI ANTENA FRAKTAL 3D

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum, Wr, Wb Alhamdulillah, puji dan syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, yang telah melimpahkan nitmat,rahmat dan karunia-Nya menyelesaikan penyusunan laporan Tugas Akhir ini dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini kami susun sebagai pertanggung jawaban kami untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata 1 (S1), dengan beban sebanyak 6 sks. Laporan Tugas Akhir ini mengambil judul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIERPINSKI ANTENA FRACTAL 3D”. Yaitu pembuatan sebuah antenna yang mempunyai karakteristik fractal, fractal antenna mempunyai sifat unik tanpa mengurangi prestasi awal. Dengan ikhlas dan perasaan yang tulus kami ingin mengucapkan “terima kasih” kepada pihak yang telah membantu baik secara moril ataupun materil atas tersusunnya laporan Tugas Akhir ini. Ucapan terima kasih ini kami tujukan kepada: 1. Ibu dan Ayah kami tercinta, selaku orang tua yang telah memberikan doa dan biayanya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak. Dr,-ing. Mudrik Alaydrus, selaku pembimbing Tugas Akhir dan juga memberikan motifasi dan dukungannya. 3. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT, selaku ketua jurusan Teknik Elektro, dan Koordinator Tugas Akhir. 4. Saudara Asnawi, yang telah membantu dalam pengerjaan pembuatan antenna. 5. Mang Asep, Bang ato selaku pengerjaan di bengkel Radiator. 6. Teman-teman Angkatan 2003, yang telah memberikan dukungan serta doa tanpa saya sebutkan nama satu-persatu. 7. Angkatan 2004, yang telah memberikan dukungan tanpa saya sebut nama satu-persatu.

ii


8. Teman-teman yang telah mensupotr saya irwanto,Heri,Budi,Noly,Mbak mai serta doa tanpa saya sebutkan nama satu-persatu. 9. Saudara Eben, mang Udin, selaku tempat beristirahat pada waktu luang. 10. Semua pihak yang tak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu secara langsung maupun tidak langsung. Kami menyadari bahwa laporan TA ini masih banyak terdapat kekurangan ataupun kesalahan baik berupa penulisan, penyajian dan penyusunan. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang positif dan bersifat membangun dari semua pihak, sehingga penyusunan laporan TA ini akan menjadi lebih baik dan bermanfaat.

Jakarta, Juni 2010

Penulis

iii


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................

i

KATA PENGANTAR ............................................................................

ii

DAFTAR ISI ............................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR .............................................................................

vi

DAFTAR TABEL .........................................................................................

viii

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN .............................................................

1

1.1

Latar Belakang .............................................................

1

1.2

Tujuan Tugas Akhir ......................................................

2

1.3

Batasan Masalah ...........................................................

2

1.4

Metode penelitian

........................................................

2

1.5

Sistematika Penulisan .....................................................

2

LANDASAN TEORI

.....................................................

4

2.1

Pendahuluan .................................................................

4

2.2

Aplikasi sierpinski antena fraktal ...................................

5

2.3

Bentuk sierpinski antena fraktal .....................................

6

2.4

Pencatuan koaksial ........................................................

6

2.5

Parameter antena .............................................................

7

2.5.1

Bandwith ............................................................

8

2.5.2

Impedansi ...........................................................

9

2.5.3

VSWR (Voltage standing wave ratio)................

9

2.5.4

Gain ....................................................................

10

2.5.5

Pola radiasi .........................................................

12

iv


BAB III

BAB IV

ANTENA PRAKTAL ......................................................

15

3.1

Latar Belakang .............................................................

15

3.2

Unsur antena fraktal .......................................................

17

3.3

Geometri fraktal ............................................................

18

3.4

Geometri sierpinski antena fraktal ..................................

18

3.4.1

Generasi geometri sierpinski antena fraktal .......

19

3.5

Gasket Sierpinski Monopol .............................................

21

3.6

Gasket Sierpinski Patch...................................................

23

3.7

Ringkasan ........................................................................

24

ANALISA PERHITUNGAN DAN PENGUKURAN RANCANGAN SIERPINSKI ANTENA FRAKTAL 3D................................................................................... 26 4.1

Analisa antena ................................................................

26

4.1.1

Penentuan bahan dan pembentukan ..................

27

Hasil perhitungan sierpinski antena fraktal 3D ..............

31

4.2.1

Hasil pengukuran sierpinski antena fraktal 3D ..

33

Gambar hasil pembuatan sierpinski antena fraktal 3D ..

35

PENUTUP ...........................................................................

41

5.1

Kesimpulan ..................................................................

41

5.2

Saran................................................................................

42

4.2 4.3

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

..........................................................................

43

LAMPIRAN .............................................................................................

44

v


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh lain antena fraktal ........................................................

5

Gambar 2.2 Bentuk sierpinski antena fraktal 3D interasi 0,1,2 .....................

6

Gambar 2.3 Bentuk sierpinski antena fraktal 3D dengan pencatuan koaksial ....................................................................................

6

Gambar 3.1 Contoh lain antena fraktal ........................................................

18

Gambar 3.2 Pendekatan salin beberapa generasi ..........................................

20

Gambar 3.3 Dekomposisi pendekatan generasi ...........................................

20

Gambar 3.4 Sierpinski gasket antena monopol ............................................

21

Gambar 3.5 Memperkenalkan kopling patch......................................... .....

22

Gambar 3.6 Tahap membuat sierpanski gasket..............................................

25

Gambar 4.1 Contoh gambar dari 3 buah segitiga (1) bila disolder maka akan menjadi segitiga piramida 3D (2)................................. ...

27

Gambar 4.2 Contoh gambar dari 16 buah segitiga (1) menjadi 4 buah bentuk segitiga piramida 3D kecil (2) kemudin disusun mejadi segitiga piramida 3D dari 4 buah disatukan (3)..... ......

28

Gambar 4.3 Contoh gambar dari 64 segitiga kecil (1) menjadi 16 buah bentuk segitiga piramida kecil (2) kemudian disusun menjadi segitiga piramida 3D (3) .......................... ....

29

Gambar 4.4 Pencatuan koaksial pada lempengan kuni gan bidang tanah (a) posisi SMA konektor pada bidang tanah (b) konektor SMA (c)................................................................... .

30

Gambar 4.5 Hasil perhitungan dengan komputer................................... .......

32

Gambar 4.6 Hasil pengukuran dengan alat vector network analyzer.............

34

Gambar 4.7 Layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 0 (a) dan (c) foto gambar dari depan,(b) dan (d) foto gambar dari samping....................................................................................

36

Gambar 4.8 Layout siepinski antena fraktal 3D iterasi 1 (a) dan (c) foto gambar dari depan, (b) foto gambar dari samping..................38

vi


Gambar 4.9 Layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 2 (a) foto gambar dari depan, (b) foto gambar dari samping............ ......

39

Gambar 4.10 Layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 2 foto gambar dari atas (a), foto gambar dari depan........................................

vii

40


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 bahan dasar antena ........................................................................

viii

27


ABSTRAK

Penggunaan fraktal didalam bentuk antena menjadi meningkat dalam belakangan ini. Aplikasi sangat meningkat permintaan untuk multiband atau antena pita lebar. Sementara antena tradisional yang berbeda di gunakan untuk band frekuensi yang berbeda, antena konfigurasi tersebut dapat di operasikan di beberapa pita frekuensi pada suatu waktu. Selanjutya upaya mengabungkan geometri dengan teori elekromagnetik menyebabkan banyak desain

antena

yang

inovatif

dan

dalam tertentu

untuk

pengembangan

sierpinski antena fractal 3D. Hal ini melihat behwa kesamaan sifat dari bentuk fraktal dapat di terjemahkan ke dalam bentuk elektromagnetik dan menghasilkan antena multiband. Namun sejauh ini ide desain yang berbeda hampir kebetulan temuan karateristik beruntung. Hubungan langsung antara karateristik antena dan geometri fraktal yang mendesain bentuk fractal mempunyai sifat dimana dapat membantu pencapaian suatu antena melalui frekuensi elektromagnetik.

ix


BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar belakang Perkembangan

teknologi

komunikasi

berkembang

sangat

pesat

khususnya antena multiband, dalam perkembangan sistem komunikasi antena fraktal adalah antena yang memiliki kinerja multiband frekuensi yang tinggi. Sementara reserch baru-baru ini telah diciptakan sierpinski antena fraktal 2D. Mengembangkan dari reserch terdahulu sierpinski antena fraktal 2D coba dikembangkan kembali menjadi sierpinski antena fraktal 3D, meski bentuk segitiga yang sama dengan sierpinski antena fraktal 2D pembuatan sierpinski antena fraktal 3D mengikuti aturan yang serupa dengan sierpinski 2D. Pembuatan piramida berdasarkan persegi bukan segitiga, bentuk segitiga yang sama mempunyai karakteristik multiband pada antena fraktal sierpinski. Pada struktur fraktal juga mempunyai karakteristik elektromagnerik. untuk mendapat hasil arus, bisa dengan mengamati kerapatan arus pada permukaan fraktal. Selain itu, dengan bantuan kerapatan arus tersebut akan terlihat bahwa pada struktur fraktal terdapat karakteristik yang mirip dengan frekuensi. Agar antena bekerja dengan baik disemua frekuansi harus memiliki tampilan dasar yang sama artinya harus fraktal dan simetris.

1


1.2

Tujuan tugas akhir Tujuan tugas akhir ini adalah merancang sierpinski antena fractal 3D

menggunakan simulasi komputer dengan bantuan perangkat lunak dan pengukuran.

1.3

Batasan masalah Untuk memfokuskan permasalahan dan menghindari salah pengertian

perancangan, maka kajian permasalahan akan diberikan batasan-batasan : Membahas analisa dan hasil perhitungan serta hasil pengukuran antena dalam kaitanya dengan merancang atau mendesain antena dengan bantuan perangkat lunak

1.4

Metode penelitian

Metode penelitian yang dilakukan dalam penulisan ini adalah : 1.

Studi literaur

2.

Perancangan

sierpinski

antena

fraktal

3D

dengan

menggunakan

bantuan komputer 3.

Pembuatan sierpinski antena fraktal 3D

4.

Pengukuran antena hasil rancangan

5.

Penulisan laporan

1.5

Sistematika Penulisan

Secara umum sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

Bab I

Pendahuluan Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penelitian, perumusan masalah, Pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.

2


Bab II

Landasan Teori Bab ini berisi tentang konsep dasar antena dan difokuskan pada parameter-parameter antena secara umum.

Bab III

Antena fraktal Bab ini berisi tentang latar belakang antena, geometri antena, generasi antena, dan contoh-contoh antena gasket.

Bab IV

Analisa dan pengukuran hasil perancangan Bab ini berisi tentang gambaran dan penjelasan mengenai hasil simulasi komputer dan desain dari sierpinski antena fraktal 3D serta hasil pengukuran.

Bab V

Kesimpulan dan Saran Berisi tentang kesimpulan dan saran bahasan permasalahan dari tugas akhir ini.

3


BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Pendahuluan Perkembangan dari sierpinski antena fraktal timbul dari ide untuk

memanfaatkan teknologi printed-circuit jadi dalam produksi yang banyak dapat dicapai dengan harga yang murah. Contoh macam-macam antena fractal seperti yang di tunjukan pada gambar 2.1 dimana sebuah bentuk peradiasi

dicetak

diatas

sebuah

bahan

dasar.

Bentuk

dari

dasarnya

bermacam-macam. Dalam praktek bentuk lingkaran, segitiga, dan cincin merupakan bentuk umum yang digunakan. Untuk mengarahkan energi elektromagnetik

dari

sumber

ke daerah

bawah.

Bentuk

dan

pecatuan

berkaitan dengan polaritas, pola pancar, impedansi serta karakteristikkarakteristik antena yang akan dirancang.

4


sierpinski karpet

sierpinski gasket

koch fraktal loop

Gambar 2.1 contoh lain antena fraktal

2.2

Aplikasi sierpinski antena fraktal Sierpinski antena fraktal memiliki beberapa keuntungan di bandingkan

dengan antena microwave convensional dan oleh karena itu aplikasi dapat bekerja pada frekuensi dengan range dari 100 GHz. Beberapa keuntungan dari sierpinski antena fraktal dibandingkan antena microwave convencional adalah : •

Berat yang ringan, volume yang kecil dan konfigurasi yang tipis

•

Biaya fabrikasi yang murah, Sangat cocok diproduksi

•

Polarisasi linier dan circular adalah yang mungkin dengan feed

•

Dapat dengan mudah digabungkan dengan microwave integrated circuits

•

Feed line dan matching network dapat difabrikasikan

Bagaimanapun, sierpinski antena fraktal juga memiliki batas dibandingkan antena microwave convensional, yaitu : •

Bandwidth yang kecil

•

Gain agak kecil Sierpinski antena fraktal memiliki bandwith yang sempit, yang mana

adalah batasan faktor utama untuk aplikasi yang terbesar luas dari antena ini, meningkatkan bandwith dari sierpinski antena fraktal ini adalah tujuan utama dari penelitian ini.

5


2.3

Bentuk sierpinski antena fraktal Diantara berbagai bentuk dimensi dari sierpinski antena fractal, dapat

berupa segitiga, lingkaran, cincin telah banyak diteliti secara luas dan mendalam deari dimensi yang simpel dan yang umum digunakan adalah bentuk segitiga yang akan menjadi subjek penelitian. Bentuk geometri dari antena dengan pencatuan koaksial seperti ditunjukan pada gambar 2.1.

(1) 0 iteration

(2) 1 iteration

(3) 2 iteratoin

Gambar 2.2 bentuk sierpinski antena fractal 3D (1) iterasi 0 (2) iterasi 1 (3) iterasi 2

2.4

Pencatuan koaksial Cara pencatuan yang akan digunakan pada sierpinski antena fraktal

ini dengan cara pencatuan koaksial yang disusun tegak lurus (gambar 2.3) inti konduktor pusat dari koaksial memanjang melewati bahan dielektrikum dan dihubungkan. Impedansi masukan tergantung pada posisi dari titik catu sehingga dapat dicocokan dengan titik catu secara tepat.

Gambar 2.3 Bentuk sierpinski antena fraktal 3D dengan pecatuan koaksial

6


Didalam struktur ini sistem pencatuan ditempatkan pada kedua sisi dari bidang tanah (ground plane) dan dipisahkan serta dilindungi satu sama lain. Bahan dielektrikum dapat dipilih untuk mengoptimalkan radiasi, pada satu sisi dan pencatuan pada sisi yang lain. Kebanyakan

pengembangan

secara

teoritis

mempertimbangkan

pencatuan koaksial dan model yang telah dikembangkan untuk karakteristik arus secara tepat. Radiasi sebenarnya dari pencatuan koaksial adalah kecil dan dapat diabaikan, akan tetapi akan penting dengan substrate yang tebal. Bagaimanapun pencatuan koaksial lebih sulit direalisasikan dalam prakteknya karena ludang pada bahan kuningan harus dilubangi dengan bor. Operasi-operasi ini secara umum harus dikerjakan secara hati-hati, karena konduktor harus melewati lubang dan disolder. Ini adalah operasi yang sangat membutuhkan penanganan serius dari mekanik-mekanik kontrol yang berpengalaman untuk melubangi agar tidak terjadi kesalahan pengeboran dan diameter lubang. Keuntungan dari pencatuan koaksial karakteristik impedansi yang diinginkan dapat diperoleh dilokasi yang tepat pada konduktor antena. Kelemahan

dari

pencatuan

koaksial

adalah

strukturnya

menjadi

titik

seimbang dan menjadi sulit untuk dibuat. Kelemahan ini dapat dihindari dengan pacatuan saluran. Akan tetapi teknik ini memiliki kelemahan karena saluran tersebut menghasilkan radiasi dan bersifat kurang fraksibel dalam menentukan impedansi.

2.5

Parameter antena Parameter

antena

merupakan

suatu

hal

yang

penting

dalam

merancang sebuah antena dikarenakan parameter antena sebagai tolak ukur performasi antena tersebut. Dalam

perancangan

suatu

antena

beberapa

diperhatikan adalah •

Bentuk dan arah radiasi yang diinginkan

•

Polariasi yang dimiliki

7

hal

yang

harus


•

Frekuensi kerja

•

Lebar band ( band width ) dan

•

Impedansi input yang dimiliki

2.5.1 Band width Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancaran atau penerimaan selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus bekerja secara efisien agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Pengertian harus bekerja secara efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena

harus

pada

frekuensi

tersebut

benar-benar

belum

mengalami

perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang direncanakan serta VSWR yang dihasilkan masih belum keluar dari batas yang diizinkan. Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth.

BW = Bandwidth

f 2 − f1 f0

(2.1)

yang dinyatakan

dalam

prosen seperti ini

biasanya

digunakan untuk menyatakan bandwidth antena-antena yang memiliki band sempit. Sedangkan untuk band yang lebar biasanya digunakan definisi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah.

BW = Suatu

antena

f2 f1

(2.2)

digolongkan

sebagai

antena

broad band

apabila

impedansi dan pola radiasi dari antena itu tidak mengalami perubahan yang berarti untuk ƒ2 / ƒ1 >1. batasan yang digunakan untuk mendapatkan ƒ2 dan ƒ1 adalah ditentukan oleh harga VSWR = 1.

8


2.5.2 Impedansi Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Impedansi antena terdiri dari bagian riil dan imajiner yang dapat dinyatakan dengan :

in

Resistansi

= Rin + j Xin

(2.3)

input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat

terdisipasi melalui dua cara yaitu karena panas dan struktur antena yang berkaitan dengan perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali teradiasi. Reaktansi input (Xin) menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat dari antena. Disipasi daya rata-rata pada antena dapat dinyatakan sebagai berikut :

Pin = ½ R | Im | ²

(2.4)

dimana : Im : arus pada terminal input 2.5.3 VSWR ( Voltage standing wave ratio ) Voltage standing wave ratio ( VSWR ) adalah kemampuan suatu antena untuk bekerja pada frekuensi yang diingikan. Pengukuran VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena tersebut. Perbandigan level tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang datang menuju beban (V+) ke sumbernya lazim disebut koefisien pantul atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol “ “

=

(2.5)

9


Hubungan koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran (Z) dan impedansi beban / antena (Z1) dapat ditulis :

=

(2.6)

Harga koefisian refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa pantulan / match) sampai 1, yang berarti siyal yang dapat kebeban seluruhnya dipantulkan kembali disumber semula. Maka untuk pengukuran voltage standing ratio (VSWR), dinyatakan sebagai berikut :

VSWR =

(2.7)

Besarnya VSWR yang ideal adalah 1, yang berarti semua daya yang diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima. Semakin besar nilai VSWR menunjukan daya yang dipantulkan juga semakin besar dan semakin tidak match. Dalam prakteknya VSWR harus bernilai lebih kecil dari 2 (dua).

2.5.4 Gain Gain adalah penguat atau kemampuan pada antena yang berhubungan dengan

directivity dan

didefinisikan sebagai 4

efisiensi antena. Power

gain (atau

gain

saja)

kali rasio dari intensitas pada suatu arah dengan

daya yang diterima antena, dinyatakan dengan :

G(

)=4

(2.8)

Definisi ini tidak termasuk losses yang disebabkan oleh ketidak sesuaian

impedansi

( impedance miss match )

atau

polarisasi.

Harga

maksimum dari gainadalah harga maksimum dari intansitas radiasi atau harga maksimum dari persamaan (2.8), sehingga dapat dinyataka kembali :

10


G=4

(2.9)

Jadi gain dapat dinyatakan sebagai fungsi dari

dan Ø, dan juga

dapat dinyatakan sebagai suatu harga pada suatu arah tertentu. Jika tidak ada arah yang ditentukan dan harga power gain tidak dinyatakan sebagai suatu fungsi dari

dan Ø, diasumsikam sebagai gain maksimum. Direksitas

dapat ditulis sebagai berikut :

D=

(2.10 )

Direksitas dapat menyatakan gain suatu antena jika seluruh daya input menjadi daya radiasi. Dan hal ini tidak mungkin terjadi karena adanya losses pada daya input. Bagian daya input (Pin) yang tidak muncul sebagai daya radiasi diserap oleh antena dan struktur yang dekat denganya. Hal tersebut menimbulkan suatu definisi baru, yaitu disebut dengan efisiensi radiasi, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

e=

(2.12)

Dengan bahwa harga e diantara nol dan satu ( 0 < e < 1 ) atau ( 0 < e < 100 % ) Sehingga gain maksimum suatu antena sama dengan directivitas dikalikan dengan efisiensi dari antena, dapat dinyatakan sebagai berikut :

G = e D

(2.13)

11


2.5.5 Pola Radiasi Pola radiasi (radiation pattern) suatu antena adalah peryataan grafis yang menggambarkan sifat radiasi suatu antena pada medan jauh sebagai fungsi arah. Pola radiasi dapat disebut sebagai pola medan (field pattern) apabila yang digambarkan kuat medan dan disebut pola daya (power pattern) apabila yang digambarkan poynting vektor. Untuk dapat menggambarkan pola radiasi ini, terlebih dahulu harus ditemukan potensial. Dalam koordinat bola, medan listrik E dan medan magnet H telah diketahui, keduanya memiliki mempunyai komponen vektor

dan Ø sedangkan poynting

vektornya dalam koordinat ini hanya mempunyai componen radial saja. Besarnya komponen radial dari poynting vektor adalah :

Pr =

1

2Ε

2

(2.14)

η

dengan : |E|

=

E0² + E0² (resultan dari magnitude Medan listrik)

E

:

komponen medan listrik

EØ

:

komponen medan lisrtik Ø

:

impedansi instrinsik ruang bebas ( 377

)

Untuk menyatakan pola radiasi secara grafis, pola tersebut dapat digambarkan dalam betuk absolut atau dalam bentuk relatif, maksud bentuk relatif adalah bentuk pola yang sudah dinormalisasikan yaitu setiap harga dari pola radiasi tersebut telah dibandingkan dengan harga maksimum sehingga pola radiasi medan apabila dinyatakan pola yang ternormalisasikan akan mempunyai bentuk :

F (θ .φ ) =

P (θ ,φ ) E (θ ,φ ) max

12

(2.15)


Karena poynting vektor hanya mempunyai komponen radiasi yang sebenarnya berbanding lurus dengan kuadrat magnitudo kuat medannya, maka untuk pola daya apabila dinyatakan dalam pola ternormalisasi, tidak lain sama dengan kuadrat dari pola medan yang sudah dinormalisasikan itu.

P (θ ,φ ) =

F (θ ,φ )

2

(2.16)

Sering kali juga pola radiasi digambarkan dengan desibel ( dB ) intensitas medan dalam desibel didefinisikan sebagai :

F (θ ,φ ) dB = 20 log F (θ ,φ ) ( dB )

(2.17)

Sedangkan untuk pola dayanya didalam desibel adalah :

P (θ ,φ ) dB = 10 log P (θ ,φ ) = 20 log F (θ ,φ )

(2.18)

Jadi didalam desibel, pola sama dengan pola medannya. Semua pola radiasi yang dibicarakan diatas adalah untuk kondisi medan jauh sedangkan pengukuran polarisasi, faktor jarak adalah faktor yang amat penting guna memperoleh hasil pengukuran yang baik dan teliti, semakin jauh jarak pengukuran pola radiasi yang digunakan tentu semakin baik hasil yang akan diperoleh, namun untuk melakukan pengukuran pola radiasi pada jarak yang benar-benar tak terhingga adalah suatu hal yang tak mungkin. Untuk keperluan pengukuran ini, ada suatu daerah dimana medan yang oleh antena sudah dapat dianggap sebagai tempat medan jauh apabila jarak antara sumber radiasi dengan antena yang diukur memenuhi ketentuan berikut :

13


r >

2D 2

λ

r >> D dan r >> dimana : r

= jarak pengukuran

D

= dimensi antena yang terpanjang = panjang gelombang yang dipancarkan sumber

/2 (diperoleh) /4

(monopole)

14

(2.19)


BAB III ANTENA FRAKTAL 3.1

Latar Belakang Dalam sistem komunikasi nirkabel modern dan peningkatan lainnya

aplikasi nirkabel, bandwidth yang lebih luas, antena profil multiband dan rendah banyak dicari untuk aplikasi baik komersial dan militer. Antena ini telah memulai penelitian diberbagai arah, salah satunya adalah dengan menggunakan antena berbentuk elemen fraktal. Secara tradisional, antena masing-masing beroperasi pada band frekuensi tunggal atau ganda, dimana antena yang berbeda dibutuhkan untuk aplikasi yang berbeda. Antena berbentuk fraktal telah terbukti memiliki beberapa unik karakteristik yang terkait dengan sifat geometri fraktal. Fraktal pertama kali didefinisikan oleh Benoit Mandelbrot [1975 14] sebagai suatu cara untuk mengklasifikasikan struktur yang dimensi bukan bilangan bulat. geometri fraktal memiliki fitur geometris unik terjadi dialam. Hal ini dapat digunakan untuk menggambarkan cabang pohon dan daun tanaman, daerah kasar, dan contoh lebih banyak dialam. Fraktal telah diterapkan diberbagai bidang seperti kompresi gambar, analisis ketinggian tinggi fenomena kilat, dan studi cepat yang berlaku untuk menciptakan jenis baru dari antena.

15


Alam melakukan segala sesuatu untuk membuat sistem seimbang evolusi paling lengkap. Fraktal adalah bentuk-bentuk geometris yang dapat ditemukan dialam, yang diperoleh setelah jutaan tahun evolusi, seleksi dan optimasi istilah ini fraktal pertama kali disebutkan oleh

matematikawan

Perancis BB Mandelbrot selama 1970 setelah pada beberapa penelitiannya alami tidak teratur dan terfragmentasi geometri tidak terkandung dalam alam geometri Euclidian konvensional. Geometri ini umumnya dibuang sebagai tak berbentuk, tapi Mandelbrot menemukan bahwa fitur khusus tertentu dapat dikaitkan dengan mereka. Mandelbrot

fraktal

didefinisikan

dalam

beberapa

cara.

Hal

ini

tergantung pada definisi mereka dimensi. fraktal adalah menetapkan dimana dimensi Haussdorff Besicovich ketat melebihi dimensi topologinya. Setiap set memiliki dimensi non-integer adalah fraktal tetapi dapat memiliki dimensi integer. Fraktal didefinisikan oleh satu set bahwa fraktal seperti :

•

Fraktal memiliki struktur halus dengan rincian sewenang-wenang skala kecil.

•

Fraktal

terlalu

tidak

teratur

untuk

digambarkan

oleh

geometri

tradisional.

•

Fraktal memiliki beberapa bentuk kesamaan diri

•

Fraktal dapat digambarkan dengan cara sederhana, rekursif

•

Dimensi dari Fraktal lebih besar dari pada dimensi topologinya. Dimensi geometri dapat didefinisikan dalam beberapa cara, beberapa

contoh topologi dimensi, dimensi Euclidean, dimensi diri-kesamaan, dan Haussdorf dimensi. Yang paling mudah untuk memahami definisi dimensi kesamaan diri. Sebuah objek dikatakan sama diri jika terlihat hampir sama pada setiap skala. Estimasi panjang, L objek, sama panjang penguasa, r , dikalikan dengan suatu angka, N, aturan tersebut diperlukan untuk menutupi ukuran objek. Misalnya jika ada n salinan geometri asli diperkecil oleh fraksi f, kesamaan D dimensi didefinisikan sebagai :

16


D=

log N log r

(3.1)

Dimensi tidak perlu integer seperti dalam geometri Euclid tetapi dapat menjadi fraksi seperti fraktal geometri dan dikenal sebagai dimensi Hausdorff. Ini telah terbukti berguna dalam menggambarkan obyek alam dan objek khusus yang dapat digunakan sebagai fraktal antena.

3.2

Unsur antena fraktal Ada banyak keuntungan ketika kita diterapkan ini daya alam (fraktal)

untuk mengembangkan antena berbagai elemen. Dengan menerapkan fraktal dengan elemen antena :

•

Kita bisa membuat ukuran antena lebih kecil.

•

Mencapai resonansi frekuensi yang multiband.

•

Dapat dioptimalkan untuk keuntungan.

•

Mencapai band frekuensi pita lebar.

Kebanyakan fraktal dan kompleksitas yang tak terbatas detail yang dapat digunakan untuk mengurangi antenna ukuran dan mengembangkan antena profil rendah. Untuk fraktal yang paling, kesamaan konsep diri dapat gelombang frekuensi yang mencapai beberapa karena berbagai bagian antena tersebut adalah sama dengan satu sama lain pada skala yang berbeda. Kombinasi yang tak terbatas kompleksitas dan detail dan diri kesamaan memungkinkan

untuk

desain

antena

wideband.

17

dengan

pertunjukan

yang

sangat


3.3

Geometri fraktal Ada banyak geometri fractal yang telah ditemukan akan berguna

dalam mengembangkan desain baru dan inovatif untuk antena. Gambar 3.1 menunjukkan beberapa unik geometri.

Sierpinski karpet

himpunan karton

Kurva koch

Sierpinski gasket

Gambar 3.1 Contoh lain antena fraktal.

3.4

Geometri sierpinski antena fraktal Geometri sierpinski antena fraktal adalah geometri fraktal yang paling

banyak dipelajari untuk antena aplikasi. sierpinski antena fraktal telah diselidiki secara ekstensif untuk konfigurasi antena monopol dan dipole. Distribusi serupa pada diri antena ini diharapkan dapat menimbulkan multiband yang karakteristik. Telah ditemukan bahwa dengan geometri sifat multi-band antena tersebut dapat dikontrol. Variasi dari sudut suar geometri ini juga telah dieksplorasi untuk mengubah karakteristik band antena. Antena menggunakan geometri ini memiliki kinerja mereka terkait erat

18


dengan antena kupu-kupu konvensional. Namun beberapa perbedaan kecil dapat diperhatikan dalam karakteristik kinerja mereka. Telah ditemukan bahwa sifat multiband dari antena tersebut dapat diubah menjadi wideband karakteristik dengan menggunakan substrat konstanta dielektrik yang sangat tinggi dan cocok menyerap bahan.

3.4.1 Generasi Generasi

geometri sierpinski antena fraktal geometri

sierpinski

antena

fraktal

dijelaskan

dengan

menggunakan. Meskipun geometri yang disajikan disini terdiri dari segitiga sama sisi, deskripsi disini berlaku untuk setiap geometri segitiga. Penjelasan generasi yang berada didua cara :

•

Pendekatan beberapa salinan

•

Pendekatan dekomposisi Untuk yang pertama, seseorang mulai dengan segitiga kecil. Dua

lebih salinan segitiga ini (Ukuran sama) yang dihasilkan dan melekat pada segitiga asli. Proses ini dapat n dilakukan beberapa kali, n menjadi urutan iterasi fraktal. Dalam dekomposisi pendekatan, satu dimulai dengan sebuah segitiga yang besar meliputi seluruh geometri. Pada titik-titik tengah sisi bergabung bersama, dan sebuah ruang kosong ditengah dibuat proses ini membagi segitiga asli untuk tiga skala bawah (setengah ukuran) versi segitiga yang lebih besar. Proses pembelahan yang sama dapat dilakukan pada masing-masing salinan. Setelah divisi tersebut,

geometri

yang

ditunjukkan

pada

gambar

adalah

diperoleh

transformasi Affine, dari transformasi kesamaan yang membentuk sub-kelas yang nyaman, karakteristik penting geometri fraktal ini melibatkan scaling, rotasi

dan

translasi. Transformasi

ini

dapat

dinyatakan

dalam

bentuk

matematis sebagai :

(3.2)

19


r dan s adalah faktor skala dan

sesuai dengan sudut rotasi

x0 dan y0 adalah terjemahan terlibat dalam transformasi Jika

r

dan

s

keduanya

pengurangan

(r, s <1)

atau

keduanya

perbesaran (r, s> 1), transformasi affine diri. Jika r = s dan

=

,

transformasi telah self-sama. Pertama generasi 'ketat sama diri sendiri' sierpinski antena fraktal dianggap. Dimulai dengan sisi segitiga sama sisi satuan panjang yang terlibat transformasi untuk mendapatkan berikutnya iterasi geometri. Salin Beberapa Pendekatan

Gambar 3.2 Pendekatan salin Beberapa generasi. Pendekatan Dekomposisi

Gambar 3.3 Dekomposisi pendekatan generasi.

20


3.5

Gasket Sierpinski Monopole Desain antena kebanyakan frekuensi sangat tergantung mana ukuran

antena relatif terhadap panjang gelombang operasi.

Carles Puente pertama

menggambarkan perilaku multiband dari gasket sierpinski monopol geometri. Perilaku seperti ini didasarkan pada sifat diri kesamaan bentuk fraktal antena, yang membuka jalan alternatif untuk merancang multiband baru dan frekuensi antena independen (FIA).

Bidang tanah Gambar 3.4 Sierpinski gasket antena monopol. Faktor skala akan menentukan tinggi dari masing-masing sub gasket dan diberikan oleh :

δ=

hn hn +1

21

(3.3)


Gambar 3.4 menunjukkan iterasi ketiga dari gasket Sierpinski fraktal. Yang tinggi dari setiap sub-gasket akan ditentukan frekuensi resonansi antena. Ini berarti kita akan mendapatkan 4 band yang berbeda karena dari 4 tinggi yang berbeda sub-gasket. Dengan mengubah faktor skala kita akan mendapatkan tinggi yang berbeda dari masing-masing sub-gasket, sehingga band frekuensi yang berbeda. Jadi untuk menentukan antena monopol Sierpinski gasket, yang disederhanakan diberikan oleh persamaan :

(3.4) Dimana c

kecepatan cahaya

h

ketinggian monopol

α

suar sudut

δ

factor skala

n

nomor band

k

0.152

Sudut suar adalah sudut dalam segitiga. Dalam proyek ini adalah sudut suar dipilih untuk menjadi 60o sebagai titik awal. K konstan seperti yang diberikan dalam sebagai 0,15, tergantung pada jenis dan ketebalan substrat dielektrik digunakan. Hal ini hanya digunakan sebagai tebakan pertama untuk ini proyek dan parameter akhir sepenuhnya dikonfirmasi melalui simulasi.

22


3.6

Gaeket Sierpinski Patch Sebuah antena segitiga sama sisi patch dapat dirancang dengan

mengikuti prosedur yang mengasumsikan bahwa informasi yang ditentukan termasuk konstanta dielektrik substrat, frekuensi operasi, ketinggian substrat

•

Tentukan : r, untuk (1,8 GHz), h

•

Panjang sisi segitiga sama sisi, adalah ditentukan (tergantung untuk)

•

Tentukan lokasi makan.

•

Mulai fraktal dari iterasi 1 sampai 3. Faktor skala = 2, suar sudut = 60o

Kopling patch

Gambar 3.5 Memperkenalkan kopling patch

Bila

iterasi

lebih

tinggi

dilakukan

untuk

antena

patch

gasket

sierpinski, struktur tidak memancarkan efektif. Untuk mengatasi masalah ini sebagai sarankan oleh, patch kopling adalah diperkenalkan antara dua segitiga terisolasi untuk memberikan resistansi rendah untuk melakukan jalan arus yang berusaha menembus kedalam ramuan atas struktur. Ukuran patch kopling tergantung pada segitiga yang terhubung.

23


3.7

Ringkasan Konsep fraktal dapat dilihat terjadi dialam. Hal ini diartikan sebagai

ditetapkan untuk yang dimensi Haussdorf Besicovich ketat melebihi dimensi topologinya.

Selain

itu,

dimensi

geometri

dapat

didefinisikan

melalui

dimensi Euclideaan, diri-kesamaan dimensi, dan dimensi Haussdorf. Melalui implementasi ini fenomena alam dalam desain antena, suatu kelas baru jangka antena sebagai antena fraktal dapat menjadi desain untuk mencapai yang lebih kecil, frekuensi resonansi beberapa tanpa menurunkan antena properti. Diantara antena geometri fraktal yang ditemukan adalah Sierpinski karpet, penyanyi set, kurva Koch, Koch dan loop kurva fraktal Hilbert. The Sierpinski gasket geometri khususnya, dapat digambarkan sebagai iterasi beberapa antena sama sisi tergantung pada faktor skala. Bab ini telah ditunjukkan

dalam

metodologi

desain

detail

memanfaatkan

membangun baik monopol dan patch Sierpinski gasket.

24

untuk


3.6 Tahap membuat sierpinski gasket

25


BAB IV ANALISA PERHITUNGAN DAN PENGUKURAN HASIL RANCANGAN SIERPINSKI ANTENA FRAKTAL 3D 4.1

Analisa antena Bab

ini

menjelaskan

tentang

analisa

antena

dari

awal

proses

pembuatan antena sampai hasil pengukuran, perhitungan dan bentuk sinyal yang dihasilkan

sierpinski antenna fractal 3D. Pada analisa ini akan

digabungkan bentuk pembuatan piramida berdasarkan persegi bukan segitiga, bentuk segitiga yang sama mempunyai karakteristik multiband pada antena fractal sierpinski 3D. untuk menghasilkan bentuk antena, frekuensi yang diingikan harus memiliki tampilan yang sama artinya harus fractal dan simetris. Dalam analisa perancangan ini saya menggunakan teknik pencatuan koaksial. Dikarenakan bentuk antena yang harus simetris dan selain itu, dengan mengukur kerapatan arus akan terlihat bahwa pada struktur fraktal terdapat karakteristik frekuensi. Untuk karakteristik frekuensi mempunyai struktur awal yang artinya struktur fraktal yang terdiri dari bentuk-bentuk yang serupa tetapi dalam ukuran yang berbeda-beda.

26


4.1.1

Penentuan Bahan Dasar dan Pembentukan Perancangan

dimulai

dengan

menentukan

analisa

perhitungan

selanjutnya ukuran antena agar dapat bekerja dengan baik dan sesuai. Kemudian melakukan pemilihan bahan dasar yang akan digunakan beserta parameter-parameter. Bahan dasar yang digunakan sebagai berikut :

Lempengan kuningan

ukuran 0,5 mm dan 1mm

Konektor tipe SMA

3 buah

Tabel 4.1 bahan dasar antena

Untuk yang pertama dimulai dengan bentuk segitiga yang sudah dipotong dari lempengan kuningan menjadi 3 buah bentuk segitiga sama sisi ukuran 10 cm pada tiap sisinya. Kemudian 3 buah segitiga itu disatukan dengan menggunakan solder dan timah maka akan menjadi seperti berikut :

(1) (2) Gambar 4.1. contoh gambar dari 3 buah bentuk segitiga (1) bila sudah disolder maka akan menjadi segitiga piramida 3D (2)

27


Untuk

yang kedua

bentuk

segitiga

yang

sudah

dipotong dari

lempengan kuningan menjadi 16 bentuk segitiga sama sisi dengan ukuran 5 cm ½ dari ukuran sebelumnya. Dari 16 potongan segitiga yang akan dibuat menjadi 4 buah segitiga dengan menggunakan solder, yang kemudian akan disusun dibentuk piramida dengan solder, maka akan menjadi segitiga piramida yang tampak sama bentuk seperti sebelumnya dengan ukuran 10 cm. Contoh gambar sebagai berikut :

(1)

(2)

(3)

Gambar 4.2. contoh gambar dari 16 buah bentuk segitiga (1) menjadi 4 buah bentuk segitiga piramida kecil (2) kemudian disusun menjadi segitiga piramida 3D dari 4 buah disatukan (3). Selanjutnya, tahap berikutnya bentuk segitiga yang sudah dipotong dari lempengan kuningan menjadi 64 bentuk segitiga sama sisi dengan ukuran 2,5 cm ½ dari ukuran sebelumnya. Dari 64 potongan segitiga kecilkecil yang akan dibuat menjadi 16 bentuk segitiga kecil-kecil dengan menyambungkan dengan menggunakan solder. Kemudian segitiga yang kecilkecil akan disusun membentuk piramida sama seperti bentuk sebelumnya dengan ukuran 10 cm. Contoh gambar sebagai berikut :

28


(1)

(2)

(3)

Gambar 4.3. contoh gambar dari 64 segitiga kecil (1) menjadi 16 buah bentuk segitiga piramida kecil (2) kemudian disusun menjadi segitiga piramida 3D (3)

Setelah jadi pembuatan sierpinski antena fraktal 3D berbentuk piramida, tahap selanjutnya yaitu pembuatan lempengan kuningan dengan ukuran 20 x 20 sebanyak 3 buah. Kegunaan lempengan ini adalah untuk alas dari segitiga piramida 3D dan untuk penempatan konektor tipe SMA pada lempengan kuningan. Sebelum memasang segitiga piramida 3D ke konektor, terlebih dahulu lempengan kuningan akan dilubangi dengan bor. Operasioperasi ini secara umum harus dikerjakan secara hati-hati, karena konduktor pada konektor harus melewati lubang dan disolder. Ini adalah operasi yang sangat membutuhkan penanganan serius dari mekanik-mekanik kontrol yang berpengalaman dibidangnya untuk melubangi agar tidak terjadi kesalahan pengeboran dan pada diameter lubang.

29


20 cm

Lempengan kuningan

posisi konektor

20 cm (a)

SMA Konektor

tebal lempengan 1mm

(b)

(c)

Gambar 4.4. Pencatuan koaksial pada lempengan kuningan bidang tanah (a) posisi SMA konektor bidang tanah (b) konektor SMA (c).

30


4.2

Hasil Perhitungan sierpinski antena fraktal 3D Hasil

perhitungan

yang

telah

dilakukan,

dengan

menggunakan

komputer telah mendapatkan hasil yang maksimal. Hasil perhitungan dari iterasi 0, 1, 2 mendapatkan hasil yang hampir sesuai dengan pengukuran. Dari hasil yang didapat dari perhitungan sierpinski antena fraktal 3D adalah iterasi 0 ada 3 frekuensi yang didapat pada garis biru yaitu pertama pada frekuensi 0.5 Ghz faktor refleksinya pada (-12,13 dB), kedua pada frekuensi 2 Ghz faktor refleksi pada (-6 dB), ketiga pada frekuensi 3,5 Ghz faktor refleksi (-4,9 dB). Kemudian pada iterasi 1 ada 3 frekuensi yang didapat pada garis hijau yaitu pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-12,1 dB), kedua pada frekuensi 2,1 Ghz faktor refleksi (-8 dB), ketiga pada frekuensi 3,8 Ghz faktor refleksi (-6,3 dB). Selanjutnya pada iterasi 2 ada 3 frekuensi pada garis merah yaitu pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-12 dB), kedua frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-6,9 dB), ketiga pada frekunsi 3,8 Ghz faktor reflesi (-6,9 dB). Hasil perhitungan didapat 3 frekuensi dari iterasi 0 sampai itersi 2, maka

dapat

disimpulkan

bahwa

frekuensi

yang

didapat

semua

bisa

digunakan untuk faktor karakteristik multiband, karena faktor refleksi semakin bentuk sinyal kebawah semakin bagus.

31


reflection factor [dB]

0

iteration 0 iteration 1 iteration 2

-2 -4 -6 -8 4.2.1 Hasil Pengukuran sierpinski antena 3d

-10 -12

-14 0

1

2

3

frequency [GHz]

4

5

Gambar 4.5. Hasil perhitungan dengan komputer.

32

6


4.2.1

Hasil Pengukuran sierpinski antena fraktal 3D Hasil pengukuran telah dilakukan dibantu dengan menggunakan alat

vector network analyzer telah mendapatkan hasil yang maksimal. Hasil pengukuran dari iterasi 0, 1, 2 mendapatkan hasil yang hampir sesuai dengan perhitungan. Hasil pengukuran tidak selalu harus sama dengan perhitungan dikarenakan ada faktor-faktor yang kurang. Hasil yang didapat dari pengukuran sierpinski antena fraktal 3D adalah iterasi 0 ada 3 frekuensi pada garis biru yaitu pertama frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-4,5 dB), kedua frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-10,5 dB), ketiga frekuensi 3,4 Ghz faktor refleksi (-6,5 dB). Iterasi 1 ada 3 frekuensi pada garis hijau yaitu pertama frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (4,5 dB), kedua frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-20 dB), ketiga frekuensi 3,5 Ghz faktor refleksi (-6,5 dB). Iterasi 2 ada 3 frekuensi pada garis merah yaitu pertama frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-4,5 dB), kedua frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-14,9 dB), ketiga frekuensi 3,8 Ghz faktor refleksi (-8,8 dB). Hasil pengukuran dengan alat vector network analyzer dari iterasi 0 sampai iterasi 2 frekuensi yang dihasilkan tidak selalu harus sama dengan perhitungan karena ada faktor yang bisa mempengaruhi frekuensi yaitu dalam penyolderan, ada hasil kurang rapih dari penyolderan tebal atau tipis hasil penyolderan bisa berpengaruh pada hasil sinyal frekuensi.

33


0

iteration 0 iteration 1 iteration 2

fa k to r re fle k s i [d B ]

-2 -4 -6 -8

-10 -12 -14 -16 -18 -20 0

1

2

3 Frekuensi [GHz]

4

5

Gambar 4.6. Hasil pengukuran dengan alat vector network analyzer.

34

6


4.3

Gambar hasil pembuatan sierpinski antena fraktal 3D

Sierpinski antena fraktal 3D iterasi 0.

(a)

(b)

35


(c)

(d) Gambar 4.7. layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 0 (a) dan (c) foto gambar dari depan, (b) dan (d) foto gambar dari samping.

36



(a)

(b)

37


(c)

Gambar 4.8. layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 1 (a) dan (c) foto gambar dari depan, (b) foto gambar dari samping.

38



(a)

(b) Gambar 4.9. layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 2 (a) foto gambar dari depan, (b) foto gambar dari samping.

39


(c)

(d) Gambar 4.10. layout sierpinski antena fraktal 3D iterasi 2 foto gambar dari atas, (d) gambar depan (c).

40


BAB V PENUTUP 5.1

Kesimpulan Hasil perhitungan dengan komputer dan pengukuran dengan alat

vektor network anakyzer didapat 3 frekuensi dari masing-masing perhitungan dan pengukuran sierpinski antena fraktal 3D dari iterasi 0 sampai iterasi 2. Hasil perhitungan dari iterasi 0 pada garis biru, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-12,13 dB), kedua pada frekuansi 2 Ghz faktor refleksi (-6 dB), ketiga pada frekuensi 3,5 Ghz faktor refleksi (-4,9 dB). Hasil pengukuran iterasi 0, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-4,5 dB), kedua pada frekuansi 2 Ghz faktor refleksi (-10,5 dB), ketiga pada frekuensi 3,4 Ghz faktor refleksi (-6,5 dB). Kemudian hasil perhitungan iterasi 1 pada garis hijau, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-12,1 dB), kedua pada frekuensi 2,1 Ghz faktor refleksi (-8 dB),

ketiga

pada

frekuensi

3,8 Ghz

faktor

refleksi

(-6,3 dB).

Hasil

pengukuran iterasi 1, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-4,5 dB), kedua pada frekuensi 2 Ghz faktor refleksi -20 dB), ketiga pada frekuensi 3,5 Ghz faktor refleksi (-6,5 dB). Selanjutnya hasil perhitungan dari iterasi 2 pada garis merah, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-12 dB), kedua pada frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-6,9 dB), ketiga pada frekuensi 3,8 Ghz faktor refleksi (-6,9 dB).

41


Hasil pengukuran pada iterasi 2, pertama pada frekuensi 0,5 Ghz faktor refleksi (-4,5 dB), kedua pada frekuensi 2 Ghz faktor refleksi (-14,9 dB), ketiga pada frekuensi 3,8 Ghz faktor refleksi (-8,8 dB). Hasil perhitungan mendapatkan frekuensi yang maksimal namun dari hasil pengukuran mendapatkan hasil yang kurang maksimal. Selain itu, hasil pengukuran tidak selalu harus sama dengan perhitungan, Ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu dalam penyolderan dan penyambungan lempengan kuningan dengan menggunakan solder dan timah.

5.2

Saran Dalam hasil pembuatan antena Sierpinski fraktal 3D frekuensi yang

digunakan

kurang

begitu

bagus

dikarenakan

faktor

dari

penyordelan,

pemotongan sebuah subsrate yang kurang baik, untuk itu dalam kendalakendala harus dihilangkan untuk menghasilkan hasil yang optimal. Hasil perhitungan mendapatkan frekuensi yang maksimal namun dari hasil pengukuran mendapatkan hasil yang kurang maksimal. Selain itu, hasil pengukuran tidak selalu harus sama dengan perhitungan, Ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu dalam penyolderan dan penyambungan lempengan kuningan dengan menggunakan solder dan timah.

42


DAFTAR PUSTAKA

1. Mudrik Alaydrus, Analysis & three dimensi sierpinski gasket antennas, Indonesia – Malaysia Microwave Antena Conference (IMMAC 2010) june, 11 – 12 – 2010, Indonesia. 2. http : // local . waps. uwa. edu . au / ~ phourke / fractals / gasket/ 3. http : // www. scienprog . com / fractal – antenna- counstruction / 4. http : // www. tsc . ups . es ? fractalcoms / t43 . htm 5. http : // upcommors . ups edu / e- prints / bitstream / 2117 / 1698 / 4 / pous . pdf 6. Referensi Andi dwi winanto. 2007.perancangan dan pembuatan antena fraktal, skripsi stara-1 (S1). Fakultas Teknologi Industri, UMB. Jakarta.

43

LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIERPINSKI ANTENA FRACTAL 3D

Recommend Documents