TUGAS AKHIR ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MODIFIKASI DIMENSI

TUGAS AKHIR

ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MODIFIKASI DIMENSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu ( S1 ) Program Studi Teknik Elektro

Disusun Oleh :

NAMA

: ROBBY AL AMIN R

NIM

: 4140411 – 098

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MODIFIKASI DIMENSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Program Studi Teknik Elektro

Disusun Oleh : NAMA

: ROBBY AL AMIN R

NIM

: 4140411 – 098

Disetujui Oleh :

Pembimbing

Koordinator Tugas Akhir

( Dr. – Ing Mudrik Alaydrus )

( Ir. Yudhi Gunardi , MT )

Mengetahui , Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana

( Ir. Budi Yanto Husodo, Msc )

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

: Robby Al Amin R

NIM

: 4140411 – 098

Peminatan

: Teknik Telekomunikasi

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan Judul “ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MODIFIKASI DIMENSI ” adalah hasil karya sendiri, tidak menyadur, tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain kecuali dengan wajar dari yang telah disebutkan sumbernya.

Jakarta , Maret 2008

Robby Al Amin R

Tumbuh dan berkembanglah bagaikan pohon yang selalu tumbuh menjulang tinggi ke atas dan yakinlah bahwa suatu saat pohon itu akan menghasilkan buah yang manis walau memiliki akar yang pahit ( Wagiran , Guru SMU Xaverius 2 Palembang )

Kegagalan kali ini anggaplah karena anda belum mendapatkan kepercayaan , tapi ingat apabila anda sudah mendapat kepercayaan maka anda harus bisa menjaga kepercayaan yang telah diberikan ( Tommy Utama , Bujang Palembang 1999 )

Sebelum mengambil keputusan , lihatlah kedepan “ apabila kamu melihat satu titik cahaya disana maka jalanilah walau saat ini kamu dalam kegelapan , apabila kamu melihat satu titik hitam maka jauhilah dan pilih jalan lain walaupun saat ini kamu berada dalam kegemerlapan “ ( Kak Cik , Pengusaha )

Mulai hari ini anda harus berani mengatakan : “ saya adalah saya , anda adalah anda , jangan mau waktu dan diri anda dikendalikan oleh orang lain “ ( Drs. H.M. Effendi Anas Msi. , Walikota Jakarta Utara )

“Jangan lupa Sholat dan hati – hati dalam perkataanmu , karena suatu saat apa yang kamu katakan menjadi kenyataan “ ( Drs. H.M. Hatta , Kepala Dinas Pariwisata Kota Palembang )

“ Do the best on your life , jangan dulu berfikir soal uang tapi lakukanlah yang terbaik karena uang akan datang dengan sendirinya setelah usaha , doa dan prestasi yang anda hasilkan “ ( Wien Nuraeni , Koordinator 108 )

“ Jadilah Mutiara dimanapun engkau berada “ ( Bambang Edi Soesilo , Pimpinan SHEVAS Sound System )

KATA PENGANTAR

Bismillah Hirrahman Nirrahim, Assallammualaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdullillah penulis haturkan kepada Allah SWT, karena berkat izin dan keredhoanNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan seoptimal mungkin , Sholawat dan salam penulis haturkan kepada Nabi Muhammad SAW, yang selalu menjadi panutan bagi seluruh umat karena kesucian iman dan akhlak yang mulia yang telah beliau ajarkan. Tugas Akhir yang berjudul “ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MODIFIKASI DIMENSI “ , yang diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan di Universitas Mercu Buana. Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan , dorongan dan bimbingan baik itu berupa moril , materi , spiritual, waktu dan banyak hal lain yang hanya dapat dirasakan oleh penulis yang tidak bisa terungkap dengan kata – kata , Penulis ingin menghaturkannya kepada :

1. Bapak Dr. – Ing Mudrik Alaydrus, yang telah bersedia membimbing dan meluangkan waktunya untuk penulis dari awal sampai akhir sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. 2. Orang Tua , terutama kepada Ibu yang telah mendidik dan membesarkan penulis dengan penuh rasa kasih dan sayang , yang menjadi panutan bagi penulis dan berharap agar penulis segera dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Saudara , kakak ipar dan ponakan yang selalu mengingatkan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir. 4. Segenap Dewan Direksi dan Management serta rekan – rekan PT Samafitro yang tidak bisa disebutkan satu persatu telah mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir 5. Segenap staf , dosen , karyawan dan rekan – rekan mahasiswa di lingkungan Universitas Mercu Buana ( baik di Meruya maupun di Menteng ) yang tidak dapat

penulis sebutkan satu persatu , atas segala sumbangsih, perhatian dan dukungannya. 6. Rekan – reakn alumni Abang & None Jakarta , alumni Politeknik Negeri Sriwijaya , dan Alumni Bujang Gadis Palembang yang telah memotivasi dan memberikan inspirasi bagi penulis.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini , untuk itu kami mohon maaf dan sangat mengharapkan sekali masukan , saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan dan pengembangan dari Tugas Akhir ini agar manfaatnya dapat terus mengalir untuk kemanusiaan dan dapat menjadi amal ibadah bagi kita semua , semoga Allah SWT dapat meredhoinya, Amin.

Wassallammualaikum Wr. Wb.

Jakarta , Maret 2008

Penulis

ABSTRAK

Kemajuan teknologi informasi dewasa ini terus berkembang seiring dengan kebutuhan manusia yang menginginkan kemudahan, kecepatan dan keakuratan dalam memperoleh informasi.Perkembangan dalam bidang teknologi informasi telah mengarah pada penggunaan teknologi tanpa kabel atau dikenal dengan istilah wireless, Dalam perkembangannya dewasa ini system komunikasi bergerak dengan memanfaatkan udara bebas sebagai media komunikasi telah menjadi bagian dari kehidupan manusia modern, dan system digital menjadi suatu system yang dianggap paling stabil, akurat dan handal. Komponen yang paling penting dalam system komunikasi modern yang ada dewasa ini merupakan Antena, antenna memiliki besaran – besaran karakteristik, dimana komponennya dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetika. Pada aplikasi modern dewasa ini ada beberapa tuntutan tambahan terhadap antena yang akan didesign, misalnya antena tersebut harus broadband, yaitu memiliki faktor refleksi yang kecil sepanjang suatu interval frekuensi yang lebar, sesuai dengan aplikasi multimedia yang berkecepatan tinggi. Atau dipergunakannya antena tersebut untuk beberapa aplikasi yang berbeda – beda, yang terletak pada frekuensi yang berbeda – beda pula. Misalnya aplikasi dualband, triband, ataupun quadband, akan menuntut antena ini untuk memiliki faktor refleksi yang kecil pada suatu point – point frekuensi yang terpisah satu dengan yang lainnya. Fungsi utama antena adalah sebagai transducer, pengubah gelombang tertuntun pada saluran transmisi menjadi gelombang bebas yang merambat di udara, dalam kasus pemancaran, dan pada saat yang bersamaan dalam kasus penerimaan, antena harus mampu mengubah gelombang bebas yang ada di udara menjadi gelombang tertuntun kedalam saluran transmisi. Fungsi antena gagal apabila perubahan jenis gelombang ini tidak efisien. Dalam prakteknya ditetapkan suatu batasan bagus atau tidak, misalnya batasan -10dB untuk faktor refleksi. Setiap bentuk antena akan menghasilkan faktor refleksi yang berbeda disetiap interval frekuensi.

DAFTAR ISI Halaman Judul HalamanPengesahan

i

Halaman Motto

ii

Kata Pengantar

iii

Abstrak

v

Daftar Isi

vi

Daftar Gambar

ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2

Tujuan Penulisan ........................................................................................... 2

1.3

Pembatasan Masalah .................................................................................... 3

1.4

Metode Penulisan ......................................................................................... 3

1.5

Sistematika Penulisan ................................................................................. 3

BAB II TEORI DASAR ANTENA DAN ANALISA 2.1

Pendahuluan ............................................................................................... 5

2.2

Refleksi ........................................................................................................ 6

2.3

Koefisien Refleksi ........................................................................................ 6

2.4

Karakteristik Antena .................................................................................... 8

2.5

Membuat Open Wire .................................................................................. 11

2.6

Esensi Antena Pada Dunia Telekomunikasi ............................................... 12 1 Komunikasi ............................................................................................... 12 2 Radar ......................................................................................................... 14 3 Astronomi Radio ........................................................................................ 15

2.7

Jenis – jenis Multibander .............................................................................. 15

2.8

Jenis – jens Antena ....................................................................................... 18

2.8.1

Antena Dipol ................................................................................. 18

2.8.2

Antena Yagi .................................................................................. 20

2.9

Panjang Gelombang ................................................................................... 23

2.10

Frekuensi ...................................................................................................... 24

2.11

Standing Wave Ratio ( SWR ) ..................................................................... 24

BAB III ANALISA DAN DESIGN ANTENA DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE WIPL – D 3.1

Pengenalan Software WIPL – D ................................................................. 27

3.2

Syarat – syarat Hardware dan Software ...................................................... 27

3.3

Cara – cara Menggunakan Software WIPL – D ………………………….. 27 3.3.1 Installing WIPL – D ………………………………………………. 28 3.3.2

Starting WIPL – D ………………………………………………… 30

3.3.3

Keluar WIPL – D ………………………………………………… 33

3.3.4

Merancang Antena dengan Menggunakan WIPL – D ..................... 33

3.3.5

A

Configure & Structure ........................................................ 33

B

Edit Input Data ..................................................................... 34

C

Operation Mode pada Structure …………………………… 35

D

Analisa Range Frequency …………………………………. 36

E

Structure Geometry ……………………………………….. 36

F

Nodes Coordinates ……………………………………….. 37

G

The Wire Starting dan Ending Nodes dan Radii …………. 37

H

Plate Corner Points

I

The wire – to – Plate Juction ……………………………... 38

J

The Excitation of The Given Structure …………………… 39

K

Save Current Input Data ………………………………….. 39

L

Run an Analysis …………………………………………… 40

M

List Result ………………………………………………… 42

N

Print Results ……………………………………………... 42

…………………………………….. 38

Triangular Dipole Antena …………………………………………. 43

BAB IV HASIL SIMULASI 4.1

Geometri dan Struktur Antena …………………………………………... 46

4.2

Faktor Refleksi Antena Planar …………………………………………… 47

4.3

Simulasi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi ................................. 48 4.3.A Faktor Refleksi pada Antena Planar dengan Dimensi Awal (Original) ......................................................................................... 48 4.3.B Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B1....... 49 4.3.C Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B2....... 51 4.3.D Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B3....... 53 4.3.E Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B4....... 55 4.3.F Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H1 ...... 57 4.3.G Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H2....... 58 4.3.H Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H3....... 59 4.3.I

Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H4....... 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1

Kesimpulan ................................................................................................. 63

5.2

Saran .......................................................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 64 KARTU ASISTENSI LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

1.

Gambar 2.1

Sistem Komunikasi Tanpa Kabel dengan Antena sebagai Transducer

...................................................................... 5

2.

Gambar 2.2

Diagram Radiasi .............................................................................. 9

3.

Gambar 2.3

Model Gain ...................................................................................... 9

4.

Gambar 2.4

Bandwidth pada Sinyal Analog ....................................................... 10

5.

Gambar 2.5

Antena sebagai Beban Saluran Transmisi .........................................11

6.

Gambar 2.6a Aplikasi Antena Omnidirectional ..................................................... 13

7.

Gambar 2.6b (data dari perusahaan kathrein) ........................................................ 13

8.

Gambar 2.7

Yagi Uda Antenna ............................................................................ 14

9.

Gambar 2.8

80-40-15m Fan Dipole ...................................................................... 16

10.

Gambar 2.9

80/40m Trap Dipole ....................................................................... 16

11.

Gambar 2.10 Antena G5RV versi majalah HRH ................................................... 17

12.

Gambar 2.11 W6JJZ Suburban Multibander ……………………………………. 17

13.

Gambar 2.12 Antenna Dipol .................................................................................. 19

14.

Gambar 2.13 Diagram Radiasi Antena Dipol ....................................................... 20

15.

Gambar 2.14 Antena Yagi dengan 3 Elemen ........................................................ 21

16.

Gambar 2.15 Geometri Yagi Uda Array ................................................................ 21

17.

Gambar 2.16 Diagram Radiasi Yagi Uda ............................................................... 22

18.

Gambar 2.17 Standing Wave Ratio ....................................................................... 25

19.

Gambar 3.1

Run Dialog Box ................................................................................ 28

20.

Gambar 3.2

Welcome Dialog Box ....................................................................... 28

21.

Gambar 3.3

Destination Directory Dialog Box .................................................... 29

22.

Gambar 3.4

Installing Dialog Box ....................................................................... 29

23.

Gambar 3.5

Insert New Disk Dialog Box ........................................................... 29

24.

Gambar 3.6

Install Icons Dialog Boxes ................................................................ 30

25.

Gambar 3.7

Tampilan Awal WIPL – D ………………………………………… 31

26.

Gambar 3.8

Main WIPL – D Screen …………………………………………... 31

27.

Gambar 3.9

Main Menu Bar …………………………………………………… 32

28.

Gambar 3.10 Main Toolbar …………………………………………………….. 32

29.

Gambar 3.11 File Menu ………………………………………………………... 33

30.

Gambar 3.12 Configure Menu ( main screen ) …………………………………. 33

31.

Gambar 3.13 Structure Dialog Box ( Configure menu ) ………………………… 34

32.

Gambar 3.14 Edit Menu ......................................................................................... 35

33.

Gambar 3.15 Operation Dialog Box ...................................................................... 35

34.

Gambar 3.16 Frequency Dialog Box ……………………………………………. 35

35.

Gambar 3.17 Structure Submenu ( Edit menu ) ………………………………… 36

36.

Gambar 3.18 Nodes Table ……………………………………………………... 37

37.

Gambar 3.19 Wires Table ……………………………………………………….. 37

38.

Gambar 3.20 Plates Table ……………………………………………………… 38

39.

Gambar 3.21 Junction Table …………………………………………………… 38

40.

Gambar 3.22 Excitation Submenu …………………………………………….. 39

41.

Gambar 3.23 Generator Table……………………………………………………. 39

42.

Gambar 3.24 Save as Dialog Box

43.

Gambar 3.25 Run Menu

…………………………………………………….. 40

44.

Gambar 3.26 Run Screen

................................................................................... 41

45.

Gambar 3.27 Run Dialog Box

46.

Gambar 3.28 Output Menu..................................................................................... 42

47.

Gambar 3.29 List Menu ......................................................................................... 42

48.

Gambar 3.30 File Menu ( List Screen ) ................................................................. 42

49.

Gambar 3.31 Perancangan Antena Dipole ............................................................ 43

50.

Gambar 3.32 Grafik dari Perancangan Antena Dipol ........................................... 44

51.

Gambar 4.1a Model Antena Yang Dioptimasi ..................................................... 45

52.

Gambar 4.1b Struktur Antena dengan sebuah Ground yang terbuat dari metal ... 45

53.

Gambar 4.2

…………………………………………….. 40

............................................................................ 41

Macam – macam bentuk Antena untuk perubahan dimensi secara Random pada Dimensi tertentu dengan Dimensi lain sama dengan Original ( Gambar 4.1a ) .................................................................. 46

54.

Gambar 4.3

Gambar Antena Planar Dimensi Awal ( Original ) ......................... 48

55.

Gambar 4.4

Grafik Parameter S1-1 dengan Faktor Refleksi -10 dB ………….. 49

56.

Gambar 4.5

Grafik perubahan dimensi pada B1 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 51

57.

Gambar 4.5

Grafik perubahan dimensi pada B2 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 53

58.

Gambar 4.6

Grafik perubahan dimensi pada B3 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 55

59.

Gambar 4.7

Grafik perubahan dimensi pada B4 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 56

60.

Gambar 4.8

Grafik perubahan dimensi pada H1 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 58

61.

Gambar 4.9

Grafik perubahan dimensi pada H2 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 59

62.

Gambar 4.10 Grafik perubahan dimensi pada H3 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 60

63.

Gambar 4.11 Grafik perubahan dimensi pada H4 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap ................................................................... 61

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan teknologi informasi pada saat ini terus berkembang seiring dengan kebutuhan manusia yang mengiginkan kemudahan, kecepatan, dan keakuratan dalam memperoleh informasi. Untuk itu pelayanan telekomunikasi saat ini, memainkan peran yang sangat penting dalam modernisasi kehidupan manusia dan menjadi sangat diperlukan dalam tiap aspek kehidupan seperti bisnis, perdagangan, rumah tangga, industri, dan sebagainya.Perkembangan dalam bidang teknologi informasi telah mengarah pada penggunaan teknologi tanpa kabel atau dikenal dengan istilah Wireless, antenna adalah salah satu dari beberapa komponen yang paling kritis, yang merupakan perangkat resprocal yang dapat difungsikan sebagai antenna penerima dan antenna pemancar. Ukurannya tergantung dari besar kecilnya panjang gelombang atau getaran listrik yang dipancarkannya, sehingga makin tinggi frekuensi makin kecil panjang gelombang dan makin praktis bentuk antenanya. Perancangan antenna yang baik akan mempertinggi performansi dari keseluruhan system itu. Antena adalah sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetika. Dengan kata lain antena sebagai alat pemancar ( transmitting antena ) adalah sebuah transduser ( pengubah ) elektromagnetis, yang digunakan untuk mengubah gelombang tertuntun ( pada saluran transmisi kabel ) menjadi gelombang yang merambat di ruang bebas, dan sebagai alat penerima( receiving antena ) mengubah gelombang ruang bebas menjadi gelombang tertuntun. Antena memiliki besaran – besaran karakteristik, yang dengannya kita bisa menilai, apakah antena tersebut memberikan tuntutan yang diberikan. Salah satu karakteristik penting adalah impedansi masukan antena ini, yang bersama – sama dengan saluran transmisi yang menghubungkannya ke elektronika pemancar / penerima, menentukan besar atau tidaknya inefisiensi akibat adanya refleksi pada antena. Salah satu

fungsi utama antena adalah sebagai transducer , pengubah gelombang tertuntun pada saluran transmisi menjadi gelombang bebas yang merambat di udara, dalam kasus pemancaran , dan pada saat yang bersamaan dalam kasus penerimaan , antena harus mampu mengubah gelombang bebas yang ada diudara menjadi gelombang tertuntun ke dalam saluran transmisi. Fungsi antena gagal apabila perubahan jenis gelombang ini tidak efisien. Dalam prakteknya ditetapkan suatu batasan bagus atau tidak, misalnya batasan -10dB untuk faktor refleksi. Setiap bentuk antena akan menghasilkan faktor refleksi yang berbeda disetiap interval frekuensi. Dalam aplikasi modern dewasa ini ada beberapa tuntutan tambahan terhadap antena yang akan didesign, misalnya antena tersebut harus broadband, yaitu memiliki faktor refleksi yang kecil sepanjang suatu interval frekuensi yang lebar, sesuai dengan aplikasi multimedia yang berkecepatan tinggi atau digunakan pada aplikasi yang berbeda – beda, yang terletak pada frekuensi yang berbeda – beda pula.

1.2 Tujuan Penulisan

Pada penulisan tugas akhir ini penulis bertujuan untuk menganalisa jenis antena planar yang terbuat dari metal dengan menggunakan Software WIPL – D , yang mempunyai struktur dengan pengaturan / mengubah ukuran Panjang dan Lebar tertentu, yang dapat dilihat dari beberapa potongan dan ukuran

yang bisa sangat banyak ,

sehingga beraneka bentuk antena dari kategori antena ini. Dengan menggunakan Software WIPL – D ini kita akan memperhatikan perubahan pada panjang dan lebar antena yang mengakibatkan perubahan pada impedansi inputnya ( Faktor Refleksi ) pada suatu interval frekuensi tertentu. Dari perubahan yang terjadi kita tidak mungkin memilih semuanya untuk mendapatkan / mencari apa yang diinginkan. Maka dari itu dengan menggunakan aplikasi dari Software WIPL – D kita dapat membuat simulasi penggunaan Antena Planar dengan memodifikasi dimensi.

1.3 Pembatasan Masalah

Penulisan tugas akhir ini akan lebih terarah dan tidak menyimpang dari permasalahan yang ada , maka penulis hanya melakukan simulasi komputer dengan mengamati faktor refleksi saja , pengamatan diagram radiasi tidak dilakukan , karena antena jenis ini bersifat Omnidirectional.

1.4 Metode Penulisan

Dalam pembuatan dan penyusunan tugas akhir ini , metodologi yang digunakan antara lain : 1. Studi Kepustakaan Studi ini digunakan untuk merancang dan mendapatkan teori – teori pendukung yang menunjang tugas akhir yang diperoleh dari buku , majalah , artikel , dan webpage.

2. Bimbingan dan Konsultasi Metode ini bertujuan untuk mendapatkan pengarahan dan bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir.

3. Metode Perhitungan Metode perhitungan yaitu perhitungan dengan melakukan simulasi komputer dengan Software WIPL – D

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai penulisan tugas akhir ini, maka penulis menggunakan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang latar belakang pemilihan judul , tujuan penulisan , pembatasan masalah dan metode penulisan.

BAB II TEORI DASAR ANTENA DAN ANALISA Bab ini menjelaskan tentang teori dasar yang digunakan penulis dalam pembahasannya mengenai Antena , Faktor Refleksi , Karakteristik Antena , Diagram Radiasi, Jenis – jenis Multibander , Panjang Gelombang , Frekuensi , dan SWR (Standing Wave Ratio).

BAB III ANALISA ANTENA PLANAR DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE WIPL – D Bab ini menjelaskan mengenai proses analisa antena dengan menggunakan Software WIPL – D

BAB IV HASIL SIMULASI Bab ini menguraikan tentang hasil simulasi dan analisa dari antena planar dengan menggunakan Software WIPL – D

BAB V PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan pembahasan tugas akhir dan saran untuk perkembangan di masa yang akan datang.

BAB II

TEORI DASAR ANTENA DAN ANALISA

2.1 Pendahuluan Antena adalah sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetika. Dengan kata lain, antena sebagai alat pemancar (transmitting antenna) adalah sebuah transduser (pengubah) elektromagnetis, yang digunakan untuk mengubah gelombang tertuntun (path saluran transmisi kabel) menjadi gelombang yang merambat di ruang bebas, dan sebagai alat penerima (receiving antenna) mengubah gelombang ruang bebas menjadi gelombang tertuntun. Untuk sistem komunikasi tanpa kabel, antena adalah salah satu dari beberapa komponen yang paling kritis. Perancangan antena yang baik akan mempertinggi performansi dari keseluruhan sistem itu. Sebuah contoh yang khas adalah pada aplikasi pesawat televisi yang penerimaan sinyalnya bisa diperbaiki dengan penggunaan antena yang memiliki gain yang tinggi.

gelombang ruang bebas

gelombang ruang bebas

waveguide waveguide gelombang tertuntun

gelombang tertuntun Antenna pemancar

Antenna penerima

Gambar 2.1 Sistem Komunikasi Tanpa Kabel dengan Antena sebagai Transduser

Antena, berfungsi sebagai radiator gelombang radio ( antena pemancar ) dan penerima gelombang radio ( antena penerima )

Pada sistem komunikasi tanpa kabel yang modern, sebuah antena harus berfungsi sebagai antena yang bisa memancarkan dan menerima gelombang dengan baik untuk suatu arah tertentu dan untuk arah yang lain tak ada pemancaran dan penerimaan.

2.2 Refleksi Pantulan energi gelombang akan terjadi jika terjadi impedansi yang tidak teratur atau bertahan , beban tidak sama dengan impedansi karakteristik saluran. Rcfleksi gelombang akan maksimum jika saluran terbuka atau hubung singkat dan refleksi menjadi nol jika ZR = Z0.

2.3 Koefisien Refleksi ( r = k )

Vj = tegangan datang ( incident wave ) Vr = tegangan pantul ( reflected wave) r = k = koefisien refleksi Atau :

Ir = ants pantul (reflected current ) Ii = arus datang (incident current ) Persamaan dasar untuk tegangan dan arus disembarang titik saluran :

Jika y adalah jarak yang diukur dari ZR maka :

Dimana x = - y

Pada terminasi ZR: y = 0, V = VR dan I = IR , jika dimasukan ke persamaan diatas didapatkan :

Sehingga :

Pada terminasi ZR , y = 0 Jadi :

Jika a dan b dari persamaan semula dimasukan akan didapat :

Dengan membagi pembilang dan penyebut dengan IR dan menganti ZR pada

Jika : ZR dan Z0 diketahui maka k dapat dicari melalui rumus dibawah ini atau dengan pembacaan smith chart.

2.4 Karakteristik Antena Ada beberapa besaran penting sebagai karakteristik dari setiap antena. Besaran ini menentukan di mana antena tersebut akan diaplikasikan. Besaran-besaran penting dari setiap antena biasanya ditentukan pada pengamatan medan jauh (far-field). Tabel berikut menampilkan besaran-besaran karakteristik tersebut:

Diagram radiasi : sebagai besaran yang menentukan ke arah sudut mana sebuah antena memancarkan energinya. Diagram radiasi merepresentasikan distribusi energi yang dipancarkan oleh antena di ruang. Besaran ini diukur / dihitung pada medan jauh ( far-field ) dengan jarak yang konstan ke antena, dan divariasikan terhadap sudut, biasanya sudut ϑ atau φ. Sehingga bisa dibedakan antena – antena yang mempunyai sifat pancar Isotropik , yang hanya ada secara fiktif, antena omnidireksional , yang bersifat isotropik hanya disuatu bidang potong tertentu , dan antena direksional , yang bisa mengkonsentrasikan energi ke arah sudut tertentu. Sebagai contoh yang sederhana adalah antena dipol yang diletakan di sumbu asal dari sistem kordinat. Antena ini mempunyai diagram pancar secara tiga dimensi seperti yang terlihat pada gambar 2.2. Sebuah bentuk konsentrasi energi yang seperti bentuk donat. Jika kita amati karakteristik radiasi dari antena ini pada bidang horizontal ( bidang H/H – plane ), maka kita akan memotong donat ini dengan bidang xy , dan bidang yang terpotong berbentuk lingkaran ( gambar 2.2b ). Dalam kordinat polar , artinya jika kita bergerak pada bidang horizontal pada jarak konstan, maka kita akan mendapatkan energi yang sama, ke sudut φ manapun kita bergerak. Tetapi jika kita amati pada bidang vertikal ( bidang E/E – plane ), kita potong donat tersebut misal dengan bidang yz, maka akan kita dapatkan bentuk seperti di ( gambar 2.2a ) dibawah ini. Dalam kordinat polar berarti, pada sudut θ = 00 tak ada pancaran ke arah sudut itu, sampai mencapai maksimal pada θ = 900, kemudian mengecil, dan kembali nol pada θ = 1800.

ϑ

ϕ

Gambar 2.2 Diagram radiasi a) Gener’c Dipole Elevation Pattern b) Generic Dipole Azimuth Pattern c) 3-D Radiation Pattern.

Direktivitas D : besaran yang menyatakan perbandingan antara kerapatan daya maksimal dengan kerapatan rata-rata. Gain G : direktivitas dikurangi dengan kerugian pada antena. Pada antena yang tak memiliki kerugian, G = D. Dibawah ini gambaran dari gain pada diagram radiasi yang terdiri dari main lobe dan beberapa side lobe

Gambar 2.3 Model Gain .Polarisasi : menyatakan arah dan orientasi dari medan listrik dalam perambatannya dari antena pemancar. Impedansi : impedansi masukan antena dilihat dari rangkaian elektronika, penting untuk menghindari mismatching. Didefinisikan sebagai impedansi yang diberikan kepada

rangkaian di luar oleh antena pada suatu titik acuan tertentu, impedansi ini merupakan perbandingan tegangan dan arus atau perbandingan komponen medan listrik dan medan magnet yang sesuai dengan orientasinya. Impedansi masukan penting untuk pencapaian kondisi matching pada saat antena dihubungkan dengan sumber tegangan, sehingga semua sinyal yang dikirim ke antena akan terpancarkan. Atau pada antena penerima, jika kondisi matching tercapai, energi yang diterima antena akan bisa dikirimkan ke receiver. Bandwidth : lebar pita frekuensi, di interval ini performance antena masih dianggap baik dan dalam antena bekerja sesuai dengan yang ditetapkan oleh spesifikasi yang diberikan. Spesifikasi yang di atas meliputi : diagram radiasi, tinggi dan side lobe, gain, polarisasi, impedansi masukan. untuk sinyal analog, yang mana bandwidth adalah lebar yang diukur dalam satuan hertz, dan digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2.4 Bandwidth pada sinyal analog

Impedansi masukan didefinisikan sebagai impedansi yang diberikan kepada rangkaian di luar oleh antena pada suatu titik acuan tertentu, impedansi ini merupakan perbandingan tegangan dan arus atau perbandingan komponen medan listrik dan medan magnet yang sesuai dengan orientasinya. Impedansi masukan Zin penting untuk pencapaian kondisi matching pada saat antena dihubungkan dengan sumber tegangan, sehingga semua sinyal yang dikirim ke antena akan terpancarkan. Atau pada antena penerima, jika kondisi matching tercapai, energi yang diterima antena akan bisa dikirimkan ke receiver. Dengan rumus perhitungan faktor refleksi

Gambar 2.5 Antena sebagai beban saluran transmisi

Z0 adalah impedansi gelombang saluran transmisi yang menghubungkan antena ke atau dari rangkaian elektronika. Atau secara logaritma bisa dihitung

Bandwidth sebuah antena didefinisikan sebagai interval frekuensi, di dalamnya antena bekerja sesuai dengan yang ditetapkan oleh spesifikasi yang diberikan. Spesifikasi yang di atas meliputi : diagram radiasi, tinggi dan side lobe, gain, polarisasi, impedansi masukan.

2.5 Membuat Open Wire Penyalur transmisi yang pertama dikenal adalah open wire , yang berupa sepasang konduktor yang terbuat dari kawat atau kabel dari bahan dan ukuran yang sama, yang dipasang berjajar dengan menempatkan penyekat dari dielectric material di antara kedua konduktor tersebut. Open wire buatan pabrik dibuat dengan langsung mencetak (mold) konduktornya di dalam materi dielektrik , sedangkan para home brewer membuatnya dengan memasang spacer dengan interval tertentu di antara kedua konduktor.

rumus paling sederhana yang bisa dijumpai di literatur:

Z (ohm) = 276 log (2S : d)

dimana :

Z = impedansi ( ohm ) S = jarak antar as konduktor ( cm ) d = diameter konduktor ( cm )

2.6 Esensi Antena pada Dunia Telekomunikasi Sebuah antena didefinisikan sebagai piranti yang dipergunakan untuk memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetika. Gelombang radio ini akan merambat di ruang bebas dan pemancar ke penerima. Berikut ini diberikan tiga bidang aplikasi penting dan penggunaan antena, dan mengharuskan penggunaan antena dan yang akan membawa pengaruh pada perancangan antena itu sendiri:

1. Komunikasi. Penggunaan antena didahulukan dari pada penggunaan kabel (saluran transrnisi) dikarenakan oleh alasan-alasan ketidak-mungkinan, ketidak-praktisan dan ketidakefisienan:

A. Komunikasi antara pengguna yang bergerak, seperti sistem seluler atau komunikasi antara pesawat terbang/roket. Di sini diharapkan antena / receiver yang

dipergunakan bisa melakukan proses ‘tracking’ atau jika tidak cukup

menggunakan antena omnidireksional. Dibawah ini adalah berbagai bentuk aplikasi dan gambar antena omnidirectional, jenis antena dari perusahaan Kathrein dan Unidirectional Waveguide Antennas:

Gambar 2.6a. Aplikasi Antena Omnidirectional

diagram radiasi

horisontal

vertikal

Panel antennas 730 684 Kathrein 890 – 960 MHz

Gambar 2.6b. ( data dari perusahaan kathrein ) B. Komunikasi broadcast (televisi dan radio), antena pemancar ditempatkan di tengah-tengah wilayah yang akan disuplai dan antena yang dipergunakan antena omnidireksional. Jika antena pemancar terletak di pinggir wilayah penyuplaian, maka antena direksional-lah yang akan digunakan. Penggunaan antena pada aplikasi televisi mendapat saingan dengan penggunaan “TV cable”, yang padanya dipergunakan kabel-kabel yang menghubungi setiap rumah pelanggannya. Di sini tentu akan ada pemilihan mana yang lebih diprioritaskan. Tetapi pada dasarnya jika jarak pemancar — penerima cukup jauh, maka antena akan Iebih mungkin dipergunakan karena fàktor atenuasi kabel yang cukup besar. Antena yagi uda adalah salah satu bentuk aplikasi dan komunikasi broadcast (televisi).

Gambar 2.7 Yagi Uda Anntenna

C. Komunikasi Hubungan gelombang mikro (microwave link system), disini dipergunakan antena direksional dengan gain yang sangat tinggi (beam width yang kecil), sehingga terbentuk hubungan komunikasi yang dinamakan point-topoint.

2. Radar Kata Radar adalah singkatan dari frase Radio Detection And Ranging, yang menerangkan beberapa, tetapi tidak semua prinsip dan performance system radar dalam bentuk sesederhana ini. Dalam beberapa tahun ini, Radar telah kehilangan arti aslinya dan menjadi merepresentasikan setiap sensor elektromagnetik aktif, yang beroperasi dalam porsi gelombang mikro dari spectrum gelombang elektromagnetik, yang menggunakan sumbernya sendiri untuk mengiluminasi sebuah region ruang angkasa dan lalu mengukur energi yang dipantulkan (reflective energy) yang digenerasi oleh target yang teriluminasi di daerah itu. Radar merupakan sebuah system penginderaan jauh yang aktif yang menyediakan sumber iluminasinya sendiri. Gelombang radio ditransmisi sebagai pulsa berkekuatan tinggi dari energi microwave ke arah bumi. Pulsa berinteraksi dengan atmosfir dan target. Porsi dari energi yang dipancarkan kembali diterima dari target dan diukur intensitasnya

dari time delay diantara transmisi dan sinyal penerimaan.

Detection dari intensitas backscatter portion energi yang dipantulkan dari target mengambil bagian. Ranging di selesaikan dengan pengukuran time delay nya dari

pulsa durasi pendek yang ditransmisi oleh radar, sebuah radar juga mampu mengukur range/posisi dari target yang diiluminasi dan kecepatan radialnya. Pengukuran kecepatan radial dari sebuah target yang bergerak, yang direalisasikan dengan mengukur pergeseran frekuensi Doppler yang diproduksi oleh target, yang merupakan perbedaan sinyal yang dipancarkan dan sinyal yang diterima. Juga kekuatan dan bentuk pulsa membawa informasi tentang karakteristik dari target yang direfleksikan.

2.a Transmisi Gelombang Mikro di Atmosfer Panjang gelombang radar menentukan pengembangan attenuasi dan/atau dispersi oleh atmosfir. Pengaruh atmosferik yang serius terjadi pada panjang gelombang lebih pendek (l < 3 cm). Attenuasi adalah proporsional dengan panjang gelombang, yaitu sebagaimana attenuasi meningkat maka panjang gelombang menurun. Pemantulan dari air yang jatuh dipakai oleh radar cuaca guna mencari area presipitasi. Radar cuaca melihat secara horizontal pada awan dengan penggunaan resolusi yang kasar dan kisaran yang sangat panjang. Presipitasi menyediakan gema yang kuat pada 5 dan 10 cm ground berdasarkan weather radar. Observasi bumi dan mapping radar meliput ke bawah pada bumi, melalui dengan relatif sejumlah kecil atmosfir; dan secara tipical mempunyai resolusi yang lebih baik. Reconnaissance radars selalu meliput keluar atmosfir, dan banyak hal sama gayanya dengan weather radars.

3. Astronomi Radio Seperti juga halnya pada teknik radar, untuk aplikasi astronomi dipergunakan antena yang mempunyai bandwidth yang sangat sempit sehingga pancarannya kuat sekali dan sangat berguna untuk aplikasi luar angkasa.

2.7 Jenis – jenis Multibander Berdasarkan pada prinsip kerjanya, Multiband Dipole bisa dibedakan dalam 2 jenis, yaitu :

1. Beberapa Dipole yang ditala pada masing-masing band dan kemudian di-feed jadi satu menggunakan coax dan TX, seperti pada antena kumis kucing (Fan Dipole, Gambar 2.8 ) dan Trap Dipole (Gambar 2.9 ). Karena memang hanya berupa beberapa buah Dipole yang digabung jadi satu maka pada masing-masing band antena akan bekerja sebagai sebuah Dipole biasa, artinya tidak akan didapatkan kelebihan berupa Gain atau perbaikan kinerja apapun kalau dibandingkan dengan monoband Dipole yang khusus dibuat untuk band tersebut.

Note: di 15m antena bekerja sebagai triple harmonic dan band 40m. Gambar 2.8 : 80-40-15m Fan Dipole

Gambar 2.9 : 80/40m Trap Dipole

2. Sebuah Doublet (Dipole panjang sebarang/random length) yang dipotong dengan ukuran tertentu (sehingga tidak sebarang atau asal-asalan lagi), yang sebenarnya khusus atau hanya bisa resonan di design band (kebanyakan di 20m) saja. Untuk bisa bekerja sebagai sebuah Multibander maka pengumpanan dilakukan melalui sebuah

Matching Stub, yang berfungsi sebagai matching device yang disisipkan di antara dua titik dengan impedansi yang berbeda, yaitu antara impedansi 50 ohm pada kabel coax (dan TX) dengan impedansi di feedpoint yang saling berbeda dan satu band ke band lain. Berdasarkan pada tingkat kesulitan dalam pembuatan, instalasi, penalaan, advantages yang didapatkan (a.l. dimensi yang lebih mudah tertangani, extra Gain di hibands dsb.) dan juga lebih nge-trend, pada Multiband antenna jenis kedua ini adalah

A. Antena G5RV Sejak beberapa dasawarsa terakhir ini antena Multi-band yang paling populer di kalangan amatir adalah antena G5RV, yang digagas dan dipopulerkan oleh Louis Varney, G5RV.

Gambar 2.10 : Antena G5RV versi majalah HRH

B. W6JJZ Suburban Multibander Di paruh kedua tahun 9Oan, lewat berbagai tulisan penulis mencoba memperkenalkan the Suburban Multibander rancangan Charles Lofgren W6JJZ, yang dilaunch lewat artikel yang dipubli kasikannya lewat Jurnal/Publikasi ARRL # 112 di tahun 1989.

Gambar 2.11 : W6JJZ Suburban Multibander

Walaupun sepintas tampilannya mirip G5RV, [ofgren mengambil cara pendekatan yang berbeda. Pada G5RV ukuran flat top tidak perlu dirubah kalau matching stub diganti dari feeder TV ke open wire, sedangkan Lofgren menggunakan rumus yang berbeda untuk menhitung flat top dengan matching stub dan feeder TV dan yang dari open wire. Singkat kata, ukuran-ukuran pada Gambar 2.11 adalah untuk konfigurasi dengan Matching stub dan feeder TV sedangkan kalau dipakai openwire (sepanjang 12.74 mtr) sebagai matching stub maka flat-top mesti dipotong sepanjang 2 x 13.30 mtr. Disamping bentangannya lebih pendek, kelebihan W6JJZ dibanding G5RV adalah pada ketinggian feed- point yang sama, kalau sama-sama ditala dengan baik W6JJZ bisa langsung dipakai tanpa ATU di 40+20m, walaupun di band lain penunjukan SWR yang juga cukup tinggi.

2.8 .Jcnis-jenis Antena Ada beberapa jenis dari antena diantaranya adalah

2.8.1 Antena Dipol Antena yang paling sederhana dan yang paling luas penggunaannya adalah antena dipol. Antena dipol terdiri dari dua buah kawat yang terpisah satu dengan lainnya, yang pada fungsinya sebagai antena pemancar, ía akan dihubungkan dengan sumber tegangan, dan pada fungsi sebagai antena penerima, akan dihubungkan dengan load. Antena itu sendiri, oleh sebab itu dianggap berfungsi secara resiprok, artinya. karakteristik dan antena sama apakah ia dipakai sebagai antena pemancar ataupun sebagai antena penerima. Antena dipol bersifat omnidireksional, artinya antena ini memancarkan energinya, pada suatu potongan bidang tertentu, sama rata ke semua arah. Dengan memanfaatkan bidang penghantar, dengan bantuan sebuah kawat yang berada vertikal di atasnya, kita bisa mendapatkan antena dipol dengan kawat bayangan. Analisa arus pada posisi feeding sangat penting untuk menentukan impedansi/resistansi masukan dan antena, pada saat dihubungkan dengan sumber tegangan (generator). Jika pada feeding dihubungkan sumber tegangan V, maka pada antena yang di posisi feedingnya memiliki arus maksimal akan memiliki resistansi masukan yang kecil, karena

R I in < l/I. Sedangkan antena yang memiliki arus nol pada posisi feeding, akan mendapatkan resistansi masukan yang sangat besar. Untuk mendapatkan resistansi masukan yang sesuai dengan yang kita inginkan, kita bisa menggeser posisi feedingnya. Gambaran real dari antena dipol adalah seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.12 Antenna Dipol

Antena dipol seperti gainbar 2.12 adalah yang sering digunakan dalam transmitter dalam sebuah experimen. Sebuah dipol dibuat dari pipa PVC sehingga bisa lebih mudah dirancang dengan tipe yang berbeda horizontal dan vertikal. Antena dipol yang bekerja dalam frekuensi tertentu akan diketahui diagram radiasi seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.13 Diagram Radiasi Antena dipol

2.8.2 Antena Yagi Antena Yagi dikembangkan oleh engineer dari Jepang Yagi-Uda. Antena Yagi rnudah dibuat dan sangat populer dikalangan amatir radio. Keuntungan Antena Yagi mudah didesain dengan harga murah, mempunyai kemampuan gain yang tinggi, mudah dalam pembuatannya dan Unidirectional beam (front-to-back ratio) yang dapat digunakan pada HF (3-30 MHz), VHF (30-300 MHz) dan UI-IF (300 MHz - 3 GHz). Antena yagi terdiri dari dipol yang disusun dengan beberapa jenis elemen parasitis. Ada dua tipe dari elemen parasitis yang bisa digunakan untuk merubah pola pancaran (radiation pattern) adalah sebagai berikut: 1. Sebuah batang Reflektor yang biasa disebut demikian, berpengaruh pada refleksi pancaran dari antena driven. 2. Satu atau lebih batang direktor yang berfungsi sebagai penguat arah pancaran. Pada umumnya batang reflektor akan lebih panjang 5% dari pada batang eksitasi (driven element) dan batang direktor akan lebih pendek 5% dari batang eksitasi (driven element). Batang eksitasi (driven element) adalah batang yang diberikan tegangan listrik di tengahnya. Arus yang mengalir di sana relatif besar. Antena antena yang lain (elemen pasif/elemen parasitis) walaupun tidak di-driven, tetapi di sana akibat induksi dan antena driven, mengalir pula arus listrik dengan besar yang relatif lebih kecil dan yang di-driven. Model antena yagi dengan tiga elemen seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.14 Antena Yagi dengan 3 elemen

Untuk perhitungan dan analisa geometri dari antena yagi adalah diberikan gambaran sebagai berikut :

Gambar 2.15 Geometri Yagi Uda Array

Diagram radiasi Antena Yagi terlihat pada gambar 2.16 berikut ini :

Gambar 2.16 Diagaram Radiasi Yagi Uda

Diagram radiasi dan sebuah antena biasanya relatif lebar, berarti memiliki direktivitas (gain) yang rendah. Untuk komunikasi jarak jauh atau pada aplikasi radar, sering kali diperlukan antena yang memiliki direktivitas yang sangat tinggi. Untuk mendapatkan antena yang seperti ini, kita bisa memperbesar ukuran dan antena itu sampai melebihi panjang gelombangnya. Tetapi alternatif seperti ini akan memberikan masalah baru, yaitu memunculkan side lobe tambahan, yang makin panjang/besar antena tersebut, makin banyak pula side lobe-nya, juga masalah yang berkaitan dengan mekanis dan antena yang terus membesar. Susunan beberapa antena menurut konfigurasi geometris dan elektris tertentu ini disebut dengan Array (group antena). Antena-antena yang disusun menjadi grup/kelompok ini biasanya antenna yang se-jenis (misalnya array dipole, array waveguide, array mikrostrip), hal ini diprioritaskan untuk mempermudah analisa, sintesa dan juga fabrikasi. Medan listrik/magnet total dan array adalah superposisi secara vektorial medan yang dihasilkan dari masing-masing antena. Di dalam rnenghasilkan suatu diagram radiasi tertentu, ke arah pancar yang diprioritaskan untuk mendapatkan direktivitas yang tinggi, diupayakan medan vektornya saling bersuperposisi secara konstruktif sedangkan ke arah pancar yang diprioritaskan untuk rnendapatkan direktivitas yang tinggi, diupayakan medan vektornya saling bersuperposisi secara konstruktif, sedangkan ke arah pancar lain yang diinginkan

memiliki direktivitas rendah superposisinya diupayakan berlangsung secara destruktif.

Ada lima parameter yang bisa digunakan untuk mengontrol diagram radiasi dari array : 1. Konfigurasi geometris array a. Linier: antena disusun pada suatu garis tertentu b. Circular: disusun di atas suatu lingkaran c. Planar: tersusun pada suatu bidang dua dimensi d. Secara tiga dimensi di ruang 2. Jarak dari satu elemen antena ke elemen yang lain 3. Amplitudo arus atau tegangan yang dipasangkan pada feeding elemen antenna 4. Phase arus atau tegangan pada feeding 5. Diagram radiasi dan masing-masing elemen

2.9 Panjang gelombang Panjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lamda (λ). Dalam sebuah gelombang sinus, panjang gelombang adalah jarak antara puncak: Axis x mewakilkan panjang. dan I mewakilkan kuantitas yang bervariasi (misalnya tekanan udara untuk sebuah gelombang suara atau kekuatan listrik atau medan magnet untuk cahaya), pada suatu titik dalam fungsi waktu x. Panjang gelombang λ, memiliki huhungan inverse terhadap frekuensi f , jumlah puncak untuk melewati sebuah titik dalam sebuah waktu yang diberikan. Panjang gelombang sama dengan kecepatan jenis gelombang dibagi oleh frekuensi gelombang. Ketika berhadapan dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa, kecepatan ini adalah kecepatan cahaya c, untuk sinyal (gelombang) di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara.

Hubungannya adalah : dimana : • λ = panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik • c = kecepatan cahaya = 300,000,000 m/s atau 3x108 m/s • f = frekuensi gelombang dengan satuan Hertz ( Hz).

2.10 Frekuensi Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang vaktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa. dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil ini diberikan dalam satuan hertz (Hz) setelah pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz, di mana 1 Hz adalah peristiwa yang terjadi satu kali per detik. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua kejadian peristiwa ( periode ) dan lalu memperhitungkan frekuensi sebagai yang timbal balik kali ini.

Dimana T adalah periode,

2.11 Standing Wave Ratio (SWR) Dalam dunia telekomunikasi, standing wave ratio (SWR) adalah perbandingan nilai tegangan maksimal dengan tegangan minimal sehingga sering disehut VSWR. Komponen tegangan dari standing wave dalam bentuk transmission line terdiri dari forward wave ( dengan amplitudo Vf ) dan dibagi dengan reflected wave (dengan amplitudo Vr ). Definisi koefisien refleksi Г adalah:

Г menjelaskan kedua magnitude dan phase shift dari Faktor refleksi. Penyebab yang paling sederhana, ketika nilai Г adalah nol, lebih jelasnya adalah :

•

Г = - 1 : maksimum negatif refleksi, ketika line short-circuit,

•

Г = 0 : tidak ada refleksi, ketika line sempurna berada pada posisi matching,

•

Г = + 1: maksimum positif refleksi, ketika line open - circuit.

Untuk menghitung dari VSWR, hanya magnitude dari Г , yang ditandai oleh ρ, pada line ada dua gelombang yang bersifat membangun, dan menghasilkan amplitudo Vmax

Sedangkan untuk gelombang dengan sifat merusak , dan menghasilkan amplitude Vmin adalah

Gambar 2.17 Standing Wave Ratio ( SWR )

Jadi nilai voltage standing wave ratio adalah :

Misalnya , dari gambar diatas

Ketika ρ seperti magnitude dari Г adalah > 0, maka nilai VSWR selalu > +1 SWR juga bisa diartikan sebagai rasio dari amplitudo maksimum dari kuat medan listrik dengan amplitudo minimum, yaitu Emax / Emin.

BAB III

ANALISA DAN DESIGN ANTENA DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE WIPL – D

3. 1 Pengenalan Software WIPL – D WIPL – D adalah sebuah program yang memiliki kekuatan luar biasa dapat memberikan analisa secara cepat dan akurat pada

logam dan/atau struktur listrik /

magnet ( antena, pemancar, passive microwave circuit, dan lain – lain ). Perhitungan dilakukan berdasarkan frekuensi. Program ini mudah digunakan, Anda dapat mendefinisikan pengukuran pada beberapa struktur secara interaktif seperti mengkombinasikan : wire, plate, material object dan seterusnya. Selanjutnya tampilan struktur 3-D sebagai perkembangan dari definisi ini. Sebagai sebuah keluaran , WIPL – D menyediakan distribusi arus pada struktur, pola radiasi, distribusi near-field, admitansi, impedansi, dan S- parameter pada predefined feed point, WIPL – D juga menyediakan variasi printer base dan / atau kemampuan keluaran grafik, termasuk gambar 2-D dan 3-D. Pengguna tidak perlu mengetahui metoda analisa untuk menggunakan program ini. Secara effisiensi menjalankan perhitungan WIPL – D sangat diinginkan, dengan demikian membuat software ideal untuk komputer yang dibantu oleh design ( Pola ).

3. 2 Syarat – syarat Hardware dan Software Program dapat berjalan minimal konfigurasinya terdiri dari IBM 80386, 80486, Pentium, dan lainnya 100% kemampuan komputer, Windows 95 atau versi berikutnya atau windows NT. Pentium prosessor di sukai, minimum hard disk 16 MB RAM dan 6 MB, Pendukung untuk grafik, printer dan mouse yang disediakan oleh windows.

3. 3 Cara – cara Menggunakan Software WIPL – D Sebelum dimulai, periksa terlebihdahulu syarat – syarat dari Hardware dan Software seperti yang dikemukakan diatas. Memulai WIPL – D termasuk dalam langkah

berikut ini : periksa saluran disket ( disk drive ) , install program, jalankan program, dapatkan bantuan dalam program, dan keluar dari program.

3.3.1 Installing WIPL – D Pengguna dianggap familiar dalam menggunakan perintah dasar pada Windows. Untuk Install WIPL – D pada windows , lakukan langkah – langkah berikut : •

Start Windows

•

Masukan distribusi disket 1 kedalam Foppy drive.

•

Klik

•

Klik Run option. Run dialog box

( tombol Start ). Untuk membuka Start menu.

terbuka, seperti terlihat pada gambar 3.1

•

Ketik A:\SETUP.EXE didalam open edit field dan klik OK.

Gambar 3.1 Run dialog box

Welcome dialog box terbuka , seperti terlihat pada gambar 3.2

( jika distribusi disket dalam floppy drive B: , ketik B:\SETUP.EXE ) Gambar 3.2 Welcome dialog box •

Klik OK untuk memulai Installasi. Select Destination directory dialog box terbuka, seperti terlihat pada gambar 3.3

( default , destination directory WIPL – D pada drive C. Anda dapat merubah drive dan directory ) •

Pilih destination directory dan klik OK. Installing dialog box terlihat, seperti terlihat pada gambar 3.4

( Ini menunjukkan status instalasi ( dalam persen ) diselesaikan, dan dimana file dicopy untuk sementara )

Gambar 3.3 Destination Directory dialog box.

•

Ketika semua file dicopy dari disket pertama ke directori WIPL – D , Insert New Disk dialog box terbuka. Masukan distribusi disket 2 kedalam flopy drive yang sama dan klik OK.

•

Gambar 3.4 Installing dialog box

Ketika semua file dicopy dari disket kedua pada WIPL – D directory , pertama Install Icons? Dialog box terlihat, seperti pada gambar 3.6 (a).

Gambar 3.5 Insert New Disk dialog box.

Jika anda ingin menambahkan WIPL – D icon pada Program Manager klik YES ( sebaliknya, klik NO ) •

Kedua Install Icons? Dialog box terlihat , seperti gambar 3.6 (b) Gambar 3.6 Install Icons dialog boxes. Jika anda ingin menambahkan WIPL – D icon ke desktop klik

Setelah selesai di install WIPL –

YES. ( sebaliknya, klik NO )

D dibuat backup copy dan simpan di windows

•

Installation selesai WIPL – D sekarang siap digunakan di Windows.

3.3.2 Starting WIPL – D Untuk memulai WIPL – D, lokasi WIPL – D icon

, dan double klik untuk

masuk ( gunakan mouse atau alat pointing lainnya ). Perintah ini meminta shell program ( WIPL.EXE ). Setelah program dikosongkan dari disk, anda seharusnya melihat screen pertama dengan nama program dan nama pengarang , seperti terlihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Tampilan Awal WIPL – D

Untuk menghasilkan Main screen, klik OK. Main screen tampil seperti gambar 3.8.

Gambar 3.8 Main WIPL – D screen

Semua masalah ditangani oleh WIPL – D diatur dalam perancangan. Dalam kondisi umum, sebuah rancangan terdiri atas input data menjelaskan masalah dan output data mewakili hasil analisa. Dalam hal itu , 6 ( enam ) fungsi dasar WIPL – D mengatur perancangan, memasukan data interaktif, menjalankan analisa, meriksa hasil keluaran, membentuk rancangan, dan menggunakan bantuan. Fungsi ini ditunjukan oleh pengguna lebih dari 100 perintah berbeda. Semua perintah dapat diakses mulai dari Main menu bar, yang mana terlihat pada gambar 3.9 WIPL – D mempunyai struktur layer/menu/window hierarki pohon. Pilih option dalam Main menu bar untuk membuka menu fungsi dasar WIPL – D. pilih menu ini untuk membuka sub menu, dialog boxes, tables, editors dan screen dan seterusnya. Lokasi Main menu bar pada top Main screen.

Gambar 3.9 Main menu bar

Cara memilih pilihan diklik ( gunakan mouse atau alat pointing lain ). Satu dialog box dibuka, itu harus ditutup sebelum dipilih perintah yang baru. Tables, editor atau screen menggerakannya. Dialog box , tables , dan halaman editor, edit fields, combo boxes, tombol radio dan silinder. Klik page untuk mengaktifkannya, tombol radio untuk mengaktifkan attached option, dan edit field untuk posisi. Klik combo box untuk membuka combo list dan klik option dalam daftar pilihan. Drag silinder, pull, dan drop pada posisi yang diinginkan. Secara pilihan yang paling penting dapat diakses secara langsung dengan mengklik tools dalam Main toolbar, yang mana ditunjukan dalam gambar 3.10 Menempatkan Main toolbar pada atas Main screen, hanya dibawah Main menu bar.

Gambar 3.10 Main toolbar

3.3.3 Keluar WIPL – D Untuk keluar WIPL – D , gunakan prosedur berikut : •

Klik File menu dalam Main menu bar. Membuka File menu , sebagaimana terlihat pada gambar 3.11

•

Klik Exit option dalam File menu.

Gambar 3.11 File menu.

Alternative lain, anda dapat exit WIPL – D sama caranya seperti anda menutup WIPL – D window : •

Tekan Alt – F4

•

Klik

( border icon )

3.3.4 Merancang Antena dengan menggunakan WIPL – D Tiga langkah pertama yang mudah untuk struktur logam murni kemudian untuk mencampurkan logam dan struktur listrik. Merancang dengan menggunakan WIPL – D hanya untuk bentuk struktur logam. A. Configure & Structure

Gambar 3.12 Configure menu ( Main screen )

Klik Configure option dalam Main menu bar. Configure menu terbuka, seperti terlihat pada gambar 3.12. klik Structure option dalam Configure menu. Structure dialog box terbuka, klik Metalic option. Structure dialog box tampil, seperti terlihat pada gambar 3.13 klik OK. Structure dialog box tertutup dan WIPL – D sekarang disusun hanya untuk struktur logam ( metal ).

Gambar 3.13 Structure dialog box ( configure menu ) B. Edit Input Data ( Metallic Structure ) Semua data masukan dibagi dalam 9 ( sembilan ) kelompok dasar : Operation mode, Frequency range, Structure geometry, Loadings, Excitation, Symmetry planes, Field calculation, dan Options. Untuk kelompok Symmetry planes, Option, dan Symbols seharusnya hanya digunakan oleh pengguna tingkat Advance jadi mereka tidak akan digunakan dalam tour ini. Klik Edit option dalam Main menu bar , Edit menu ditampilkan seperti gambar 3.14 Edit menu

Gambar 3.14 Edit menu

C.Operation Mode pada Structure Klik Operation option dalam Edit menu. Operation dialog box terbuka. Untuk mengaktifkan tombol radio dengan memilih mode pada operation. Default mode adalah ANTENNA ( one generator at time ). Klik ANTENNA ( all generator ) option. Operation dialog box terlihat pada gambar 3.15 klik OK, Operation dialog box tertutup.

Gambar 3.15 Operation dialog box

D. Analisa Range Frequency Range frequency menjelaskan frekuensi start dan stop dan jumlah frekuensi. Jika jumlah frekuensi satu, analisa hanya menampilkan frekuensi awal.

Gambar 3.16 Frequency dialog box

Klik Frequency option pada Edit menu bar . Frequency dialog box akan tampil lalu masukan nilai frekuensi start dan frekuensi stop dan ketik juga Jumlah frekuensi yang diinginkan. Untuk menutup Frequency dialog box, klik OK

E. Structure Geometry Merubah structure geometry dijelaskan dalam 4 type : nodes, wires, plates, dan junction.

Gambar 3.17 Structure submenu ( Edit menu )

Klik Edit menu dalam Main menu bar. Edit menu akan terbuka klik Structure option dalam Edit menu. Structure menu terbuka, seperti gambar 3.17

F. Nodes Coordinates Merubah point ( node ) selengkapnya ditentukan oleh koordinat x, y, dan z

Gambar 3.18 Nodes table Klik

( alternative lain , klik Nodes option dalam Structure manu ) Node table

terbuka. Tekan Ins. Nilai node pertama dibuat ( default koordinat nilainya nol ( 0 ) ) kemudian nilai – nilai node diisi sesuai dengan jumlah titik dalam perancangan.

G. The Wire Starting dan Ending Nodes dan Radii Wire dibuat atau terbentuk dari nilai awal dan akhir dari Node ( titik ) dan nilai awal dan akhir dari Radii.

Gambar 3.19 Wires table

Klik

( alternative lain, klik Wires option dalam Structure menu ) tabel Wires

terbuka. Tekan Ins, nilai wire dimasukan ( default-nya adalah 0 ( nol ) ). Masukan nilai Nodes pertama dan kedua , lalu masukan juga nilai Radii pertama dan kedua.

H. Plate Corner Points Plate berguna untuk menghubungkan titik – titik ( nodes ) secara persegi ( 4 titik ) ( alternative lain, klik Plates option dalam Structure menu. Tabel Plates terbuka.

klik

Gambar 3.20 Plates table I. The Wire – to – Plate Junction Dua wires mempunyai satu node dan dua plate mempunyai dua nodes. Junction disusun oleh keadaan wire node dalam plate.

Gambar 3.21 Junction table

Klik

( altenative lain , klik Junction option dalam Structure menu ) tabel

Junction terbuka. Tekan Ins. Untuk mengisi nilai junction ( default 0 ). tabel Junction dapat dilihat pada gambar 3.21

J. The Excitation of the Given Structure Generator selalu dihubungkan pada Wire. Diletakan pada satu titik ( node ) pada wire, dan besinggungan secara langsung dengan node yang lain pada wire. Sebuah generator disusun oleh dua nodes dan teggangan pada terminal output. Klik

( alternative lain , klik Excitation option dalam Edit menu, excitation menu

terbuka ) seperti pada gambar 3.22 Klik Generator option dalam Excitation submenu ) Tabel Generator terbuka.

Gambar 3.22 Excitation submenu

Gambar 3.23 Generator table

( Edit menu )

Tekan Ins. Untuk mengisi nilai generator masukan nilai – nilainya seperti terlihat pada gambar 3.23

K. Save Current Input Data Ketika input data telah diselesaikan, perancangan dapat diberi nama dan disimpan. Save as dialog box terbuka untuk memilih Save as option dari File menu. Umumnya, status atasnya terlihat “ WIPL-D:NEW ” , yang mana artinya input data berada dibawah perancangan baru, Save as dialog box dapat dibuka dengan klik Save icon.

Gambar 3.24 Save as dialog box Klik

( alternative lain , klik Save As option dalam File menu ) ketik nama Proyek /

kerjaan anda dibawah , yang mana current input data akan disimpan ( cantoh, FM-ANT ) seperti gambar 3.24. klik tombol Save. Current input data disimpan dibawah FM-ANT yang terletak pada WIPL – D directory. Save as dialog box tertutup dan upper status line berubah “ WIPL – D: FM-ANT “.

L. Run An Analysis Waktu yang dibutuhkan Runing tergantung dari input data dan hardware pada computer. Biasanya waktu ananlisis membutuhkan waktu kurang dari 1 menit untuk satu frekuensi.

Gambar 3.25 Run menu

Klik

( alternative lain , klik Run option dalam Main menu bar.Run menu open

seperti terlihat pada gambar 3.25. klik Run option dalam Run menu ) Run screen tampil dan analisis dimulai. Run screen memberikan data dasar analisa dan menunjukkan current status analisa, seperti gambar 3.26.

Gambar 3.26 Run screen

Apabila selesai analisis maka Run screen tertutup. Pada saat yang sama Main screen terbuka dan Run dialog box ditampilkan. Run dialog box ditampilkan selewat waktu, seperti terlihat pada gambar 3.27. klik Ok untuk menutup Run dialog box.

Gambar 3.27 Run dialog box

M. List Result Ada empat kelompok data output yang dapat di daftar : Input data, Y, Z, S, Currents, Radiation, dan Near Field. Kelompok pertama ditampilkan setelah running analisis dan membaca input data. Kelompok yang lain hasil keluaran tampil setelah analisis diselesaikan. Klik Output option dalam Main menu bar. Output menu terbuka, seperti terlihat pada gambar 3.28

Gambar 3.28 Output menu

Pilih List Option dalam Output menu. Daftar menu terbuka, seperti gambar 3.29

Gambar 3.29 List menu

Klik Y, Z, S option dalam List menu. List screen akan terbuka. N. Print Results

Gambar 3.30 File menu ( List screen )

Hasil keluaran , ditunjukan oleh List screen dapat dicetak. Klik On File menu dalam List menu bar. File menu terbuka dalam List screen terlihat pada gambar 3.30. klik Print option dalam File menu. File berisi data , yang mana terlihat pada List screen , dicetak.

Klik

( border icon ). List screen tertutup.

3.3.5 Triangular Dipole Antenna Dari langkah – langkah yang telah dikemukakan diatas maka Penulis dapat merancang Antena

Gambar 3.31 Perancangan Antena Dipole

Gambar 3.32 Grafik dari Perancangan Antena Dipole

BAB IV HASIL SIMULASI

Pada bab ini penulis akan memperlihatkan dimensi dan struktur antenna yang bisa disimulasikan, dengan menggunakan Software WIPL – D, namun sebelumnya penulis akan mengulas sedikit mengenai Software WIPL – D terutama dalam mendisign antenna planar , ada beberapa faktor atau parameter yang penting diantaranya : Struktur option ( Metalic ), Frekuensi , Struktur Geometri ( nodes , wires , plates , dan junction ). Untuk mengetahui besarnya radius, jumlah segmen pada kawat antenna maka dibutuhkan wires , untuk koordinat titik geometri dibutuh nodes, plates dibutuhkan untuk menghubungkan titik koordinat nodes, sedangkan untuk sumber tegangan / arus ( Voltage / Current sources ) menjelaskan lokasi sumber tegangan / arus ini terletak pada current nodes. Frekuensi digunakan dalam perhitungan untuk mengetahui perubahan – perubahan yang terjadi pada kawat antenna seperti pada perubahan arus kawat antenna . Radiation pattern ( pola pancaran ) bisa diketahui dari azimuth ataupun zenith. B4 H4 B3

H3 B2 B1 (a)

H2 H1 Ground dari metal ( garis simetris )

(b)

Gambar 4.1 ( a ) Model Antena yang dioptimasi , ( b ) Struktur antenna dengan sebuah Ground yang terbuat dari metal

Secara umum untuk melihat performansi dari hasil desain antena yang baik adalah dari hasil nilai VSWR yang paling kecil ( mendekati 1 ) dan mempunyai nilai gain yang tinggi , tergantung dari aplikasi antenna yang diinginkan. Sehingga perubahan panjang , jarak , diameter elemen dan penambahan jumlah elemen kawat antenna akan berpengaruh dari hasil desain antena yang baik. Terakhir akan ditunjukan hasil –hasil perhitungan , yang meliputi distribusi arus di atas antenna , sebagai basis dari semua perhitungan besaran antenna yang lainnya , yaitu impedansi masukan antenna , yang dinyatakan dalam factor refleksi sebagai besaran penting dalam proses pemasangan sistem – sistem di frekuensi tinggi. Diagram radiasi antenna – antenna tertentu juga akan ditunjukan.

4.1 Geometri dan Struktur Antena Pada gambar 4.1 ( a ) menunjukan struktur antenna yang akan dibahas oleh penulis pada tugas akhir ini. Sebuah antenna planar yang terbuat dari metal dengan garis simetrisnya tempat feeding antenna ini diberikan. Pada prakteknya nanti, sisi bagian bawah antena tak perlu dibuat, cukup digantikan dengan sebuah ground yang terbuat dari metal dengan luasan tertentu. Struktur antena planar yang terdapat pada gambar 4.1 memiliki degree of freedom ( variabel ) sebanyak 2N , yang terdiri dari dimensi vertikal sebanyak N dan dimensi horizontal juga sebanyak N buah. Sehingga bisa didapatkan beberapa struktur antena yang beraneka ragam seperti yang ditampilakan berikut ini :

(a)

(b)

(c)

(d)

(e )

(f)

(g)

(h)

(i)

(j)

Gambar 4.2 Macam – macam bentuk antena untuk perubahan dimensi secara random Pada dimensi tertentu dengan dimensi lain sama dengan original ( gambar 4.1.a ) (a) Plat dimensi B1 diubah (b) Plat dimensi B2 diubah ( 10,5 mm ) (c) Plat dimensi B2 diubah ( 100 mm ) (d) Plat dimensi B2 diubah ( 1 mm ) (e) Plat dimensi B3 diubah ( 1,5 mm ) (f) Plat dimensi B4 diubah ( 100 mm ) (g) Plat dimensi H2 diubah ( 40 mm ) (h) Plat dimensi H3 diubah ( 2 mm ) (i) Plat dimensi H1 diubah ( 30 mm ) (j) Plat dimensi H4 diubah ( 62 mm )

4.2 Faktor Refleksi Antena Planar Dalam penulisan tugas akhir ini , terutama sekali kita mau mencapai kondisi faktor refleksi yang kecil pada suatu interval frekuensi tertentu. Faktor refleksi yang kecil ini , seperti disinggung di bab 2 , ditandai dengan impedansi masukan antena yang sesuai dengan impedansi saluran transmisi yang digunakan. Sehingga dengan mengenal impedansi masukan antena , yang bisa dihitung setelah mendapatkan distribusi arus di antena , kita bisa menghitung faktor refleksinya. Dalam aplikasi di teknik antena seringkali digunakan batas untuk faktor refleksi sebesar – 10 dB. Jadi jika faktor refleksinya -9 dB dianggap belum mencukupi , tetapi

kalau sudah -10,3 dB sudah baik. Tentu saja makin mengecil , misalnya – 25 dB, performansi antena menjadi lebih baik.

4.3 Simulasi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi Seperti yang telah di tampilkan pada gambar 4.1 ( a ) , yang menjadi rancangan antena dasar ( original ) , penulis melakukan perubahan – perubahan nilai dengan memodifikasikan dimensi antena tersebut seperti acuan pada gambar 4.1 ( b ) penulis melakukan modifikasi pada dimensi B1 , B2 , B3 , B4 , H1 , H2 , H3 , H4. Adapun modifikasi yang dilakukan yaitu satu dimensi diubah – ubah dengan dimensi yang lain tetap pada nilai original, dengan menggunakan frekuensi kerja yang sama yaitu bekerja pada 0,3 GHz – 3 GHz dengan jumlah frekuensi 200 , hal ini dilakukan agar didapat nilai akurasi yang tepat sehingga nilai faktor refleksi yang diperoleh lebih baik.

4.3.A Faktor Refleksi pada Antena Planar dengan Dimensi Awal ( Original ) Setelah melakukan perancangan terhadap antena planar didapatkan faktor refleksi berikut ini :

Gambar 4.3 Gambar Antena Planar Dimensi Awal ( Original )

Gambar 4.4 Grafik Parameter S1-1 dengan Faktor Refleksi -10 dB

4.3.B Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B1 Dengan memodifikasi dimensi B1 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 1,5 mm pada nodes ( n4, n5, n8, n9 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.5 Grafik perbuhan dimensi pada B1 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n4, n5, n8, n9 ) = 0,0015 = 1,5 mm B1.16 = 0,0016 B1.14 = 0,0014 B1.30 = 0,0030 17 = 0,0017 13 = 0,0013 40 = 0,0040 18 = 0,0018 12 = 0,0012 50 = 0,0050 19 = 0,0019 11 = 0,0011 20 = 0,0020 10 = 0,0010 B1.1 = 0,0001 4.3.C Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B2 Dengan memodifikasi dimensi B2 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 15,5 mm pada nodes ( n6, n7, n10, n11 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.5 Grafik perbuhan dimensi pada B2 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n6, n7, n10, n11 ) = 0,0155 = 15,5 mm B2.16 = 0,0165 B2.14 = 0,0145 B2.30 = 0,0305 17 = 0,0175 13 = 0,0135 40 = 0,0405 18 = 0,0185 12 = 0,0125 50 = 0,0505 19 = 0,0195 11 = 0,0115 20 = 0,0205 10 = 0,0105 B2.01 = 0,001 = 1 mm Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi B1 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya tidak begitu signifikan yaitu hanya pada frekuensi 1GHz mengalami performansi dimensi yang baik. Sedangkan pada dimensi B2 yang diubah – ubah maka terjadi 2 perubahan faktor refleksi yang baik ( dibawah – 10 dB ) yaitu pada frekuensi 1 GHz dan 2,5 GHz.

4.3.D Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B3 Dengan memodifikasi dimensi B3 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 7,5 mm pada nodes ( n12, n13, n14, n15 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.6 Grafik perbuhan dimensi pada B3 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n12, n13, n14, n15 ) = 0,0075 = 7,5 mm B3.85 = 0,0085 B3.35 = 0,0035 95 = 0,0095 25 = 0,0025 105 = 0,00105 = 1,05 mm 15 = 0,0015 65 = 0,0065 B3.10 = 0,01 = 10 mm 45 = 0,0045 55 = 0,0055 Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi B3 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu pada frekuensi 0,9 GHz dan mengalami pergeseran pada frekuensi 1 GHz pada saat dimensi diubah menjadi lebih kecil terdapat perubahan factor refleksi pada frekuensi 2,9 GHz ini merupakan performansi dimensi yang baik karena berada dibawah – 10 dB.

4.3.E Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi B4 Dengan memodifikasi dimensi B4 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 11,5 mm pada nodes ( n16, n17, n18, n19 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.7 Grafik perbuhan dimensi pada B4 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n16, n17, n18, n19 ) = 0,0115 = 11,5 mm B4.125 = 0,0125 B4.55 = 0,0055 = 5,5 mm 135 = 0,0135 B4.100mm = 0,1 m = 100 mm 145 = 0,0145 155 = 0,0155 165 = 0,0165 175 = 0,0175 185 = 0,0185 195 = 0,0195 105 = 0,0105

Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi B4 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu pada frekuensi 1 GHz dan mengalami pergeseran ke bawah pada frekuensi 0,8 GHz pada saat dimensi diubah menjadi lebih besar.

4.3.F Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H1 Dengan memodifikasi dimensi H1 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 2 mm pada nodes ( n1, n2, n3, n4, n5, n8, n9 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.8 Grafik perbuhan dimensi pada H1 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original H1 ( n1, n2 ,n3, n4, n5, n8, n9 ) = 0,002 m = 2mm H1. 03 = 0,003 04 = 0,004 05 = 0,005 06 = 0,006 66 = 0,066 40 = 0,040 39 = 0,039 31 = 0,030 20 = 0,020 10 = 0,010 01 = 0,001 Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi H1 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu pada frekuensi 2,80 GHz dan mengalami pergeseran ke atas pada frekuensi 0,8 GHz pada saat dimensi diubah menjadi lebih besar dengan demikian perubahan dimensi H1 terdapat 2 faktor refleksi yang dibawah – 10 dB.

4.3.G Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H2 Dengan memodifikasi dimensi H2 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 4 mm pada nodes ( n6, n7, n10, n11 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.9 Grafik perbuhan dimensi pada H2 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n6, n7, n10, n11 ) = 0,004 m = 4 mm H2. 1 = 0,001 2 = 0,002 3 = 0,003 5 = 0,005 6 = 0,006 10 = 0,010 38 = 0,038 39 = 0,039 40 = 0,040 66 = 0,066 Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi H2 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu pada frekuensi 1,10 GHz dan mengalami pergeseran ke bawah pada frekuensi 0,7 GHz pada saat dimensi diubah menjadi lebih besar dengan demikian perubahan dimensi H2 terdapat 1 faktor refleksi yang dibawah – 10 dB. Sedangkan apabila H2 diperkecil nilainya factor refleksinya cenderung tidak berubah yaitu pada frekuensi 1 GHz namun mengalami pergeseran ke bawah – 10 dB.

4.3.H Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H3 Dengan memodifikasi dimensi H3 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 39 mm pada nodes

( n12, n13, n14, n15 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.10 Grafik perbuhan dimensi pada H3 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap. Dengan perubahan nilai : Original ( n12, n13, n14, n15 ) = 0,039 m = 39 mm H3. 34 = 0,034 H3. 40 = 0,040 H3. 02 = 0,002 35 = 0,035 41 = 0,041 04 = 0,004 36 = 0,036 42 = 0,042 66 = 0,066 37 = 0,037 43 = 0,043 38 = 0,038 44 = 0,044

Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi H3 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu pada frekuensi 1 GHz cenderung tidak berubah namun mengalami pergeseran ke bawah – 10 dB apabila kita ubah nilainya semakin besar.

4.3.I Faktor Refleksi Antena Planar dengan Modifikasi Dimensi H4 Dengan memodifikasi dimensi H4 yang diubah – ubah nilai Nodes – nya secara sebarang dimana pada gambar antena planar ( original ) sebesar 66 mm pada nodes ( n16, n17, n18, n19 ) sedangkan dimensi yang lain tetap. Maka didapat perubahan parameter sebagai berikut ( setelah dilakukan overlay terhadap original ) :

Gambar 4.11 Grafik perbuhan dimensi pada H4 yang diubah – ubah dan dimensi yang lain tetap.

Dengan perubahan nilai : Original ( n16, n17, n18, n19 ) = 0,066 m = 66 mm H4. 60 = 0,060 H4. 67 = 0,067 61 = 0,061 68 = 0,068 62 = 0,062 69 = 0,069 63 = 0,063 70 = 0,070 64 = 0,064 65 = 0,065 Pada gambar tersebut terlihat bahwa apabila dimensi H4 kita ubah – ubah maka perubahan faktor refleksinya yaitu bergeser pada frekuensi 1 GHz ke frekuensi 0,8 GHz cenderung berubah ke arah bawah apabila dimensi H4 kita perbesar.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Hasil simulasi yang bagus / baik yang telah didapatkan cukup rentan terhadap perubahan geometri dalam besaran milimeter, sehingga fabrikasi antena harus benar – benar dilakukan secara presisi, kalau tidak minimun yang didapatkan akan bergeser tempat atau hilang.

2. Perubahan dimensi B2 pada gambar diatas memberikan faktor refleksi yang paling bagus/baik (dibawah -10dB) pada frekuensi kerja 2,40 GHz dengan perubahan 30mm dari 15mm. 3. Perubahan dimensi H1 pada gambar diatas memberikan factor refleksi yang paling baik/bagus ( dibawah -10dB ) pada frekuensi kerja 2,90 GHz dengan perubahan 5mm dari 20mm.

5.2 SARAN

Aplikasi dalam software WIPL – D masih banyak yang perlu dikembangkan dalam perancangan antena yang di desain. Sedangkan perhitungan dan hasil data dari program ini untuk dijadikan perbandingan dalam pengukuran secara real yang tentunya tidak cukup hanya simulasi saja, lanjutkan dengan membuat antena , kemudian ukur dan dibandingkan dengan data yang dihasilkan oleh program WIPL – D

DAFTAR PUSTAKA

Alaydrus, Mudrik, Dr – Ing, Modul – modul Antena dan Propagasi, Jakarta

Balanis, C.A., Antenna Theory and Design, Wiley, New York, 1998.

Hutomo, Bambang, Modul Saluran Transmisi, Jakarta

Kolundzija, Branco M. Dkk, WIPL – D : Electromagnetic Modeling of Composite Metalic and Dielectric Structure , ARTECH HOUSE, INC. Boston, London, 2000