View
221
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
2Antena & Propagasi
SIMULASI ANTENA UFO WA=160 mm
MAKALAH
Disusun untuk Memenuhi Tugas Terstruktur
Matakuliah Antena & Propagasi
oleh:
MUHAMMAD RIFQI S. 0710633055
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
Malang
2010
3Antena & Propagasi
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi komunikasi menunjukkan perkembangan yang sangat
pesat, khususnya komunikasi wireless. Komunikasi ini membutuhkan antena untuk
mengirimkan dan menerima sinyal informasi. Salah satunya adalah antena Ultra
Wide Band untuk Monostatic Microwave Radar untuk mendeteksi jarak dekat (near-
range) dan mengcover daerah berdasarkan gelombang pulsa radar yang
dikembangkan pada Departemen High Frequency Engineering, Universitas Kassel.
Antena Ultra Wide Band (UWB) merupakan sebuah perangkat yang mempunyai
emisi /daya pancar dengan bandwidth yang lebih besar daripada 0.2 atau lebih
besar daripada 1.5 GHz. Untuk aplikasi Monostatic Microwave Radar, antena
tersebut diharapkan dapat mentransmisikan dan menerima gelombang dengan
FWHM sebesar 150 ps dan rise time sebesar 100 ps, karena itulah bandwidth
antena minimal harus sebesar 3.5 GHz. Antena tersebut menggunakan bahan
Alumunium dengan konstanta dielektrik , dengan ukuran tinggi (HA) =70
mm dan lebar (WA) = 160 mm. Karena bentuknya yang mirip dengan bentuk ufo
maka antena tersebut dinamakan dengan antena ufo. Dalam penelitian tersebut
antena Ufo yang diharapkan akan mempunyai kemampuan mentransmisikan dan
menerima gelombang dengan Full Width Half Maximum (FWHM) 150 ps dan
kenaikan waktu/rise time (tr) 100 ps, antena tersebut minimal harus memiliki
bandwidth sebesar 3.5 GHz dan mempunyai amplitude sebesar 2.5 Volt.
Perencanaan antena Ufo memiliki tujuan untuk menemukan bandwidth yang lebih
lebar daripada antena Planar Inverted Cone (PICA) yang merupakan ide dasar dari
pembuatan antena Ufo.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka didapatkan rumusan masalah
sebagai berikut :
1. Bagaimana menentukan dimensi antena agar dapat dibandingkan dengan
antena yang telah ada.
4Antena & Propagasi
2. Melakukan fabrikasi antena.
3. Mengetahui return loss, VSWR, penguatan, directivity dan pola radiasi Antena
Ultra Wide Band agar diketahui unjuk kerja dari antena.
1.3 Tujuan
Mensimulasikan dan fabrikasi antena Ultra Wide Band dengan bentuk Ufo
yang mempunyai dimensi fisik dan ketebalan substrat yang berbeda menggunakan
software simulasi antena IE3D.
5Antena & Propagasi
BAB IIDASAR TEORI
2.1 Konsep Dasar Antena
Antena merupakan instrumen yang penting dalam suatu sistem komunikasi
radio. Antena adalah suatu media peralihan antara ruang bebas dengan piranti
pemandu (dapat berupa kabel koaksial atau pemandu gelombang/Waveguide) yang
digunakan untuk menggerakkan energi elektromagnetik dari sumber pemancar ke
antena atau dari antena ke penerima. Berdasarkan hal ini maka antena dibedakan
menjadi antena pemancar dan antena penerima (Balanis,1982 :17).
Perancangan antena yang baik adalah ketika antena dapat mentransmisikan
energi atau daya maksimum dalam arah yang diharapkan oleh penerima. Meskipun
pada kenyataannya terdapat rugi-rugi yang terjadi ketika penjalaran gelombang
seperti rugi-rugi pada saluran transmisi dan terjadi kondisi tidak matching antara
saluran transmisi dan antena. Sehingga matching impedansi juga merupakan salah
satu faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam perancangan sebuah
antena.
2.2 Parameter Dasar Antena
Parameter – parameter antena adalah suatu hal yang sangat penting untuk
menjelaskan unjuk kerja antena. Maka diperlukan parameter – parameter antena
yang akan memberikan informasi suatu antena sebagai pemancar maupun sebagai
penerima. Definisi parameter – parameter yang berhubungan dengan makalah ini
akan diberikan pada bab ini.
2.2.1 Impedansi Masukan
Impedansi masukan didefinisikan sebagai impedansi yang ditunjukkan oleh
antena pada terminal – terminalnya atau perbandingan tegangan terhadap arus
pada pasangan terminalnya (Balanis, 1982: 53). Perbandingan tegangan dan arus
pada terminal – terminal tanpa beban, memberikan impedansi masukan antena
sebesar (Balanis, 1982: 54) :
ZA = RA + jXA (2.1)
6Antena & Propagasi
dengan :
ZA = impedansi antena (Ω)
RA = resistansi antena (Ω)
XA = reaktansi antena (Ω)
Oleh karena menggunakan saluran microstrip, maka resistansi antena
merupakan resistansi rugi – rugi pada saluran microstrip. Resistansi rugi – rugi pada
antena microstrip sama dengan resistansi rugi – rugi pada antena konvensional,
yaitu terdiri dari rugi konduktor dan rugi radiasi, yang dinyatakan dengan
persamaan berikut :
RA = Rr + RS (2.2)
dengan :
Rr = resistansi radiasi (Ω)
RS = resistansi konduktor (Ω)
Resistansi radiasi pada antena penerima adalah suatu resistansi khayal
akibat adanya radiasi pada antena sehingga mengurangi daya yang disalurkan pada
antena penerima sedangkan resistansi konduktor dipengaruhi oleh konduktifitas
bahan yang digunakan.
Impedansi antena juga dapat diketahui dengan mengetahui koefisien pantul
dengan persamaan (Balanis, 1982: 726) :
(2.3)
dengan :
ZA = impedansi antena (Ω)
ZO = impedansi karakterisitk (Ω)
= koefisien pantul
Koefisien pantul sangat menentukan besarnya VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
antena, karena dengan VSWR ini juga dapat ditentukan baik buruknya antena, yang
dinyatakan oleh persamaan (Kraus, 1988: 833) :
(2.4)
7Antena & Propagasi
VSWR adalah pengukuran dasar dari impedansi matching antara
transmitter dan antena. Semakin tinggi nilai VSWR maka semakin besar pula
mismatch, dan semakin minimum VSWR maka antena semakin matching. Dalam
perancangan antena biasanya memiliki nilai impedansi masukan sebesar 50 Ω atau
75 Ω.
2.2.2 Pola Radiasi
Pola radiasi suatu antena didefinisikan sebagai ”Gambaran secara grafik dari
sifat – sifat radiasi suatu antena sebagai fungsi koordinat ruang”. Dalam banyak
keadaan, pola radiasi ditentukan pada pola daerah medan jauh dan digambarkan
sebagai fungsi koordinat – koordinat arah sepanjang radius konstan, dan
digambarkan pada koordinat ruang. Sifat – sifat radiasi ini mencakup intensitas
radiasi, kekuatan medan (field strenght) dan polarisasi (Balanis, 1982: 17).
Sedangkan untuk pola radiasi antena microstrip mempunyai fenomena yang sama
dengan pola radiasi antena konvensional.
Koordinat – koordinat yang sesuai ditunjukkan pada Gambar 2.1. Jejak daya
yang diterima pada radius tetap disebut pola daya. Sedangkan grafik variasi ruang
medan listrik dan medan magnet sepanjang radius tetap disebut pola medan.
Gambar 2.1 Pola Radiasi
Sumber: Balanis, 1982: 31
Lebar berkas ½ daya (half power beamwidth / HPBW) adalah lebar sudut
pada 3 dB dibawah maksimum. Untuk menyatakan lebar berkas biasanya dalam
satuan derajat. Pada gambar 2.1 tampak pola radiasi yang terdiri dari lobe-lobe
radiasi yang meliputi main lobe dan minor lobe (side lobe). Main lobe adalah lobe
radiasi yang mempunyai arah radiasi maksimum. Sedangkan minor lobe adalah
radiasi pada arah lain yang sebenarnya tidak diinginkan (Stutzman, 1981: 29). Pola
radiasi antena dapat dihitung dengan perbandingan antara daya pada sudut nol
8Antena & Propagasi
derajat (radiasi daya maksimum) dengan daya pada sudut tertentu. Maka pola
radiasi (P) dinyatakan (Balanis, 1982) :
(2.5)
(2.6)
dengan :
P = intensitas radiasi antena pada sudut tertentu (dB)
Po = daya yang diterima antena pada sudut 0o (watt)
PT = daya yang diterima antena pada sudut tertentu (watt)
2.2.3 Keterarahan (Directivity)
Keterarahan dari suatu antena didefinisikan sebagai ”perbandingan antara
intensitas radiasi maksimum dengan intensitas radiasi dari antena referensi
isotropis”. Keterarahan dari sumber non-isotropis adalah sama dengan
perbandingan intensitas radiasi maksimumnya di atas sebuah sumber isotropis
(Balanis, 1982: 29). Keterarahan pada antena secara umum dinyatakan dari
persamaan di bawah ini (Balanis, 1982: 494) :
(2.7)
dengan :
Do = directivity (dB)
Umax= intensitas radiasi maksimum (watt)
Prad = daya radiasi total (watt)
Nilai keterarahan sebuah antena dapat diketahui dari pola radiasi antena
tersebut, semakin sempit main lobe maka keterarahannya semakin baik dibanding
main lobe yang lebih lebar. Nilai keterarahan jika dilihat dari pola radiasi sebuah
antena adalah sebagai berikut (Balanis, 1982 : 20)
(2.8)
(2.9)
9Antena & Propagasi
dengan :
DdB = keterarahan (directivuty) (dB)
= lebar berkas setengah daya pada pola radiasi horisontal ( 0 )
= lebar berkas setengah daya pada pola radiasi vertikal ( 0 )
2.2.4 Penguatan (Gain)
Penguatan sangat erat hubungannya dengan directivity. Penguatan
mempunyai pengertian perbandingan daya yang dipancarkan oleh antena tertentu
dibandingkan dengan radiator isotropis yang bentuk pola radiasinya menyerupai
bola. Secara fisik suatu radiator isotropis tidak ada, tapi sering kali digunakan
sebagai referensi untuk menyatakan sifat – sifat kearahan antena.
Penguatan daya antena pada arah tertentu didefinisikan sebagai 4π kali
perbandingan intensitas radiasi dalam arah tersebut dengan daya yang diterima
oleh antena dari pemancar yang terhubung (Balanis, 1982: 43). Apabila arahnya
tidak diketahui, penguatan daya biasanya ditentukan dalam arah radiasi maksimum,
dalam persamaan matematik dinyatakan sebagai (Stutzman, 1981: 37) :
(dB) (2.10)
G = gain antena (dB)
Um = intensitas radiasi antena (watt)
Pin= daya input total yang diterima oleh antena (watt)
Pada pengukuran digunakan metode pembandingan (Gain-comparison
Method) atau gain transfer mode. Prinsip pengukuran ini adalah dengan
menggunakan antena referensi yang biasanya antena dipole standar yang sudah
diketahui nilai gainnya. Prosedur ini memerlukan 2 kali pengukuran yaitu terhadap
antena yang diukur dan terhadap antena referensi. Nilai gain absolut isotropik
dinyatakan sebagai (Mufti, 2004 : 34) :
(2.11)
dengan :
10Antena & Propagasi
GAUT = Gain antena yang diukur (dBi)
Gref = Gain antena referensi yang sudah diketahui (dBi)
WRX = Daya yang diterima antena yang diukur (dBm)
Wref = Daya yang diterima antena referensi (dBm)
2.2.5 Return Loss (RL)
Return loss adalah salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui
berapa banyak daya yang hilang pada beban dan tidak kembali sebagai pantulan. RL
adalah parameter seperti VSWR yang menentukan matching antara antena dan
transmitter.
Koefisien pantulan (reflection coefficient) adalah perbandingan antara
tegangan pantulan dengan tegangan maju (forward voltage). Antena yang baik akan
mempunyai nilai return loss dibawah -10 dB, yaitu 90% sinyal dapat diserap, dan
10%-nya terpantulkan kembali. Koefisien pantul dan return loss didefinisikan
sebagai (Punit, 2004: 19) :
(2.12)
(2.13)
dengan :
= koefisien pantul
Vr = tegangan gelombang pantul (reflected wave)
Vi = tegangan gelombang maju (incident wave)
RL = return loss (dB)
Untuk matching sempurna antara transmitter dan antena, maka nilai = 0
dan RL = yang berarti tidak ada daya yang dipantulkan, sebaliknya jika = 1 dan
RL = 0 dB maka semua daya dipantulkan.
2.2.6 Lebar Pita (Bandwidth)
Bandwidth antena didefinisikan sebagai ”range frekuensi antena dengan
beberapa karakteristik, sesuai dengan standar yang telah ditentukan”. Untuk
Broadband antena, lebar bidang dinyatakan sebagai perbandingan frekuensi operasi
11Antena & Propagasi
atas (upper) dengan frekuensi bawah (lower). Sedangkan untuk Narrowband
antena, maka lebar bidang antena dinyatakan sebagai persentase dari selisih
frekuensi di atas frekuensi tengah dari lebar bidang (Balanis, 1982: 47).
Untuk persamaan bandwidth dalam persen (Bp) atau sebagai bandwidth
rasio (Br) dinyatakan sebagai (Punit, 2004: 22) :
(2.14)
(2.15)
(2.16)
dengan :
Bp = bandwidth dalam persen (%)
Br = bandwidth rasio
fu = jangkauan frekuensi atas (Hz)
fl = jangkauan frekuensi bawah (Hz)
2.2.7 Polarisasi
Polarisasi suatu antena didefinisikan sebagai ”polarisasi dari gelombang yang
diradiasikan pada saat antena dibangkitkan/dioperasikan”. Dengan kata lain,
”polarisasi gelombang datang dari arah yang diberikan yang menghasilkan daya
maksimum pada terminal antena”. Dalam praktek, polarisasi dari energi yang
diradiasikan berubah menurut arah antena, sehingga dengan pola yang berbeda
akan memungkinkan mempunyai polarisasi yang berbeda pola. Polarisasi antena
dibedakan menjadi 3 : polarisasi linier, polarisasi lingkaran dan polarisasi elips
(Balanis, 1982: 48).
Polarisasi dari gelombang yang teradiasi, merupakan sifat – sifat gelombang
elektromagnetik yang menggambarkan perubahan arah dan nilai relatif vektor
medan listrik sebagai fungsi waktu. Jika vektor yang dilukiskan pada suatu titik
sebagai fungsi dari waktu selalu terarah pada suatu garis, medan ini dikatakan
terpolarisasi linier. Bila jejak medan listrik berbentuk elips, maka medan dikatakan
12Antena & Propagasi
terpolarisasi elips. Suatu keadaan khusus dari polarisasi elips adalah polarisasi
lingkaran dan polarisasi linier.
Gambar 2.2 Macam – macam polarisasi
Sumber: www.signalengineering.com
Polarisasi isolasi adalah redaman pada antena akibat perubahan polarisasi,
atau perbandingan daya suatu polarisasi antena terhadap daya polarisasi yang lain
pada antena tersebut. Polarisasi isolasi dapat dihitung dari hasil pengukuran
polarisasi antena dengan persamaan :
(2.17)
dengan :
a = polarisasi isolasi (dB)
P1 = daya mula-mula (watt)
P2 = daya yang diperlukan jika polarisasi diubah (watt)
13Antena & Propagasi
BAB IIISIMULASI & FABRIKASI ANTENA UFO
3.1 Struktur Dasar Antena UFO
Gambar 3.1 Struktur Dasar Antena ufo
3.1.1 Impedansi Masukan dan Penyesuai Impedansi
Perencanaan impedansi masukan untuk elemen peradiasi dapat dihitung
dengan persamaan :
(3.1)
(3.2)
r = 35 mm
r = 80 mm
14Antena & Propagasi
Dari perhitungan diatas didapat bahwa impedansi elemen peradiasi sebesar
1.8 kΩ. Sedangkan untuk penyesuai impedansi antena ini didapat dari persamaan :
(3.3)
(3.4)
3.2 Perhitungan Dimensi Antena
3.2.1 Spesifikasi Substrat dan Bahan Konduktor
Bahan substrat yang digunakan adalah sebagai berikut :
Bahan Alumunium
Konstanta Dielektrik .
Ketebalan dielektrik (h) = 2 mm.
Konduktifitas Alumunium (3.5)
Substrat layer/ bahan pelapis substrat pada antenna Egg ini adalah udara
dengan Konstanta Dielektrik = 1.
Impedansi karakteristik saluran 50 Ω.
15Antena & Propagasi
3.2.2 Dimensi antenna ufo WA 180 mm
Gambar 3.2 Dimensi antena ufo
3.3 Langkah-langkah Simulasi Antena Tanpa Feeder dengan IE3D
Langkah-langkah simulasi IE3D :
1. Setelah muncul tampilan stand-by Zeland maka klik pada “IE3D” lalu pada
“Mgrid”.
r = 35 mm
r = 80 mm
16Antena & Propagasi
Gambar 3.3 Zeland Program Manager 12.0
2. Klik pada “Param” dan “Basic Parameters”.
Gambar 3.4 Zeland MGrid Window
3. Lalu edit Grid Size=1 dalam satuan mm, Meshing Freq= 16 GHz, Cells per
Wavelength=3.
17Antena & Propagasi
Gambar 3.5 MGrid Basic Parameters – Edit Grid Size
Gambar 3.6 MGrid Basic Parameters – Edit Meshing Freq
4. Kemudian kita tentukan Automatic Edge Cells nya untuk mengurangi
kemungkinan terjadinya kesalahan apabila menggunakan non otomatis. Pada
AEC tersebut kita tentukan AEC layers adalah 1 yang berarti berkurangnya
ketelitian dibandingkan AEC layers 5. kemudian kita juga tentukan AEC
rationya adalah 0,05 agar mempersempit rasio agar lebih akurat.
18Antena & Propagasi
Gambar 3.7 MGrid Basic Parameters – Automatic Meshing Parameters
5. Selanjutnya kita tentukan substrate Layer dengan mengubah layer 0 menjadi
lapisan alumunium dengan spesifikasi yang telah dicantumkan sebelumnya.
Kemudian memberikan frekuensi masukannya.
Gambar 3.8 MGrid Basic Parameters – Edit Substrate Layer
19Antena & Propagasi
Gambar 3.9 MGrid Basic Parameters – Edit Dielectric Material
6. Kita juga akan mengubah spesifikasi Metalic Strip types antena tersebut
seperti spesifikasi dibawah ini dan memberi frekuensi masukannya.
Gambar 3.10 MGrid Basic Parameters – Edit Metallic Type
20Antena & Propagasi
Gambar 3.11 MGrid Basic Parameters – Dielectric Material
7. Kemudian setelah semuanya telah ditentukan, maka akan tampil pada layar
lembar kerja seperti di bawah ini. Untuk menggambar antena ufo ini maka
kita membutuhkan satu buah elips horizontal dan digabungkan dengan satu
buah lingkaran yang dipotong menjadi dua pada rasio tertentu. Kedua
potongan lingkaran tersebut diletakkan di atas dan dibawah elips sehingga
tercipta bentuk yang diinginkan. Simulasi kali ini adalah membuat antenna
dengan WA = 180 mm.
Gambar 3.12 Mgrid
21Antena & Propagasi
8. Maka pertama-tama kita akan buat Elips (R1). Pilih ”Entity” kemudian
”Ellipse” dimana Radius Primary Axis = 80 mm, Radius Secondary Axis = 20
dan “number of segments” 200 agar didapatkan elips yang berbentuk
sempurna.
Gambar 3.13 Pilih Entity Ellipse
Gambar 3.14 Ellips Parameter
9. Setelah terbentuk elips kita harus menyatukan polygon-polygon antena agar
kita dapatkan elips yang utuh dengan cara “Select Polygon” klik pada tiap-
tiap Polygon lalu klik kanan mouse kemudian klik “Union/Merge”.
22Antena & Propagasi
Gambar 3.15 menggabungkan elips dg cara merge
10. Kemudian setelah di Merge hasilnya tampak pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.16 Hasil Merge
11. Kemudian kita akan membuat lingkaran dengan cara pilih “Entity” kemudian
“Circle” dimana Radius(>0) = 20 dan Center X-Coordinate = -150 agar
23Antena & Propagasi
lingkaran ini tidak saling menindih dengan elips sebelumnya. Jangan lupa
untuk memilih number of segment 200 agar didapatkan lingkaran sempurna.
Gambar 3.17 Membuat lingkaran
12. Hasil lingkaran tampak pada gambar dibawah ini.Setelah terbentuk lingkaran
maka kita akanbagi menjadi 2. dengan cara “Select Polygon” klik pada tiap-
tiap Polygon pada bagian atas dan bawah lingkaran.
Gambar 3.18 Melakukan pembagian setengah lingkaran
24Antena & Propagasi
13. Selanjutnya kita harus menyatukan polygon-polygon antena agar kita
dapatkan dua setengah lingkaran yang utuh dengan cara “Select Polygon” klik
pada tiap-tiap Polygon lalu klik kanan mouse kemudian klik “Union/Merge”.
Gambar 3.19 Melakukan Merge
14. Kita juga harus menggabungkan polygon-polygon pada setengah lingkaran
antena yang kedua tersebut seperti cara sebelumnya.Kemudian kita akan
menggeser kedua setengah lingkaran kedua tersebut agar masing-masing
tepat berada di atas dan dibawah elips antena pertama dengan cara memilih
polygon lingkaran kedua, klik kanan pada mouse dan klik ”Move Objects”
25Antena & Propagasi
Gambar 3.20 Move Objects
15. Maka kita dapat mengisikan koordinat tujuan untuk setengah lingkaran yang
kita geser die lips bawa yaitu x=200 dan y=0 agar lingkaran kedua tepat
berada di bawah elips pertama. Setelah itu kita pilih ‘Clean them’ untuk
menggabungkan setengah lingkaran yang telah kita geser ke bawah elips tadi
agar penggabungannya sempurna.
Gambar 3.21 Memindahkan Polygon
Gambar 3.22 Melakukan Clean them ke bag. Bawah elips
26Antena & Propagasi
16. Kita Ulangi langkah no 15 diatas, hanya saja sekarang adalah setengah
lingkaran yang satunya digeser ke elips sebelah atas agar bentuknya
menerupai bentuk ufo.
Gambar 3.23 Melakukan Clean them ke bag. atas elips
17 Selanjutnya kita harus menyatukan polygon-polygon antena agar kita
dapatkan bentuk ufo yang utuh dengan cara “Select Polygon” klik pada tiap-
tiap Polygon lalu klik kanan mouse kemudian klik “Union/Merge”.
Gambar 3.24 Melakukan Merge anten ufo
27Antena & Propagasi
18 Setelah kita dapat bentuk ufo yang utuh, Kemudian kita harus melakukan
pengecekan terhadap tiap-tiap ujung persambungan kanan dan kiri. Apabila
terdapat sambungan yang tidak rata pada bagian samping kanan dan kiri maka kita
dapat klik ”Select Vertices”,tepat ditengah-tengah bagian kanan dan kiri lalu
”Delete”.
Gambar 3.25 Hasil Merge Polygon
Gambar 3.26 Zoom Pada Polygon dan Drag Pada Ujung Polygon Yang Tidak Rata
28Antena & Propagasi
Gambar 3.27 Hapus Vertice
19 Apabila bentuk antena telah disempurnakan maka kita dapat membentuk
port. Cara pertama dalam pembentukan port adalah dengan meratakan
bagian bawah antena, klik ”Select Vertices” tepat ditengah-tengah lalu
”Delete”.
Gambar 3.28 Drag Vertice Bagian Bawah
29Antena & Propagasi
Gambar 3.29 Menghapus Vertice Bagian Bawah
20 Untuk mencocokkan rataan bawah dan port yang igin di pasang maka ”Select
Vertices” kemudian drag pada bagian rataan. Setelah keluar dua kotak tanda
maka pilih kotak sebelah kanan, klik kanan pada mouse lalu kita tentukan
lebar rataannya pada ”Object Property” sesuai ukuran diameter kabel coaxial
1mm
Gambar 3.30 Memilih Vertice Untuk Port
30Antena & Propagasi
Gambar 3.31 Mengatur Koordinat Vertice
21 Kita akan membagi rata kanan dan kiri masing-masing sebesar 0,5mm.
Sehingga dari tampilan dibawah masing-masing selected polygon akan kita
tentukan Vertexnya sebesar -0,5 dan 0,5.
Gambar 3.32 Merubah Koordinat Vertice Pertama
31Antena & Propagasi
Gambar 3.33 Merubah Gambar Vertice Kedua
Gambar 3.34 Hasil Merubah Koordinat Vertice
22 Setelah rataan untuk port tersedia maka kita akan menambahkan port pada
rancangan antena tersebut. Pertama-tama kita klik ”Port”, pilih ”Port for
Edge Group”. Maka akan kita dapatkan tampilan sebagai berikut.
32Antena & Propagasi
Gambar 3.35 Pilih Jenis Port
23 Kita pilih Advance Extension dengan Min Extension 50 dan Max Extension
300 karena sesuai dengan impedansi saluran minimum dan maximum.
Selanjutnya kita klik ”OK” dan kita drag pada daerah rataan maka port akan
terpasang. Selanjutnya pilih ”Exit Port”.
Gambar 3.36 Drag Vertice Untuk Port
33Antena & Propagasi
Gambar 3.37 Exit Port
24 Setelah Port terpasang, antena siap untuk di simulasikan. Namun sebelumnya
kita tentukan dulu “Display Meshing” dengan memilih “Process”.
Gambar 3.38 Display Meshing
34Antena & Propagasi
Gambar 3.39 Automatic Meshing Parameters
25 Pada Automatic Meshing Parameter kita masukkan nilai frekuensi yaitu 16
GHz, AEC Layers 1 dan AEC Ratio 0,05 sesuai keterangan pada langkah no 5
Gambar 3.40 Statistic of Meshed Structure
26 Keluarannya adalah tampak seperti gambar berikut ini. Setelah ini kita dapat
mulai mensimulasikan perancangan antena dengan klik ”Proces”’ dan
”Simulate”. Namun sebelumnya kita harus menyimpan dahulu hasil
perancangan kita.
35Antena & Propagasi
Gambar 3.41 Simulasi
Gambar 3.42 Setup Simulasi
27 Kita tentukan frekuensi yang akan kita simulasikan dengan klik “Enter” pada
Frequency Parameter.
36Antena & Propagasi
Gambar 3.43 Set Range Frekuensi
28 Frequency Start 0 GHz, End 16 GHz dengan Step Frequency 1 GHz kita
dapatkan banyaknya frequency yang disimulasikan adalah 16.
Gambar 3.44 Setup Simulasi
29 Kemudian beri tanda pada “Curent Distribution File” dan “Radiation Pattern
File” lalu akan muncul kolom “Radiation and Excitation Parameters” dan
kemudian klik “ok”.
37Antena & Propagasi
Gambar 3.45 Setup Simulasi
30 Kemudian mulai simulasi dengan cara klik tanda “ok” pada tabel setup
simulasi.Setelah itu akan muncul tanda peringatan “Mgrid” kemudian klik
“Yes”. (seperti pada gambar dibalik ini).
Gambar 3.46 Peringatan Mgrid
31 Setelah itu akan muncul lagi tabel “Error of Warnings Detected in Port
Validation” lalu klik tombol “Continue”.
38Antena & Propagasi
Gambar 3.47 Pengecekan ebelum Simulasi
Gambar 3.48 Proses Simulasi
32. Dari simulasi tersebut kita dapatkan grafik dan data Return Loss, VSWR, Gain,
Impedansi, Bandwidth, Pola Radiasinya dan Directivity-nya.
untuk melihat grafik VSWR, Return Loss, Gain, directivity dll pilih pada toolbar
“control” dan pilih “display define graphic”
39Antena & Propagasi
Gambar 3.49 Tampilan saat memilih grafik yang ditampilkan.
Berikut jenis jenis grafik yang dapat ditampilkan:
Gambar 3.50 Tampilan Display Parameter
kemudian diberi label untuk menentukan nilai frequency upper,lower dan
centernya denagn mengklik port dan mengisi label sesui nama dan nilainya.
40Antena & Propagasi
Gambar 3.51 Tampilan saat VSWR telah diberi label
Sedangkan untuk menampilkan gambar 3D, maka dari box 3D petternView,
pilih menu ”Display” kemudian pilih 3D kemudian klik ”OK” demikian juga untuk
menampilkan “Directiity Vs Frequency display” dan Gain Vs. “Frequency Dispaly”
seperti berikut:
Gambar 3.52 Tampilan saat memilih 3D pattern
41Antena & Propagasi
BAB IVANALISA DATA HASIL SIMULASI
4.1 Hasil Simulasi Antena dengan WA = 160 dengan Ketebalan 2 mm
4.1.1 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
Gambar 4.1 VSWR
Saat nilai VSWR=2 dari grafik diatas dapat diketahui :
Frekuensi lower : 1,73 GHz
Frekuensi upper : 10,76 GHz
Frekuensi center : = 6.2 GHz
Bandwidth : frekuensi upper-frekuensi lower
= 10.76 GHz - 1.73 GHz
= 9.03 GHz
42Antena & Propagasi
4.1.2 Return Loss
Gambar 4.2 Return Loss
4.1.3 Gain
Gambar 4.3 Gain
43Antena & Propagasi
4.1.4 Directivity
Gambar 4.4 Directivity
4.1.5 Radiation Pattern
Gambar 4.5 Radiation Pattern
44Antena & Propagasi
4.1.6 Smith chart
Gambar 4.6 Smith chart
45Antena & Propagasi
BAB VKESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil simulasi dan analisa diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
Pada simulasi dan fabrikasi antena Ultra Wide Band ini substrat yang digunakan
adalah Alumunium dalam bentuk Egg Single Metal dengan konstanta dielektrik
sebesar 2 dan substrat ini mampu melewatkan gelombang sampai dengan lebih besar
dari 3,5 GHz. Dengan dimensi antena yang berbeda-beda setelah hasil simulasinya
adalah:
Antena dengan WA = 160 dengan Ketebalan 2 mm
Memiliki bandwidth = 9.03 GHz
5.2 Saran
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk simulasi dan fabrikasi antena
Ultra Wide Band ini dikemudian hari yaitu :
1. Perlu dikaji bentuk antena Ultra Wide Band yang lain baik dari tebal substrat,
dimensi, maupun bentuk elemennya, misalnya lingkaran, diamond, dan segitiga.
Dan simulasi dan fabrikasi antena Ultra Wide Band dapat menggunakan bahan
lain dengan nilai Konstanta dielektrik (εr) yang berbeda.
2. Ketelitian dalam proses simulasi dan fabrikasi antena tersebut, sehingga
ketepatan hasil simulasi serta penguatan antena dapat diperoleh sesuai
perancangan. Oleh karena itu diperlukan alat simulasi yang lebih teliti agar
dimensi yang diinginkan dapat terpenuhi dan menghasilkan koefisien yang lebih
kecil sehingga daya yang dipancarkan dapat diterima secara maksimal.
3. Karena merupakan hasil simulasi sehingga keakuratan pengambilan data masih
harus dibuktikan terlebih dahulu dengan prosedur standar pengukuran antena
yang sebenarnya dengan menggunakan instrumen yang memadahi dan
mempunyai presisi yang tinggi.
Recommended