DESAIN ANTENA HELIX QUADRIFILAR PADA

FREKUENSI 2,4 GHZ SEBAGAI PERANGKAT

GROUND STATION SATELIT NANO

20 Juni 2013

Vivin Violita

2209100085

DOSEN PEMBIMBING:

Eko Setijadi S.T., M.T., Ph.D.

Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro M.Eng., Ph.D.

1

LATAR BELAKANG

Iinusat

ITS-sat

Ground Station

Antenna Helix Quadrifilar

2

RUMUSAN MASALAH

ANTENA HELIX QUADRIFILAR

FREKUENSI 2,4 GHZ

SPESIFIKASI DAN SIMULASI

REALISASI PADA GROUND STATION

3

BATASAN MASALAH

PARAMETER ANTENA

1. FREKUENSI 2,4 GHZ

2. GAIN >13 dB

3. VSWR<2

4. RETURN LOSS <-10dB

4

TUJUAN

Ground station

satelit nano

frekuensi S-Band 2,4 GHz

downlink video real time

5

GROUND STATION

Space system

Ground station

6

ANTENA HELIX QUADRIFILAR

Sumber: Domenico Marini, Experimental Investigation of Quadrifilar Helix Antennas for 2400 MHz, Amsat Journal

7

ANTENNA HELIX QUADRIFILAR

Smaller loop:

D = 0.156 λ

lenP° = 0.238 λ

Perimeter= 1.016 λ

Larger loop:

D = 0.173 λ

lenP° = 0.260 λ

Perimeter = 1.120 λ

Sumber: M.W.Maxwell, Chapter 22 “The Quadrifilar Helix Antenna” in ARRL book “Reflections”, 1991.

8

METODE SELF-PHASED

INDUKTIF

Z=R-XL

KAPASITIF

Z=R+XC

XL : ARUS LAGGING 450

XC : ARUS LEADING 450

TERJADI PERBEDAAN FASE

ARUS 900

9

PERANCANGAN ANTENA

Parameter Smaller Loop Larger Loop

Frekuensi 2,4 GHz 2,4 GHz

Panjang Kawat 125 mm 125 mm

Diameter Kawat 1,2 mm 1,2 mm

D 19,5 mm 21,625 mm

LenP 29,75 mm 32,5 mm

Perimeter 127 mm 140 mm

10

PERANCANGAN ANTENA11

HASIL SIMULASI

RETURN LOSS

BANDWIDTH: 348,72 MHz

12

HASIL SIMULASI

VSWR

13

HASIL SIMULASI

POLA RADIASI

14

HASIL SIMULASI

Pola radiasi horizontal Pola radiasi vertikal

15

FABRIKASI16

BENTUK ANTENA HASIL SIMULASI BENTUK ANTENA HASIL FABRIKASI

HASIL SIMULASI DENGAN

PENYANGGA TEFLON17

PENYANGGA TEFLON ANTENA DAN PENYANGGA TEFLON

HASIL SIMULASI 18

RETURN LOSS

HASIL SIMULASI19

VSWR

HASIL SIMULASI20

POLA RADIASI

HASIL SIMULASI

HORIZONTAL VERTIKAL

21

REFLEKTOR PARABOLA

Sumber: Balanis, Constantine A., Antenna Theory Analysis And Design, Canada: John Wiley & Sons. 2005 .

22

PERANCANGAN REFLEKTOR

PARABOLA

Parameter Ukuran

Diameter (D) 50 cm

Fokus (f) 17.5 cm

Kedalaman (d) 8.9 cm

23

HASIL SIMULASI DENGAN

PENYANGGA

Pola radiasi

24

HASIL SIMULASI DENGAN

PENYANGGA

Pola radiasi horizontal Pola radiasi vertikal

25

IMPLEMENTASI ANTENNA26

IMPLEMENTASI ANTENA27

METODOLOGI PENGUKURAN28

HASIL PENGUKURAN

RETURN LOSS

Return Loss=-21,45 dB

29

HASIL PENGUKURAN

VSWR

VSWR=1,17

30

HASIL PENGUKURAN

POLA RADIASI

HORIZONTAL

31

HASIL PENGUKURAN

POLA RADIASI

VERTIKAL

32

HASIL PENGUKURAN

GAIN

Gain Antena

Referensi (dBi)

Level Daya Terima

Antena Referensi

(Pt (dBm))

Level Daya Terima

Antena yang

diukur (Ps (dBm))

Gain Antena

yang di ukur

(dBi)

10,4

-54,16 -42,19 22,27

-51,4 -40,91 20,9

-49,33 -40,21 19,52

-52,31 -42,33 20,38

-49,17 -41,59 18,28

-53,93 -42,03 22,2

Gain rata-rata antena yang diukur 20,61

Perhitungan nilai gain antena dengan menggunakan antena referensi horn (gain 10,4 dB)

dengan persamaan :

G ukur(dB)=Pr ukur(dBm) – Pr_ref(dBm) + Gref(dB)

33

PERBANDINGAN DATA SIMULASI DAN

PENGUKURAN

No. Parameter Simulasi Pengukuran

1 Return Loss -30,23 dB -21,45 dB

2 VSWR 1,0635 1,17

3 Bandwidth 348,72 MHz 44 MHz.

4 Gain 17,98 dBi 20,61 dBi

34

KESIMPULAN

1. Antena helix quadrifilar dan reflektor parabola telah selesai

disimulasikan, difabrikasi dan telah diukur. Hasil simulasi telah

memenuhi kriteria awal.

2. Antena menggunakan metode pencatuan self-phased untuk

mendapatkan pencatuan dengan perbedaan fase tiap lilitan kawat.

3. VSWR minimum pada frekuensi 2,4 GHz telah memenuhi kriteria

desain <2, yaitu 1,17.

4. Bandwidth antena helix quadrifilar sebesar 44 MHz pada rentang

2,375 GHz-2,419 GHz dengan nilai return loss pada frekuensi 2,4

GHz adalah -21,45 dB.

5. Gain hasil pengukuran yaitu 20,61 dBi pada frekuensi 2,4 GHz.

6. Pola radiasi pada frekuensi 2,4 GHz adalah directional.

35

TERIMA KASIH

36

DESAIN ANTENA HELIX QUADRIFILAR PADA

FREKUENSI 2,4 GHZ SEBAGAI PERANGKAT

GROUND STATION SATELIT NANO

20 Juni 2013

Vivin Violita

2209100085

DOSEN PEMBIMBING:

Eko Setijadi S.T., M.T., Ph.D.

Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro M.Eng., Ph.D.

37