i ANTENA MIKROSTRIP Oleh ; I Putu Yuda Pramana Putra (1404405067) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA TAHUN 2015/2016
i
ANTENA MIKROSTRIP
Oleh ;
I Putu Yuda Pramana Putra (1404405067)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
TAHUN 2015/2016
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang
telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga karya tulis ini dapat
terselesaikan dengan baik. Adapun maksud dan tujuan penyusunan karya tulis ini
adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah “Antena dan Propagasi
Gelombang Radio”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu terselesaikannya tugas ini. Dalam penyusunan tugas karya tulis ini
penulis menyadari masih ada kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan
kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun untuk kesempurnaan
di masa yang akan datang.
Semoga makalah ini bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan
khususnya bagi penulis dan umumnya bagi kita semua.
Denpasar, Februari 2016
penulis
iii
ABSTRAK
Antena adalah sebuah atau sekelompok konduktor yang digunakan untuk
memancarkan atau meneruskan gelombang elektromagnetik menuju ruang bebas
atau menangkap gelombang elektromegnetik dari ruang bebas. Karakter penting
antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi
, yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan polarisasi. Jenis jenis antena yang umum
digunakan dalam kehidupan sehari hari adalah : antena omni, grid, parabolic, yagi,
dan sektoral.
Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling populer saat
ini. Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro (sangat
kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum terbagi
menjadi tiga bagian yaitu: Patch, Substrate dielectric, dan Ground Plane.
Pada antena mikrostrip, paremeter yang digunakan untuk menentukan
kinerja antena adalah : penguatan (gain), VSWR (voltage standing wave ratio),
return loss, impedansi masukan, dan bandwidth antena.
Teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip
dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : electromagnetically coupled (EMC),
microstrip feeding, coaxial feeding, dan aperture feeding.
Keuntungan antena mikrostrip yaitu : bobot yang ringan dan ukuran yang
kecil, bentuk bisa disesuaikan sesuai prangkat utama, biaya pabrikasi murah,
mendukung polaritas linear dan sirkular, dapat dengan mudah diintegrasikan
dengan microwave integrated circuits (MICs), kemampuan dual frequency, serta
tidak memerlukan catuan tambahan. Kekurangannya adalah : efisiensi yang rendah,
penguatan rendah, memiliki rugi-rugi hambatan, memiliki daya yang rendah, serta
timbulnya gelombang permukaan.
Antena mikrostrip dapat berbentuk persegi panjang, persegi, lingkaran,
elips, serta segitiga. Berikut adalah beberapa aplikasi dari antena mikrostrip :Mobile
and satellite communication application, Aplikasi GPS, RFID, WiMax, WLAN,
Bandpass Filter, dan Radar
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………..i
KATA PENGANTAR……………………………………………………….......ii
ABSTRAK ………………………………………………………………………iii
DAFTAR ISI ……………………………………………………………………iv
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ……………………………………………………….1
1.2 Rumusan Masalah ……………………………………………………1
1.3 Tujuan …………………………………………………………………1
1.4 Manfaat ……………………………………………………………….2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian dan Cara Kerja Antena …………………………………3
2.2 Karakter Antena ……………………………………………………..4
2.3 Jenis-jenis Antena ……………………………………………………7
BAB III METODE PENULISAN
3.1 Jenis Penelitian ……………………………………………………….9
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ………………………………………..9
3.3 Populasi dan Sampel Penelitian ……………………………………..9
3.4 Metode Pengumpulan Data ………………………………………….9
3.5 Teknik Analisis Data …………………………………………………9
3.6 Desain Penelitian ……………………………………………………..9
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Sejarah dari Antena Mikrostrip ……………………………………10
4.2 Karakteristik Antena Mikrostrip …………………………………..10
4.3 Parameter Umum Antena Mikrostrip ……………………………. 11
4.4 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip …………………………… 13
4.5 Kelebihan dan Kekurangan Antena Mikrostrip ………………….15
4.6 Jenis dan Aplikasi Antena Mikrostrip …………………………… 16
BAB V PENUTUP
5.1 Simpulan ……………………………………………………………17
5.2 Saran …………………………………………………………………18
DAFTAR PUSTAKA
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan penerima …………………………..3
Gambar 2.2 Ilustrasi Cara Kerja Antena Radio ………………………………...4
Gambar 2.3 Antena Omni ………………………………………………………7
Gambar 2.4 Antena Grid ……………………………………………………….7
Gambar 2.5 Antena Parabolik ………………………………………………….7
Gambar 2.6 Antena Yagi ……………………………………………………….8
Gambar 2.7 Antena Sektoral ……………………………………………………8
Gambar 4.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip ……………………………….11
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Majunya perkembangan teknologi di bidang telekomunikasi khususnya
teknologi tanpa kabel (wireless) menyebabkan para perancang antena agar
merancang suatu antena yang dapat mendukung teknologi tersebut. Permasalahan
yang utama dalam teknologi tersebut adalah kebutuhan akan kecepatan data yang
tinggi, dan salah satu solusi yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan
ultra wideband. Untuk mendukung perangkat teknologi ultra wideband, diperlukan
suatu antena yang memiliki karakteristik bandwidth yang sangat lebar salah satunya
adalah antena mikrostrip yang sekarang banyak digunakan pada telepon seluler.
Pada antena mikrostrip menggunakan bahan yang sederhana, bentuk dan ukuran
dimensi antenanya lebih kecil, harga produksinya lebih murah, mampu memberikan
unjuk kerja (performance) yang cukup baik dan dapat diterapkan pada microwave
integrated circuits (MICs).
1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Bagaimana sejarah dari antena mikrostrip ?
1.2.2 Bagaimana karakteristik antena mikrostrip?
1.2.3 Bagaimana parameter umum antena mikrostrip ?
1.2.4 Bagaimana teknik pencatuan antena mikrostrip?
1.2.5 Bagaimana kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?
1.2.6 Bagaimana jenis dan aplikasi antena mikrostrip?
1.3 Tujuan
1.3.1 Dapat mengetahui sejarah dari antena mikrostrip ?
1.3.2 Dapat mengetahui karakteristik antena mikrostrip?
1.3.3 Dapat mengetahui parameter umum antena mikrostrip ?
1.3.4 Dapat mengetahui teknik pencatuan antena mikrostrip?
1.3.5 Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?
1.3.6 Dapat mengetahui jenis dan aplikasi antena mikrostrip?
2
1.4 Manfaat
1.4.1 Mengetahui sejarah dari antena mikrostrip ?
1.4.2 Mengetahui karakteristik antena mikrostrip?
1.4.3 Mengetahui parameter umum antena mikrostrip ?
1.4.4 Mengetahui teknik pencatuan antena mikrostrip?
1.4.5 Mengetahui kelebihan dan kekurangan antena mikrostrip?
1.4.6 Mengetahui jenis dan aplikasi antena mikrostrip?
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian dan Cara Kerja Antena
Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik informasi tanpa
menggunakan kabel ditetapkan dengan nama antena. Antena berasal dari bahasa
latin ”antena” yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana kata latin
ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan dengan teknik
komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menyelusuri jejak gelombang
elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima. Sedangkan jika
sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah menghasilkan sinyal
gelombang elektromagnetik.
Antena dapat juga didefinisikan sebagai sebuah atau sekelompok
konduktor yang digunakan untuk memancarkan atau meneruskan gelombang
elektromagnetik menuju ruang bebas atau menangkap gelombang elektromegnetik
dari ruang bebas. Energi listrik dari pemancar dikonversi menjadi gelombang
elektromagnetik dan oleh sebuah antena yang kemudian gelombang tersebut
dipancarkan menuju udara bebas. Pada penerima akhir gelombang elektromagnetik
dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena.
Antena berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal
elektromagnetik, lalu meradiasikannya (Pelepasan energi elektromagnetik ke udara
/ ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal
4
elektromagnetik (Penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas ) dan
mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit,
sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan
penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya
menjalankan fungsi penerima saja.
Pada umumnya Antena terdiri dari elemen atau susunan bahan logam yang
terhubung dengan saluran transmisi dari pemancar maupun penerima yang
berkaitan dengan gelombang elektromagnetik. Untuk membahas lebih lanjut
mengenai cara kerjanya, kita mengambil sebuah contoh pada sebuah Stasiun
Pemancar Radio yang ingin memancarkan programnya, pertama kali stasiun
pemancar tersebut harus merekam musik atau menangkap suara si pembicara
melalui mikropon yang dapat mengubah suara menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik
tersebut akan masuk ke rangkaian pemancar untuk dimodulasi dan diperkuat sinyal
RF-nya.
Dari Rangkaian Pemancar Radio tersebut, sinyal listrik akan mengalir ke
sepanjang kabel transmisi antena hingga mencapai antenanya. Elektron yang
terdapat dalam sinyal listrik tersebut bergerak naik dan turun (bolak-balik) sehingga
menciptakan radiasi elektromagnetik dalam bentuk gelombang radio. Gelombang
yang menyertakan program radio tersebut kemudian akan dipancarkan dan
melakukan perjalanan secepat kecepatan cahaya.
Pada saat ada orang mengaktifkan radionya sesuai dengan frekuensi
pemancar di jarak beberapa kilometer kemudian, gelombang radio yang dikirimkan
tersebut akan mengalir melalui antena dan menyebabkan elektron bergerak naik
dan turun (bolak-balik) pada antena yang bersangkutan sehingga menimbulkan
energi listrik. Energi listrik ini kemudian diteruskan ke rangkaian penerima radio
sehingga kita dapat mendengarkan berbagai program dari Stasiun Radio.
Gambar 2.2 Ilustrasi Cara Kerja Antena Radio
5
2.2 Karakter Antena
Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam
memilih jenis antena untuk suatu aplikasi , yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan
polarisasi.
1. Pola Radiasi
Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan
oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima
oleh sebuah antena. Pola radiasiantena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar
bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elevasi) dan
pola radiasi pada bidang irisan arah azimuth (pola azimuth).
Kedua pola di atas akan membentuk pola 3-dimensi. Pola radiasi 3-dimensi
inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. Sebuah antena yang
meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis.
Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola Namun, jika sebuah
antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih
besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity
Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka directivity antena
tersebut.
Antena dipol termasuk non-directive antena. Dengan karakter seperti ini,
antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah
cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop
radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data
yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh
sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki directivity
pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis
ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan.
2. Gain
Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan
kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari
arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada
umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan.
Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel.
6
3. Polarisasi
Polarisasi didefinisikan sebagai arah rambat dari medan listrik. Antena dipol
memiliki polarisasi linear vertikal . Mengenali polarisasi antena amat berguna
dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada
transmisi sinyal. Pada astronomi radio, tujuan mengenali polarisasi sinyal yang
dipancarkan oleh sebuah objek astronomi adalah untuk mempelajari medan
magnetik dari objek tersebut. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola
radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang bisaa
dikenal sebagai beanwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah
resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimun dari dua
buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori,
beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.
4. Antena Directoral
Antena jenis ini merupakan jenis antena dengan narrow beamwidth, yaitu
punya sudut pemancaran yang kecil dengan daya lebih terarah, jaraknya jauh dan
tidak bisa menjangkau area yang luas, antena directional mengirim dan menerima
sinyal radio hanya pada satu arah, umumnya pada fokus yang sangat sempit, dan
bisaanya digunakan untuk koneksi point to point, atau multiple point, macam antena
direktional seperti antena grid, dish "parabolic", yagi, dan antena sectoral.
5. Antena Omni-Directional
Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu
3600; dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area
yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang
terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan
menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal
radio dari semua arah secara sama, bisaanya digunakan untuk koneksi multiple
point atau hotspot.
7
2.3 Jenis-jenis Antena
Jenis jenis antena yang umum digunakan dalam kehidupan sehari hari
adalah sebagai berikut :
1. Antena Omni
Antena Omni berbentuk seperti tongkat tapi kecil. Cakupan antena ini
menyebar ke semua lingkaran. Antena ini mempunyai sifat umum radiasi atau
pancaran sinyal 360° tegak lurus ke atas.
Gambar 2.3 Antena Omni
2. Antena Grid
Antena Grid adalah antena satu arah dan cocok digunakan untuk client
ataupun jaringan point to point. Antena ini berfungsi menangkap dan memperkuat
sinyal jaringan tersebut.Pancaran antena ini lebih fokus pada titik tertentu sesuai
pemasangannya.
Gambar 2.4 Antena Grid
3. Antena Parabolik
Antena Parabolik Dipakai untuk jarak menengah atau jarak jauh dan Gain-
nya bisa antara 18 sampai 28 dBi
Gambar 2.5 Antena Parabolik
8
4. Antena Yagi
Antena Yagi adalah jenis antena radio atau televisi yang diciptakan oleh
Hidetsugu Yagi. Antena ini dilengkapi dengan pengarah dan pemantul yang
berbentuk batang.Antena Yagi terdiri dari tiga bagian, yaitu: driven adalah titik catu
dari kabel antena, bisaanya panjang fisik driven adalah setengah panjang
gelombang dari frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.
Gambar 2.6 Antena Yagi
5. Antena Sectoral
Antena sektoral hampir sama dengan antena omnidirectional, yang di
gunakan untuk access point to serve a point-point-to-multipoint (P2MP) links.
Dapat menampung hingga 5 client. Antena ini ada yang vertikal dan horizontal.
Pola pancaran horizontal kebanyakan memancar ke arah antena ini diarahkan sesuai
jangkauan dari sudut pancarnya, sedangkan bagian belakang antena tidak memiliki
sinyal pancaran.
Gambar 2.7 Antena Sektoral
9
BAB III
METODE PENULISAN
3.1 Tempat dan Waktu Penulisan
Tempat penulisan karya tulis ini bertempat di Kampus Teknik Elektro dan
Komputer, Bukit Jimbaran Badung. Sedangkan waktu penulisan dilaksanakan pada
tanggal 7 Februari 2016 – 11 Februari 2016.
3.2 Jenis Data
Data yang dipaparkan dalam karya ini adalah data sekunder yang di
dapatkan dari sumber dan literatur-literatur yang membahas mengenai antena dan
propagasi serta jenis-jenisnya.
3.3 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data dalam karya tulis ini adalah melalui studi pustaka, yakni
melalui sumber-sumber dan literatur-literatur yang terkait dengan materi dalam
karya tulis ini.
3.4 Teknik Analisis Data
Analisis terhadap data yang dipaparkan dalam karya tulis ini yakni
deskriptif kualitatif yakni mempaparkan seluruh informasi mengenai antena
mikrostrip yang dibahas dalam karya tulis ini.
3.5 Teknik Penarikan Kesimpulan
Kesimpulan dari pembahasan karya ini dipaparkan secara deskriptif
kualitatif dan akumulatif.
10
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Sejarah Dari Antena Mikrostrip
Antena mikrostrip pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950, dan
perkembangannya dilakukan secara serius pada tahun 1970. Melalui beberapa
dekade penelitian, diketahui bahwa kemampuan beroperasi antena mikrostrip diatur
oleh bentuknya. Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling
populer saat ini. Hal ini disebabkan karena antena mikrostrip sangat cocok
digunakan untuk perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan
bentuk dan ukuran.
4.2 Karakteristik Antena Mikrostrip
Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro
(sangat kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum
terbagi menjadi tiga bagian yaitu:
a. Patch
Pada umumnya patch terbuat dari bahan konduktor seperti tembaga atau
emas yang mempunyai bentuk bermacam-macam. Bentuk patch ini bisa bermacam-
macam, lingkaran, persegi, persegi panjang, segitiga, ataupun annular ring. Patch
ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara. Patch dan
saluran pencatu bisaanya terletak diatas substrat. Tebal patch dibuat sangat tipis (t
<< λ0; t = ketebalan patch).
b. Substrate dielectric
Substrat terbuat dari bahan-bahan dielektrik. Substrat bisaanya mempunyai
tinggi (h) antara 0,002λ0 – 0,005λ0. Berfungsi sebagai media penyalur GEM dari
catuan. Karakteristik substrat sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter
antena. Pengaruh ketebalan substrat dielektrik terhadap parameter antena adalah
pada bandwidth. Penambahan ketebalan substrat akan memperbesar bandwidth.
c. Ground Plane
Ground plane bisa terbuat dari bahan konduktor. Ukurannaya selebar dan
sepanjang substrat. Fungsi ground plane adalah sebagai ground antena.
11
Gambar 4.1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip
4.3 Parameter Umum Antena Mikrostrip
Seperti bentuk antena-antena yang lain, antena mikrostrip mempunyai
parameter-parameter yang digunakan untuk dilihat performance yaitu :
a. Penguatan (Gain)
Penguatan (G) pada antena mikrostrip merupakan perbandingan intensitas
radiasi pada arah tertentu terhadap intensitas radiasi yang diterima jika daya yang
diterima berasal dari antena isotropik . Gain dirumuskan :
b. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
VSWR merupakan perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri
(standing wave) maksimum (|Vmax|) dengan minimum (|Vmin|). Pada saluran
transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan
(V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0
-). Perbandingan antara tegangan yang
direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut koefisien refleksi tegangan
(Γ).
Dimana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran
lossless.
Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks yang
merepersentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk dari beberapa
kasus sederhana , ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol maka :
Γ = -1 : refleksi negatif maksimum ketika saluran terhubung singkat.
12
Γ = 0 : tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matched sempurna.
Γ=+1 : refleksi positif maksimum ketika saluran dan rangkaian terbuka.
Rumus untuk mencari nilai VSWR adalah :
Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1) yang berarti
tidak ada refleksi ketika saluran berada dalam keadaan matching sempurna. Namun
pada kenyataannya nilai tersebut sulit didapatkan sehingga nilai dasar VSWR yang
digunakan pada antena umumnya ≤ 2.
c. Return Loss
Return loss adalah perbandingan antara gelombang amolitudo yang
direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Return loss dapat
terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi
masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki
diskontinuitas (missmatched), besarnya return loss bervariasi tergantung pada
frekuensi.
Nilai return loss yang bisaa digunakan adalah di bawah -9,54 dB, untuk
menentukan lebar bandwidth, sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang
direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan
atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah matching. Nilai parameter ini
digunakan sebagai salah satu acuan apakah antena sudah bekerja pada frekuensi
yang sesuai atau tidak.
d. Impedansi Masukan
Impedansi masukan adalah perbandingan (rasio) impedansi pada bagian
terminal antena atau perbandingan antara tegangan dan arus listrik pada terminal
antena. Impedansi masukan ini bervariasi untuk nilai posisi tertentu. Impedansi
masukan, Zin terdiri dari dua bagian real (Rin) dan bagian imajiner (Xin).
Zin = Rin + Xin Ω
13
Resistansi masukan (Rin) mewakili disipasi yang terjadi karena dua hal.
Pertama karena daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali lagi (radiasi),
yang kedua karena rugi-rugi ohmic yang terkait dengan panas pada struktur antena.
Namun pada banyak antena, rugi-rugi ohmic sangat kecil bila dibandingkan dengan
rugi-rugi akibat radiasi.
Komponen imajiner (Xin) mewakili reaktansi dari antena dan daya yang
tersimpan pada medan dekat antena.Kondisi matching harus sedemikian rupa
sehingga mendekati 50+j0 Ω.
e. Bandwidth Antena
Bandwidth antena adalah rentang frekuensi dimana kinerja antena yang
berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti impedansi masukan, pola
radiasi, beamwidth, polarisasi, gain, efisiensi VSWR, return loss, axial ratio)
memenuhi spesifikasi standar. Dalam menentukan bandwidth antena perlu
memspesifikasikan kriteria apa saja yang digunakan karena tidak ada definisi baku
dalam menentukan bandwidth.
Bandwidth antena bisaanya ditulis dalam bentuk persentase bandwidth
karena bersifat relatif lebih konstan terhadap frekuensi dan dirumuskan :
Dimana, ƒh : frekuensi tertinggi dalam band (Ghz)
ƒ1 : frekuensi terendah dalam band (Ghz)
ƒc : frekuensi tengah dalam band (Ghz)
4.4 Teknik Pencatuan Antena Mikrostrip
Teknik pencatuan pada antena mikrostrip adalah teknik untuk
mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip dan teknik pencatuan
merupakan salah satu hal penting dalam menentukan proses perancangan antena
mikrostrip. Masing-Masing teknik mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-
masing.
a. Electromagnetically Coupled (EMC)
Salah satu kelemahan antena mikrostrip adalah bandwidth yang sempit.
Banyak cara yang dapat digunakan untuk mengatasi kelemahan ini, antara lain
14
dengan menggunakan substrat yang tebal, dengan menambahkan parasitic agar
mendapat tanggapan resonansi ganda. Kemudian dengan menggunakan saluran
mikrostrip yang dikopel secara proximity pada patch yang terletak pada lapisan di
atas saluran. Dengan posisi saluran catu di atas patch, maka saluran tersebut dapat
dibawa ke bagian bawah antena, sehingga ada dua substrat yang digunakan pada
teknik ini yang berada diatas bidang petanahan , dengan menghilangkan bidang
pentanahan pada substrat yang berada di atas. Geometri antena mikrostrip
menggunakan saluran mikrostrip yang dikopel secara proximity
Dua substrat dielektrik akan digunakan jika teknik pencatuan ini diterapkan.
Saluran pencatu terletak diantara dua substrat tersebut dan elemen peradiasi
tereletak pada substrat bagian atas. Keuntungan utama dari teknik pencatuan ini
adalah dapat mengeliminasi radiasi pada elemen pencatu (spurious feed radiation)
dan mampu menghasilkan bandwidth yang tinggi (13%), karena meningkatkan
ketebalan pada patch antena. Pada teknik ini dapat digunakan dua substrat
dielektrik yang berbeda (ketebalan dan konstanta dielektrik substrat), satu untuk
elemen peradiasi dan satu substrat lainnya untuk saluran pencatu.
Substrat bagian atas (upper substrate) yaitu substrat dimana antena
membutuhkan substrat yang relatif lebih tebal dengan nilain konstanta dielektrik
yang relatif kecil. Hal tersebut meningkatkan bandwidth dan performa radiasi dari
anteba. Substrat bagian bawah yaitu substrat dengan saluran pencatu membutuhkan
substrat yang tipis dengan konstanta dielektrik yang relatif lebih tinggi dari substrat
pada bagian atas.
b. Microstrip Feeding
Saluran transmisi mikrostrip tersusun dari dua konduktor, yaitu sebuah strip
dengan lebar w dan bidang pentanahan, keduanya dipisahkan oleh suatu substrat
yang memiliki permitivitas relatif Ɛr dengan tinggi h. Parameter utama yang penting
untuk diketahui pada suatu saluran transmisi adalah impedansi karakteristiknya Z0.
Impedansi karakteristik Z0 dari saluran mikrostrip ditentukan oleh lebar strip (w)
dan tinggi substrat (h).
c. Coaxial Feeding
Coaxial feeding merupakan salah satu teknik pencatuan yang mana
konduktor dalam coaxialnya disematkan pada elemen peradiasi yang konduktor
15
luarnya terhubung dengan ground plane. Keuntungan menggunakan coaxial
feeding adalah pembuatan yang mudah, mudah dimatchingkan, dan kerugiannya
bandwidthnya sempit serta sulit dimodelkan ketika substractnya sempit.
d. Aperture Feeding
Dalam teknik ini, Saluran transmisi dipisahkan dari antena menggunakan
sebuah plat konduktor yang mempunyai aperture untuk melewatkan energi ke
antena. Substrate yang diatas dapat dibuat denga permitivitas yang lebih rendah dari
yang dibawah untuk menghasilkan radiasi yang lebih baik. Kerugiannya adalah
sulit untuk disusun/dibuat.
4.5 Kelebihan Dan Kekurangan Antena Mikrostrip
Beberapa keuntungan antena mikrostrip adalah sebagai berikut :
a) Mempunyai bobot yang ringan dan ukuran yang kecil
b) Konfigurasi yang low profile sehhingga bentuknya dapat disesuaikan
denga perangkat utamanya
c) Biaya pabrikasi yang murah sehingga dapat dibuat dalam jumlah yang
besar
d) Mendukung polaritas linear dan sirkular
e) Dapat dengan mudah diintegrasikan dengan microwave integrated
circuits (MICs)
f) Kemampuan dalam dual frequency
g) Tidak memerlukan catuan tambahan
Namun, antena mikrostrip juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu :
a) Efisiensi yang rendah
b) Penguatan yang rendah
c) Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array
d) Memiliki daya (power) yang rendah
e) Timbulnya gelombang permukaan (surface wave)
16
4.6 Jenis Dan Aplikasi Antena Mikrostrip
Berdasarkan bentuk patch-nya antena mikrostrip terbagi menjadi :
a) Antena mikrostrip patch persegi panjang (rectangular)
b) Antena mikrostrip patch persegi (square)
c) Antena mikrostrip patch lingkaran (circular)
d) Antena mikrostrip patch elips (elliptical)
e) Antena mikrostrip patch segitiga (triangular)
f) Antena mikrostrip patch circular ring
Antena mikrostrip terkenal dengan kinerja dan desainnya yang kuat, cara
pembuatannya, dan kegunannya luas. Keuntungan dari antena mikrostrip yaitu
mudah untuk dirancang, ringan dan sebagainya. Antena mikrostrip digunakan
diberbagai bidang seperti satelit dan juga militer. Berikut adalah beberapa aplikasi
dari antena mikrostrip :
Mobile and satellite communication application
Aplikasi GPS
RFID
WiMax
WLAN
Bandpass Filter
Radar
17
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Antena mikrostrip merupakan salah satu antena yang paling populer saat
ini. Hal ini disebabkan karena antena mikrostrip sangat cocok digunakan untuk
perangkat telekomunikasi yang sekarang ini memperhatikan bentuk dan ukuran.
Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata, yaitu micro
(sangat kecil/tipis) dan strip (bilah/potongan). Antena mikrostrip secara umum
terbagi menjadi tiga bagian yaitu: Patch, Substrate dielectric, dan Ground Plane.
Pada antena mikrostrip, paremeter yang digunakan untuk menentukan
kinerja antena adalah : penguatan (gain), VSWR (voltage standing wave ratio),
return loss, impedansi masukan, dan bandwidth antena.
Teknik untuk mentransmisikan energi elektromagnetik ke antena mikrostrip
dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : electromagnetically coupled (EMC),
microstrip feeding, coaxial feeding, dan aperture feeding.
Antena mikrostrip terkenal dengan kinerja dan desainnya yang kuat, cara
pembuatannya, dan kegunannya luas. Keuntungan dari antena mikrostrip yaitu
mudah untuk dirancang, ringan dan sebagainya. Antena mikrostrip digunakan
diberbagai bidang seperti satelit dan juga militer. Berikut adalah beberapa aplikasi
dari antena mikrostrip :Mobile and satellite communication application, Aplikasi
GPS, RFID, WiMax, WLAN, Bandpass Filter, dan Radar
5.2 Saran
Pada umumnya antena mikrostrip banyak digunakan pada telepon seluler.
Namun radiasi yang di timbulkan antena tersebut sangat besar dan berbahaya bagi
kesahatan tubuh. Maka perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk memaksimalkan
kinerja antena mikrostrip tanpa menimbulkan radiasi yang membahayakan bagi
penggunanya.
18
DAFTAR PUSTAKA
Kho, Dickson. 2016. Pengertian Antena dan Parameter Karakteristiknya.
http://teknikelektronika.com/pengertian-antena-parameter-karakteristiknya/.
Diakses Pada 7 Februari 2016
Jazimah, Siti. 2014. Macam - Macam Antena.
http://sitijazimah.blogspot.co.id/2014/02/macam-macam-antena.html.
Diakses pada 7 Februari 2016
Jaringan Komputer. 2012. Definisi dan Jenis-jenis Antena dalam Jaringan.
http://adibdevc.blogspot.co.id/2012/02/definisi-dan-jenis-jenis-antena-
dalam.html. Diakses Pada 8 Februari 2016
Iqbal, Muhammad. 2014. Antena Mikrostrip.
http://casdoper.blogspot.co.id/2014/02/antena-mikrostrip.html. Diakses
pada 8 Februari 2016