BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Synthetic Aperture Radar (SAR) merupakan teknologi penginderaan jauh yang memiliki banyak manfaat, dimana dapat dioperasikan di berbagai kondisi cuaca maupun di malam hari karena merupakan sistem yang aktif. SAR dapat dioperasikan di berbagai kondisi cuaca maupun di kondisi gelap karena bekerja pada frekuensi gelombang mikro. Penginderaan jauh memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi topografi, keadaan lingkungan, dan militer. SAR dapat mempermudah pengelolaan sumber daya alam seperti proses pemetaan tanah kosong, melakukan estimasi luas hutan, mendeteksi jenis vegetasi, perubahan garis pantai, pemantauan daerah pasca bencana, pemantauan pada daerah perbatasan, hingga pada pengintaian musuh untuk keperluan militer dan lain sebagainya. SAR merupakan sensor aktif dimana menggunakan prinsip dasar RADAR. Disebut sebagai sensor aktif karena SAR harus membangkitkan gelombang mikro untuk mendapatkan informasi dari objek yang diamati. Cara kerjanya adalah dengan menembakan gelombang mikro ke suatu objek yang ingin diamati, lalu menangkap echo dari objek tersebut. Sebelumnya SAR bekerja dengan polarisasi linier dimana polarisasi tersebut sangat rentan terhadap rotasi Faraday. Maka dari itu, saat ini tengah dikembangkan Circularly Polarized Synthetic Aperture Radar (CP-SAR), dimana menggunakan polarisasi sirkular yang dapat mengurangi permasalahan tersebut. CP-SAR yang sedang dikembangkan ini dapat menggunakan platform satelit maupun pesawat tanpa awak. Pada penelitian-penelitian sebelumnya, telah dilakukan perancangan sebuah antena untuk aplikasi CP-SAR yang bekerja pada frekuensi 1,27 GHz (L-Band). Salah satu diantarannya adalah dirancang antena mikrostrip menggunakan teknik perturbasi truncated edge pada patch berbentuk sirkular dengan sudut 45 dan 225 searah dengan jarum untuk polarisasi RHCP dan berlawanan jarum jam untuk polarisasi LHCP terhadap sumbu catuan. Antena tersebut berhasil memiliki polarisasi sirkular dengan bandwidth impedansi sebesar 69 MHz [1]. Penelitian

2 lainnya dirancang antena mikrostrip dengan patch berbentuk pentagram dengan catuan proximity coupled. Antena yang dihasilkan berpolarisasi sirkular dan memiliki beamwidth axial ratio yang besar dengan frekuensi kerja 1,24 1,30 GHz [2]. Keduanya merupakan antena single patch dimana gain belum memenuhi spesifikasi CP-SAR sebenarnya. Maka dari itu pada penelitian lainnya dirancang antena mikrostrip dengan menggunakan asymmetric square patch dengan penambahan asymmetric patch circular pada tiap sudutnya. Teknik catuan yang digunakan menggunakan proximity coupled. Antena tersebut di-array dengan susunan 4x8 dan dilakukan penambahan elemen parasitik untuk mendapatkan gain yang dibutuhkan. Antena yang dihasilkan berhasil berpolarisasi sirkular dengan bandwidth impedansi 44,8 MHz, dan gain sebesar 15,246 db dimana memenuhi spesifikasi CP-SAR onboard UAV [3]. Dari hasil penelitian tersebut, semua merancang antena single band di frekuensi 1,27 GHz untuk aplikasi CP-SAR dengan metode yang berbeda-beda. Pada penelitian ini dirancang antena yang juga untuk sistem CP-SAR namun tidak hanya bekerja pada satu frekuensi saja, tetapi dua frekuensi sekaligus yaitu 1,27 GHz dan 3 GHz karena penggunaan pita frekuensi yang berbeda, tentu akan menghasilkan citra yang berbeda pula [4]. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan, detail citra yang dihasilkan akan semakin memiliki akurasi yang tinggi. Sedangkan semakin rendah frekuensi yang digunakan, semakin baik pula kemampuan penetrasinya. Untuk menyatukan kedua keunggulan karakteristik citra tersebut, maka dirancanglah CP-SAR yang bekerja di dua band frekuensi (dual band). Sekarang ini, SAR bekerja pada pita frekuensi tertentu. Namun tren untuk antena SAR pada generasi mendatang setidaknya mencakupi dua dari tiga pita frekuensi antena yang digunakan [5]. Belakangan ini antena mikrostrip dual band untuk aplikasi SAR telah menjadi topik penelitian [6] [7], dimana memiliki satu antena yang bekerja pada dua frekuensi kerja yang berbeda sehingga dapat meningkatkan kumpulan data dan keterangan dari target pada sistem SAR [8]. Beberapa penelitian sudah merancang antena dual band untuk aplikasi SAR. Diantaranya adalah antena dual band pada frekuensi C- dan X-Band [8], L- dan X- (CP-SAR) 2

3 Band [9], L- dan C-Band [6], S- dan X-Band [10], bahkan penggunaan tiga frekuensi sekaligus C-,X-, dan Ku- Band [11]. Permasalahan yang diangkat pada penelitian ini adalah perancangan antena mikrostrip untuk mendapatkan spesifikasi teknis yang sesuai dengan kebutuhan sistem CP-SAR yang memiliki dua frekuensi kerja yaitu L-band dan S-band, dengan menggabungkan dua patch menjadi satu seperti pada penelitian [12], namun menggunakan tipe catuan proximity coupled dan memanfaatkan teknik pertubasi truncated corner/edge agar menghasilkan antena dengan polarisasi sirkular, juga dilakukan penambahan teknik berupa slot dan DGS. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana merancang antena microstrip agar memiliki dua frekuensi kerja yaitu 1,27 GHz dan 3 GHz? 2. Bagaimana bentuk susunan yang digunakan untuk menghasilkan antena dengan frekuensi kerja berbeda yang berpolarisasi sirkular? 3. Bagaimana hasil parameter kerja antena mikrostrip dari hasil simulasi dan yang sudah direalisasikan? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah: 1. Merancang antena mikrostrip agar memiliki dua frekuensi kerja yaitu 1,27 GHz dan 3 GHz untuk diaplikasikan pada CP-SAR 2. Merancang antena mikrostrip dengan kedua frekuensi kerja tersebut memiliki polarisasi sirkular. 3. Merancang antena yang parameter kerja hasil simulasi dan realisasinya memenuhi spesifikasi yang diinginkan Batasan Masalah Batasan masalah pada proposal tugas akhir ini adalah: (CP-SAR) 3

4 1. Penelitian fokus pada desain dan realisasi antena pada sistem CP-SAR secara umum saja. 2. Penelitian tidak mencakup blok diagram sistem CP-SAR secara keseluruhan. 3. Antena yang digunakan adalah antena mikrostrip dengan catuan proximity coupled. 4. Antena yang didesain merupakan antena prototype dimana parameter keberhasilan kinerja antenanya berfokus pada frekuensi resonan, bandwidth, dan kesirkularan polarisasinya sesuai spesifikasi sistem CP-SAR. 5. Metode analisis pada proses perancangan menggunakan software CST Microwave Studio 2014 untuk optimisasi desain antena Metode Penelitian Metodologi penelitian yang digunakan pada penyusunan proposal tugas akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Studi Literatur Pemahaman konsep dan teori yang mendukung proses penyusunan tugas akhir ini dengan mencari dan mengumpulkan beberapa referensi berupa artikel, jurnal, serta buku terkait topic yang diteliti. 2. Perancangan dan simulasi Dilakukan perancangan antena sesuai dimensi yang telah ditentukan lalu disimulasikan menggunakan software CST Microwave Studio 2014 untuk mempermudah penentuan antena yang ideal sesuai spesifikasi yang diharapkan sebelum dilakukan fabrikasi. 3. Realisasi Proses pencetakan antena dilakukan oleh pihak yang sudah berpengalaman, sesuai dengan dimensi dan spesifikasi bahan yang sudah dibuat sebelumnya. Sedangkan untuk pemasangan komponen dilakukan oleh peneliti. (CP-SAR) 4

5 4. Pengkuran Pengukuran parameter-parameter yang dibutuhkan untuk mengetahui performasi antena yang sudah dibuat. 5. Analisis Analisis dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran parameter-parameter antena yang telah direalisasi, dengan parameter-parameter hasil perancangan dan simulasi. Setelah itu bisa dianalisis faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan performasi antena hasil rangangan, dan antena yang telah direalisasi tersebut. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada proposal penelitian ini terdiri dari lima bab yang disusun sebagai berikut: 1. Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penelitian, rumusan masalah, metodologi penelitian, jadwal penelitian, dan sistematika penelitian. 2. Bab II Landasan Teori Bab ini berisi tentang konsep dan teori-teori dasar yang bersangkutan dengan penelitian ini. 3. Bab III Perancangan dan Simulasi Bab ini membahas tentang perancangan antena mikrostrip truncated edge dengan catuan proximity coupled, berpolarisasi sirkular dengan dual frekuensi kerja menggunakan software CST Microwave Studio Bab IV Hasil dan Analisis Bab ini membahas tentang hasil dan analisis pengukuran antena yang telah di realisasikan dari hasil optimasi simulasi. (CP-SAR) 5

6 5. BAB V Penutup Bab ini berisi kesimpulan dan saran. (CP-SAR) 6