ANTENA WIDEBAND MIKROSTRIP SLOT ARRAY 8 ELEMEN

Transkripsi

1 ABSTRACT ANTENA WIDEBAND MIKROSTRIP SLOT ARRAY 8 ELEMEN Iskanda Fiti 1 Mikostip slot antenna is one of techniques in design of micostip antenna that has a potential fo wide bandwidth. The bandwidth in antennas system geneally is defined as a ange between low fequency (f 1 ) and high fequency (f ) efeing to VSWR o etun loss RL = -1 db, which is fomulated as BW = f f 1. In one side use of single adiating elements (slot) in micostip antenna is limited fo wide bandwidth. In anothe side, the antenna with configuation of multi adiating elements o aay configuation can be altenative of widening bandwidth of micostip antenna. In aay configuation is needed an impedance netwok fo feeding line system. Fo simplifying its netwok impedance is poposed of a matching technique with multi tuning stubs. In this eseach had been designed an aay micostip slot antenna with 8 ectangula elements. The antenna has an opeation fequency anging fom 5.5 GHz to 4.9 GHz o bandwidth impedance h of 35.4 GHz. ABSTRAK Antena Slot Mikostip (ASM) meupakan salah satu jenis peancangan antena mikostip yang bepotensi untuk mempeleba bandwidth. Bandwidth pada sistem antena umumnya didefinisikan sebagai jaak antaa fekuensi endah (f 1 ) dan fekuensi tinggi (f ) tehadap nilai VSWR atau nilai etun loss RL = -1 db yang difomulasikan sebagai BW = f f 1. Dis satu sisi penggunaan elemen peadiasi (slot) tunggal dalam antena mikostip sangat tebatas untuk mempeleba bandwidth. Disisi lain, antena dengan konfiguasi multi elemen peadiasi atau aay dapat dijadikan sebagai altenatif dalam mempeleba bandwidth antena mikostip. Dalam konfiguasi aay dibutuhkan jaingan impedansi untuk sistem saluan pencatunya. Untuk menyedehanakan desain jaingan impedansinya maka diusulkan teknik penyesuaian dengan multi tuning stub. Pada penelitian ini dilakukan peancangan antena mikostip slot aay 8 elemen pesegiempat. Antena ini mempunyai cakupan keja fekuensi dai 5.5 GHz sampai 4.9 GHz atau impedansi bandwidth sebesa 35.4 GHz. 1 Univesitas Nasional Jakata, Fakultas Teknik dan Sains Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 61

2 1. PENDAHULUAN Saat ini kebutuhan pasa telekomunikasi mengaah pada penyaluan infomasi dalam kapasitas besa. Sehingga dipelukan peangkat komunikasi yang bekeja dengan bandwidth yang sangat leba atau wideband. Untuk menunjang kebutuhan tesebut dipelukan antena yang mempunyai kaakteistik wideband. Bila mengacu dai definisi ITU bahwa penggunaan fekuensi adio dengan bandwidth lebih besa atau sama dengan 1 MHz meupakan kategoi wideband. Leba bandwidth tesebut khususnya untuk aplikasi sistem gelombang miko (ITU, 44). Dalam ekomendasinya ITU telah menjabakan kebutuhan bandwidth untuk kasus wideband ke dalam bebeapa alokasi fekuensi yaitu (ITU, 4) (Ministy of Economic Development of New Zealand, 5); banwidth 1 MHz untuk jaak fekuensi dai 3 MHz sampai 1 GHz, 5 MHz untuk 1 GHz sampai 3 GHz, 1 Mhz untuk 3 GHz sampai 1 GHz, 5 MHz untuk 1 GHz sampai 15 GHz, dan 5 MHz untuk jaak fekuensi diatas 15 GHz. Tedapat bebeapa alokasi sistem komunikasi gelombang miko yang memelukan bandwidth yang sangat leba sepeti fixed-satellite sevice (FSS) yang menempati bebeapa alokasi fekuensi ( GHz, GHz, GHz, GHz, 1, GHz, ,5 GHz, dan GHz), Boadcastingsatellite sevice ( GHz), aeonautical telemety (3 16 GHz), sistem begeak IMT- ( GHz,.11. GHz, GHz, dan.17. GHz). 6 Aplikasi lain yang membutuhkan bandwidth yang sangat leba yaitu teknologi ultawideband (UWB). Di sebagian negaa (Ministy of Economic Development of New Zealand, 5) tedapat bebeapa altenatif alokasi fekuensi untuk aplikasi ultawideband sepeti Ameika dan Eopa mengalokasikan untuk sistem ada pencitaan dengan band fekuensi dibawah 9 MHz, GHz dan GHz. Kedua untuk vehicula ada system pada 9 GHz, GHz dan GHz. Ketiga untuk aplikasi pada sistem komunikasi tanpa kabel yang beopeasi pada GHz. Dilain pihak, Infocomm Development Authoity (IDA), sebuah badan egulasi spektum Singapua menetapkan alokasi fekuensi UWB pada. 1.6 GHz. Sehingga masih besa kemungkinan penggunaan spektum fekuensi untuk aplikasi UWB dai.3 GHz sampai 1 GHz di bebeapa negaa lainnya. Sehingga saat ini mencuat istilah multiwideband. Konsep multi-wideband ditemukan dalam peancangan antena ditujukan aga satu antena dapat diaplikasikan pada banyak sistem komunikasi pita-leba yang menggunakan alokasi fekuensi yang bebeda-beda sepeti yang telah dicontohkan pada paagaf diatas. Untuk menunjang teknologi tesebut dibutuhkan antena yang mempunyai kaakteistik yang dapat meneima fekuensi yang leba (wideband) dan sekaligus ingkas untuk mendukung komunikasi begeak. Salah satu jenis antena yang dapat menunjang teknologi tesebut dengan bebeapa keuntungan adalah antena mikostip. Jenis antena ini memiliki bebeapa keunggulan Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

3 teutama pada ancangan antenanya yang tipis, kecil, ingan dan dapat diteapkan ke dalam Micowave Integated Cicuit (MICs). Salah satu teknik peancangan dalam antenna mikostip adalah slot leba (wide slot) atau dikenal dengan istilah micostip slot antenna (MSA). Bebeapa penelitian dengan menggunakan MSA baik dengan slot sempit maupun slot leba untuk meningkatkan bandwidth telah dilakukan. Dimana antena-antena mikostip slot dengan menggunakan elemen peadiasi tunggal telah dipeoleh dengan leba bandwidth yang bevaiasi dai.7 GHz sampai leba bandwidth 8.8 GHz (Akhavan, 1995) (Klem, 5). Jika antena mikostip slot diancang dalam konfiguasi aay dipeoleh leba bandwidth sebesa 14 GHz (Watehouse, ). Tetapi sejauh yang penulis ketahui belum ada penelitian pada MSA untuk konfiguasi aay yang dicatu secaa gandeng elektomagnetik dengan menggunakan jaingan impedansi multi tuning stub untuk antena wideband. Pada penelitian ini diusulkan suatu teknik bau untuk meningkatkan bandwidth pada antena mikostip dengan konfiguasi aay menggunakan 8 elemen peadiasi slot. Teknik peancangan yang diusulkan menggunakan jaingan impedansi multi tuning stub yang dicatukan ke setiap slot secaa kopel elektomagnetik (electomagnetic coupled). Bentuk elemen peadiasi yang diujikan adalah pesegi-empat. Penelitian ini meupakan pengembangan dai penelitian sebelumnya yang menggunakan elemen (Fiti, 5) dan 4 elemen (Fiti, 6), (Fiti, 6) dengan teknik yang sama.. ANTENA SLOT MIKROSTRIP Bentuk celah (slot) pada antena mikostip meupakan bagian altenatif dai fungsi elemen peadiasi. Stuktu antena mikostip tedii dai dua elemen kondukto yang dicetak pada substat. Elemen peadiasi dapat dieksitasi oleh saluan tansmisi koaksial, saluan mikostip, atau kopling elektomagnetik. Pada antena mikostip celah (slot) meliputi suatu slot yang memotong pada bidang tanah dengan saluan mikostip, sehingga slot akan tegak luus dengan kondukto pada saluan mikostip. Bentuk antena mikostip slot tunggal dapat dilihat pada Gamba 1. Gamba 1. Geometi Antena Celah (slot) Tunggal Mikostip slot antena meliputi suatu slot yang beada didalam bidang goundplane dan tegak luus tehadap saluan mikostip, medan adiasi dihasilkan oleh saluan pencatu Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 63

4 tehadap slot yang beada pada bidang goundplane dan bisa di lihat pada Gamba 1a. Mengacu pada Gamba 1b, fekuensi keja antena slot mikostip (MSA) ditentukan oleh panjang slot L yang difomulasikan pada pesamaan (1) (Gag, 1). λs L = LS...(1) λs = lnε λ ( W / λ ).48.61ε W / h ε ln ε ( h / λ )...() dimana λ S meupakan panjang gelombang pada slot dan λ = c f meupakan panjang gelombang di uang bebas dengan fekuensi keja yang diinginkan. L dibeikan pada S pesamaan (3) meupakan panjang ekivalen yang dihubungkan dengan nilai induktansi pada ujung slot. Dimana h meupakan tebal substat dan W adalah leba slot yang ditentukan menggunakan pesamaan (4) (Balanis, 1997). Leba slot ditetukan bedasakan nilai pemitivitas elatifε dan fekuensi opeasi f. Untuk menentukan nilai pemitivitas elatif efektif dengan menggunakan pesamaan (5). W ( ε +.3) +.64 eff LS h =.41 h W ( ε,58) +.8 eff h...(3) ε e f f c W = f ε + 1 ε + 1 =...(4) ( ε 1) H '( ε + 1) ε (5).1. Mekanisme Peningkatan Bandwidth pada MSA Mekanisme kopling dapat diinduksikan secaa kapasitif dan induktif. Dalam kasus MSA kopling diinduksikan secaa induktif yang dibeikan dai saluan catu ke slot (Gag, 1). Posisi saluan tansmisi beada dibawah lempengan antena dan behimpitan (posisi ovelap), mulai dai pinggi lempengan sampai sejauh l s menuju ujung tebuka (open end cicuit) dai saluan sepeti telihat pada Gamba 1b. Medan pinggi yang tebentuk dai sikit ujung tebuka saluan ini menghasilkan suatu mekanisme kopling utama kepada antena (slot). Lempengan antena ini disebut mengalami efek pengkopelan secaa elektomagnetik. Semakin besa efek kopling yang tejadi, akan menuunkan fakto kualitas angkaian. Semakin menuunnya fakto kualitas angkaian, semakin meningkatnya bandwidth antena. Efek kopling dikontol oleh dua fakto utama, yaitu jaak penyisipan saluan dibawah elemen peadiasi dan leba elemen peadiasi yang sebatas pada leba W m. Dimana kopling simetis Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

5 (a) (b) Gamba. (a) Stuktu antena slot yang dicatu saluan mikostip, (b) angkaian ekivalen antena slot. tehadap pusat elemen peadiasi dan penuunan leba elemen peadiasi akan menaikan kopling. Dengan membuat becabang dua pada ujung saluan catu akan menambah efek kopling dua kali lebih kuat pada elemen peadiasi. Hal ini dijelaskan kaena pada kedua cabang tesebut menghasilkan efek kopling dua kali lebih kuat dan pada akhinya akan meningkatkan bandwidth (Sze & Wong, ). Untuk memahami mekanisme pelebaan bandwidth pada antena slot mikostip yang dicatu secaa kopel elektomagnetik dapat dijabakan dengan pemodelan angkaiannya. Oleh Akhavan dan Syahkal dimodelkan angkaian ekivalen antena slot sempit dengan pencatuan saluan mikostip tunggal (Akhavan & Syahkal, 1995). Dai acuan tesebut dilakukan modifikasi pemodelan angkaian ekivalen antena slot leba yang dicatu dengan saluan mikostip sepei telihat pada Gamba. Rangkaian antena slot diasumsikan kopel secaa magnetik tehadap angkaian ekivalen saluan catu. Dimana kopel magnetik sebagai tansfomato antaa angkaian saluan mikostip dan angkaian antena. Pada Gamba a, l m meupakan panjang saluan mikostip dimana aus yang mengali membeikan kontibusi tehadap keapatan daya magnet menuju slot. Panjang slot L S dan leba slot W S meupakan fungsi dai fekuensi keja dai antena slot. Sebagai fungsi impedansi kaakteistik saluan catu mikostip diwakili dengan leba W m. Rangkaian ekivalen untuk antena slot dan saluan pencatunya dipelihatkan dalam Gamba b. Antena slot tedii dai angkaian-tetutup yang paalel dengan konduktansi G s, mewakili daya yang diadiasikan dai slot. Sehingga Y s = G s +jb s meupakan admitansi pada masukan angkaian ekivalen antena slot. Pada sisi saluan mikostip tedapat G m yang meupakan Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 65

6 adiasi dai ujung saluan tebuka pada saluan mikostip. Sehingga Y m =G m +jb m meupakan admitansi pada masukan ujung tebuka stub mikostip. Pada sisi tansfome tedapat mutual induktansi antaa L 1 sebagai lilitan pime dan L sebagai lilitan sekunde. Induktansi L 1 tehubung dengan panjang saluan mikostip l m dan L tehubung dengan leba slot yang tebatas hanya pada leba W m. Sehingga nilai induktansi besama L 1 dan L dapat dipeoleh menggunakan induktansi pe satuan unit panjang dai saluan mikostip dan slot. Induktansi besama M dapat ditentukan dengan fomulasi sepeti pada pesamaan (6) (Akhavan & Syahkal, 1995). M = Z... (6) c Dimana Z meupakan impedansi kaakteistik dai saluan mikostip danε eff adalah konstanta dielektik efektif dai substat. Nilai c adalah kecepatan cahaya. Sehingga Z s adalah nilai impedansi dan ε konstanta 66 ε eff eff s dielektik efektif pada spot. Sedangkan Z m hádala nilai impedansi dan ε adalah konstanta dielektik efektif eff m pada saluan mikostip. Sehingga nilai induktansi besama dapat ditentukan dengan mengubah panjang dan leba saluan mikostip. Dengan kata lain tansfomato tesebut meupakan suatu angkaian tala (tuned cicuit) yang mengubah dai level impedansi endah ke impedansi yang lebih tinggi. Sehingga angkaian tala tesebut befungsi sebagai jaingan impedansi penyesuaian antaa esistansi sumbe dan beban. Rangkaian tala pada kasus antenna slot mikostip meupakan angkaian paalel RLC yang beesonansi bila sudut fasa φ sama dengan nol. Hal ini beati eaktansi induktif X L sama dengan eaktansi kapasitif X C. Sehingga fekuensi esonansi dapat dipeoleh sepeti pada pesamaan (9). 1 ωl =...(7) ω C 1 ω = LC... (8) 1 f = π LC... (9) Dai pesamaan (7) sampai (9) menjelaskan bahwa pada saat esonansi impedansi angkaian adalah esistif muni. Sedangkan induktansi L dan kapasitansi C dapat disetel untuk membawa angkaian tesebut ke dalam keadaan esonansi dengan fekuensi yang diinginkan. Untuk angkaian tala paalel nilai impedansi dibeikan pada pesamaan (1) (Bilkent Univesity 4). Z P ( ω) = (1/ R + = jωlr /( R + jωc + 1/ jωl) 1 jωl ω LCR) = jωl /[(1 ω LC) + jωl / R]... (1) Pada saat beesonansi dengan nilai fekuensi sepeti pada pesamaan (9), impedansi komplek pada pesamaan (1) menjadi,... (11) Penggunaan yang paling luas dai angkaian tala ialah sebagai suatu filte yang selektif untuk suatu leba fekuensi Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

7 Z P ω ) = jω L /[() + jω L / R] ( = R tetentu. Pengauh dai angkaian tala paalel pada suatu sinyal fekuensi tegatung pada beapa dekat sinyal tesebut dai fekuensi esonansinya. Selain itu juga tegantung pada suatu kaakteistik angkaian yang disebut selektivitas. Dimana selektivitas itu meupakan fungsi dai fakto Q atau fakto kualitas dai angkaian yang diumuskan dalam pesamaan (1). R Q =... (1) ω L Impedansi angkaian tala paalel pada pesamaan (1), jika dengan haga Q pesamaan tesebut menjadi, Z P ( ω) = R /[1 + jq( ω / ω -ω / ω)]... (13) Dimana pada saat ω = ω, impedansi angkaian paalel Z P (ω) mencapai maksimum pada Z P (ω) = R dan sebaliknya jika tejadi selisih dai ω maka Z P (ω) akan menuju nilai minimum. Pada bagian nyata dan imajine dai impedansi angkaian paalel [ Z P ( ω) = RP ( ω) + jx P ( ω)], ketika R P ( ω) mencapai R yang dinomalkan pada saat esonansi, X P ( ω) menjadi nol. Tedapat dua nilai fekuensi ω 1 dan ω, sehingga nilai impedansi Z P ( ω 1 ) = R /( 1 j) dan Z P ( ω ) = R /( 1+ j). R P ( ω) menjadi R/ untuk kedua nilai impedansi, sehingga X P ( ω 1 ) = R / dan X P ( ω ) = R /. Kedua fekuensi tesebut dengan nilai fakto kualitas Q dapat diumuskan pada pesamaan (14), dimana entang dai kedua fekuensi tesebut difomulasikan pada pesamaan (15). ω ( ) (1 4 ) 1/,1 = ± ω Q + + Q ω /(Q)... (14) ω ω = / Q... (15) 1 ω Untuk angkaian-angkaian gelombang miko selektifivitas diuku menuut leba-bidang (bandwidth) fekuensi tehadap nilai -3 db. Namun dalam kasus impedansi penyesuaian dibeikan dengan nilai VSWR = atau ekivalen dengan nilai etun loss sebesa db. Sehingga pada kasus antena bandwidth didefinisikan sebagai nilai fekuensi endah f 1 dan fekuensi tinggi f tehadap nilai db. Dimana nilai f 1 dan f telah dijabakan dalam (Roddy & Coolen, 199). Sehingga bandwidth dapat dijabakan menggunakan fomulasi sepeti pada pesamaan (16). f BW = f f1 =... (16) Q Dai pesamaan (16) menunjukan betapa pentingnya fakto Q dalam menentukan selektivitas, dimana fakto Q yang endah akan menghasilkan suatu bandwidth yang leba demikian juga sebaliknya. Sehingga dengan membuat dua kali lipat jumlah saluan catu mikostip yang disisipkan dibawah slot antena, akan meningkatkan efek kopling induktif dua kalinya. Meningkatnya efek kopling akan menuunkan fakto kualitas Q angkaian tala. Semakin endah fakto kualitas Q dai angkaian akan membuat bandwidth semakin leba. 3. PERANCANGAN ANTENA Peancangan antena mikostip slot segiempat delapan slot disimulasikan dengan pianti lunak Micowave Office. Antena mikostip ini Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 67

8 menggunakan satu substate dengan dua lapisan kondukto. Lapisan atas befungsi sebagai elemen peadiasi dan lapisan bawah sebagai saluan pencatu dengan nilai enclosue 3/8 pada dimensi x dan 3/8 dimensi y seta mempunyai konstanta dielektik substat ( ε ) sebesa 3, dan konduktivitas sebesa 5,88 x 1 7 S/m seta impedansi masukan sebesa 5 ohm. Tebal substat dai bahan yang digunakan sebesa 1.5 mm. Dalam pianti lunak Micowave Office dipeoleh leba bandwidth dan paamete-paamete antena yang diinginkan. Geometi Antena Hasil Peancangan telihat pada gamba 3 ( L 11 = L 1 = L 13 = L 14 = L 15 = L 16 = L 17 = L 18 = 1.97 mm, L 1 = L = L 3 = L 4 = L 5 = L 6 = L 7 = L 8 =.96 mm, L 31 = L 3 = L 33 = L 34 = L 35 = L 36 = L 37 = L 38 =.731 mm, S 1 = S = S 3 = S 4 = S 5 = S 6 = S 7 = S 8 = 4.39 mm, W 1 = W = W 3 = W 4 = W 5 = W 6 = W 7 = W 8 = W 9 = 4.4 mm, ds 1 = mm, ds = ds 3 = ds 4 = ds 5 = ds 6 = ds 7 = ds 8 = ds 9 =.365 mm). Gamba itu meupakan antenna mikostip slot aay menggunakan delapan elemen dimana masing-masing elemen dicatu oleh saluan mikostip bebentuk sepeti gapu. Model sistem pencatuan dalam antenna ini menggunakan konfiguasi saluan catu paalel. Untuk menyesuaikan impedansi antaa saluan masuk dan empat elemen slot digunakan tuning stub pada setiap cabang saluan. Dengan kata lain sistem jaingan impedansi pada antenna ini menggunakan teknik multi tuning stub. Stub pendek tesebut befungsi sebagai penyesuai impedansi di setiap cabang pembagi pada sistem pencatuan. Geometi antenna ini tedii dai leba slot ( W 1,W,W 3,W 4, W 5, W 6, W 7, W 8 ), panjang slot (L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, L 8 ) Tuning stub bentuk gapu pada setiap slot tedii dai panjang stub (l 31 l 38 ), dua cabang stub dengan panjang yang sama (l 1 l 8 ), dan jaak antaa pusat saluan kedua cabang (l 11 l 18 ). Untuk Gamba 3. Geometi Antena Hasil Peancangan 68 Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

9 setiap cabang pembagi pada sistem pencatuan masing-masing dibeikan stub pendek dengan panjang stub ls (ls 1, ls, ls 3, ls 4, ls 5, ls 6, ls 7, ls 8, ls 9 ) dan jaak ds (ds 1, ds, ds 3, ds 4, ds 5, ds 6, ds 7, ds 8, ds 9 ). 4. HASIL SIMULASI DAN ANALISA 4.1. Leba Bandwidth Tehadap Peubahan Geometi Antena Pada Bagian ini dilakukan peubahan tehadap geometi antena mikostip slot segiempat delapan adiato untuk mencapai hasil yang optimal. Untuk mendapatkan leba pita yang optimal dilakukan dengan caa meubah-ubah geometi panjang slot seta geometi saluan catu bebentuk gapu meliputi leba gapu, panjang gapu dan jaak gapu dengan pinggi slot. Untuk mendapatkan fekuensi yang diinginkan dilakukan peubahan jaak antaa Stub dengan sumbe pencatu. Peubahan-peubahan tesebut mempengauhi fekuensi keja dan leba bandwith, untuk lebih jelasnya mengenai peubahan-peubahan yang telah disimulasikan maka penjelasan dibahas peubahan tesebut secaa betahap dalam sub bab ini. Peubahan geometi pada gapu dibagi menjadi tiga bagian yaitu leba gapu (L 1 ), panjang gapu ( L ) dan jaak gapu dengan pinggi slot (L 3 ). Peubahan-peubahan dilakukan secaa uut, untuk lebih jelasnya mengenai peubahan-peubahan tesebut dibahas beikut ini Vaiasi peubahan jaak antaa pusat saluan kedua cabang (l 11 l 18 ) tehadap bandwidth Peubahan yang dilakukan tehadap jaak antaa pusat saluan kedua cabang atau disebut sebagai leba gapu dibagi menjadi delapan bagian yaitu l 11, l 1, l 13,,l 14, l 15, l 16, l 17 dan l 18 (Gamba 4). Dibawah ini dipelihatkan hasil simulasi tehadap leba gapu secaa seempak dimana masing-masing leba gapu dilakukan pegesean sebanyak lima kemungkinan. Efek vaiasi leba gapu bepengauh tehadap peubahan leba pita. Sepeti telihat pada Gamba 4 bahwa antena mikostip hasil peancangan akan mengalami vaiasi leba-pita. Jika l 11, l 1, l 13,,l 14, l 15, l 16, l 17 dan l 18 digese sebesa.365 mm maka bandwidth antena mikostip akan mengalami pelebaan leba-pita sebesa.1 Ghz, sebaliknya jika l 11, l 1, l 13,,l 14, l 15, l 16, l 17 dan l 18 sebesa 1.97 mm maka akan mengalami penyempitan leba-pita sebesa.1 Ghz. Jika l 11, l 1, l 13,,l 14, l 15, l 16, l 17 dan l 18 sebesa mm tejadi penyempitan leba-pita sebesa.15 Ghz, dan jika l 11, l 1, l 13,,l 14, l 15, l 16, l 17 dan l 18 sebesa 1.89 mm maka lebapita akan menyempit sebesa.1864 Ghz. Sepeti yang telihat pada Gamba 4 peubahan geometi yang tejadi pada leba gapu antena mikostip delapan slot segiempat tenyata tidak telalu mempengauhi leba-pita fekuensi antena mikostip hasil peancangan secaa signifikan Vaiasi peubahan dua cabang stub dengan panjang yang sama (l 1 l 8 ) tehadap bandwidth Pada bagian ini juga dilakukan hal sama sepeti sebelumnya bahwa dua cabang stub dengan panjang yang sama atau panjang gapu dibagi atas l 1, l, l 3, l 4, l 5, l 6, l 7, dan l 8. Dimana masing- Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 69

10 Gamba 4. Gafik peubahan leba gapu (l 11 l 18 ) secaa seempak tehadap bandwidth pada antena mikostip delapan slot aay masing-masing panjang gapu pegesean sebanyak lima kali. Efek vaiasi panjang gapu membeikan vaiasi leba-pita sepeti telihat pada Gamba 5. Jika l 1, l, l 3, l 4, l 5, l 6, l 7, dan l 8 sebesa mm akan tejadi penyempitan leba-pita antena sebesa.86 Ghz, pada saat L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L mm tejadi penyempitan leba pita sebesa.791 Ghz. Jika l 1, l, l 3, l 4, l 5, l 6, l 7, dan l 8 sebesa.195 mm tejadi penyempitan sebesa.741 Ghz, dan pada saat l 1, l, l 3, l 4, l 5, l 6, l 7, dan l 8 sebesa 6 mm tejadi penyempitan sebesa.38 Ghz. Kemudian untuk l 1, l, l 3, l 4, l 5, l 6, l 7, dan l 8 sebesa.96 mm maka antena mikostip hasil peancangan akan mengalami pelebaan leba-pita sebesa.713 Ghz. Sepeti yang telihat pada Gamba 5, peubahan geometi panjang gapu antena ini tenyata tidak telalu membeikan dampak yang signifikan tehadap peubahan leba-pita fekuensi antena mikostip hasil peancangan Vaiasi peubahan panjang stub (l 31 l 38 ) tehadap bandwidth Gamba 5. Gafik peubahan panjang gapu (l 1 l 8 ) secaa seempak tehadap bandwidth pada antena mikostip delapan slot aay. 7 Pada peubahan panjang stub dibagi menjadi delapan bagian yaitu l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38. Peubahan tesebut dilakukan secaa beuut dengan sampel pegesean sebanyak lima kali. Efek peubahan l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37, dan l 38 bepengauh tehadap peubahan leba-pita. Sepeti telihat pada Gamba 6 bahwa antena ini mengalami vaiasi leba-pita. Dai hasil simulasi l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 lebih besa dai 1.97 mm maka mengalami pelebaan Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

11 leba-pita, sebaliknya jika l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 lebih kecil dai 1.97 mm maka peolehan leba-pita akan mengalami penyempitan. Pada saat l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 sebesa mm tejadi pelebaan leba-pita sebesa.333 Ghz. Pada saat l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 sebesa 1.89 mm maka leba-pita sebesa.61 Ghz. Lalu jika l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 sebesa 6 mm tejadi pelebaan sebesa.3764 Ghz. Kemu dian pada saat l 31, l 3, l 33, l 34, l 35, l 36, l 37,dan l 38 sebesa.731 mm leba-pita yang dipeoleh menyempit sebesa.41 Ghz. Sepeti yang telihat pada Gamba 6 bahwa peubahan yang tejadi pada panjang stub tidak telalu mempengauhi leba-pita antena mikostip hasil peancangan secaa signifikan Peubahan Panjang Slot Mikostip Dibawah ini dipelihatkan hasil simulasi peubahan tehadap panjang adiato yang dibagi menjadi delapan bagian yaitu L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8, peubahan dilakukan secaa beuut dan diambil sebanyak lima sample peubahan. Dai hasil simulasi tehadap L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 secaa seempak telihat dalam Gamba 7 bahwa peancangan antena mikostip menghasilkan vaiasi leba-pita. Dai hasil simulasi diketahui jika L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 sebesa 4.39 mm maka antena mikostip hasil peancangan akan mengalami pelebaan leba-pita sebesa.164 Ghz. Jika L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 sebesa mm maka mengalami pelebaan lebapita sebesa.5 Ghz. Jika L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 sebesa mm Gamba 6. Gafik peubahan panjang gapu (l 31 l 38 ) secaa seempak tehadap bandwidth pada antena mikostip delapan slot aay Gamba 7. Gafik peubahan panjang slot (L 1-8 ) secaa seempak tehadap bandwidth pada antena mikostip delapan slot aay Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 71

12 Bandwidth (Ghz) Gafik Pegesean Stub Tak Seempak Tehadap Bandwidth Peubahan Pegesean Stub (mm) Gamba 8. Gafik peubahan jaak stub (ds 1-9 ) secaa seempak tehadap bandwidth pada antena mikostip delapan slot aay antena akan meleba sebesa.3 Ghz, pada saat L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 sebesa 7.68 mm antena meleba sebesa.184 Ghz dan pada saat L 1, L, L 3, L 4, L 5, L 6, L 7, dan L 8 sebesa mm antena mikostip hasil peancangan akan meleba sebesa.164 Ghz. Sepeti yang telihat pada Gamba 7, peubahan yang tejadi pada panjang adiato secaa seempak tenyata tidak telalu mempengauhi leba-pita antena mikostip slot segiempat hasil peancangan secaa signifikan Vaiasi peubahan jaak stub (ds 1, ds, ds 3, ds 4, ds 5, ds 6, ds 7, ds 8, ds 9 ) tehadap bandwidth Pegesean pada stub utama dimana ds, ds 3, ds 4, ds 5, ds 6, ds 7, ds 8, dan ds 9 konstan (1.463), ds 1 diubah-ubah. Jika ds mm maka antena mikostip hasil peancangan akan mengalami penyempitan leba-pita sebesa.1733 Ghz, jika ds mm leba-pita antena hasil peancangan akan menyempit sebesa. Ghz. Tetapi jika ds mm maka antena hasil peancangan akan mengalami pelebaan leba-pita sebesa.1 Ghz, jika ds mm maka antena akan mengalami 7 Gamba 9. Hasil simulasi bandwidth antena mikostip delapan slot aay Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

13 PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] -3 4 PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] PPC_EPhi[5,1] PPC_ETheta[,1] Fekuensi 6.3 Ghz Fekuensi 8.3 Ghz Fekuensi 1.3 Ghz Fekuensi 1.3 Ghz Fekuensi 14.3 Ghz Fekuensi 16.3 Ghz Fekuensi 18.3 Ghz Fekuensi.3 Ghz Fekeunsi.3 Ghz Fekuensi 4.3 Ghz Fekeunsi 6.3 Ghz Fekuensi 8.3 Ghz Fekuensi 3.3 Ghz Fekuensi 3.3 Ghz Fekuensi 34.3 Ghz Fekuensi 36.3 Ghz Fekuensi 38.3 Ghz Fekuensi 4.3 Ghz Gamba 1. Pola adiasi antenna peancangan pada Gamba 3 untuk setiap tahap fekuensi Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 73

14 74 Tabel 1. Hasil Simulasi Optimal Antena Mikostip Fequency (Ghz) H ( ) E ( ) VSWR penyempitan leba-pita sebesa.183 Ghz dan jika ds 1 6 mm maka antena mikostip hasil peancangan akan mengalami penyempitan leba-pita yang sangat signifikan yaitu sebesa Ghz. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Gamba 8. Sepeti yang telihat pada Gamba 8 bahwa peubahan posisi stub secaa tidak seempak membeikan dampak yang sangatsignifikan tehadap tehadap leba-pita fekuensi antena. Gamba 9 menunjukkan hasil simulasi yang optimal dai peancangan antena mikostip pada Gamba 3. Hasil simulasi antena ini didapatkan bandwidth yang paling leba sebesa 35.4 GHz yang bekeja pada ange fekuensi Ghz. Leba bandwidth yang optimal adalah selisih antaa fekuensi akhi dengan fekuensi awal dalam satuan GHz dimana etun loss sebesa -1 db dan hasil impendasi masukannya sebesa 5 Ohm. 4.. Antena Hasil simulasi pola adiasi dai antena ini dimulai dai fekuensi 6.3 GHz, sampai 4.3 GHz dengan step fekuensi GHz sepeti dipelihatkan pada Gamba 1. Dimana beamwidth tehadap nilai 3-dB bevaiasi disetiap step fekuensi. Pada bidang-h beamwidth tebesa tedapat pada fekuensi 6.3 GHz sebesa 8 dan tesempit pada fekuensi Untuk bidang-e dipeoleh beamwidth teleba sebesa 83 pada fekuensi 38.3 GHz dan beamwidth tesempit sebesa. Nilai VSWR yang dicapai pada setiap step fekuensi tesebut antaa 1.1 sampai 1.7. Secaa lengkap nilai beamwidth pada setiap step fekuensi pada antena ini dapat dilihat pada Tabel KESIMPULAN Telah diancang antena mikosip pesegiempat 8 elemen untuk meningkatkan bandwidth. Efek kopling yang dibeikan oleh saluan mikostip bebentuk sepeti gapu dapat meningkatkan bandwidth sebesa 35.4 Ghz yang bekeja pada cakupan fekuensi dai 5.5 sampai 4.9 Ghz. Bandwidth yang paling leba dicapai pada ukuan saluan catu mikostip seagam pada setiap slot. Pada setiap step fekuensi dicapai penyesuaian tehadap nilai VSWR dengan lebabekas yang bevaiasi. Penyesuaian tesebut dicapai dengan mengendalikan jaak stub pendek yang dihubung secaa shunt. Leba-bekas antena dapat Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7

15 disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi dengan caa meubah jaak anta slot. UCAPAN TERIMA KASIH Dengan segala homat penulis ingin mengucapkan teima kasih kepada Pof. DR. I. Djuhei CD atas saan dan dukungannya selama poses penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Akhavan, H.G. & Syahkal, D.M. (1995), A Simple Technique fo Evaluation of Input Impedance of Micostip-Fed Slot Antennas, IEE Confeence Publication, No. 47. Behdad, N. & Saabandi, K. (5), A Wide-Band Slot Antenna Design Employing A Fictitious Shot Cicuit Concept, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 53, No. 1. Bilkent Univesity, Analog Electonic, 1/lectue notes/chapte%- %4.pdf Balanis, C.A. (1997), Antenna Theoy, Second Edition, John Wiley & Sons, United State. Choi, S.H., Pak, J.K., Kim, S.K. & Pak, J.Y. (4), A New Ulta- Wideband Antenna fo UWB Applications, Micowave and Optical Technology Lettes, Vol. 4, No.5. Collin, R. (199), Foundations Fo Micowave Engineeing, Second edition, McGaw-Hill. Du, B., Yung, E.K., Yang, K.Z., & Zhang, W.J. (), Wide-Band Linealy o Ciculaly Polaized Monopulse Tacking Cougated Hon, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 5, No.. Fiti, I dan Rahadjo, E.T. (5), Antena Wideband Mikostip Dua Slot Menggunakan Jaingan Impedansi Multi Batang Penyetelan, Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 15 No. 4, UKI, Jakata. Fiti, I dan Rahadjo, E.T. (6), A Compact Micostip Slot Antennas Fed By A Micostipline With A Multi Tuning Stubs Fo UWB, Asia Pacific Micowave Confeence Poceeding, Japan. Fiti, I dan Rahadjo, E.T., Micostip Slot Aay Antennas Fed By A Micostipline With Multi Tuning Stubs Fo Multi-Wideband, Intenational symposium on Antennas and Popagation Poceeding, Singapoe, Novembe 6. Gag, R., Bhatia, P., Bahl, I., and Ittipiboon, A. (1), Micostip Antenna Design Handbook, Atech House, Noowod. Hiokawa, J., Aai, H., & Goto, N. (1989), Cavity-Backed Wide Slot Antenna, IEE Poceedings, Vol. 136, No. 1. Intenational Telecommunication Union (ITU-R) (4), Appendix 3 (Rev.WRC-3), Editisi 4. Kame, B.A., Lee, M., Chen, C.C. & Volakis, J.L. (5), Design and Pefomance of an Ultawide-Band Ceamic-Loaded Slot Spial, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 53, No. 7. Klemm, M., Kovcs, I.Z., Pedesen, G.F. & Toste, G. (5), Novel Small-Size Diectional Antenna fo UWB WBAN/WPAN Applications, IEEE Tansaction on Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No. 4, Novembe 7 75

16 Antennas and Popagation, Vol. 53, No. 1. Ministy of Economic Development Manatu Ohanga (5), An Engneeing Discussion pape on Spectum Allocations fo Ulta Wide Band Devices, Radio Spectum Policy andplanning Resouces and Netwoks Banch Ministy of Economic Development, POBox 473, Wellington, New Zealand. Ma, T.G., & Jeng, S.K. (5), Plana Miniatue Tapeed-Slot-Fed Annula Slot Antennas fo Ultawide-Band Radios, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 53, No. 3. Ma, T.G. & Jeng, S.K. (5), A Pinted Dipole Antenna With Tapeed Slot Feed fo Ultawide- Band Applications, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 53, No. 11. Roddy, D. & Coolen, J. (199), Komunikasi Elektonika, Edisi ketiga, Penebit Elangga, Hal : 5 3. Sze, J.Y., & Wong, K.L. (), Bandwidth Enhancement of A Pinted Wide Slot Antenna Fed By A Micostipline With A Fok- Like Tuning Stub, Poceeding of ISAP. Watehouse, R.B., Novak, D. (), Nimalathas, A., & Lim, C., Boadband Pinted Sectoized Coveage Antennas fo Milimete- Wave Wieless Applications, IEEE Tansaction on Antennas and Popagation, Vol. 5, No Junal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 17, No.4, Novembe 7