BAB II TEORI DASAR ANTENA ULTRAWIDEBAND. 2.1 Studi Jurnal Ada 2 tema mengenai antena UWB yang penulis pelajari dna

Transkripsi

1 BAB II TEORI DASAR ANTENA ULTRAWIDEBAND 2.1 Studi Jurnal Ada 2 tema mengenai antena UWB yang penulis pelajari dna menjadi referensi dalam pembuatan tugas akhir ini, yaitu: A Novel Monopol Antenna For Ultra-Wide Band Aplication Antena ultrawideband ini memiliki dielectric permittivity 2.65 dan memiliki lebar mikrostrip pengumpan 2.8 dan memiliki desain yang hampir menyerupai persegi. Antenna ini bekerja pada frekuensi 2 GHz- 11 GHz yang dapat bekerja untuk diaplikasikan pada radar. Gambar 2.1 Model antenna literature 1 Oleh karena itu pada antenna ini, perancang akan mengubah menjadi bentuk elips, dengan lebar mikrostrip pengumpa menjadi 3 mm untuk mengetahui factor refleksi dan VSWR dari antenna yang dirancang. 6

2 Design of a Spiral-Mode Microstrip Antenna and Matching Circuitry for UltraWide Band Receivers Antena dengan desain sprial ini bekerja pada frekuensi 0.8 GHz -2.4 GHz. Gambar 2.2 Model antenna literature 2

3 Perancangan Antena Mikrostrip Circular Patch Dengan Slot Egg Untuk Aplikasi Ultra-Wideband Radio Frequency Identification (UWB RFID) Tag Pada Frekuensi Kerja 2,4 GHz Pada Jurnal ini, antenna diaplikasi untuk RFID, sehingga hanya dapa beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz. Fabrikasi antenna ini menggunakan bahan Phenolic White Paper FR2 dengan kontanta dielektrik (ε r )=4.5. Gambar 2.3 Model Antena Dengan Slot Egg Melalui jurnal ini, perancang akan mengambil desain elips untuk di simulasikan yang akan bekerja pada frekuensi 1 GHz 15 GHz, dengan menggunakan substrat FR Perancangan dan Pembuatan Antena Mikrostrip Telur (Egg) Dengan Slot Lingkaran Pada Frekuensi Ultra Wideband (UWB) Antena mikrostrip UWB ini dibuat dengan bahan Phenolic White Paper FR4, dengan konstanta dielektrik (ε r )=4.5. Antena digunakan untuk menangkap sinyal gelombang elektromagnetik, termasuk satelit. Dengan konsepnya adalah, agar satu antenna dengan bandwidth yang lebar dapat diaplikasikan pada berbagai

4 9 system komunikasi dengan alokasi frekuensi yang berbeda untuk setiap aplikasinya. Gambar 2.4 Model antenna mikrostrip telur dengan slot lingkaran 2.2 Pengertian Antena Antena adalah struktur transmisi antara gelombang terbimbing (saluran transmisi) dengan gelombang ruang bebas. Antena merupakan sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan dan atau menerima gelombang elektromagnetika. Antenna sebagai alat pemancar (transmitting antenna) adalah sebuah tranduser (pengubah) elekromagnetis, yang digunakan untuk mengubah gelombang tertuntun didalam saluran transmisi kabel, menjadi gelombang yang merambat di ruang bebas, dan sebagai alat penerima (receiving antenna) mengubah gelombang ruang bebas menjadi gelombang tertuntun. Pada beberapa perangkat, antenna merupakan salah satu elemen yang harus ada dalam perangkat tersebut, jika tidak, maka perangkat tersebut tidak akan bisa memancarkan ataupun menerima informasi. Antena merupakan elemen penting yang ada pada setiap system telekomunikasi tanpa kabel

5 10 (nirkabel/wireless) tidak ada sistem telekomunikasi wireless yang tidak memiliki antena Penggunaan Antena Tiga bidang aplikasi penting dari penggunaan antena ialah telekomunikasi, radar, dan astronomi radio. Pada bidang telekomunikas diaplikasikan pada telekomunikasi antara pengguna bergerak seperti sistem seluler, telekomunikasi broadcast (televisi dan radio), telekomunikasi hubungan gelombang mikro. Pada bidang radar, yang digunakan adalah antena yang memiliki beamwidth yang sangat kecil, sehingga dapat membedakan satu objek dengan yang lainnya (resolusi tinggi). Dan yang terakhir pada bidang astronomi radio, digunakan antenna yang mempunya beamwidth yang sangat sempit Antena Ultrawideband Antena harus mampu bekerja pada pita spectrum frekuensi yang lebar (broadband), bahkan juga harus bekerja pada rentang frekuensi yang sangat lebar (ultrawideband) atau bekerja pada wilayah-wilayah frekuensi yang terpisah (multiband). Wilayah kerja sebuah antena didefinisikan sebagai interval frekuensi, dimana besaran karakteristik antena memiliki spesifikasi yang diberikan. Menurut badan regulasi telekomunikasi Amerika (Federal Communication Commision/FCC) mengklasifikasikan ultrawideband dengan aplikasi yang memiliki lebar pita lebih besar dari 500 MHz atau BW P > 20%. Ultrawideband adalah aplikasi yang menggunakan spektrum frekuensi yang sangat lebar dengan tujuan mendapatkan kecepatan transfer data (datarate) yang tinggi. Sinyal yang memiliki sifat ultrawideband juga digunakan untuk pemposisian (positioning) yang sangat akurat. Karena band frekuensi yang digunakan oleh aplikasi UWB ini sedianya telah terpakai untuk aplikasi-aplikasi

6 11 lainnya ditahun Badan regulasi telekomunikasi Amerika (Federal Communication Commision/FCC) mengeluarkan rekomendasi penggunaan frekuensi 3.1 GHz sampai 10.6 GHz untuk aplikasi UWB, terutama yang terkait dengan pancaran maksimal yang diizinkan. 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. 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) Pengertian Mikrostrip Mikrostrip adalah sebuah konduktor listrik tipis yang dipisahkan dari alas pembumian (ground plane) oleh selapis isolator listrik atau gap berisikan udara. Mikrostrip digunakan dalam perancangan papan sirkuit cetak printed circuit board (PCB) di mana sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi butuh diarahkan dari satu bagian sistem ke bagian lain dengan efesiensi tinggi dan kehilangan rendah sinyal dikarenakan radiasi. Antena mikrostrip sebagai salah satu perangkat komunikasi yang memiliki

7 12 dimensi kecil dengan kemampuan meradiasi dan menerima sinyal secara baik dan teknologi ultra wideband yang akan digunakan pada antena mikrostrip ini merupakan suatu teknologi yang dapat digunakan pada aplikasi jaringan wireless dengan kecepatan data yang sangat tinggi. Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel di atas ground plane yang diantaranya terdapat bahan substrat dielektrik. Antena mikrostrip dapat diproduksi dengan memanfaatkan teknologi rangkaian tercetak (circuit printed) sehingga lebih praktis untuk digunakan pada alat komunikasi bergerak. Bentuk umum antenna mikrostrip terlihat pada Gambar 2.3, bagian antenna mikrostrip terdiri dari: 1) Patch bagian yang terletak paling atas dari antena dan terbuat dari bahan konduktor ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara; 2) Substrat berfungsi sebagai media penyalur gelombang elektromagnetik dari catuan. Ketebalan substrat berpengaruh pada bandwidth dari antena; 3) Groundplane yaitu lapisan paling bawah yang berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan. Secara garis besar antena mikrostrip memiliki kelebihan yakni dimensi antena yang kecil, bentuknya yang sederhana memudahkan proses perakitan, tidak memakan biaya besar pada proses pembuatan, dan multifrekuensi.

8 13 Gambar 2.5 Antena Mikrostrip Namun demikian, antena mikrostrip juga memiliki kekurangan seperti efisiensi yang rendah, gain yang rendah, bandwidth yang sempit, dan daya (power) yang rendah. Antena mikrostrip dapat dicatu menggunakan beberapa metode. Metode-metode ini dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori, yaitu terhubung (contacting) dan tidak terhubung (non-contacting). Pada metode terhubung, daya radio frequency (RF) dicatukan secara langsung ke patch radiator dengan menggunakan elemen penghubung. Pada metode tidak terhubung, dilakukan pengkopelan medan elektromagnetik untuk menyalurkan daya di antena saluran mikrostrip dengan patch. Perkembangan dari teknologi antenna mikrostrip terkait secara erat dengan perkembangan teknologi struktur pemandu gelombang mikrostrip (microstrip lines). Pemandu gelombang mikrostrip secara sederhana bisa kita sejajarkan dengan rangkaian pada Printed Circuit Board (PCB) yang biasa ditemukan pada elektronika berfrekuensi rendah, yaitu berupa lajur-

9 14 lajur pipih yang terletak di atas suatu substrat yang terbuat dari material dielektrika. Lajur-lajur pipih ini dihasilkan dengan proses etching. Keuntungan pemandu gelombang mikrostrip dibandingkan dengan waveguide adalah bentuknya yang low-profil, yang mudah dan murah untuk diproduksi secara massal. Bentuknya yang low-profil, dengan ketebalan substratnya yang hanya mempunyai besaran millimeter memudahkan antenna ini untuk dimontasikan hampir pada seluruh tempat. Misalnya antenna ini akan sangat menguntungkan jika dipasangkan pada badan dari sebuah roket (dengan melengkungkannya), tanpa harus mengganggu sifat aerodinamis dari roket tersebut. Pada dasarnya antenna mikrostrip terdiri dari sebuah substrat, yang dikatakan sebagai pembawa dari antenna tersebut (secara mekanis), yang diatas substrat ini dibentuk macam-macam form dari antenna itu sendiri (patch) melalui proses etching, dan dibalik substrat ini terdapat metalisasi bawah. Disamping kelebihan antenna mikrostrip di atas, antenna jenis ini juga memiliki kekurangan, yang terutama sekali adalah, gain yang dicapainya sangat kecil, sekitar 6dBi, mempunyai bandwidth yang kecil, dan hanya bisa memancarkan sinyal dengan daya yang relative kecil, maksimal 100 Watt. Secara historis, pada awalnya fenomena pemancaran yang terjadi pada struktur mikrostrip dicoba untuk direduksi, karena memang sebuah

10 15 rangkaian mikrostrip tidak boleh memancarkan gelombang elektromagnetika, ini akan bisa mengganggu komponen lain. Cara untuk mereduksi pancaran adalah dengan menggunakan konstanta dielektrika (permitivitas relative) yang besar dan juga substrat yang tidak terlalu tebal dibandingkan panjang gelombang. Sehingga dengan demikian medan elektromagnetikanya akan terkonsentrasi pada sekitar rangkaian mikrostrip. Fenomena pemancaran elektromagnetika ini diamati pada awal tahun 50-an. Dan jauh selain itu pada tahu 70-an, barulah teknologi mikrostrip dipergunakan sebagai materi penyusun model antenna yang baru, yang fleksibel untuk dimontasikan pada banyak sekali tempat pada berbagai macam aplikasi. Berlawanan dengan konsep yang dipergunakan pada pemandu gelombang mikrostrip, pada antenna mikrostrip, karena yang diinginkan adalah terjadinya pemancaran yang maksimal, maka permitivitas relative yang diambil kecil, sedangkan tebal substrat yang dipergunakan sebaiknya besar, sehingga diharapkan medan elektromagnetikanya tidak terkonsentrasi pada substrat, sehingga dengan adanya medan yang keluar dari substrat ke udara akan memberikan kontribusi pada proses pemancaran energi. Dengan membandingkan kelebihan dan kekurangan dari antena mikrostrip, ternyata pada banyak sekali aplikasi, kelebihan antena ini melampaui kekurangan yang dimilikinya, sehingga antena mikrostrip menjadi prioritas di sana.

11 16 Disamping mendapatkan bidang apliaksi yang sangat dominan pada militer (pada pesawat terbang, roket, satelit, dll), antena mikrostrip juga dari tahun ke tahun makin sering dipakai pada aplikasi sipil, misalnya pada sistem komunikasi mobil dan satelit, Global Positioning System (GPS), pada radar, kedokteran, dan masih banyak lagi. Karena antena mikrostrip merupakan evolusi dari saluran transmisi mikrostrip, di bagian ini terlebih dahulu dibahas hal-hal yang penting terkait dengan saluran transmisi mikrostrip. Struktur yang ditampilkan terdiri dari sebuah substrat dielektrika dengan ketebalan h dan memiliki permitivitas relative (ἐ r ). Bagian bawah substrat ini dilapisi metal secara keseluruhan, yang berfungsi sebagai ground struktur ini. Sedangkan bagian atasnya terbentuk strip dengan lebar W. Ketebalan strip, biasanya diabaikan. Ketebalan substrat, permitivitas relative dan lebar strip menentukan impedansi gelombang mikrostrip ini. L adalah panjang saluran transmisi ini dan berpengaruh pada putaran phasa dan atenuasi gelombang yang merambat disepanjang L. Dalam melakukan analisa terhadap saluran transmisi mikrostrip, sering kali digunakan besaran permitivitas relative efektif (ἐ r, eff )yang digunakan untuk menggantikan ruang yang tersusun dari kombinasi udara dan dielektrika dengan nilai (ἐ r ),. Untuk mengirimkan energi dari sumbernya ke antena mikrostrip diperlukan suatu pencatu (feeding). Dari bagian bawah dari PCB (ground) yang dibor sampai kebagian atas (patch) dimasukkan penghantar bagian

12 17 dalam dari konektor sehingga konektor dalam tersebut mengenai patch dan disolder bersama. Penghantar luar konektor akan disambungkan dengan metalisasi bawah. Posisi pencatuan, yang ditandai dengan koordinat (x s, y s ) harus dipilih sedemikian rupa, sehingga terjadi matching antara konektor keluar yang biasanya dibuat standard 50 Ω dengan impedansi masukan dari antenna mikrostrip ini. Konduktor dalam dari konektor coaxial dihubungkan dengan mikrostrip bagian atas, sedangkan konduktor luar dihubungkan dengan ground. 2.3 Besaran Penting Ada beberapa besaran penting sebagai karakteristik dari setiap antena. Besaran ini menentukan di mana antena tersebut akan diaplikasikan. Besaran-besaran penting dari setiap antena biasanya ditentukan pada pengamatan medan jauh (far-field). Diagram radiasi : sebagai besaran yang menentukan ke arah sudut mana sebuah antena memancarkan energinya; Direktivitas D: besaran yang menyatakan perbandingan antara kerapatan daya maksimal dengan kerapatan rata-rata; Gain G: direktivitas dikurangi dengan kerugian pada antena. Pada antena yang tak memiliki kerugian, G = D; Polarisasi: menyatakan arah dan orientasi dari medan listrik dalam perambatannya dari antena pemancar;

13 18 Impedansi: impedansi masukan antena dilihat dari rangkaian elektronika, penting untuk menghindari mismatching; Bandwidth: lebar pita frekuensi, di interval ini performance antena masih dianggap baik Diagram radiasi Diagram radiasi adalah besaran yang paling penting pada antena. Diagram radiasi merepresentasikan distribusi energi yang dipancarkan oleh antena di ruang. Besaran ini diukur/dihitung pada medan jauh (farfield) dengan jarak yang konstan ke antena, dan divariasikan terhadap sudut, biasanya sudut ϑ dan ϕ. Sehingga bisa dibedakan antena-antena yang mempunyai sifat pancar isotropik, yang hanya ada secara fiktif, antena omnidireksional, yang bersifat isotropik hanya di suatu bidang potong tertentu, dan antena direksional, yang bisa mengkonsentrasikan energinya ke arah sudut tertentu. Sebagai contoh yang sederhana adalah antena dipol yang diletakkan di sumbu asal dari sistim kordinat. Antena ini mempunyai diagram pancar secara tiga dimensi. Sebuah bentuk konsentrasi energi yang seperti bentuk donat. Jika kita amati karakteristik radiasi dari antena ini pada bidang horizontal (bidang H/ H plane), maka kita akan memotong donat ini dengan bidang xy, dan bidang yang terpotong berbentuk lingkaran. Dalam kordinat polar, artinya jika kita bergerak pada bidang horisontal pada jarak yang konstan, maka kita akan mendapatkan energi yang sama, ke sudut ϕ manapun kita bergerak.

14 19 Tetapi jika kita amati pada bidang vertikal (bidang E/ E plane), kita potong donat tersebut misalnya dengan bidang yz. Dalam kordinat polar berarti, pada sudut ϑ=0 o tak ada pancaran, dan dengan membesarnya ϑ akan membesar pula kontribusi pancaran ke arah sudut itu, sampai mencapai maksimalnya pada ϑ=90 o, kemudian mengecil, dan kembali nol pada ϑ=180 o. Gambar 2.6- Diagram pancar Di samping penggambaran secara polar, ada pula penggambaran secara kartesian. Gambar 2.7 menunjukkan diagram radiasi dari sebuah antena secara kartesian, dengan sumbu horisontalnya merupakan sudut, misalnya ϕ. Didefinisikan di sini, ϕ = 0o adalah arah pancaran utama, dan di gambar 2.7 bisa dilihat diagram radiasinya memiliki nilai maksimum. Menjauh dari arah radiasi utama, pancaran antena mengecil secara monoton, sehingga sampai pada suatu besar tertentu pancaran energi ini bisa dianggap tak lagi memberikan konstribusi. Di dalam fisika dan teknik

15 20 didefinisikan suatu batasan,jika daya mengecil sampai ke 50% dari daya maksimalnya (atau 70,7% dari intensitas listrik/magnetnya), maka kita mendapatkan batas untuk wilayah dominan tersebut. Dan wilayah dominan tersebut mempunyai lebar pancar yang dibatasi oleh kedua sudut batas pada daya 50%. Interval ini disebut juga half-power beam width (hpbw). Gambar Diagram Cartesian Makin menjauh dari radiasi utama (main lobe) pancaran antena makin mengecil, dan sampai pada garis nol, yang artinya ke arah sudut tersebut tak ada pancaran energy sama sekali. Sudut interval yang dibatasi oleh level nol ke nol ini disebut juga first null beamwidth (fnbw).

16 21 Dan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.7, pancaran energi, dengan makin membesarnya sudut, setelah mencapai minimum (yaitu level nol), bisa kembali membesar dan mencapai suatu (lokal) maksimum, maksimum ini disebut juga radiasi samping (side lobe). Pada banyak sekali aplikasi antena, tinggi dari side lobe ini tidak boleh terlalu besar, sehingga harus ada perbandingan minimal tertentu antara intensitas pada main lobe dengan intensitas pada side lobe yang tak boleh terlewati. Pada sudut tepat bertolak belakang pada sudut arah pancaran utama/main lobe kita dapatkan arah yang dinamakan arah pancaran belakang (back lobe). Direktivitas dan Gain Karakteristik pancar antena didefinisikan pada medan jauh (farfield), yang mana pada kondisi medan jauh ini, pada suatu radius tertentu, kita akan mendapatkan medan listrik yang merupakan fungsi dari sudut ϑ dan ϕ, dan medan magnet yang juga merupakan fungsi dari kedua sudut tersebut, kedua saling terkait, satu dengan lainnya sesuai dengan Z adalah impedansi gelombang ruang bebas, dengan:

17 22. Vektor Poynting menggambarkan aliran daya, yang pada rumus di atas mempunyai arah radial keluar dari antenna. Antena isotrop mempunyai intensitas pancar yang sama merata ke semua arah, jadi dengan Gambar 2.8 Pola Radiasi Antena Isotrop Dengan mengintegrasikan kerapatan daya terhadap permukaan bola didapat daya total yang dipancarkan

18 23 r dipilih bebas, tetapi pengamatan harus berada di far-field dari antena, atau r >> λ. Jika P diberikan, kita bisa menghitung Eo di setiap jarak titik pengamatan dari antena Antena direksional mengkonsentrasikan energi ke suatu arah tertentu. Jika dipergunakan daya yang sama seperti pada antena isotrop, maka akan didapati perbandingan berikut

19 24 Gambar 2.9 Diagram Cartesian Antena Isotrop Pada arah-arah tertentu, antena direksional mengirimkan intensitas yang jauh lebih besar dibandingkan yang dikirim oleh antena isotrop, dan pada arah yang lain intensitasnya jauh lebih kecil dibandingkan oleh antena isotrop. Jadi antena direksional mampu untuk mengubah-ubah distribusi dari energi yang dikirimkan antena. Besaran yang dipergunakan untuk mengkarakteristikan antena direksional adalah fungsi direktivitas yang didefinisikan dengan Atau

20 Refleksi Factor refleksi (return loss) adalah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Return loss dapat terjadi karena adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan bebas (antenna). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi tergantung dari frekuensi yang ditunjuk oleh persamaan Zin Zo r Zin Zo rdb 20 LOG r Nilai dari return loss yang baik adalah dibawah -9.54, nilai ini diperoleh untuk VSWR <2, 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 menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antenna sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak Polarisasi Polarisasi dari sebuah antena menginformasikan ke arah mana medan listrik memiliki orientasi dalam perambatannya.

21 26 Ada dua macam polarisasi secara garis besarnya: 1. Polarisasi linier Polarisasi linier ini terdiri dari polarisasi vertikal dan polarisasi horisontal. Arah dari polarisasi ditentukan oleh arah dari medan listrik. Polarisasi linier, artinya, dengan berjalannya waktu arah dari medan listrik tidak berubah, hanya orientasinya saja. Gambar 2.10 Polarisasi Linier Gambar 2.10 menunjukkan sebuah gelombang yang memiliki polarisasi linier yang vertikal. Medan listrik terletak secara vertikal. Di gambar, arah medan listrik selalu menunjuk ke arah sumbu x positif atau negatif dan arah medan magnet-nya selalu ke sumbu y positif atau negatif. Polarisasi linier yang horisontal merupakan kebalikan dari vertikal. Medan listrik terletak horisontal (arah sumbu y). Polarisasi Eliptis Berbeda dengan polarisasi linier, pada gelombang yang mempunyai polarisasi eliptis, dengan berjalannya waktu dan perambatan,

22 27 medan listrik dari gelombang itu melakukan putaran dengan ujung panahpanahnya terletak pada sebuah permukaan silinder dengan penampang elips. Pada kasus tertentu panjang sumbu utama dari penampang elips tersebut sama, sehingga berbentuk lingkaran. Gambar 2.11 menunjukkan orientasi dari medan listrik yang terpolarisasi eliptis. Gambar 2.11 Polarisasi Eliptis Impedansi Masukan Impedansi masukan didefinisikan sebagai impedansi yang diberikan kepada rangkaian di luar oleh antena pada suatu titik acuan tertentu, impedansi ini merupakan perbandingan tegangan dan arus atau perbandingan komponen medan listrik dan medan magnet yang sesuai dengan orientasinya.

23 28 Gambar 2.12 Impedansi masukan Impedansi masukan penting untuk pencapaian kondisi matching pada saat antenna dihubungkan dengan sumber tegangan, sehingga semua sinyal yang dikirim ke antenna akan terpancarkan. Atau pada antena penerima, jika kondisi matching tercapai, energy yang diterima antena akan bisa dikirimkan ke receiver. Lebar Pita Kerja Antenna (bandwidth) Bandwidth sebuah antena didefinisikan sebagai interval frekuensi, di dalamnya antena bekerja sesuai dengan yang ditetapkan oleh spesifikasi yang diberikan. Spesifikasi yang di atas meliputi: diagram radiasi, tinggi dari side lobe, gain, polarisasi, impedansi masukan/factor refleksi dan frekuensi CUTT-off seperti yang telah diterangkan pada bagian sebelumnya. Pemakaian sebuah antenna dalam sistem pemancar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya, pada range frekuensi kerja tersebut antenna dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat

24 29 menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu bandwidth dapat dicari dengan rumus sebagai berikut: BW f2 f 1 x 100% f f c Dengan keterangan : f i = frekuensi rendah f 2 = frekuensi tertinggi f c = frekuensi tengah dengan rumus untuk perhitungan cut-off 2 2 c m n fc 2 a b VSWR VSWR (Voltage Standing Wwave Ratio) adalah perbandingan antara tegangan maksimum dan minimum pada suatu gelombang berdiri akibat adanya pantulan gelombang yang disebabkan tidak matching-nya impedansi input antenna dengan saluran feeder. Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antenna ke penerima, maka impedansi antenna haruslah conjugate match (besarnya resistansi dan reaktansi sama tetap berlawanan tanda). Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi pemantulan energy yang dipancarkan atau diterima, VSWR adalah perbandingan antara amplitude gelombang berdiri (standing wave) maksimum ( V max ) dengan minimum ( V ) min ). Pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V + 0 ) dan tegangan yang

25 30 direfleksikan (V 0 - ). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (r), yaitu Zin Zo r Zin Zo Dimana ZL adalah impedansi beban (load) dan Z0 adalah impedansi saluran lossless. Koefisien refleksi tegangan (r), memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitude dan fasa dari refleksi. Dan didapatkan nilai untuk perhitungan VSWR sendiri yaitu : 1 r VSWR 1 r 2.4 Penggunaan Software Simulasi Dengan Sonnet Berdasarkan studi literature dan pendekatan rumus teori dasar, penulis menggunakan software simulasi perancangan antenna dengan Sonet. Sonnet adalah sebuah program yang dapat memberikan analisa cepat dan akurat pada struktur listrik, magnet (antenna, pemancar, passive microwave circuit, dan lainlain). Program ini mudah untuk dipelajari dan digunakan. Anda dapat mendefinisikan pengukuran pada beberapa struktur secara interaktif. Serta tampilan struktur 3-D sebagai perkembangan dari definisi ini.