BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Dengan terjadinya peningkatan secara eksponensial akan kebutuhan manusia untuk berkomunikasi, modifikasi perangkat radio menjadi sangat penting untuk meningkatkan efektivitas dan kemudahan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Pengembangan Software Define Radio (SDR) dan Cognitive Radio (CR) dapat menjadi solusi yang baik untuk menunjang fleksibilitas, efisiensi biaya, dan daya, sehingga kebutuhan akan komunikasi dapat terpenuhi sepenuhnya. Namun pada aplikasinya, SDR dan CR membutuhkan bandwidth yang sangat lebar yang tidak mungkin lagi tentunya dapat dipenuhi oleh sebuah antena konvensional. Sehingga untuk menyeimbanginya, mulai dikembangkan beberapa jenis antena yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut seperti antena wideband, multiband, teknik multi antena, dan salah satunya antena reconfigurable. Kelebihan dan kekurangan dari antena-antena tersebut tidak akan dianalisis lebih mendalam dalam Tugas Akhir ini. Karena fokus utama dalam Tugas akhir ini hanyalah pengembangan dari antena reconfigurable saja. Pada dasarnya, antena reconfigurable merupakan suatu sistem antena yang dapat bekerja pada berbagai frekuensi, sesuai dengan kebutuhan layanan yang akan digunakan. Dalam sistemnya, antena reconfigurable menggunakan switch untuk dapat melakukan perubahan frekuensi kerja dimana ketika satu frekuensi bekerja, maka frekuensi kerja yang lainnya menjadi tidak aktif. Kondisi ini dapat mengurangi interferensi yang muncul pada frekuensi-frekuensi yang tidak sedang aktif. Filter yang digunakan pada sistem pun dapat menjadi lebih sederhana karena antenanya sendiri telah menjadi filter yang baik terhadap interferensi dan noise pada frekuensi yang sedang tidak digunakan. Sehingga, implementasi antena reconfigurable pada teknologi multiradio wireless dapat mengurangi kompleksitas dan meningkatkan kapabilitas dari sistem antena yang digunakan secara keseluruhan. Berbeda dengan konsep multiband, frekuensi yang aktif pada antena reconfigurable hanya frekuensi kerja pada layanan yang sedang digunakan saat itu saja, sementara antena multiband aktif berkerja pada beberapa frekuensi apapun layanan yang digunakan. Dibandingkan dengan antena multiband, antena reconfigurable menyajikan

2 performansi yang lebih kebal terhadap interferensi dan noise, dengan begitu penggunaan filter dapat diminimalisir sehingga biaya perancangan keseluruhan sistem antena dapat lebih murah. Dalam tugas akhir ini, telah dirancang dan diteliti suatu antena reconfigurable yang dapat melakukan switch pada dua buah frekuensi kerja yaitu 1800 dan 2400 MHz. Fokus utama dalam Tugas Akhir ini adalah penelitian terhadap penggunaan switch pada antena yang dirancang. Switch dilakukan secara manual terhadap masing-masing frekuensi kerja. Switch yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah dioda pin. Dioda pin merupakan sebuah komponen semikonduktor yang beroperasi sebagai resistor variabel pada rangkaian radio frekuensi dan microwave. Hasil akhir dalam tugas akhir ini adalah realisasi suatu antena yang bekerja pada dua frekuensi secara bergantian, dengan perubahan frekuensi kerja menggunakan switch dioda pin. 1.2 Tujuan Penelitian Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : a. Mensimulasikan antena mikrostrip reconfigurable pada masing-masing frekuensi dengan menggunakan HFSS Ansoft 10. b. Mengimplementasikan switch dioda pin pada antena mikrostrip reconfigurable. c. Mengetahui pengaruh switch dioda pin terhadap performansi antena mikrostrip reconfigurable yang akan dirancang. d. Menganalisis parameter-parameter antena mikrostrip reconfigurable yang akan dirancang seperti: VSWR, Return Loss, Bandwidth, Impedansi, Pola Radiasi, Polarisasi dan Gain. 1.3 Perumusan Masalah Agar antena dapat melakukan switching frekuensi kerja, perlu diimplementasikan sebuah device yang mengatur proses switching tersebut. Switch yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah dioda pin. Pada aplikasinya, sudah tentu dioda akan memberikan pengaruh terhadap parameter kinerja antenna. Sehingga pada proses perancangan, diperlukan teknik khusus agar pengimplementasian dioda hanya mempengaruhi parameter frekuensi saja tidak mempengaruhi parameter medan jauhnya. Perancangan dan Realisasi Antena Microstrip Reconfigurable Pada Dua Frekuensi Kerja [HarfanHian Ryanu] 2

3 Sebelum pembuatan antena, antena dimodelkan dengan menggunakan software HFSS Ansoft 10, dimana hasil yang didapat antara simulasi dengan perancangan haruslah sama. Pada simulasi dioda dimodelkan sebagai lumped element resistor ketika kondisi forward bias, dan kapasitor ketika kondisi dioda diberikan reverse bias. Spesifikasi antenna yang dirancang bekerja pada frekuensi 2400 MHz pada saat dioda off atau antena tanpa dioda, dan frekuensi 1800 MHz ketika switch dioda on atau ketika dioda dimodelkan sebagai patch saja. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut : a. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software Ansoft HFSS b. Antena yang diimplementasikan adalah antena mikrostrip dengan bentuk patch rectangular. c. Proses pabrikasi antena dengan fotoetching. d. Pencatuan antena dilakukan dengan menggunakan feed line. e. Switch yang digunakan adalah dioda pin. f. Aplikasi yang digunakan pada penentuan frekuensi kerja tidak dibahas lebih lanjut. 1.5 Metode Penyelesaian Masalah Pengerjaan Tugas Akhir ini menggunakan beberapa metodologi, yaitu: a. Studi Literatur Merupakan proses pembelajaran materi dari literatur-literatur berupa buku referensi, artikel, serta jurnal-jurnal ilmiah yang mendukung dalam penyusunan teori dasar dan penjelasan selengkap-lengkapnya mengenai antena mikrostrip reconfigurable. b. Perancangan dan Simulasi Model Sistem Merupakan proses perancangan antena dengan perhitungan matematik yang rumit secara teori dan mensimulasikan model perancangan dengan menggunakan bantuan software. Perancangan dan Realisasi Antena Microstrip Reconfigurable Pada Dua Frekuensi Kerja [HarfanHian Ryanu] 3

4 c. Pabrikasi Merupakan proses pencetakan antena berdasarkan ukuran yang telah diperoleh dari proses perancangan dan simulasi d. Pengukuran Proses pengukuran dilakukan setelah proses perancangan dan pabrikasi dilaksanakan. Pengukuran ditujukan untuk mengetahui dan menganalisis parameter-parameter kinerja antena yang telah direalisasikan. e. Analisis Analisis dilakukan setelah proses perancangan dan pengukuran dilaksanakan. Analisis bertujuan untuk membandingkan hasil realisasi dengan teori yang ada, untuk kemudian disimpulkan mengenai penyimpangan yang terjadi, dan bagaimana cara mengatasi masalah tersebut. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika yang dilakukan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: Bab I. Pendahuluan Bagian pendahuluan merupakan uraian dari latar belakang permasalahan, tujuan penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan Tugas Akhir. Bab II. Dasar Teori Bab ini berisikan landasan teori yang mendukung dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Bab III. Perancangan dan Realisasi Bab ini membahas tentang proses perancangan dalam Tugas Akhir ini sesuai dengan pemodelan, serta proses simulasi dengan bantuan software Ansoft HFSS Bab IV. Pengukuran dan Analisis Bab ini berisikan hasil pengukuran dan analisis perbandingan hasil pengukuran dari teori dengan hasil simulasi yang didapatkan. Analisis dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif terhadap parameter-parameter terukur. Hasil analisis akan menjadi dasar dalam pembentukan kesimpulan dari Tugas Akhir. Perancangan dan Realisasi Antena Microstrip Reconfigurable Pada Dua Frekuensi Kerja [HarfanHian Ryanu] 4

5 Bab V. Kesimpulan dan Saran Bab ini merupakan tahap akhir dari penelitian berupa penarikan kesimpulan dari hasil analisis yang diperoleh serta saran yang diharapkan berguna untuk penelitian tahap selanjutnya. Perancangan dan Realisasi Antena Microstrip Reconfigurable Pada Dua Frekuensi Kerja [HarfanHian Ryanu] 5