TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI PADA SALURAN MIKROSTRIP ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI PADA SALURAN MIKROSTRIP ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB O L E H ETERNAL DEAN REFISIS NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ANALISIS PERBANDINGAN TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI PADA SALURAN MIKROSTRIP ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB Disusun oleh : ETERNAL DEAN REFISIS NIM : Disetujui oleh : DOSEN PEMBIMBING ALI HANAFIAH RAMBE, ST,MT NIP Diketahui oleh : KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 ABSTRAK Penyesuaian impedansi bisa dilakukan dengan menyisipkan suatu admitansi imajiner paralel dalam saluran transmisi.admitansi ini bisa diperoleh dari potongan suatu saluran transmisi. Teknik penyesuaian impedansi seperti ini disebut dengan stub matching. Ujung dari stub bisa terbuka atau tertutup, tergantung dari admitansi imajiner yang diinginkan. Dua atau tiga stub juga bisa disisipkan pada lokasi tertentu untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Dengan adanya teknik penyesuaian impedansi metode single stub dan double stub dapat memperbaiki nilai VSWR dan return loss. Pada antena mikrostrip patch segi empat untuk frekuensi 2,45 GHz yang mempunyai nilai VSWR = 1,2 dan return loss = -20,39 db, setelah menggunakan teknik penyesuaian impedansi metode single stub maka diperoleh nilai VSWR = 1,1 dan return loss = -26,36 db, yang berarti saluran mikrostrip tersebut menjadi lebih baik (antena mikrostrip dikatakan bekerja dengan baik jika memiliki nilai VSWR 2 danreturn loss -10dB). Dan setelah menggunakan metode double stub diperoleh nilai VSWR = 1,06 dan return loss = -30,46 db (lebih baik lagi dari metode single stub).

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis diberikan kemampuan untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini berjudul : ANALISIS PERBANDINGAN TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI PADA SALURAN MIKROSTRIP ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB.Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. Penulis menyampaikan rasa hormat, bangga, dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orangtua saya, Ayahanda Drs. Ridolf Sianturi dan Ibunda Arlene Manurung, S.Pd, yang telah membesarkan, mendidik dan selalu mendoakan saya, serta rasa sayang kepada saudara-saudara saya Nice Rejoice Refisis, S.Pd, M.Si, Serenity Deliver Refisis, SH, MH, Ardent Perfervid Refisis, Harinuan Pity Mentor Refisis dan Fervent Worthy Refisis. Dalam kesempatan ini juga penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 2. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 3. Bapak Ali Hanafiah Rambe, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang dengan ikhlas dan sabar memberikan masukan, dukungan, bimbingan dan motivasi dalam penulisan Tugas Akhir ini.

5 4. Bapak Ir. Sumantri Zulkarnain, selaku Dosen Wali selama saya mengikuti perkuliahan. 5. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, yang telah memberikan bekal ilmu kepada saya selama mengikuti perkuliahaan. 6. Terimakasih kepada teman-teman stambuk 05 yaitu:herman Salim, ST, Mangiring Manurung, ST, Sadak Nainggolan, ST, Lutfi Abdurrahman dan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang selalu mendukung dan memberikan masukan yang positif kepada saya. 7. Terimakasih kepada adik-adik junior stambuk 07 yaitu: Setia Sianipar, Kendri Malau, Cisco Ki, Noramitha Manurung, Putri Purba dan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang selalu mendukung dan memberikan masukan yang positif kepada saya. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih sangat jauh dari sempurna, baik dari segi materi maupun cara penyajiannya. Oleh karena itu, penulis siap menerima saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis. Medan, April 2011 Penulis Eternal Dean Refisis

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... ii iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR GRAFIK... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II ANTENA MIKROSTRIP 2.1 Antena Mikrostrip Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Parameter Pada Antena Mikrostrip Dimensi Antena Pola Radiasi VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) Return Loss Gain... 14

7 2.3.6 Bandwidth Teknik Pencatuan Pada Mikrostrip Lebar Pencatu (Feed Point) Ansoft High Frequency Structure Simulator v Aplikasi Mikrostrip BAB III TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI 3.1 Umum Jenis-Jenis Teknik Penyesuaian Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub Penyesuaian Impedansi Metode Double Stub BAB IV ANALISIS PERBANDINGAN ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB 4.1 Umum Perancangan Mikrostrip Patch Segi Empat Jenis Substrat Yang Digunakan Dimensi Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Lebar Saluran Pencatu Penyesuaian Impedansi Saluran Mikrostrip Dengan Metode Single Stub Penyesuaian Impedansi Saluran Mikrostrip Dengan Metode Double Stub Hasil Simulasi Dengan Metode Single Stub Hasil Simulasi Dengan Metode Double Stub... 41

8 4.7 Analisis Perbandingan Teknik Penyesuaian Impedansi Antara Metode Single StubDan Double Stub BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 46

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur Antena Mikrostrip... 6 Gambar 2.2 Jenis-Jenis Antena Mikrostrip... 7 Gambar 2.3 Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 8 Gambar 2.4 Rentang Frekuensi yang Menjadi Bandwidth Gambar 2.5 Tampilan Awal Ansoft High Frequency Structure Simulator v Gambar 2.6 Mikrostrip pada WiMAX Gambar 2.7 Mikrostrip pada WLAN Gambar 2.8 Mikrostrip pada Bandpass Filter Gambar 2.9 Mikrostrip pada Mobile Satellite Gambar 3.1 Prinsip Teknik Rangkaian Matching Gambar 3.2 Rangkaian Penyesuaian Impedansi dengan Single Stub Gambar 3.3 Perhitungan Admitansi Masukan dari Dua Struktur Terpisah Gambar 3.4 Diagram Smith pada Rangkaian Matching Single Stub Gambar 3.5 Rangkaian Penyesuaian Impedansi dengan Double Stub Gambar 3.6 Diagram Smith pada Rangkaian Matching Double Stub Gambar 4.1 Model Antena Mikrostrip Patch Segi Empat yang Dihasilkan Gambar 4.2 Smith Chart pada Single Stub = 2,2 Ω, = 50 Ω Gambar 4.3 Smith Chart pada Double Stub = 2,2 Ω, = 50 Ω Gambar 4.4 Model Antena Mikrostrip dengan Single Stub Gambar 4.5 Model Antena Mikrostrip dengandouble Stub... 43

10 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Hasil VSWR Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Grafik 4.2 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Grafik 4.3 Hasil VSWR Antena Mikrostrip dengan Single Stub Grafik 4.4 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Grafik 4.5 Hasil VSWR Antena Mikrostrip dengan Double Stub Grafik 4.6 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat Grafik 4.7 Perbandingan VSWRPatch Segi Empat, Single Stub dan Double Stub Grafik 4.8 Perbandingan Return LossPatch Segi Empat, Single dan Double Stub... 46

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Nilai Konstanta Dielektrik Beberapa Bahan Dielektrik... 7 Tabel 4.1 Spesifikasi Substrat yang Digunakan... 31