BAB II TINJAUAN TEORITIS

BAB II TINJAUAN TEORITIS 2.1 Pendahuluan Antena mikrostrip terdiri dari tiga elemen dasar, seperti yang ditunjukan pada gambar 1, elemen pertama adalah patch yang berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara, elemen kedua adalah substrat yang berfungsi sebagai media penyalur gelombang elektromagnetik dari catuan menuju daerah dibawah patch dan elemen ketiga adalah ground plane yang berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan.[8] Gambar 1. Antena Mikrostrip[8] Elemen peradiasi atau yang disebut patch mempunyai bentuk tertentu seperti yang ditunjukan pada gambar 2. Gambar 2. Bentuk-Bentuk Patch[3] Antena mikrostrip memiliki beberapa keunggulan bila dibandingkan dengan antena lainnya. Keunggulan-keunggulan dari antena mikrostrip diantaranya:[7] Fitra Mareta, 091331046 4

a. Ringan dan memiliki penampang yang tipis. b. Biaya pabrikasi yang murah karena menggunakan PCB. c. Dapat menghasilkan polarisasi linear maupun lingkaran. Selain memiliki keunggulan-keunggulan di atas, antena mikrostrip juga memiliki beberapa kelemahan yang diantaranya:[7] a. Bandwidth yang kecil. b. Gain yang rendah. c. Membutuhkan substrat bekualitas baik (mahal). d. Efisiensi rendah. 2.2 Tinjauan Pustaka Proyek akhir ini merupakan pengembangan dari proyek akhir sebelumnya. Berikut adalah beberapa proyek akhir sebelumnya yang berkaitan dengan tugas akhir antena mikrostrip susun patch segitiga sama sisi dengan distribusi arus dolph chebyshev: 1. Rumi Adzri aatin, Ez. 2010. Realisasi Antena Susun Mikrostrip Empat Persegi Panjang dengan Distribusi Arus Dolph Chebyshev. Laporan Tugas Akhir yang merealisasikan antena susun mikrostrip dengan patch persegi panjang menggunakan teknik pencatuan microstrip line tanpa inset feed. 2. Nuraeni, Tri Aulia. 2011. Design dan Implementasi Antena Susun Mikrostrip Empat Persegi Panjang dengan Distribusi Arus Dolph Chebyshev. Laporan Tugas Akhir yang merealisasikan antena susun mikrostrip dengan patch persegi panjang menggunakan teknik pencatuan microstrip line dengan inset feed. 3. Damayanto, Reza. 2011. Realisasi Antena Mikrostrip Patch Segitiga Untuk Aplikasi Wimax. Laporan Tugas Akhir yang merealisasikan antena dengan patch segitiga tunggal. 2.3 Teori Antena Mikrostrip Segitiga 2.3.1 Patch Segitiga Salah satu bentuk patch antena mikrostrip adalah segitiga. Prinsip sistem koordinat yang digunakan pada bentuk segitiga tidak jauh berbeda dengan sistem Fitra Mareta, 091331046 5

koordinat pada persegi empat. Perbedaannya terletak pada penentuan ketiga titik acuan koordinat segitiga tidak sama dengan persegi empat, sehingga perolehan medan dekat, medan jauh dan karakteristik antena mengalami perubahan. Bentuk ini memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat, yaitu luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama lebih kecil dibandingkan luas yang dibutuhkan oleh bentuk segi empat. Hal ini sangat menguntungkan di dalam fabrikasi antena. Berikut ini struktur antena mikrostrip patch segitiga yang ditunjukan pada gambar 3.[6] Gambar 3. Struktur Antena Mikrostrip Patch Segitiga Pada perancangan dimensi patch dari sebuah antena, patch sebagai beban saluran transmisi harus tetap menghasilkan impedansi yang sesuai dengan impedansi karakteristik, dengan impedansi beban yang sesuai (matching), maka antena akan bekerja pada frekuensi resonansi (fr).[6] 2.3.2 Dimensi Antena Mikrostrip Patch Segitiga Untuk sebuah rancangan patch antena segitiga sama sisi dapat dilakukan dengan analisa perhitungan untuk panjang setiap sisi didasarkan frekuensi resonansi yang digunakan dan konstanta dielektrik bahan yang digunakan. Nilai frekuensi resonansi suatu peradiasi segitiga sama sisi yang dikopel pada mode TM mn dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:[5]...(1) Dimana: f r : Frekuensi resonansi c : Kecepatan cahaya (3 x 10 8 m/s) µ 0 : Permeability pada ruang vakum Fitra Mareta, 091331046 6

ε r : Konstanta relatif dielektrikum bahan (substrat) µ eff : Effektif permitivity bahan dielektrikum a : Panjang sisi segitiga Subskrip mn ini mengacu pada mode TM mn, pada aplikasi dominan mode TM10, maka dari persamaan (1) diperoleh persamaan berikut:... (2) Jadi panjang sisi segitiga sama sisi adalah:... (3) Saat dilakukan perancangan panjang sisi segitiga dari hasil perhitungan harus dikurangi agar tercapai nilai effective. Pengurangan nilai panjang sisi lebih dikarenakan adanya efek fringing field (efek tepi) antara patch dengan ground plane, fenomena efek tepi dari suatu antena mikrostrip dimana elemen peradiasi seolah-olah menjadi lebih lebar dibandingkan dengan aslinya, sehingga menyebabkan ukuran panjang segitiga sama sisi dengan rumus diatas tidak sepenuhnya benar. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan persamaan yang didapat oleh Helszein dan James:...(4) Dimana a eff adalah sisi efektif dari suatu antena segitiga setelah dikurangi untuk mengkompensasi pengaruh efek tepi ini.[5] 2.4 Microstrip Transmission Line 2.4.1 Saluran Mikrostrip Konstruksi dari mikrostrip terdiri dari konduktor strip (line) dan sebuah konduktor bidang tanah yang dipisahkan oleh medium dielektrik dengan konstanta dielektrik (. Di atas strip adalah udara sehingga bila tanpa shielding sebagian medan elektromagnetik akan meradiasi, dan sebagian lagi ada yang masuk kembali ke dalam substrat dielektrik. Jadi, terdapat dua dielektrik yang Fitra Mareta, 091331046 7

melingkupi strip yaitu udara dengan konstanta dielektrik satu dan substrat dengan konstanta dielektrik ( 1. Dengan demikian saluran mikrostrip, secara keseluruhan, dapat kita pandang sebagai sebuah saluran dengan dielektrik homogen yang lebih besar dari satu tetapi lebih kecil dari. Konstanta dielektrik ini disebut konstanta dielektrik efektif (effective dielectric constant).[10] Gambar 4. Pola Medan Listrik pada Saluran Mikrostrip Kita dapat mengetahui nilai konstanta dielektrik efektif ( persamaan dibawah ini: dengan menggunakan... (5) Untuk keperluan perancangan, bila diketahui impedansi karakteristik Z0 dan konstanta dielektrik, lebar strip dapat dicari dengan persamaan:.. (6) dengan :... (7)... (8) 2.4.2 Dimensi Saluran Transmisi Mikrostrip Panjang dan lebar saluran pencatu akan memengaruhi nilai return loss, VSWR, dan bandwidth antena. Persamaan untuk menghitung saluran pencatu adalah:[9] Fitra Mareta, 091331046 8

1. Sebelumnya kita harus mengetahui nilai impedansi karakteristik saluran (Z 0 ). r merupakan nilai permitivitas bahan dielektrik yang digunakan. ε... (9)...(10) 2. Lebar saluran (W) dapat dicari dengan cara sebagai berikut:...(11) 3. Menghitung konstanta dielektrik effective ( )...(12) 4. Menghitung panjang saluran (L) Menggunakan saluran istimewa...(13) Maka panjang salurannya...(14) 2.5 Quarter Wave Transformer Untuk menyesuaikan impedansi Z L riil ke Z 0 (riil) dapat dilakukan dengan menggunakan transformator /4, saluran dengan impedansi karakteristik Z 0,1 dan panjangnya seperempat panjang gelombang pada frekuensi rancangan. Gambar 5 memperlihatkan sebuah beban Z L yang dihubungkan ke saluran utama melalui transformator /4.[10] /4 Z 0 Z 0,1 Z L Gambar 5. Penyesuai Transformator /4 Fitra Mareta, 091331046 9

Impedansi masukan pada transformator, Z in = Z 0, karena sesuai. Untuk saluran /4, impedansi masukan ini adalah 2 Z Z 0, 1 in Z0 Z0,1 Z0 Z, L Z...(15) L karena Z 0,1 riil, maka Z L harus riil. Bila frekuensi perancangan adalah f 0, maka persamaan (15) hanya berlaku untuk frekuensi tersebut. Untuk frekuensi lain, panjang transformator tidak lagi seperempat panjang gelombang, karenanya impedansi pada masukan transformator tidak lagi sama dengan Z 0. Dengan demikian beban tidak lagi sesuai dengan saluran. Tapi ada batas VSWR maksimum sehingga kita masih dapat menerima ketidak sesuaian, atau kita masih menganggapnya sesuai. Biasanya nilai VSWR ini adalah 1,5 yang memberikan nilai koefisien pantul = 0,2. Dengan nilai koefisien pantul ini, persentasi daya yang diserap transformator adalah 1 2 = 96% dan yang dipantulkan 4%. 2.6 Teori Susunan Antena Pada dasarnya penyusunan antena atau lebih sering disebut array memiliki dua tujuan yaitu: [2] a) Beam forming (mendapatkan diagram arah dengan pola tertentu) b) Beam steering (mendapatkan diagram arah dengan pengendalian arah tertentu) Dibawah ini merupakan gambar susunan dua sumber isotropis : Gambar 6. Susunan Dua Sumber Isotropis Keterangan : a) Dua sumber isotropis dipisahkan oleh jarak d. b) Titik observasi adalah ke arah sudut Φ dari sumbu horizontal (sumbu x). Fitra Mareta, 091331046 10

c) Garis orientasi dari sumber-sumber isotropis menuju titik observasi dianggap sejajar karena d (jarak antarsumber isotropis) << daripada jarak antena menuju titik observasi. 2.6.1 Susunan Linear n Sumber Titik Isotropis Berdasarkan Distribusi Arus Untuk memperbesar direktifitas antena, sejumlah radiator mikrostrip (patch) dapat disusun dalam bentuk array. Elemen elemen dapat dicatu oleh saluran tunggal atau ganda. Berdasarkan distribusi arus, maka teknik pencatuan antena dibagi menjadi tiga bagian, yaitu secara uniform, binomial, dan dolph chebyshev. [2] 2.6.1.1 Teori Susunan Uniform Dengan menggunakan prinsip-prinsip yang sudah dipahami sebelumnya, untuk menurunkan persamaan medan total yang dihasilkan oleh susunan sejumlah n antena isotropis. Seperti gambar 7.[2] Referensi titik 1 (dengan dinormalisasikan terhadap E o ) E E E tn tn tn e j 1 e e j j e e j 2 j 2 e j jn 1 e 1 e... e j 3 j n1... e - j n1 Gambar 7. Distribusi Arus Uniform Didapatkan E t 1 e 1 e jn j e e jn 2 j 2 e e jn 2 j 2 e e jn 2 j 2...(16) Sehingga medan total ternormalisasi untuk referensi pada titik 1 : Fitra Mareta, 091331046 11

sin n 2 1 E tn untuk n 2 dan cos 2 sin...(17) 2 Dimana d adalah jarak spasi antar antena, dan δ adalah beda fasa antar catuan arus yang berdekatan. Untuk persamaan medan total ternormalisasi dengan referensi titik tengah, dimana diagram fasa persamaan berikut berupa step function yang diberikan dari polaritas (+/-) harga E tn. E tn sin n 2 sin 2...(18) Medan maksimum : Terjadi jika suku penyebut sama dengan atau mendekati nol. Sin 2 = 0 atau 2 = 0, = 0. Jika tidak pernah mencapai harga nol maka medan maksimum terjadi jika mencapai harga minimum. Medan minimum : Terjadi jika suku pembilang sama dengan nol. Sin n = 0 2 atau n = ±kπ (k= 0,1,2,.dst). 2 Array factor adalah normalisasi medan total susunan antena terhadap nilai maksimum dari medan total susunan tersebut. Array faktor Jika AF E N Et E maks sin n sin n 2 E tn dan E max tercapai pada φ = 0, maka E 2 n tmaks lim 0 sin sin 2 2 E t EN, Array faktor E E N tmaks 1 n sin n 2 sin 2...(19) Fitra Mareta, 091331046 12

Sedangkan faktor susunan (untuk sejumlah sumber) dapat digambarkan sebagai fungsi φ. Jika φ merupakan fungsi, maka nilai dari faktor susunan dan pola medan akan dapat langsung diketahui dari gambar 8 dengan gain susunan: Jika daya W masuk pada satu antena, maka E = E o...(20) E0 Jika daya W masuk pada n antena, maka E'...(21) n E E t max = n E = n 0 = E 0 n n...(22) penguatan medan, G F = E0 n n...(23) E 0 penguatan daya, G = (G F ) 2 = n...(24) Gambar 8. Grafik Faktor Susunan dan Pola Medan 2.6.1.2 Teori Susunan Binomial Distribusi arus binomial sering disebut sebagai distribusi John Stone. Dari tiga distribusi arus yang ada, amplituda binomial memiliki half power beamwidth yang paling tinggi. Binomial array biasanya memiliki side lobe paling kecil, diikuti dolph chebyshev dan uniform. Binomial array dengan jarak elemen λ/2 tidak memiliki side lobe. [8] Jumlah array genap dari elemen isotropis = 2M (M merupakan integer) yang ditempatkan simetris pada sumbu z. Antar elemen dipisahkan oleh d, dan elemen-elemen M ditempatkan pada masing-masing sisi yang asli. Begitu pula untuk jumlah array ganjil dari elemen isotropis = 2M+1. Array factor seperti telah disebutkan sebelumnya, merupakan normalisasi medan total susunan antena Fitra Mareta, 091331046 13

terhadap nilai maksimum dari medan total susunan tersebut memiliki nilai yang berbeda untuk jumlah elemen genap dan ganjil.[2] Jumlah elemen genap...(25) Jumlah elemen ganjil...(26) 2.6.1.2.1 Koefisen Eksitasi Untuk menentukan koefisien - koefisien eksitasi dari binomial array J.S Stone memberikan fungsi yang ditulis seri, menggunakan perluasan binomial sebagai berikut : +......(27) Koefisien-koefisien positif dari perluasan seri untuk nilai m yang berbeda sesuai dengan prinsip segitiga Pascal adalah sebagai berikut:[2] Gambar 9. Prinsip Segitiga Pascal Dalam segitiga Pascal diatas, jika m merupakan jumlah elemen array, lalu perluasan koefisien menjelaskan amplitude relatif elemen-elemen. Koefisienkoefisien ditentukan dari sebuah perluasan seri binomial, karena itu sampai sekarang disebut binomial array.[8] 2.6.1.2.2 Prosedur Desain Binomial Array Untuk metoda binomial, juga untuk metode non-uniform array lainnya satu syarat adalah amplituda koefisien eksitasi untuk jumlah elemen. Telah dinyatakan bahwa binomial array tidak menunjukkan minor lobe jika jarak antar elemen λ/2. Karena didesain menggunakan jarak elemen λ/2 dengan tidak Fitra Mareta, 091331046 14

adanya minor lobe pendekatan half power beamwidth dan maksimum direktifitas dari d= λ/2 hanya dapat diperoleh dalam batas jumlah elemen dan panjang array, yang diberikan:[8]...(28)...(29)...(30)...(31) Persamaan diatas dapat digunakan untuk mendesain binomial array dengan half power beamwidth dan direktifitas yang kita inginkan. Kerugian dari binomial array adalah variasi lebar antara amplituda dari elemen array yang berbeda, terutama untuk array dengan jumlah yang banyak. Hal ini menunjukkan efisiensi yang sangat rendah dan membuat metode ini tidak begitu diinginkan dalam praktek. 2.6.1.3 Teori Susunan Dolph Chebyshev Distribusi arus dolph chebyshev digunakan untuk mendapatkan kriteria optimum dari pola pancar antena susunan. Kriteria optimum terdiri dari dua macam, yaitu:[2] a) Jika lebar berkas main lobe ditentukan, maka perbandingan mayor terhadap minor lobe akan (menuju) maksimum. b) Jika perbandingan antara mayor terhadap minor lobe ditentukan, maka lebar berkas main lobe akan (menuju) minimum. Dalam distribusi arus dolph chebyshev, diasumsikan syarat sebagai berikut: a) Antena isotropis dengan distribusi amplitude arus simetris b) Beda fasa antar catuan elemen isotropis berdekatan = 0 (δ=0) c) Jarak spasi antar elemen isotropis seragam (d seragam), sehingga selisih fasa kuat medan penerima dari elemen berdekatan pada titik observasi yang jauh adalah :...(32) Fitra Mareta, 091331046 15

Gambar 10. Selisih Fasa Kuat Medan Penurunan medan total susunan dilakukan dengan cara referensi titik tengah susunan. Didapatkan medan total untuk n-genap sebagai berikut:...(33)...(34) dimana, n e N K = jumlah elemen (genap) = ne/2 = 0, 1, 2, (N-1) Gambar 11. Medan Total untuk N-Genap Sedangkan untuk n-ganjil medan totalnya adalah sebagai berikut:...(35)...(36) dimana, n o = jumlah elemen (ganjil) N = (n o 1)/2 k = 0, 1, 2, N Gambar 12. Medan Total Untuk N-Ganjil Dua persamaan di atas, persamaan, dapat dipandang sebagai suatu Deret Fourier dengan suku terbatas. Sepasang suku menyatakan kontribusi dari sepasang sumber atau dari sumber tengah. Dan dapat dianggap sebagai penjumlahan konstanta DC, fundamental, dan harmonik-harmonik. Misalkan, banyaknya elemen yang digunakan adalah 9 dengan d = λ/2. Maka: Fitra Mareta, 091331046 16

...(37) dan konstanta A k diasumsikan 2A 0 = A 1 = A 2 = A 3 = A 4....(38) dengan = 9 dan d = λ/2 maka :....(39) Gambar 13. Distribusi Non-Uniform Optimum (Dolph chebyshev) Tabel 1. Keterangan Gambar 13 k = 0 k = 1 k = 2 k = 3 k = 4 DC Fundamental Harmonik#2 Harmonik#3 Harmonik#4 Dalam distribusi arus optimum (dolph chebyshev) nilai konstantakonstanta A k adalah sesuatu yang ditentukan dengan perhitungan yang akan dilakukan, untuk mendapatkan pola pancar optimum. Optimum ditinjau dari sisi perbandingan mayor terhadap minor lobe-nya atau lebar berkas main lobe. 2.6.1.3.1 Polynom Chebyshev Teorema de Moivre:[2].....(40) Sehingga :....(41) Persamaan di atas dapat dinyatakan sebagai Deret Binomial sebagai berikut :...(42) kemudian disubstitusi dengan :....(43) Fitra Mareta, 091331046 17

Maka akan dihasilkan deret Polynom Dolph Chebyshev untuk Nilai m = 1 s/d 5 dengan x = cos φ/2, sebagai berikut Gambar 14. Grafik untuk Polynom-Polynom Chebyshev Gambar 15. Grafik Polynom Chebyshev untuk Nilai m = 1 s/d 5 Polinom memiliki sifat sebagai berikut: a. Semua T m (x) melewati (1,1) b. Jika -1 < x < 1 maka -1 < T m (x) < 1 c. Semua akar T m (x) ada diantara -1 dan 1 atau -1 <x 0 <1 d. Semua harga ekstrim adalah ±1 2.6.1.3.2 Pemahaman Grafik Polynom Pada gambar di bawah ini, dimisalkan R adalah perbandingan antara main lobe maksimum dengan minor lobe minimum.[2] Gambar 16. Contoh Grafik Polynom Fitra Mareta, 091331046 18

A merupakan T n-1 (x) yaitu menggambarkan diagram arah medan untuk sejumlah n elemen E n. B merupakan titik (x 0, R), pada kurva menggambarkan harga main lobe maksimum. C merupakan akar-akar polynom yang menunjukkan harga-harga NOL diagram medan. D menunjukkan FNBW (First Null Beamwidth) pada titik (x = x 1 ). Dalam distribusi arus optimum (Dolph Chebyshev) artinya adalah metoda Dolph Chebyshev dipakai untuk mendapatkan susunan optimum dengan menggunakan Polynom Chebyshev. Jika direncanakan susunan antena terdiri dari n sumber, maka diagram arah medan susunan merupakan suku banyak orde (n-1). Suku banyak ini yang kemudian diekivalensikan dengan polynom Chebyshev orde (n-1) T n-1 (x). 2.6.1.3.3 Prosedur Desain Dolph Chebyshev Array Untuk menggunakan Dolph Chebyschev ini sebaiknya sesuai dengan prosedur perencanaan sebagai berikut:[2] a. Untuk susunan n sumber, pilih polynom orde (n 1)T n-1 (x) b. Selesaikan T n-1 (x 0 ) = R untuk mendapatkan harga x 0. Unt uk m = n 1, dapat dihitung sebagai berikut:...(44) c. Penyekalaan. Jika R>1, maka x 0 >1 juga. Padahal nilai x adalah berkisar (-1 x 1). Sebab x = cos (φ/2), maka lakukan perubahan skala dari x w....(45) d. Persamaan medan medan total n sumber. Untuk n ganjil dan n genap berbeda. Lihatlah persamaan [34] dan [36] diatas. Persamaan dapat dinyatakan dalam w. e. Penyetaraan. E n (w) disetarakan dengan T n 1 (x) dengan...(46) f. Maka akan diperoleh harga-harga : A 0, A 1, A 2, A 3, Fitra Mareta, 091331046 19

2.6.1.3.4 Diagram Arah Untuk mendapatkan diagram arah kuat medan, dapat ditabelkan lalu diplot, untuk nilai nilai variable = θ, x, E n. [2]...(47) dan...(48) Tabel 2. Tabel Diagram Arah Kuat Medan Variabel Range Θ -(π/2) 0 -(π/2) ψ/2 -(d r /2) 0 -(d r /2) W Cos (d r /2) 1 Cos (d r /2) X x 0 Cos (d r /2) x 0 x 0 Cos (d r /2) Gambar 17. Diagram Arah Kuat Medan 2.6.2 Perbandingan Susunan Uniform, Binomial dan Dolph Chebyshev Tabel 3. Perbandingan Tiga Jenis Distribusi Arus: Uniform, Binomial, dan Dolph Chebyshev[8] No. Parameter Uniform Binomial Dolph Chebyshev 1 Coverage Sempit Luas Sempit 2 Gain Tinggi Rendah Tinggi 3 Main lobe Sempit Lebar Sempit 4 Side Lobe Ada Tidak (1/4 atau ½ ) Ada 5 Back Lobe Ada Tidak Ada Ada 6 Formula perbandingan Sama untuk semua sisi Berdasarkan formula segitiga Pascal Berdasarkan perhitungan Polynom Fitra Mareta, 091331046 20

2.7 Teori Penambahan Celah Udara Kerugian utama dari antena mikrostrip adalah bandwidth yang sempit. Salah satu cara paling umum untuk meningkatkan bandwidth yaitu dengan menambah ketebalan substrat. Namun, penggunaan substrat tebal ditemukan menjadi kontraproduktif karena tampilan gelombang permukaan. Dimana gelombang ini dapat mengurangi efisiensi antena dan menghasilkan kopling palsu, yang membuat kesulitan dalam mendesain antena.[4] Penggunaan substrat yang tebal dapat dikombinasikan dengan bahan yang memiliki permitivitas sangat rendah, dengan tujuan untuk mencegah munculnya gelombang permukaan sekaligus meningkatkan efisiensi antena dan memperluas bandwidth frekuensi. Idealnya, substrat dielektrik dari antena mikrostrip harus udara. Bahan terbaik berikutnya adalah busa keras. Sehingga gelombang permukaan tidak signifikan pada substrat busa. Busa ini tersedia dalam variasi permitivitas relatif yang mana mulai 1,03 sampai 1,1. Dengan bahan yang kaku dan murah sehingga dapat digunakan untuk mewujudkan antena biaya rendah untuk aplikasi konsumen.[4] Pada gambar 18 merupakan contoh struktur antena mikrostrip dengan tujuan untuk menaikan bandwidth sehingga digunakan celah udara dengan ketebalan tertentu. Gambar 18. Struktur Antena Mikrostrip dengan Celah Udara[1] Sebagai contoh terdapat sebuah konfigurasi antena mikrostrip yang telah dipilih sehingga beresonansi sekitar 900 MHz dengan menggunakan substrat udara. Geometri dari antena yaitu panjang dari patch persegi panjang adalah 160 mm dan lebarnya 120 mm. Ukuran groundplane adalah 320 mm x 280 mm dan menggunakan ketebalan substrat udara antena adalah 5 mm. Setelah dilakukan simulasi maka gambar 19 merupakan hasil simulasi return loss. Fitra Mareta, 091331046 21

Gambar 19. Return Loss Antena Dimana antena beresonansi pada frekuensi 882 MHz, bandwidth pada return loss 10 db yaitu 11,66 MHz dan persentase bandwidth 1,32%. Gain adalah 9,2 dbi dan efisiensi antena adalah sekitar 93%.[4] Seperti yang diharapkan, bandwidth secara signifikan meningkat dengan ketebalan substrat. Untuk menunjukkan keunggulan substrat udara, dan dibandingkan dengan dua bahan substrat lainnya maka telah dihitung dan hasilnya akan ditampilkan pada gambar 20. Yang mana substrat pertama adalah Duroid 5880, yang memiliki konstanta dielektrik 2,2 dan loss tangen dari 0,002. Substrat kedua adalah FR-4 Epoxy, yang memiliki konstanta dielektrik 4,6 dan loss tangen dari 0,02. Gambar 20. Perbandingan Ketebalan Celah Udara Fitra Mareta, 091331046 22

Pada gambar 20 terlihat bahwa semakin tebal penggunaan celah udara maka bandwidth semakin tinggi selain itu apabila kita membandingkan antara substrat udara, substrat Duroid dan substrat FR-4 Epoxy maka dari gambar tersebut diperoleh analisa bahwa penggunaan substrat Duroid dan FR-4 Epoxy dengan tebal 5 mm menghasilkan bandwidth yang lebih kecil dari pada menggunakan substrat udara, hal ini dikarenakan memiliki loss tangen yang mempengaruhi nilai efisiensi antena dengan kata lain efisiensi antena yang menggunakan Duroid dan FR-4 Epoxy jauh lebih rendah dari antena yang menggunakan substrat udara.[4] Fitra Mareta, 091331046 23