BAB II DASAR TEORI 2.1 Antena Antena merupakan komponen penting pada sistem komunikasi nirkabel yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima gelombang elektromagnetik. Antena menjadi bagian yang tidak dapat terpisahkan dari sistem telekomunikasi nirkabel tersebut, karena antena berperan sebagai alat untuk mengubah energi arus listrik menjadi gelombang elektromagnetik dari media kabel ke udara atau sebaliknya. Antena dapat kita jumpai pada pesawat elevisi, telepon genggam, radio, dan lain-lain. Beberapa antena dikenal luas dengan berbagai bentuk dan kegunaan pada frekuensi kerja yang beragam, diantaranya kawat (wires), loop, aperture, reflektor, microstrip dan juga bentuk susunan array dari antena-antena tersebut [1]. 2.2 Antena Mikrostrip Berdasarkan asal katanya, mikrostrip terdiri atas dua kata, yaitu micro (sangat tipis/kecil) dan trip (potongan/bilah). Antena mikrostrip didefenisikan sebagai salah satu jenis antena yang mempunyai bentuk seperti potongan/bilah yang mempunyai ukuran sangat tipis/kecil. Secara umum, antena mikrostrip terdiri atas 3 bagian, yaitu patch, substrat, dan ground plane. Dan memiliki fungsi seperti dijelaskan sebagai berikut : 6
1. Patch, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi sebagai elemen peradiasi gelombang elektromagnetik ke ruang bebas yang terletak dibagian paling atas antena. Pada umumnya patch terbuat dari logam konduktor seperti tembaga atau emas dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam. Bentuk patch antena yang sering dibuat, misalnya segi empat, segitiga, lingkaran, dan lain-lain. Tebal patch dibuat sangat tipis (t<< ;t= ketebalan patch). Bagianbagian antena mikrostrip dapat dilihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Struktur antena mikrostrip 2. Substrat, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk menyalurkan gelombang elektromagnetik yang berasal dari patch. Dalam perancangan antena mikrostrip, karakteristik substrate sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter antena. Substrat terbuat dari bahan-bahan dielektrik. Substrat biasanya mempunyai tinggi (h) antara 0,003-0,05. Jenis substrat yang paling baik digunakan untuk antena ialah yang memiliki konstanta dielektrik yang paling rendah. Untuk performa antena yang baik, biasanya substrat dibuat tebal dengan konstanta dielektrik yang rendah. Hal ini 7
akan menghasilkan efisiensi dan radiasi yang lebih baik serta bandwidth yang lebih lebar, namun akan menambah ukuran dari antena itu sendiri [3]. 3. Groundplane, merupakan bagian dari antena mikrostrip yang berfungsi untuk memisahkan substrat dielektrik dengan benda lain yang dapat mengganggu radiasi sinyal. Ground plane juga berfungsi sebagai elemen pembumian bagian antena mikrostrip. Antena mikrostrip mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan antena lain, yaitu : 1. Low profile (mempunyai bobot yang ringan dan volume yang kecil) 2. Mudah difabrikasi dan tidak memakan biaya yang besar 3. Kemampuan dalam dual- frekuensi band maupun tripel- frekuensi band. 4. Dapat berdiri dengan kuat ketika diletakkan pada benda yang rigid 5. Mendukung polarisasi linear dan sirkular hanya dengan feeding yang sederhana. 6. Feed line dan matching dapat difabrikasi langsung dengan struktur antena. Antena mikrostrip juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu : 1. Bandwidth yang sempit, namun dapat diatasi dengan berbagai cara, salah satunya yaitu dengan menambah ketebalan substrat. 2. Efisiensi yang rendah 3. Gain yang rendah (6 db) 4. Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array 5. Timbulnya gelombang permukaan (surface wave) 6. Dapat terjadi radiasi yang tidak diinginkan pada feed line-nya 8
2.3 Parameter-parameter Antena Parameter-parameter antena digunakan untuk menguji atau mengukur performa antena yang digunakan, yaitu VSWR, bandwidth, gain, pola radiasi, return loss, directivity, dan impedansi masukan. 2.3.1 VSWR VSWR adalah perbandingan antara amplitude gelombang berdiri (standing wave) maksimum ( ) dengan minimum ( ). pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0-). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan tegangan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ). Rumus untuk mencari VSWR adalah [4]: (2.1) Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitude dan fasa dari refleksi. Dimana besar Γ dapat ditentukan dengan Persamaan 2.2. Γ = = (2.2) Dimana merupakan impedansi beban (load) dan impedansi saluran lossless. Untuk beberapa kasus sederhana, ketika bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka : a. Γ=-1 : Refleksi negative maksimum, ketika saluran terhubung singkat b. Γ=0 : Tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched sempurna. c. Γ=+1 : Refleksi posistif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka 9
Besar nilai VSWR yang ideal adalah bernilai 1, artinya tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Nilai dari VSWR menjadi salah satu acuan untuk melihat, apakah antena dapat bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 atau (S=1). Namun kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Oleh karena itu, nilai standar VSWR yang diizinkan untuk simulasi dan pabrikasi antena adalah VSWR 2 [3]. 2.3.2 Bandwidth Bandwidth adalah daerah rentang frekuensi kerja dari suatu antena, dimana pada rentang tersebut antena dapat bekerja dengan efektif agar dapt menerima dan memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Nilai bandwidth dapat diketahui apabila nilai frekuensi bawah dan frekeunsi atas dari suatu antena sudah diketahui [1]. Misalkan sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi (dibawah ) sampai dengan (diatas ), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah ( ). Bandwidth dapat dicari dengan rumus berikut [1]: BW = 100% (2.3) Keterangan : = frekuensi tertinggi frekuensi terendah = frekuensi tengah 10
Ada beberapa jenis bandwidth, diantaranya : a. Impedance bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana patch antena matching dengan saluran pencatunya. Hal ini terjadi karena impedansi dari elemen antena bervariasi nilainya tergantung dari nilai frekuensi. Nilai matching dapat dilihat dari return loss dan VSWR. b. Pattern bandwidth, yaitu rentang frekuensi dimana beamwidth, sidelobe, atau gain, yang bervariasi menurut frekuensi memenuhi nilai tertentu. Nilai tersebut harus ditentukan pada awal perancangan antena agar bandwidth dapat dicari. c. Polarization atau axial ratio bandwidth adalah rentang frekuensi dimana polarisasi (linear atau melingkar) masih tejadi. Nilai axial ratio. Untuk polarisasi melingkar adalah lebih kecil dari 3 db. 2.3.3 Gain Gain adalah karakteristik dari antena yang terkait dengan kemampuan suatu antena dalam mengarahkan radiasi sinyalnya atau penerima sinyal dari arah tertentu. Untuk menentukan dimensi elemen peradiasi, maka terlebih dahulu harus ditentukan frekuensi kerja (fr) yang digunakan, agar dapat mencari panjang gelombang diruang bebas ( ) pada Persamaan 2.4 [3]. (2.4) Setelah nilai ( ) diperoleh, maka dapat dihitung. Dimana merupakan panjang gelombang pada bahan dielektrik yang besarnya dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 [3] = (2.5) 11
Gain diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2.6 [3]. G = ( ) (2.6) Dimana : G = Gain antena = Panjang gelombang bahan dielektrik ( ) = Luas segitiga Ada dua jenis penguatan (gain) pada antena, yaitu penguatan absolut (absolute gain) dan penguatan relatif (relatif gain). Penguatan absolut didefenisikan sebagai perbandingan antara intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh jika daya yang diterima oleh antena radiasi secara isotropik. Intensitas radiasi yang berhubungan dengan daya yang diradiasikan secara isotropik sama dengan daya yang diterima oleh antena (Pin) dibagi dengan 4π. Penguatan absolut ini dapat dihitung dengan Persamaan 2.7 [3] : Gain = 4π (2.7) Dimana : Intesnitas radiasi pada arah tertentu : Intensitas radiasi yang diterima Selain penguatan absolut, ada juga penguatan relatif. Penguatan relatif didefenisikan sebagai perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan juga. Daya masukan harus sama diantara kedua antena itu. Akan tetapi antena referensi merupakan sumber isotropis yang lossless. Secara umum dapat dihubungkan dengan Persamaan 2.8 [3]. 12
G= d (2.8) Dimana : d : Jarak antar antena : Intensitas radiasi diterima yang lossless. 2.3.4 Pola Radiasi Pola radiasi merupakan fungsi matematika atau representasi grafik dalam fungsi koordinat dari sifat radiasi antena. Sifat radiasi tersebut meliputi kerapatan flux, intensitas radiasi, dan kuat medan. Biasanya sifat dari radiasi yang sangat penting ialah persebaran secara tiga dimensi atau dua dimensi dari energi yang diradiasikan antena. Pola radiasi antena seperti diperlihatkan pada Gambar 2.2. Gambar 2.2 Bentuk grafis pola radiasi antena Beberapa macam pola radiasi, diantaranya [1] : a. Pola isotropic Antena isotropic sebagai sebuah antena tanpa rugi-rugi secara hipotesis yang mempunyai radiasi sama besar ke setiap arah. b. Pola directional Pola antena yang menerima gelombang elektromagnetik yang lebih efektif pada arah-arah tertentu. 13
2.3.5 Return Loss Return loss menunjukkan adanya perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan [2]. Return loss terjadi akibat adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban. Besarnya return loss bervariasi tergantung pada frekuensi dengan menggunakan Persamaan [1]. Return loss = 20 (2.9) Nilai return loss yang baik adalah dibawah -9,54 db. Nilai parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan. 2.3.6 Directivity Keterarahan (directivity) didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) intensitas radiasi sebuah antena pada arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata pada satu arah. Intensitas radiasi rata-rata sama dengan jumlah daya yang diradiasikan oleh antena dibagi dengan 4π. Dengan demikian, keterarahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.10 [1]. D= (2.10) Jika arah tidak ditentukan, keterarahan terjadi pada intensitas radiasi maksimum yang diperoleh dengan Persamaan 2.11 [1]. D= (2.11) 14
Dimana : D : keterarahan : keterarahan maksimum U : intensitas radiasi : intensitas radiasi maksimum : intensitas radiasi pada sumber isotropic : daya total radiasi Keterarahan biasanya dinyatakan dalam db, yaitu 10 Log db. Directivity sebuah antena isotropis adalah 1. Karena daya yang diradiasikan ke segala arah sama. 2.3.7 Impedansi Masukan Impedansi masukan dari sebuah antena dapat dilihat sebagai impedansi dari antena tersebut pada terminalnya. Impedansi masukan ( ) terdiri dari bagian real ( ) dan imajiner ) dengan Persamaan 2.12 [3]. =( ) Ω (2.12) 2.4 Teknik Pencatuan Pada umumnya, metode pencatuan yang digunakan pada antena mikrostrip diklasifikasikan kedalam dua kategori, yaitu terhubung (contacting) dan tidak terhubung (non-contacting). Pada metode pencatuan terhubung, daya RF dicatukan secara langsung ke patch radiator dengan menggunkan elemen penghubung. Sedangkan metode pencatuan tidak terhubung (non -contacting), dilakukan pengkopelan medan elektromagnetik untuk menyalurkan daya di antena 15
saluran mikrostrip dengan patch, atau dengan kata lain tidak ada kontak langsung antara saluran transmisi dengan elemen peradiasinya [3]. Ada 4 macam teknik pencatuan yang sering digunakan, yaitu : microstrip line, coaxial probe, aperture coupling, dan proximity coupling. 2.5 Antena Mikrostrip Patch Segitiga Sama Sisi Salah satu bentuk patch antena mikrostrip adalah segitiga. Dalam Tugas Akhir ini, akan dibahas mengenai perancangan antena mikrostrip segitiga sama sisi. Bentuk segitiga ini berdasarkan besar ketiga sudutnya, yaitu : -, - -, dan - -. Bentuk segitiga memiliki keunggulan dibandingkan dengan bentuk segi empat : yaitu untuk menghasilkan karakteristik radiasi yang sama, luas yang dibutuhkan oleh bentuk segitiga lebih kecil dibandingkan dengan luas yang dibutuhkan oleh antena mikrostrip bentuk segi empat. Panjang sisi segitiga sama sisi dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.13 [3]. ɑ = dan ɑe= ɑ+h ( )-1/2 (2.13) Bentuk geometri patch antena segitiga sama sisi ditunjukkan pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Antena mikrostrip patch segitiga sama sisi 16
2.5.1 Antena Mikrostrip Array Patch Segitiga Antena susun mikrostrip (array) adalah susunan dari beberapa antena yang identik. Antena mikrostrip array dapat berbentuk seri, paralel, atau gabungan dari keduanya. Dalam antena mikrostrip array, yang disusun secara array adalah bagian patch. Ada beberapa macam konfigurasi antena array, diantaranya : linear, planar, dan circular. Antena array linear adalah array dengan titik pusat elemen array berada pada satu garis lurus. Antena array planar adalah array dengan susunan elemen array membentuk sebuah area yang berbentuk kotak. Sedangakan antena array circular adalah array dengan elemen array terletak pada satu lingkaran dengan radius tertentu. Masing-masing konfigurasi memiliki keuntungan, misalnya linear array memiliki kelebihan dalam perhitungan yang tidak terlalu rumit, sedangkan planar array memiliki kelebihan dalam pengaturan dan pengendalian arah pola radiasi [1]. Proses perancangan antena yang dilakukan untuk mendapatkan antena array pada dasarnya sama dengan pendesainan antena elemen tuggal. Hal yang membedakan pada sistem array adalah peletakan masing-masing patch pada jarak tertentu yang sesuai dengan panjang gelombang yang merambat pada bidang dielektrik. Proses pendesainan dalam Tugas Akhir ini dilakukan dengan menggunakan frekuensi 2,4 GHz dan 3,3 GHz. Bentuk patch antena segitiga elemen tunggal dan segitiga array dapat dilihat pada Gambar 2.4. 17
(a) (b) Gambar 2.4 Struktur antena mikrostrip patch segitiga (a) patch segitiga tunggal (b) patch segitiga array dengan stub 2.5.2 Menentukan Lebar Saluran Pencatu Dalam perancangan antena mikrostrip terebih dahulu kita harus menghitung dimensi antena yang akan dibuat yang meliputi panjang sisi patch-nya. Setelah diperoleh panjang sisi segitiga dari patch, langkah selanjutnya adalah menentukan feed point (feed line) atau titik pencatu dan dalam hal ini harus ada kesesuaian antara impedansi input dari patch dan impedansi generator. Pencatu yang digunakan pada perancangan ini diharapkan mempunyai impedansi masukan sebesar 50 Ω. Untuk memperoleh nilai impedansi sebesar 50 Ω dilakukan pengaturan lebar saluran pencatu dengan menggunakan Persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15 [3]. B= (2.14) W =,, * +- (2.15) Dimana : W = Lebar saluran pencatu 18
2.6 Power Divider Salah satu teknik yang dapat mendukung impedance matching pada saluran transimisi khususnya untuk antena mikrostrip array adalah power divider (combiner). Dalam hal ini, metode Wilkinson merupakan teknik yang umum digunakan. Gambar 2.5 memperlihatkan power divider metode Wilkinson [3]. Gambar 2.5 N-way Wilkinson Combiner Pada metode Wilkinson, nilai impedansi Z diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2.15 [3]. Z= (2.16) 2.7 T-Junction T-Junction merupakan sebuah teknik power divider yang umum digunakan pada konfigurasi antena array. Jenis T-Junction 50 Ω yang dapat digunakan sebagai power divider terlihat pada Gambar 2.6 [3]. Pada Tugas Akhir ini T-Junction yang digunakan adalah yang memiliki impedansi 70,7 Ω agar mampu membagi daya sama banyak pada kedua antena. 19
Gambar 2.6 T-Junction untuk antena mikrostrip 2.8 Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub Rangkaian matching dapat dibuat dengan menyisipkan sebuah saluran transmisi yang lain (stub) seperti ditujukkan pada Gambar 2.7. Saluran transmisi stub adalah saluran transmisi dengan panjang tertentu yang ujungnya dihubung singkat (short) atau dibuka dan dipasang secara paralel (shunt) dengan saluran utama. Untuk melakukan perancangan rangkaian matching tersebut, dilakukan variasi parameter-parameter, yaitu : a. Lokasi stub (jarak stub ke impedansi beban) : b. Panjang stub : Gambar 2.7 Rangkaian matching dengan metode single Stub. Keuntungan dari teknik matching dengan stub tunggal ini bisa me-matching impedansi beban dengan nilai apapun dan hanya menggunakan saluran transmisi dengan impedansi yang sama. Dalam analisanya, 20
karena saluran transmisi akan mentransformasikan impedansi beban (impedansi ujung) ke impedansi beban, dan pada stub akan terdapat dua impedansi yang saling paralel, maka akan lebih baik perhitungannya dilakukan dalam besaran admitansi sebagai berikut [7] : (2.17) Agar terjadi matching, maka berlaku [7] : (2.18) Saluran transmisi stub dengan akhir short atau open, akan mentransformasikan impedansi kedepan dalam bentuk imajiner, yaitu [7] : (2.19) Sehingga, (2.20) Adapun prosedur dari perancangan rangkaian mathcing dengan stub adalah sebagai berikut : a. Menggambar impedansi ter-normalisasi pada diagram Smith. b. Admitansi ter-normalisasi adalah putaran titik ini sejauh c. Admitansi ini ditransformasikan melalui panjang sehingga diposisi saluran transmisi stub didapatkan komponen riil-nya bernilai 1 (atau ). Ada dua kemungkinan (titik potong dua buah lingkaran di atas). Hal ini dibedakan oleh dua sudut putaran (ϑ1 dan ϑ2) atau beda panjang dan. 21
d. Kemudian diperoleh nilai komponen imajiner dari admitansi di atas, yang dapat digunakan utnuk menentukan panjang Stub ( ). 2.9 WLAN WLAN adalah suatu jaringan area lokal tanpa kabel dimana media transmisinya menggunakan frekuensi radio (RF) dan infra red (IR), untuk memberi sebuah koneksi jaringan keseluruh pengguna dalam area sekitarnya. Pada tahun 1997, IEEE membuat spesifikasi/ standar teknis 802.11 yang dapat bekerja pada frekuensi 2,4 GHz, dan kecepatan transfer data (throughput) teoritis maksimal 2 Mbps. Teknologi WLAN ini memiliki kegunaan yang sangat banyak. Piranti yang umumnya digunakan untuk jaringan WLAN termasuk didalamnya adalah laptop, PC, PDA, telepon seluler, dan lain sebagainya. Standar 802.11b saat ini yang paling banyak digunakan. Menawarkan throughput maksimum dari 11 Mbps (6 Mbps dalam praktek) dan jangkaun hingga 300 meter di area terbuka. Standar ini menggunakan rentang frekuensi 2,4 GHz, dengan 3 saluran radio yang tersedia. Ada beberapa jenis spesifikasi dari 802.11 yaitu 802.11b, 802.11g, 802.11a, dan 802.11n [8]. Media transmisi WLAN ada 2 media transmisi yang digunakan oleh jaringan lokal tanpa kabel yaitu [8] : 1. Frekuensi Radio (RF) WLAN menggunakan RF sebagai media transmisi karena memiliki jangkauan yang jauh, dapat menembus tembok, mendukung mobilitas yang tinggi, meng-cover daerah jauh lebih baik dari IR dan dapat digunakan di luar ruangan. Penggunaan RF tidak asing lagi bagi kita, contoh penggunaannya adalah pada stasiun radio, stasiun tv, dan lain sebagainya. WLAN disini menggunakan pita ISM dan memanfaatkan teknik spread spectrum (DS atau FH). DS adalah teknik 22
yang memodulasi sinyal informasi secara langsung dengan kode-kode tertentu (deretan kode pseudonoise/pn dengan satuan chip). Sedangkan FH adalah teknik yang memodulasi sinyal informasi dengan frekuensi yang tidak konstan. Frekuensi yang berubah-ubah ini dipilih oleh kode-kode tertentu(pn). 2. Infrared (IR) Gelombang IR mudah dibuat, harganya murah, lebih bersifat directional, tidak dapat menembus tembok, atau benda gelap, memiliki fungsi daya tinggi, dan dapat diinterferensi oleh cahaya matahari. Infrared banyak digunakan pada komunikasi jarak dekat, contoh paling umum pemaikaian IR adalah remote control (pada televisi). Pengirim dan penerima IR menggunakan Light Emitting diode (LED) dan photo sensitive diode (PSD). WLAN menggunakan IR sebagai media transmisi karena IR dapat menawarkan data rate tinggi (100-an Mbps), konsumsi dayanya kecil dan harganya murah. 2.10 WIMAX Teknologi WiMAX diperkenalkan pertama kali oleh WiMAX forum yang berdiri pada tahun 2001 untuk menentukan standarisasi teknologi dan perangkat yang digunakan. WiMAX merupakan singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) yaitu merupakan teknologi telekomunikasi dengan transmisi data nirkabel yang dapat digunkan untuk akses internet. WiMAX pada awalnya dirancang untuk frekuensi 10 s.d 66 GHz. 802.16a, kemudian diperbaharui pada tahun 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d/fixed WiMAX) dengan menambahkan rentang frekuensi 2 GHz sampai 11 GHz dalam spesifikasi. Teknologi yang dikembangkan sesuai dengan 23
standar spesifikasi IEEE 802.16 ini juga dikenal dengan dengan sebutan Broadband Wireless Access (BWA). Pada tahun 2005 diperbaharui lagi menjadi 802.16e yang dikenal dengan mobile WiMAX dan menggunakan orthogonal frequensy-division multiplexing (OFDM) [8]. WiMAX yang menggunakan standar 802.16e memiliki kemampuan hand over dan hand off, sebagaimana layaknya pada komunikasi seluler. Penggunaan OFDM memberikan beberapa keuntungan dalam hal cakupan, instalasi, konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. Alokasi frekuensi WiMAX secara global diimplelmentasikan pada pita 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, 3,3 GHz, 5,8 GHz, dan 10,5 GHz. Teknologi WiMAX sangat bergantung pada letersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis band frekuensi yaitu licensed Band dan Unlicensed Band. Licensed Band membutuhkan lisensi atau otoritas dari regulator, dimana operator menyelenggarakan layanan dalam suatu area tertentu. Sementara Unlicensed Band tidak membutuhkan lisensi dalam penggunaannya memungkinkan setiap pelanggan menggunakan frekuensi bebas disemua area [9]. Forum WiMAX menetapkan dua band frekuensi utama untuk fixed WiMAX (3,5 GHz dan 5,8 GHz), sementara untuk mobile WiMAX ditetaokan 4 band frekuensi system profile release-1, yaitu 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, dan 3,5 GHz. Band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi mayoritas fixed WiMAX di beberapa negara, terutama di negara-negara eropa, Timur-Tengah, Canada, Australia dan sebagian negara-negara di Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan untuk mobile WiMAX adalah 2,5 GHz. Frekuensi fixed WiMAX di band 3,3 GHz hanya muncul di negara-negara asia. Sedangkan band 24
3,5 GHz di indonesia digunakan oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV. Fixed WiMAX merupakan pengembangan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi dengan sistem ini, terutama dalam hal coverage/jarak, kualitas layanan (QoS). Sementara itu mobile WiMAX dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi seluler seperti GSM, CDMA 2000 maupun 3G. Keunggulan WiMAX terdapat pada konfigurasi sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi [3]. 2.10.1 Keunggulan WiMAX WiMAX memiliki beberapa keunggulan, antara lain [3] : 1. WiMAX merupakan teknologi broadband wireless yang menawarkan standar open, dengan aplikasi fixed dan mobile (portable). 2. Terminal WiMAX akan embedded di consumer goods, seperti computer notebooks, smart phone, dan PDA. 3. Lisensi WiMAX berbasis regional, bukan nasional seperti 3G sehingga biaya lisensi lebih murah dan akhirnya mudah diterima pasar. 2.10.2 Kekurangan WiMAX Selain memiliki keunggulan, WiMAX juga memiliki beberapa kekurangan, antara lain : [3] 1. Alokasi spektrum frekuensi WiMAX memerlukan penyesuaian terhadap alokasi frekuensi eksisting di tiap negara. Ketidak seragaman alokasi frekuensi menyebabkan harga perangkat menjadi mahal. 25
2. Karena menggunakan pita spektrum frekuensi tinggi, cakupan layanan WiMAX lebih kecil dibandingkan dengan 3G sehingga jumlah base station yang dibutuhkan untuk mencakup luas yang sama dibutuhkan lebih banyak jumlah BS. 3. Kemampuan WiMAX untuk mobilitas akan tidak sebagus sistem seluler dan konsumsi baterai akan lebih boros. 2.11 Dual Band Dual band mempunyai 2 frekuensi gelombang radio. Kelebihan dual band dibandingkan dengan single band adalah dapat mengurangi drop call karena jangkauannya yang lebih luas deibandingkan dengan single band, dan dapat mengurangi gangguan network busy. Selain itu, jangkauannya yang lebih luas dibanding single band, dengan dual band hubungan internasional semakin meningkat sebab frekuensi mudah dijangkau [8]. 2.12. Alokasi Frekuensi 2,4 GHz (2.400 MHz-2.483 MHz) Berdasarkan regulasi ITU, alokasi frekuensi 2,4 GHz digunakan untuk komunikasi tetap, bergerak, radiolokasi, dan amatir (sekunder) [8]. Sedangkan berdasarkan Peraturan Menteri Perhubungan No.2 Tahun 2005 yang ditetapkan pada tanggal 6 januari 2005, dinyatakan bahwa perizinan WLAN pada pita frekuensi 2,4 GHz (2.400-2.483 MHz) digunakan untuk memfasilitasi akses internet dan komunikasi data [8]. WLAN 2,4 GHz dapat digunakan bersama dengan persyaratan : a. Tidak menimbulkan interferensi dan tidak ada proteksi 26
b. Perangkat yang digunakan wajib mendapatkan sertifikasi dari Ditjen Postel c. Apabila dibutuhkan koordinasi, maka dilaksanakan sendiri antar pengguna. 2.13 Alokasi Frekuensi 3,3 GHz (3.300 MHz-3.400 MHz) Berdasarkan regulasi ITU, alokasi frekuensi 3,3 GHz (3.300 MHz-3.400 MHz) digunakan untuk komunikasi tetap, bergerak, dan radiolokasi [8]. Pita frekuensi 3.3 GHz memiliki range frekuensi 3300 3400 MHz. Tidak banyak negara lain yang memanfaatkan pita frekuensi ini untuk layanan BWA, sehingga perangkat pita 3.3 GHz tidak termasuk perangkat yang diproduksi secara massal. Pita frekuensi 3.3 GHz sebelumnya telah dialokasikan untuk layanan BWA yaitu pada range frekuensi 3300 3400 MHz (100 MHz) dengan pembagian tiap kanal adalah 2 MHz. Moda duplex yang digunakan adalah TDD (unpaired band) pada range frekuensi 3326 3374 MHz dan FDD (paired band) pada range frekuensi 3300 3326 MHz berpasangan dengan 3374 3400 MHz [8]. 2.14 Perangkat Lunak AWR 2004 AWR2004 gabungan dari Microwave Office dan Office Analog adalah perangkat lunak yang digunakan untuk mendesain dan menganalisi alat terintegrasi yang kuat untuk RF, microwave, millimeterwave, analog, dan desain RFIC[6]. Microwave Office dan Office Analog digunakan utnuk merancang desain sirkuit kompleks terdiri dari linear, nonlinear, dan struktur EM, dan menghasilkann tata letak representasi dari hasil desain tersebut. AWR2004 dapat 27
melakukan analisis cepat dan akurat dari desain yang menggunakan linear. Adapun metode yang digunakan dalam menganalisa antena pada perangkat lunak ini adalah Method of Moments (MoM). Dimana ide dasarnya adalah untuk mengubah suatu persamaan integral atau diferensial ke dalam satu set persamaan linear aljabar simultan (atau persamaan matriks) yang kemudian dapat diselesaikan dengan teknik numeric [11]. 28