PERANCANGAN ANTENA DUAL BAND BERBASIS METAMATERIAL PADA FREKUENSI 2.3/3.3 GHz Nancy Ardelina 2210100188 Dosen Pembimbing: Eko Setijadi, S.T.,M.T.,Ph.D. Prasetiyono Hari Mukti, S.T., M.T., M.Sc
LATAR BELAKANG 1. Kebutuhan manusia akan alat komunikasi yang dapat digunakan kapanpun dan dimanapun 2. Antena sebagai salah satu komponen penting dalam suatu perangkat telekomunikasi 3. Antena yang telah diciptakan memiliki ukuran yang relatif besar sehingga diperlukan teknik miniaturisasi
PERUMUSAN MASALAH 1. Menentukan spesifikasi dari antena berbasis metamaterial pada frekuensi 2.3/3.3 GHz 2. Membuat desain rancangan antena berbasis metamaterial 3. Melakukan simulasi hasil desain dengan software CST Microwave Studio 4. Melakukan pengukuran terhadap parameter-parameter antena berbasis metamaterial 5. Realisasi hasil desain antena berbasis metamaterial
BATASAN MASALAH 1. Perancangan antena berbasis metamaterial pada frekuensi 2.3/3.3 GHz 2. Parameter-parameter yang akan menjadi acuan perancangan adalah VSWR, bandwidth, return loss, dan pola radiasi. 3. Antena yang didesain menggunakan material FR4. 4. Simulasi antena berbasis metamaterial menggunakan CST Microwave Studio.
TUJUAN 1. Merancang antena dual band berbasis metamaterial pada frekuensi 2.3/3.3 GHz 2. Merancang antena dengan dimensi yang lebih kecil namun dengan VSWR, bandwidth, return loss, dan pola radiasi yang relatif baik.
METAMATERIAL Metamaterial merupakan suatu material buatan yang memiliki permitivitas dan permeabilitas negatif dan tidak dapat ditemukan di alam.
COMPOSITE RIGHT LEFT HANDED (CRLH) Saluran transmisi CRLH terdiri dari sebuah induktor L R yang terhubung seri dengan kapasitor C L dan sebuah kapasitor paralel C R yang terhubung paralel dengan induktor L L.
PERANCANGAN ANTENA Penentuan Kriteria Desain Antena Desain Awal Antena Desain Antena Berbasis Metamaterial Optimasi Desain Antena Berbasis Metamaterial
KRITERIA DESAIN ANTENA Parameter Nilai Return Loss <-10 db Bandwidth >100 MHz VSWR <2
SIMULASI DESAIN AWAL ANTENA
HASIL SIMULASI DESAIN AWAL ANTENA Frekuensi = 3 GHz Return Loss = -25.548 db
SIMULASI DESAIN ANTENA METAMATERIAL
HASIL SIMULASI DESAIN ANTENA METAMATERIAL Frekuensi = 1.95 GHz Return Loss = -17.206 db Frekuensi = 2.57 GHz Return Loss = -16.505 db
PARAMETER DIMENSI ANTENA METAMATERIAL
PARAMETER SWEEP Ctsa
PARAMETER SWEEP Ctsb
PARAMETER SWEEP Hca
PARAMETER SWEEP Lcb
PARAMETER SWEEP Sca
PARAMETER SWEEP Scb
PARAMETER SWEEP Wtsb
SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL
HASIL SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL Return Loss Frekuensi = 2.395 GHz Return Loss = -18.999 db Frekuensi = 3.315 GHz Return Loss = -24.207 db
HASIL SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL Bandwidth Bandwidth 1 = 2.5176 GHz 2.277 GHz = 0.2406 GHz = 240.6 MHz Bandwidth 2 = 3.4069 GHz 3.2433 GHz = 0.1636 GHz = 163.6 MHz
HASIL SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL Pola Radiasi pada Frekuensi 2.3 GHz
HASIL SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL Pola Radiasi pada Frekuensi 3.3 GHz
HASIL SIMULASI DESAIN OPTIMASI ANTENA METAMATERIAL VSWR Frekuensi = 2.395 GHz VSWR = 1.2528 Frekuensi = 3.315 GHz VSWR = 1.1313
REALISASI ANTENA METAMATERIAL
SPESIFIKASI BAHAN ANTENA METAMATERIAL Jenis Substrat Tebal Substrat Jenis Patch Tebal Patch Jenis Konektor FR4 1.6 mm Tembaga 0.035 mm SMA Female PCB
HASIL PENGUKURAN ANTENA METAMATERIAL Return Loss Frekuensi = 1.95 GHz Return Loss = -13.0161 db Frekuensi = 2.94 GHz Return Loss = -16.3527 db
HASIL PENGUKURAN ANTENA METAMATERIAL Bandwidth Bandwidth 1 = 2.01 GHz 1.89 GHz = 0.12 GHz = 120 MHz Bandwidth 2 = 3.03 GHz 2.87 GHz = 0.16 GHz = 160 MHz
HASIL PENGUKURAN ANTENA METAMATERIAL VSWR Frekuensi = 1.95 GHz VSWR = 1.9346 Frekuensi = 2.95 GHz VSWR = 1.0647
PERBANDINGAN DATA SIMULASI DAN PENGUKURAN PADA BAND 2.3 GHz PARAMETER SIMULASI PENGUKURAN FREKUENSI TENGAH 2.395 GHz 1.95 GHz RETURN LOSS -18.999 db -13.0161 BANDWIDTH 240.6 MHz 120 MHz VSWR 1.2527782 1.9346
PERBANDINGAN HASIL SIMULASI DAN PENGUKURAN PADA BAND 3.3 GHz PARAMETER SIMULASI PENGUKURAN FREKUENSI TENGAH 3.315 GHz 2.94 GHz RETURN LOSS -24.207 db -16.3527 db BANDWIDTH 164.7 MHz 160 MHz VSWR 1.131301 1.0647
KESIMPULAN 1. Antena berbasis metamaterial telah selesai disimulasikan, difabrikasi, dan telah diukur. Hasil simulasi telah memenuhi kriteria awal. 2. Frekuensi antena berbasis metamaterial hasil fabrikasi mengalami pergeseran sebesar masing-masing 443.6 MHz dan 374 MHz. 3. Return loss antena berbasis metamaterial hasil fabrikasi masing-masing sebesar - 13.0161 db dan -16.3527 db dan telah memenuhi kriteria awal desain yaitu <-10 db. 4. VSWR pada band frekuensi 2.3 GHz dan 3.3 GHz memenuhi kriteria desain <2 yaitu masing-masing sebesar 1.9346 dan 1.0647. 5. Bandwidth antena berbasis metamaterial hasil fabrikasi sebesar 160 MHz dan 120 MHz sesuai dengan kriteria awal desain yaitu >100 MHz.
SARAN 1. Untuk memenuhi kriteria desain antena maka lakukan parameter sweep. Dari hasil parameter sweep dapat diketahui parameter-parameter yang berkaitan dengan kriteria desain, sehingga antena yang didesain lebih mudah dioptimasi. 2. Pemasangan konektor pada antena berbasis metamaterial dilakukan dengan lebih baik agar tidak mempengaruhi proses pengujian.
TERIMA KASIH