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

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 : 050402006 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

ANALISIS PERBANDINGAN TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI PADA SALURAN MIKROSTRIP ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB Disusun oleh : ETERNAL DEAN REFISIS NIM : 05 0402 006 Disetujui oleh : DOSEN PEMBIMBING ALI HANAFIAH RAMBE, ST,MT NIP. 19780826 200312 1 001 Diketahui oleh : KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP. 19540531 198601 1 002 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

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).

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.

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

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... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Tujuan Penulisan... 3 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Metodologi Penulisan... 4 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II ANTENA MIKROSTRIP 2.1 Antena Mikrostrip... 6 2.2 Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 8 2.3 Parameter Pada Antena Mikrostrip... 9 2.3.1 Dimensi Antena... 9 2.3.2 Pola Radiasi... 11 2.3.3 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)... 12 2.3.4 Return Loss... 13 2.3.5 Gain... 14

2.3.6 Bandwidth... 14 2.4 Teknik Pencatuan Pada Mikrostrip... 16 2.4.1 Lebar Pencatu (Feed Point)... 16 2.5 Ansoft High Frequency Structure Simulator v10... 17 2.6 Aplikasi Mikrostrip... 18 BAB III TEKNIK PENYESUAIAN IMPEDANSI 3.1 Umum... 21 3.2 Jenis-Jenis Teknik Penyesuaian... 22 3.2.1 Penyesuaian Impedansi Metode Single Stub... 22 3.2.2 Penyesuaian Impedansi Metode Double Stub... 25 BAB IV ANALISIS PERBANDINGAN ANTARA METODE SINGLE STUB DAN DOUBLE STUB 4.1 Umum... 28 4.2 Perancangan Mikrostrip Patch Segi Empat... 28 4.2.1 Jenis Substrat Yang Digunakan... 29 4.2.2 Dimensi Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 30 4.2.3 Lebar Saluran Pencatu... 31 4.3 Penyesuaian Impedansi Saluran Mikrostrip Dengan Metode Single Stub... 34 4.4 Penyesuaian Impedansi Saluran Mikrostrip Dengan Metode Double Stub... 37 4.5 Hasil Simulasi Dengan Metode Single Stub... 40 4.6 Hasil Simulasi Dengan Metode Double Stub... 41

4.7 Analisis Perbandingan Teknik Penyesuaian Impedansi Antara Metode Single StubDan Double Stub... 43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 45 5.2 Saran... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46

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... 15 Gambar 2.5 Tampilan Awal Ansoft High Frequency Structure Simulator v10. 19 Gambar 2.6 Mikrostrip pada WiMAX... 20 Gambar 2.7 Mikrostrip pada WLAN... 20 Gambar 2.8 Mikrostrip pada Bandpass Filter... 21 Gambar 2.9 Mikrostrip pada Mobile Satellite... 21 Gambar 3.1 Prinsip Teknik Rangkaian Matching... 22 Gambar 3.2 Rangkaian Penyesuaian Impedansi dengan Single Stub... 24 Gambar 3.3 Perhitungan Admitansi Masukan dari Dua Struktur Terpisah... 25 Gambar 3.4 Diagram Smith pada Rangkaian Matching Single Stub... 26 Gambar 3.5 Rangkaian Penyesuaian Impedansi dengan Double Stub... 27 Gambar 3.6 Diagram Smith pada Rangkaian Matching Double Stub... 28 Gambar 4.1 Model Antena Mikrostrip Patch Segi Empat yang Dihasilkan... 35 Gambar 4.2 Smith Chart pada Single Stub = 2,2 Ω, = 50 Ω... 39 Gambar 4.3 Smith Chart pada Double Stub = 2,2 Ω, = 50 Ω... 41 Gambar 4.4 Model Antena Mikrostrip dengan Single Stub... 42 Gambar 4.5 Model Antena Mikrostrip dengandouble Stub... 43

DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Hasil VSWR Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 35 Grafik 4.2 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 36 Grafik 4.3 Hasil VSWR Antena Mikrostrip dengan Single Stub... 42 Grafik 4.4 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 43 Grafik 4.5 Hasil VSWR Antena Mikrostrip dengan Double Stub... 44 Grafik 4.6 Hasil Return Loss Antena Mikrostrip Patch Segi Empat... 44 Grafik 4.7 Perbandingan VSWRPatch Segi Empat, Single Stub dan Double Stub... 45 Grafik 4.8 Perbandingan Return LossPatch Segi Empat, Single dan Double Stub... 46

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