bab ii tinjauan pustaka dan landasan...
Post on 06-Feb-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 5 Laporan Tugas Akhir 2012
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Pendahuluan
Secara umum, antena merupakan transformator/struktur transmisi dari
gelombang terbimbing menuju ke gelombang ruang bebas atau sebaliknya[6]. Ada
beberapa jenis antena yang diketahui, sebagai salah satu contohnya yaitu antena
mikrostrip. Antena mikrostrip merupakan jenis antena yang tercetak dengan
dimensi yang lebih kecil dan bermassa ringan sehingga penggunaan antena
mikrostrip sekarang ini lebih banyak digunakan dikarenakan faktor tersebut dan
kemajuan teknologi dengan perangkatnya yang berukuran lebih kecil dan
bermassa ringan.
Elemen dasar dari antena mikrostrip terdiri dari 3 bagian bahan, yaitu
lapisan peradiasi, bahan dielektrik, dan ground plane sebagai tempat untuk
menyangga lapisan konduktor dan bahan dielektrik[7]. Elemen dasar dari antena
mikrostrip tersebut dapat dilihat seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Antena Mikrostrip [2]
Lapisan peradiasi atau biasa disebut juga dengan patch biasanya terbuat
dari tembaga dan memiliki berbagai bentuk seperti pada gambar 2.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 6 Laporan Tugas Akhir 2012
Gambar 2. Bentuk-bentuk Lapisan Peradiasi/Patch Antena Mikrostrip [2]
Sedangkan untuk bahan dielektrik yang digunakan biasanya memiliki
harga permitivitas relatif ( ) sesuai dengan penggunaan dari antena mikrostrip
tersebut. Dan ground plane yang berfungsi sebagai tempat untuk menyangga
lapisan konduktor dan bahan dielektrik terbuat dari bahan tembaga, sama seperti
bahan untuk patch.
Sama seperti beberapa jenis antena lainnya, antena mikrostrip juga
memiliki beberapa keunggulan dan kelemahan. Pada tabel 1 berikut tertulis
beberapa keunggulan dan kelemahan yang terdapat pada antena mikrostrip.
Tabel 1. Keunggulan dan Kelemahan Antena Mikrostrip [3]
Keunggulan Antena Mikrostrip Kelemahan Antena Mikrostrip
Bobot ringan dan dimensi kecil Bandwidth yang sempit
Mudah dalam pemasangan Adanya loss pada antenna
Biaya pembuatan yang murah Karakter radiasi yang kurang baik
Aerodynamic/berukuran kecil Gain yang kecil dan terbatas
Berpolarisasi linear atau sirkular Interferensi tegangan permukaan
Multi frekuensi Tegangan arus balik yang rendah
Pada BAB II ini penulis akan memfokuskan pembahasan pada teori dasar
antena mikrostrip lingkaran, microstripe transmission line, teknik pencatuan
proximity coupling, dan teori susunan antena.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 7 Laporan Tugas Akhir 2012
2.2 Tinjauan Pustaka
Penulis berhasil menemukan dalam literatur (Tugas/Proyek Akhir)
beberapa realisasi antena di dalam lingkungan Politeknik Negeri Bandung
yang menjadi bahan-bahan acuan penulis untuk membuat tugas akhir
terhadap pengembangan dalam perancangan dan realisasi antena
mikrostrip. Berikut beberapa Tugas/Proyek Akhir yang menjadi bahan acuan
penulis :
1. Yuliana Siahaan. 2011. Realisasi Antena Mikrostrip Susun 2 Elemen dengan
Teknik Pencatuan Proximity Coupling untuk Range Frekuensi 2,3 – 2,4 GHz.
2. Krishna Pretty Ekarina. 2010. Realisasi Antena Mikrostrip dengan Teknik
Pencatuan Proximity Coupling untuk Aplikasi WiMAX.
3. Nur Aulianto Fauzi. 2008. Realisasi Susunan Planar Antena Mikrostrip
Lingkaran untuk Aplikasi WLAN.
4. Muzaidi. 2008. Realisasi Antena Patch Sirkular dengan Pencatuan EMC untuk
WLAN (2400-2483,5 MHz).
5. Aris Muhammad Masyour. 2008. Realisasi Antena Susun Planar Empat
Elemen Mikrostrip Lingkaran dengan Segmen Berturbasi untuk Aplikasi
WLAN.
Berikut jurnal yang diambil penulis sebagai salah satu literatur
untuk mengembangkan tugas akhir penulis :
1. Verma Elka. 2012. Analysis And Design of Circular Microstrip Antenna in X
Band.
Adapun literature-literatur lain yang menjadi tambahan dalam
pengembangan tugas akhir penulis diantaranya materi-materi mengenai
pengembangan terhadap antena mikrostrip dengan patch berbentuk
lingkaran yang disusun secara planar menggunakan teknik pencatuan
proximity coupling yang didapat melalui browsing di internet. Sehingga
dari literatur-literatur tersebut, didapatkan perbedaan yang menjadi
kelebihan tersendiri sebagai bentuk pengembangan terhadap tugas akhir
yang akan dirancang dan direalisasikan, diantaranya sebagai berikut :
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 8 Laporan Tugas Akhir 2012
1. Jumlah elemen yang disusun pada antena mikrostrip ini berjumlah
empat dengan disusun planar.
2. Bentuk elemen yang digunakan berbentuk lingkaran.
3. Teknik pencatuan yang digunakan berupa teknik pencatuan proximity
coupling dengan tujuan untuk memperbesar bandwidth.
2.3 Teori Antena Mikrostrip Lingkaran
Pemodelan dengan menggunakan saluran transmisi sangat popular dan
sederhana dalam perhitungannya, sehingga memberikan hasil perhitungan yang
cukup akurat. Akan tetapi, penggunaan saluran transmisi hanya bisa digunakan
pada patch mikrostrip berbentuk persegi saja. Jarangnya penggunaan teknik lain
seperti penggunaan model rongga atau cavity model yang menganalogikan antena
mikrostrip sebagai rongga. Pemodelan dengan menggunakan cavity model dapat
digunakan dalam bentuk apapun dengan syarat bentuk elemen tersebut teratur,
seperti persegi, lingkaran dan lain-lain. Dengan memperhatikan syarat elemen
tersebut, penulis memilih patch berbentuk lingkaran yang dijadikan sebagai
desain bentuk patch pada tugas akhir ini.
Pemodelan ini berasumsi bahwa dimensi dielektrik antara bidang patch
dan bidang ground plane merupakan rongga resonan dengan dibatasi dinding
magnetik. Hal ini bertujuan untuk mempermudah dalam menghitung distribusi
medan di dalam rongga.
Rongga (cavity) merupakan wave guide atau bumbung gelombang yang
ujungnya dihubung singkat sehingga terjadi gelombang berdiri di sepanjang
saluran[7].
Pada geometri dari antena mikrostrip lingkaran yang diilustrasikan oleh
gambar 3, berlaku anggapan bahwa[6] :
1. Medan listrik E terdiri dari komponen berarah z dan medan magnet H hanya
komponen x dan y saja dalam rongga
2. Tebal dielektrik sangat kecil, sehingga medan-medan dalam rongga tidak
bervariasi terhadap z.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 9 Laporan Tugas Akhir 2012
3. Pada setiap sisi patch, komponen normal dan arus listrik terhadap dinding
substrat adalah nol sehingga komponen tangensial dari medan magnet H adalah
nol.
Gambar 3. Geometri dari Antena Mikrostrip Lingkaran [2]
2.3.1 Desain Antena Mikrostrip Lingkaran
Dalam perancangan dimensi antena mikrostrip lingkaran, perlu diketahui
nilai konstanta dielektrik ( ) dalam satuan Hz, frekuensi resonansi ( ) dalam
satuan Hz dan tinggi dari substrat (h) dalam satuan cm.
Dimensi antena mikrostrip lingkaran atau disimbolkan (a) merupakan
suatu simbol radius/diameter dari dimensi antena mikrostrip lingkaran dengan
persamaan sebagai berikut :
persamaan (2-1)
dimana,
persamaan (2-2)
2.3.2 Frekuensi Resonansi
Frekuensi resonansi didefinisikan sebagai frekuensi dimana impedansi
tidak memiliki komponen reaktif, sehingga impedansi yang dirasakan adalah
resistif[7].
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 10 Laporan Tugas Akhir 2012
Menurut K.F Lee et al[5], besarnya frekuensi resonansi antena mikrostrip
lingkaran dipengaruhi oleh permitivitas relatif bahan dielektrik yang digunakan
dan dimensi antena. Dalam bentuk persamaan matematis :
persamaan (2-3)
Ada empat mode yang dipakai dalam menghitung frekuensi resonansi
pada antena mikrostrip berbentuk lingkaran. Mode dominan yang dipakai antena
mikrostrip lingkaran adalah mode TM110, sehingga persamaan frekuensi
resonansi yang didapat adalah sebagai berikut :
persamaan (2-4)
Lootfollah Shafai et al[4], merumuskan persamaan jari-jari efektif sebagai
berikut[15] :
persamaan (2-5)
2.3.3 Pola Radiasi
Pola radiasi antena didefinisikan sebagai representasi grafis sifat-sifat
pemancaran antena sebagai fungsi dari koordinat ruang, atau merupakan distribusi
daya yang diradiasikan suatu antena sebagai fungsi arah dalam ruang.[7].
Pola radiasi pada antena mikrostrip lingkaran diperoleh dengan
memperhatikan antena mikrostrip sebagai sebuah rongga yang dibatasi dinding
magnetik.
Pada umumnya, mode TM110 merupakan mode yang dapat digunakan
pada patch berbentuk lingkaran. Persamaan (2-6) berikut merupakan persamaan
yang digunakan untuk memperoleh medan-medan dalam rongga :
persamaan (2-6)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 11 Laporan Tugas Akhir 2012
persamaan (2-7)
persamaan (2-8)
Berikut persamaan pola radiasi antena mikrostrip lingkaran yang
merupakan distribusi medan jauh pada koordinat bola :
persamaan (2-7)
persamaan (2-8)
dimana, merupakan tegangan tepi tempelan
persamaan (2-9)
2.4 Saluran Transmisi Mikrostrip
Berbeda dengan saluran strip, pada mikrostrip, saluran terdiri dari
konduktor strip (line) dan sebuah konduktor bidang tanah yang dipisahkan oleh
medium dielektrik dengan konstanta dielektrik r [12]. Jika antena mikrostrip
tidak dilapisi oleh pelindung, maka medan elektromagnetik saluran mikrostrip
akan meradiasi ke udara dan sebagiannya masuk kedalam lapisan dielektrik. Ada
dua dielektrik yang melapisi saluran mikrostrip, diantaranya udara dengan r = 1
dan lapisan dielektrik dengan r 1. Dengan demikian saluran mikrostrip, secara
keseluruhan, dapat kita pandang sebagai sebuah saluran dengan dielektrik
homogen yang lebih besar dari satu tapi lebih kecil dari r, sehingga konstanta
dielektrik tersebut disebut konstanta dielektrik efektif (effective dielektric
constant)[12].
Pendekatan yang mudah untuk menganalisis karakteristik saluran adalah
dengan menganggap medium yang memisahkan kedua konduktor adalah udara.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 12 Laporan Tugas Akhir 2012
Pada kasus ini bidang tanah bertindak sebagai cermin sehingga terdapat saluran
yang lebarnya sama dan berjarak 2d satu sama lain.
d
W
r
Gambar 4. Pola Medan Listrik pada Saluran Mikrostrip [2]
Dimensi saluran transmisi mikrostrip berpengaruh terhadap Return Loss,
bandwidth, dan VSWR, baik pada dimensi panjang saluran transmisi mikrostrip
maupun lebar saluran transmisi mikrostrip. Untuk dapat mengetahui nilai panjang
dan lebar mikrostrip yang diperlukan, dibutuhkan persamaan untuk menghitung
saluran transmisi mikrostrip tersebut, seperti pada persamaan berikut :
1. Untuk dapat mengetahui nilai konstanta dielektrik efektif ( dapat dicari
dengan menggunakan persamaan berikut :
112
12
1
2
1
1104,012
12
1
2
1
21
221
dWW
d
dWd
W
W
d
rr
rr
e
persamaan (2-10)
2. Sedangkan untuk dapat mengetahui nilai impedansi karakteristik dapat dicari
dengan menggunakan persamaan berikut :
1)444,1ln(667,0393,1
120
14
8ln
60
0
dWdWdW
dWd
W
W
d
Ze
e
persamaan (2-11)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 13 Laporan Tugas Akhir 2012
3. Untuk keperluan perancangan, bila diketahui impedansi karakteristik Z0 dan
konstanta dielektrik , lebar saluran dapat dicari dengan persamaan berikut :
261,0
39,0)1ln(2
1)12ln(1
2
22
82
dWBBB
dWe
e
d
W
rr
r
A
A
persamaan (2-12)
4. Untuk mencari nilai A maupun B agar nilai lebar saluran dapat diketahui,
maka nilai A dan B dapat diketahui dengan menggunakan persamaan berikut :
rr
rrZA
11,023,0
1
1
2
1
60
0
persamaan (2-13)
rZB
02
377
persamaan (2-14)
5. Apabila ketebalan konduktor berpengaruh, maka lebar saluran seolah-olah
akan bertambah lebar, karena adanya medan limpahan (fringing field) yang tidak
dapat diabaikan, sehingga besaran
diganti dengan lebar efektif
seperti pada
persamaan berikut :
2
14ln1
25,1
2
12ln1
25,1
dWt
W
d
t
d
W
dWt
d
d
t
d
W
d
We
persamaan (2-15)
2.5 Teknik Susunan Antena Mikrostrip
Pada teknik susunan antena mikrostrip terdapat dua tujuan membuat
susunan antena mikrostrip, diantaranya adalah sebagai berikut [8] :
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 14 Laporan Tugas Akhir 2012
1. Mendapatkan diagram arah dengan pola tertentu (beam forming)
2. Mendapatkan diagram arah dengan pengendalian arah tertentu (beam
steering)
Dengan diketahuinya tujuan membuat susunan antena mikrostrip,
pembahasan pada sub bab ini mempunyai konsep dasar mengenai susunan antena
mikrostrip. Ada dua hal mengenai susunan antena [8] :
1. Konsep Dasar Susunan :
a. Susunan Dua Antena Isotropik untuk Berbagai Kasus
b. Prinsip Perkalian Diagram dan Sintesa pada Susunan Antena Sejenis
2. Susunan Linear dan Sumber Titik Isotropis
a. Distribusi Arus Uniform
b. Distribusi Arus Nonuniform
2.5.1 Konsep Dasar Susunan
2.5.1.1 Susunan Dua Antena Isotropik untuk Berbagai Kasus
Pada susunan dua sumber isotropis dipisahkan oleh jarak d. Titik observasi
dilakukan ke arah sudut Ø dari sumbu horisontal (sumbu-x). Garis orientasi dari
sumber-sumber isotropis menuju titik observasi dianggap sejajar karena d lebih
kecil dari jarak antena menuju titik observasi, dan nilai d merupakan jarak antar
sumber isotropis. Sebagai ilustrasi dari penjelasan mengenai susunan dua antena
isotropik untuk berbagai kasus, dapat dilihat pada gambar 5 berikut.
Gambar 5. Susunan Dua Antena Isotropik untuk Berbagai Kasus [8]
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 15 Laporan Tugas Akhir 2012
Untuk susunan dua antena isotropik meliputi beberapa kasus :
1) Susunan Isotropis Amplitudo dan Fasa Sama
Untuk referensi di titik 0, referensi tersebut dianggap sebagai referensi
sebagai titik dengan fasa = 0, maka akan tertinggal sebesar :
persamaan (2-16)
dan mendahului sebesar :
persamaan (2-17)
sehingga dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut :
persamaan (2-18)
dengan,
persamaan (2-19)
Untuk mencari medan maksimum dan minumum seperti pada gambar 6
dan gambar 7, maka diperlukan persamaan medan maksimum dan medan
minimum. Persamaan medan maksimum dapat diketahui pada persamaan berikut :
persamaan (2-20)
sedangkan untuk persamaan medan minimun dapat diketahui pada persamaan
berikut :
persamaan (2-21)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 16 Laporan Tugas Akhir 2012
Gambar 6. Susunan Isotropis untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
Gambar 7. Medan Maksimum dan Minimum untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
Untuk referensi di titik 1, referensi tersebut dianggap sebagai referensi
sebagai titik dengan fasa = 0, maka akan mendahului sebesar :
persamaan (2-22)
sehingga dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut :
persamaan (2-23)
atau persamaan dapat dituliskan dengan persamaan berikut :
persamaan (2-24)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 17 Laporan Tugas Akhir 2012
dengan,
persamaan (2-25)
Sedangkan, untuk mencari medan maksimum dan minumum dapat
digunakan persamaan (2-23) dan (2-24). Adapun gambar 8 dan gambar 9 berikut
menampilkan persamaan yang digunakan untuk mencari diagram arah medan dan
diagram fasa yang ada pada susunan isotropis untuk amplituda dan fasa sama.
Gambar 8. Diagram Arah Medan untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
Gambar 9. Diagram Fasa untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
Sehingga dari keseluruhan persamaan tersebut, didapatkan bentuk diagram
arah medan dan arah fasa untuk referensi titik 0 dan 1, seperti yang digambarkan
pada gambar 10 dan gambar 11.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 18 Laporan Tugas Akhir 2012
Gambar 10. Diagram Arah Medan untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
Gambar 11. Diagram Arah Fasa untuk Amplituda dan Fasa Sama [8]
2) Susunan Isotropis Amplitudo Sama, Beda Fasa 180º
Perbedaan fasa pada medan-medan yang dihasilkan oleh dua antena yang
dicatu dengan amplituda arus yang sama di titik jauh disebabkan karena jarak
relatif antara dua antena tersebut dinyatakan dalam persamaan :
persamaan (2-26)
Akan tetapi, apabila kedua antena tersebut dicatu oleh arus dengan beda fasa,
maka persamaan terhadap kondisi tersebut dinyatakan dengan persamaan (2-24)
ditambah dengan delta fasa, seperti persamaan dibawah ini :
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 19 Laporan Tugas Akhir 2012
persamaan (2-27)
Adapun terhadap referensi di titik 0 adalah sebagai berikut :
|
persamaan (2-28)
sehingga,
persamaan (2-29)
Untuk harga maksimum dengan d=
, didapatkan nilai delta fasa
maksimum terhadap persamaan berikut :
persamaan (2-30)
Sedangkan untuk harga maksimum dengan d=
, didapatkan nilai delta fasa
minimum terhadap persamaan berikut :
persamaan (2-31)
Pada susunan isotropis untuk amplituda sama dengan beda fasa 180º,
terdapat persamaan untuk menghitung nilai delta setengah fasa serta nilai HPBW
dengan persamaan sebagai berikut :
persamaan (2-32)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 20 Laporan Tugas Akhir 2012
persamaan (2-33)
Sehingga dari keselurahan persamaan tersebut, didapatkan bentuk diagram arah
medan seperti yang digambarkan pada gambar 12.
Gambar 12. Diagram Arah Medan untuk Amplituda Sama, Beda Fasa 180º [8]
3) Susunan Isotropis Amplitudo Sama, Beda Fasa 90º
Sama halnya seperti teori susunan isotropis amplitudo sama, beda fasa
180º, teori susunan isotropis amplitudo sama, beda fasa 90º sedikit memiliki
persamaan konsep. Hanya saja, untuk pada referensi titik 0 ada penambahan
, seperti pada persamaan berikut :
|
persamaan (2-34)
sehingga,
persamaan (2-35)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 21 Laporan Tugas Akhir 2012
Dari keseluruhan persamaan tersebut, didapatkan bentuk diagram arah medan
dan diagram arah medan
seperti yang digambarkan pada gambar 13 dan
gambar 14.
Gambar 13. Diagram Arah Medan
[8]
Gambar 14. Diagram Arah Medan
[8]
4) Susunan Isotropis Amplitudo Berbeda, Beda Fasa = δ
Untuk susunan isotropis amplitudo berbeda, beda fasa = δ, memiliki
bentuk persamaan sebagai berikut :
persamaan (2-36)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 22 Laporan Tugas Akhir 2012
dan,
persamaan (2-37)
sehingga dari persamaan tersebut didapatkan diagram arah medan seperti pada
gambar 15 berikut.
Gambar 15. Diagram Arah Medan Susunan Isotropis Amplitudo Berbeda, Beda
Fasa=δ [8]
2.5.1.2 Prinsip Perkalian Diagram dan Sintesa pada Susunan Antena Sejenis
Antena sejenis adalah antena yang memiliki diagram arah medan dan fasa
yang sama, dan orinetasinya juga sama[4]. Biasanya, susunan antena terdiri dari
antena-antena sejenis. Prinsip perkalian diagram hanya dapat dipakai pada
susunan antena yang sejenis, dan tidak berlaku untuk susunan antena yang tidak
sejenis. Maka, susunan sejumlah antena akan memiliki diagram arah sesuai
dengan prinsip perkalian diagram seperti pada persamaan berikut :
persamaan (2-38)
Sintesa diagram bertujuan sebagai proses untuk mencari sumber atau
susunan yang memberikan diagram arah sesuai keinginan perancang[11]. Salah
satu cara yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dalam sistensa
diagram yaitu dengan menggunakan prinsip perkalian diagram.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 23 Laporan Tugas Akhir 2012
2.5.2 Susunan Linear dan Sumber Titik Isotropis
2.4.2.1 Distribusi Arus Uniform
Untuk menurunkan persamaan yang dihasilkan oleh susunan sejumlah
n antena isotropis maka digunakan persamaan-persamaan pada pembahasan
sebelumnya,. Seperti pada Gambar 16 dengan referensi titik 1 dinormalisasikan
terhadap Eo.
jnj
tn
jj
tn
j
tn
eeE
eeeeeE
eeeEnjjj
njj
11
- _________________________
...
...1 132
12
persamaan (2-39)
Gambar 16. Distribusi Arus Uniform [8]
sehingga didapatkan persamaan berikut :
persamaan (2-40)
kemudian didapatkan persamaan ternormalisasi untuk referensi pada titik 1
sebagai berikut :
persamaan (2-41)
persamaan (2-42)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 24 Laporan Tugas Akhir 2012
dan
persamaan (2-43)
Konstanta d merupakan jarak spasi antar antena dan konstanta δ
merupakan beda fasa antar saluran pencatu 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 Etn.
persamaan (2-44)
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
= 0
atau
= ±kπ (k= 0,1,2,….dst).
Jumlah antena yang ditujukan pada persamaan-persamaan di atas, sangat
bervariasi dari dua dan seterusnya, sehingga banyaknya antena yang digunakan
menggunakan array faktor. Array faktor adalah normalisasi medan total susunan
antena terhadap nilai maksimum dari medan total susunan tersebut[8].
persamaan (2-45)
Jika
dan tercapai pada
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 25 Laporan Tugas Akhir 2012
persamaan (2-46)
Sedangkan untuk faktor susunan (untuk beberapa sumber) dapat
digambarkan sebagai fungsi φ. Jika φ merupakan fungsi , maka nilai dari faktor
susunan dan pola medan akan dapat langsung diketahui pada gambar 17 dibawah
ini :
Gambar 17. Grafik Faktor Susunan Dan Pola Medan [8]
Persamaan berikut merupakan persamaan yang digunakan untuk
mendapatkan nilai gain susunan :
Jika daya W masuk pada satu antena, maka |E| =
persamaan (2-47)
Jika daya W masuk pada n antena, maka
persamaan (2-48)
Et max = n |E’| =
persamaan (2-49)
penguatan medan, GF =
persamaan (2-50)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 26 Laporan Tugas Akhir 2012
penguatan daya, G = (GF)2
= n
persamaan (2-51)
2.6 Teori Susunan Planar
Untuk menempatkan elemen sepanjang garis (untuk membentuk sebuah
array linier), radiator individu dapat diposisikan bersama kotak persegi panjang
untuk membentuk array persegi panjang atau planar. Array planar memberikan
variabel tambahan yang dapat digunakan untuk mengontrol dan membentuk pola
array. Array planar lebih fleksibel dan dapat menyediakan lebih pola simetris
dengan lobus sisi bawah. Selain itu, array planar dapat digunakan untuk scan
sebuah main beam dari antena menuju setiap titik dalam ruang. Aplikasi yang
menggunakan array planar yaitu radar pelacakan, radar pencarian, penginderaan
jauh, komunikasi, dan banyak lainnya.
Gambar 18. Geometri Linier dan Planar Array [2]
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Novelita Rahayu, 08334018 27 Laporan Tugas Akhir 2012
2.7 Teknik Pencatuan Proximity Coupling
Disamping kelebihannya, antena mikrostrip memiliki beberapa
kekurangan, salah satu diantaranya adalah mempunyai kekurangan dalam hal
lebar bandwidth yang sempit dan nilai gain yang kecil. Teknik proximity
coupling merupakan salah satu teknik pencatuan pada antena mikrostrip untuk
melebarkan bandwidth dan menaikkan nilai gain. Bentuk pencatuan proximity
coupling dapat dilihat pada gambar 18. berikut.
Gambar 19. Antena Mikrostrip dengan Teknik Pencatuan Proximity
Coupling[13]
Teknik pencatuan ini menggunakan elektromagnetik kopel dimana antara
saluran dan elemen peradiasi secara fisik tidak terhubung langsung atau
terhubung secara elektromagnetik dimana feedline pada layer pertama terdapat
groundplane, sedangkan pada layer kedua terdapat bagian patch-nya[13]. Pada
teknik pencatuan proximity coupling, bagian patch diletakkan pada layer atas
(layer pertama), sedangkan bagian pencatunya pada layer bawah (layer kedua)
sehingga antena mikrostrip dengan dua layer seperti ini tidak mengakibatkan
munculnya radiasi tersendiri.
top related