tutorial membuat antena dipole dengan menggunakan ansoft hfss13

TUTORIAL SIMULASI ANTENA DIPOLE ½ DENGAN

MENGGUNAKAN ANSOFT HFSS13

Oleh :Diah Ayu Ningsih

Isa Mahfudi

Outline

• 1. Pengenalan Aplikasi ANSOFT HFSS 13

• 2. Perencanaan desain antena dan

parameternya

• 3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

• 4. Parameter antena

1. Pengenalan Aplikasi ANSOFT HFSS 13

Ansoft HFSS adalah suatu simulator medan elektromagnetika untuk pemodelan 3 dimensi perangkat pasif berstruktur frekuensi tinggi yang memiliki kelebihan sangat mudah dan interaktif digunakan pada sistem operasi microsoft windows grafical user interface.

Dalam simulatornya terintegrasi visualisasi, pemodelan volumetrik dan kemudahan dalam interaktif dimana solusi permasalahan pemodelan 3 dimensi bisa cepat dan akurat didapatkan. Ansoft HFSS dapat digunakan untuk mengkalkulasi beberapa parameter diantaranya parameter S, frekuensi resonan dan medan elektromagnetika.

Tipikal penggunaan Ansoft

• Package modeling – BGA, QFP, Flip-chip

• Pemodelan papan PCB – power/groundplane, mesh grid grounds, backplanes

• Silikon/GaAs – spiral Induktor, Transformers.

• EMC/EMI – shield Enclosures, Coupling, Near or Far Field Radiation.

• Antena mikrostrip, dipole, horn, conformal cell phone antenna, Quadrafilar Helix,

• Specific Absorption Rate (SAR), Infinite Arrays, Radar Cross Section (RCS),

• Frequency Selective Surfaces (FSS).

• Konektor – koax, backplane, SFP/XFP, Transtion

• Waveguide – Filter, resonator, transtion, Coupler.

• Filter – Cavity Filter, Mikrostrip, Dielektrik

Tampilan Awal

Menu Bar

Menu File

• New• Open Open Examples• Close• Save• Save As• Page Setup• Print Preview• Print• Exit

Menu Edit

• Undo

• Redo

• Cut

• Copy

• Paste

• Delete... dll

Menu View

• Status Bar

• Message Manager

• Project Manager

• Properties Window

• Progress Window..dll

Menu Project

• Insert HFSS Design

• Insert HFSS-IE Design

• Insert Documention File

• Analyze All

• Project Variables

• Datasets

• Remove Unused Definitions

Menu Draw

• Line

• Spline

• Arc

• Equation based curve... dll

Menu Modeler

• Import

• Export

• Import from clipboard

• Group object by material

• Dll...

Menu HFSS

• Solution Type

• List

• Validation Check

• Dll..

Menu Tools

• Edit configured

• Configure libraries

• Run script

• Dll..

Window dan Help

• New window

• Cascade

• Dll..

• Contents

• Search

• Index

• Dll..

Menu Tambahan

• Klik pada tempat yang kosong untuk memunculkan menu tambahan.

ToolBar

Project Manager

• Project : berisi nama project yang didesain.

• Design Setup• Model• Boundaries• Excitations• Mesh Operations• Analysis

• Optimetric : Untuk mendesain secara otomatis• Design Result

• Result

• Port Field Display

• Field overlays

• Radiation

• Definition : berisi library material yang digunakan

Message Manager

• Menunjukkan hasil simulasi ketika dirunning.

Property Window

• Menunjukkan properties dari bentuk desain yang digunakan.

Progress Window

• Digunakan untuk melihat progress simulasi saat di running dalam menampilkan gain,vswr dan sebagainya.

3D Modeler Window

• Digunakan sebagai tempat untuk mendesain bentuk antena yang digunakan.

2. PERENCANAAN DISAIN ANTENA DAN PARAMETERNYA

Dalam merancang sebuah antena perlu kita mempersiapkan parameter – parameter sebagai berikut :

(1)Berapa frekuensi kerja antena ?

(2)Berapa panjang gelombang ( dari antena dapat menerima ?

Setelah parameter tersebut sudah diketahui, selanjutnya kita akan menentukan variabel lain, yakni :

(3)Panjang lengan antena (l)

(4)Diameter lengan antena (a)

(5)Celah antena sebagai titik pusat / feeder (gap)

Dengan rumus :

Dimana :

( = Panjang gelombang (m)

C = Kecepatan Cahaya (3x108)

f = Frekuensi kerja antena (MHz)

Langkah 1. Menentukan frekuensi kerja dan panjang

Gelombang dari antena (1)

Pada perencanaan simulasi antena dipole ½ ini, kami menentukan frekuensi kerjanya pada 300 MHz . Sehingga panjang gelombang antena dipole ½ ini adalah

Langkah 1. Menentukan frekuensi kerja dan panjang

Gelombang dari antena (2)

Untuk mencari panjang tiap lengan dari antena dipole ½ dapat dilakukan dengan cara :

Selanjutnya menentukan diameter lengan antena (radius), gap dan impedansi dari antena :

• Radius (a) = 0.5 mm

• Celah (gap) = 2 mm

Langkah 1. Menentukan frekuensi kerja dan panjang

Gelombang dari antena (3)

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

1. Menjalankan program Ansoft HFSS 13

2. Pilih tombol “insert disaign”, guna mempersiapkan

simulasi antena

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

3. Pada Menu Bar pilih “HFSS”, lalu “design properties”. Untuk menginputkan parameter antena

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

4. Pada Menu Bar pilih “HFSS”, lalu “design properties”. Untuk menginputkan parameter antena

Lalu pilih “Add”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

5. menuliskan nilai variabel sebagai berikut :

• Name : a

• Unit Type : length

• Units : mm

• Value : 0.5

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

6. Menekan tombol “add” kembali, untuk membuat parameter baru selanjutnya menuliskan nilai sebagai berikut:

• Name : l

• Unit Type : length

• Units : cm

• Value : 25

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

6. Menekan tombol “add” kembali, untuk membuat parameter baru selanjutnya menuliskan nilai sebagai berikut:

• Name : gap

• Unit Type : length

• Units : mm

• Value : 2

Lalu Klick “OK”

Gambar . Hasil pembuatan variabel

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

7. Selanjutkan mengaktifkan tool “Draw Cylinder”.

Lalu kita membuat bentuk tabungnya.

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

8. Klick kanan pada vacuum dan pilih properties.

Lalu mengetikan variabel “pec” pada pencarian. (proses pemilihan material)

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

9. Klick kanan pada “create cylinder” lalu pilih properties .

• Merubah nilai variabel dari radius, height dan center position menjadi

• Radius : a

• Height : l

• Center Position : 0,0,gap

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

10. Selanjutnya klick kanan cylinder pilih “Edit“ lalu pilih “Duplicate” kemudian Pilih “Around Axis”.

Mengisikan variabel duplicate around axis sebagai berikut :

• Axis : x

• Angle : 1800

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

11. Mengaktikan tool “Draw Rectangular” , selanjutnya memulai membentuk sebuah bangun persegi .

Merubah nilai variabelnya sebagai berikut :

• Position: 0,-0.5,-2

• Axis : X

• Ysize : 1

• Zsize : 4

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

12. Klick kanan “Rectanguler1” lalu Pilih “Assign Excitation” lalu Pilih “Lumped Port”.

Klick “Next” .

Selanjutnya klick “none” pilih “new line”

Lalu Klick “next”

Lalu Klick “Next”

Lalu Klick “Finish”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

13. Mengaktifkan tool “Draw Box”.

Lalu membuat bentuk balok.

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

14. mengatur nilai variabelnya sebagai berikut :

• Position : -100,-75,-75

• Xsize : 200

• Ysize : 150

• Zsize : 150

• Unit : cm

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

15. Klick kanan “Box” lalu Pilih“Assign Boundary” lalu pilih “Radiation”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

16. Klick kanan “Analysis” lalu pilih “Add Solution Setup”.

Selanjutnya mengisikan variabel nya sebagai berikut :

• Solution frekuensi : 300 MHZ

• Maximum nuber of passes : 10

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

17. Klick “Analysis” lalu klick kanan “setup1” pilih “add Frequency

Sweep”

Mengatur variabelnya sebagai berikut :

• Sweep Type : Fast

• Type : LinearCount

• start : 100 MHz

• stop : 500 MHz

• Count : 100

Lalu Klick “OK”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

18. Lalu pilih Validate

Lalu Klick “Close”

3. Teknik Simulasi Antena Dipole ½

19. Lalu klick “Analysis All”

Tunggu proses rendering selesai

HASIL ANTENA-Nya

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

Langkah – langkah memunculkan parameter antena

1. Klick kanan “result” lalu pilih “Create Modal Solution Data Report” lalu pilih “Rectangular Plot”.

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

2. Lalu pilih “S Parameter “dan selanjutnya klick “New Report”.

Lalu pilih “close”.Hasil dari Return Loss

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

3. Selanjutnya Klick kanan “Radiation” pilih “Insert Far Field Setup” lalu pilih “Infinite Sphere”.

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

4. Pada bagian theta diatur start menjadi -1800

Kemudian pilih “OK”.

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

5. Selanjutnya klick kanan “result” lalu pilih “Create Far Field Report“ pilih “Rectangular Plot”.

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

6. Selanjutnya atur category menjadi “”rE”

Kemudian pilih “New Report”.• Lalu klick “Close”.

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

7. Klick kanan “Result” lalu pilih “create far field report” lalu pilih “Radiation Pattern”

category pada “rE”

tekan “New Report” dan pilih “close”

4. PARAMETER ANTENA DIPOLE

8. Klick kanan “Result“ lalu pilih “Create Far field Report” lalu pilih 3D polar Plot.

pastikan category pada “rE”

tekan “New Report” dan pilih “close”

•SEKIAN DAN TERIMAKASIH

PERHATIANNYA