ANTENA DAN PROPAGASI
ANTENA DAN PROPAGASIOPAGASI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB I
SIMULASI DAN FABRIKASI ANTENA UWB BINTANG 4 SUDUT
1.1Desain Perhitungan Dimensi Antena Bintang 4 Sudut
Dimensi Egg dengan asumsi terdiri dari dua buah elips horisontal dan vertikal yang digabungkan dengan spesifikasi sebagai berikut:
· Tinggi elipse 80 mm
· Lebar elipse 40 mm
1.2Langkah-langkah Simulasi Antena Tanpa Feeder dengan IE3D
Langkah-langkah simulasi IE3D :
1. Pertama install program IE3D hingga diadapatkan tampilan sebagai berikut. Kemudian stand-by pada Zeland Program Manager.
Gambar 1.1 Tampilan Zeland Folder
Gambar 1.2 Zeland InstallShield Wizard
Gambar 1.3 Zeland User Agreement
2. Setelah muncul tampilan stand-by Zeland maka klik pada “IE3D” lalu pada “Mgrid”.
Gambar 1.4 Zeland Program Manager 12.0
3. Klik pada “Param” dan “Basic Parameters”.
Gambar 1.5 Zeland MGrid Window
4. Lalu edit Grid Size=1 dalam satuan mm, Meshing Freq= 16 GHz, Cells per Wavelength=3.
Gambar 1.6 MGrid Basic Parameters – Edit Grid Size
Gambar 1.7 MGrid Basic Parameters – Edit Meshing Freq
5. Kemudian kita tentukan Automatic Edge Cells nya untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan apabila menggunakan non otomatis. Pada AEC tersebut kita tentukan AEC layers adalah 1 yang berarti berkurangnya ketelitian dibandingkan AEC layers 5. kemudian kita juga tentukan AEC rationya adalah 0,05 agar mempersempit rasio agar lebih akurat.
Gambar 1.8 MGrid Basic Parameters – Automatic Meshing Parameters
6. Selanjutnya kita tentukan substrate Layer dengan mengubah layer 0 menjadi lapisan alumunium dengan spesifikasi yang telah dicantumkan sebelumnya. Kemudian memberikan frekuensi masukannya.
Gambar 1.9 MGrid Basic Parameters – Edit Substrate Layer
Gambar 1.10 MGrid Basic Parameters – Edit Dielectric Material
7. Kita juga akan mengubah spesifikasi Metalic Strip types antena tersebut sepert spesifikasi dibawah ini dan memberi frekuensi masukannya.
Gambar 1.11 MGrid Basic Parameters – Edit Metallic Type
Gambar 1.12 MGrid Basic Parameters – Dielectric Material
8. Kemudian setelah semuanya telah ditentukan, maka akan tampil pada layar lembar kerja seperti di bawah ini. Untuk menggambar antena Bintang ini maka kita membutuhkan dua bentuk ellipse. Satu ditegakkan satu lagi dimiringkan. Dengan cara pilih ”Entity” kemudian ”Ellipse” tampil ”Ellipse Parameters” Radius on primary =40, dan Radius on secondary =20, dan jangan lupa untuk memilih ”number of segment” 200 agar didapatkan linkgkaran sempurna.
Gambar 1.14 Pilih Entity Elips
Gambar 1.15 Circle Parameter
9. Selanjutnya kita harus menyatukan polygon-polygon antena agar kita dapatkan setengan lingkaran yang utuh dengan cara ”Select Polygon” klik pada tiap-tiap polygon lalu klik kanan mouse kemudian klik ”Union/Merge”.
Gambar 1.17 Sebelum di Merge
Gambar 1.18 Melakukan Merge
10. Kemudian kita membuat Ellipse pertama dengan cara yang sama seperti kita membuat elips kedua, dengan Pilih ”Entity” kemudian ”Ellipse” tampil ”Ellipse Parameters” Radius on primary =40, dan Radius on secondary =20, perpotongan 200 arah X, dan jangan lupa untuk memilih ”number of segment” 200 agar didapatkan linkgkaran sempurna.
Gambar 1.19 Pilih Entity Ellipse
Gambar 1.20 Lingkaran Ellipse Parameter
Gambar 1.21 Overlapped Polygon Detected
11. Setelah itu kita merge dua potongan elips yang saling tegak lurus
Gambar 1.22 Merge Dua Elips
Gambar 1.23 Bentuk Elips Sempurna
12. Apabila bentuk antena telah disempurnakan maka kita dapat membentuk port. Cara pertama dalam pembentukan port adalah dengan meratakan bagian bawah antena, klik ”Select Vertices” tepat ditengah-tengah lalu ”Delete”.
Gambar 1.24 Drag Vertice Bagian Bawah
Gambar 1.25 Menhapus Vertice Bagian Bawah
13. Untuk mencocokkan rataan bawah dan port yang igin di pasang maka ”Select Vertices” kemudian drag pada bagian rataan. Setelah keluar dua kotak tanda maka pilih kotak sebelah kanan, klik kanan pada mouse lalu kita tentukan lebar rataannya pada ”Object Property” sesuai ukuran diameter kabel coaxial 1mm.
Gambar 1.26 Memilih Vertice Untuk Port
Gambar 1.27 Mengatur Koordinat Vertice
14. Kita akan membagi rata kanan dan kiri masing-masing sebesar 0,5mm. Sehingga dari tampilan dibawah masing-masing selected polygon akan kita tentukan Vertexnya sebesar -0,5 dan 0,5.
Gambar 1.28 Select Object Properties
Gambar 1.29 Merubah Koordinat Vertice Pertama
Gambar 1.30 Merubah Koordinat Vertice Kedua
Gambar 1.31 Hasil Merubah Koordinat Vertice
15. Setelah rataan untuk port tersedia maka kita akan menambahkan port pada rancangan antena tersebut. Pertama-tama kita klik ”Port”, pilih ”Part for Edge Group”. Maka akan kita dapatkan tampilan sebagai berikut.
Gambar 1.32 Pilih Jenis Port
Kita pilih Advance Extension dengan Min Extension 50 dan Max Extension 300 karena sesuai dengan impedansi saluran minimum dan maximum. Selanjutnya kita klik ”OK” dan kita drag pada daerah rataan maka port akan terpasang. Selanjutnya pilih ”Exit Port”.
Gambar 1.33 Drag Vertice Untuk Port
Gambar 1.34 Exit Port
16. Setelah Port terpasang, antena siap di simulasikan. Namun sebelumnya kita tentukan dulu ”Display Meshing” dengan memilih ”Process”.
Gambar 1.35 Display Meshing
Gambar 1.36 Automatic Meshing Parameters
Pada Automatic Meshing Parameter kita masukkan nilai frekuensi yaitu 16 GHz, AEC Layers 1 dan AEC Ratio 0,05 sesuai keterangan.
Gambar 1.37 Statistic of Meshed Structure
Keluarannya adalah tampak seperti gambar berikut ini.
Gambar 1.38 Aliran Radiasi pada Antena
17. Setelah ini kita dapat mulai mensimulasikan perancangan antena dengan klik ”Proces”’ dan ”Simulate”. Namun sebelumnya kita harus menyimpan dahulu hasil perancangan kita.
Gambar 1.39 Setup Simulasi
kita tentukan frekuensi yang akan kita simulasikan dengan klik ”Enter” pada Frequency Parameter.
Gambar 1.40 Set Range Frekuensi
Frekuensi Start 2 GHz, End 3 GHz dengan step Frequency 0.1 GHz kita dapatkan banyaknya frequency yang disimulasikan adalah 11.
Gambar 1.41 Setup Simulasi
Pilih semua frequency lalu mulai simulasi.
18. Simulasi berjalan seperti langkah dibawah ini.
Gambar 1.42 Pengecekan Sebelum Simulasi
Gambar 1.43 Proses Simulasi
19. Dari simulasi tersebut kita dapatkan grafik dan data Return Loss, VSWR, Gain, Impedansi, Bandwidth, Pola Radiasinya dan Directivity-nya.
Gambar 1.44 Tampilan dispaly parameter VSWR
Gambar 1.45 Tampilan Pattern view 3
BAB II
ANALISA DATA HASIL SIMULASI
2.1Hasil Simulasi Antena
2.1.1VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
Gambar 2.1 VSWR
Nilai VSWR untuk WiFi dari grafik diatas dapat diketahui :
VSWR pada 2.4 GHz: 1.33955
VSWR pada 2.48 GHz : 1.4149
2.1.2Return Loss
Gambar 2.2 Return Loss
2.1.3Gain
Gambar 2.3 Gain
2.1.4Directivity
Gambar 2.4 Directivity
2.1.5Efisiensi Antena dan Radiasi
Gambar 2.5 Efisiensi Antena dan Radiasi
2.1.6Radiation Pattern
Gambar2.5 Radiation Pattern
BAB III
KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Dari hasil simulasi dan analisa diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
Berdasarkan hasil simulasi bahwa antena bintang tersebut pada frekuensi 2.4 GHz hingga 2.48 memiliki VSWR 1.4149 sampai 1.33955, sehingga antena tersebut baik digunakan untuk Wifi. Selain itu gain pada cukup baik karena lebih dari 3.
3.2 Saran
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk simulasi dan fabrikasi antena Ultra Wide Band ini dikemudian hari yaitu :
1. Perlu dikaji bentuk antena Ultra Wide Band yang lain baik dari tebal substrat, dimensi, maupun bentuk elemennya, misalnya lingkaran, diamond, dan segitiga. Dan simulasi dan fabrikasi antena Ultra Wide Band dapat menggunakan bahan lain dengan nilai Konstanta dielektrik (εr) yang berbeda.
2. Ketelitian dalam proses simulasi dan fabrikasi antena tersebut, sehingga ketepatan hasil simulasi serta penguatan antena dapat diperoleh sesuai perancangan. Oleh karena itu diperlukan alat simulasi yang lebih teliti agar dimensi yang diinginkan dapat terpenuhi dan menghasilkan koefisien yang lebih kecil sehingga daya yang dipancarkan dapat diterima secara maksimal.
3. Karena merupakan hasil simulasi sehingga keakuratan pengambilan data masih harus dibuktikan terlebih dahulu dengan prosedur standar pengukuran antena yang sebenarnya dengan menggunakan instrumen yang memadahi dan mempunyai presisi yang tinggi.
26