Bab II Tinjauan Teoritis
advertisement
Bab II Tinjauan Teoritis BAB II TINJAUAN TEORITIS 2.1 WLAN (Wireless Local Area Network) WLAN adalah suatu jaringan area lokal nirkabel yang menggunakan gelombang radio sebagai karriernya. Keunggulan wireless ini adalah untuk meningkatkan fleksibilitas, efisiensi dan kehandalan karena dapat mengurangi masalah yang terkait dengan kerusakan fisik kabel. Standarisasi teknologi ini diatur oleh IEEE (Institute Of Electrical and Electronics Engineering) yang merupakan organisasi yang mengeluarkan standarisasi untuk mengatur komunikasi data melalui media wireless. Spesifikasi yang digunakan dalam WLAN adalah 802.11 yang sering juga disebut dengan WiFi (Wireless Fidelity) standar yang berhubungan dengan kecepatan akses data. Ada beberapa jenis spesifikasi dari 802,11 yaitu 802.11b, 802.11g, 802.11a, dan 802.11n seperti yang tertera pada tabel 1. Tabel 1. Spesifikasi WiFi Spesifikasi Kecepatan Frekuensi Band 802.11b 11 Mb/s 2.4 GHz 802.11a 54 Mb/s 5 GHz 802.11g 54 Mb/s 2.4 GHz 802.11n 100Mb/s 2.4 GHz Dalam implementasinya, sebagian besar produk WiFi bekerja pada Frekuensi 2.400 MHz sampai 2.483 MHz. Oleh sebab itu standarisasi mengijinkan WiFi beroperasi dalam 11 channel (masing-masing 5 MHz) yang berpusat di frekuensi tertentu. 11 kanal tersebut ialah sesuai dengan regulasi yang ditetapkan oleh Federal Communication Commision (FCC). Komponen yang digunakan pada teknologi wireless salah satunya adalah antena. Antena yang biasa digunakan adalah antena omnidirectional, karena antena ini lebih baik dalam area jangkauan. Umumnya antena langsung terintegrasi pada perangkat access point. Pemanfaatan teknologi Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 4 Bab II Tinjauan Teoritis wireless banyak digunakan untuk pertukaran data, mobile device dan akses internet [7]. 2.2 Antena Antena menurut Webster didefinisikan sebagai “a usually metalic device (such as a rod or wire) for radiating or receiving radio waves” [5]. Sedangkan definisi menurut IEEE (IEEE Std 145-1983) antena adalah “a means for radiating or receiving radio waves”. Antena merupakan suatu perangkat yang metransformasikan sinyal elektromagnetik dari saluran transmisi ke dalam bentuk sinyal radiasi gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas, dan juga menangkap dan mengumpulkan gelombang elektromagnetik dari ruang bebas dan mentransformasikannya ke dalam bentuk pada saluran transmisi. Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (Pelepasan energi elektromagnetik ke udara / ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit, sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja . Antena juga memiliki sifat memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetik dengan sama baiknya. Berikut ini fungsi antena yang lain : ο· Matching Device yaitu sebuah perangkat yang memiliki tingkat penyesuaian yang baik antara saluran transmisi dengan ruang bebas, atau secara lebih spesifik apabila impedansi saluran sistem transceiver “matched” dengan impedansi radiasi antena tersebut. ο· Directional Device yaitu mengarahkan atau mengkonsentrasikan daya elektromagnetik ke arah yang diinginkan dan menekan radiasi ke arah lainnya [1]. 2.3 Antena Mikrostrip Antena mikrostrip merupakan salah satu jenis antena yang berbentuk papan tipis dan mampu bekerja pada frekuensi yang tinggi. Antena mikrostrip merupakan Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 5 Bab II Tinjauan Teoritis antena yang memiliki masa ringan dan mudah dipabrikasi sehingga mudah untuk ditempatkan pada hampir semua permukaan. Sifat inilah yang sangat sesuai pada antena mikrostrip dengan kebutuhan saat ini yaitu pada peralatan telekomunikasi lain yang berukuran kecil [8]. Gambar 1. Struktur antena mikrostrip Secara historis, fenomena pemancaran yang terjadi pada struktur mikrostrip dicoba untuk direduksi, karena memang sebuah rangkaian mikrostrip tidak boleh memancarkan gelombang elektromagnetik, ini akan bisa mengganggu komponen lain. Cara untuk mereduksi pancaran ialah dengan menggunakan konstanta dielektrik (permitivitas relatif) yang besar dan juga substrate yang tidak terlalu tebal dibandingkan panjang gelombang [2] . Sehingga medan elektromagnetikanya akan terkonsentrasi pada sekitar rangkaian mikrostrip. 2.4 Karakteristik Dasar Bentuk fisik dari antena mikrostrip terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu elemen pertama adalah lapisan konduktor yang berfungsi sebagai radiator (elemen peradiasi), elemen kedua adalah bahan dielektrik dan elemen ketiga adalah lapisan konduktor yang berfungsi sebagai ground plane. Patch Dielektrik Ground plane Gambar 2. Bentuk fisik antena mikrostrip Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 6 Bab II Tinjauan Teoritis Dari gambar dapat dilihat bahwa antena mikrostrip terdiri atas tiga bagian : a) Conducting patch, patch ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara, terletak paling atas dari keseluruhan sistem antena. Patch terbuat dari bahan konduktor, misal tembaga. Bentuk patch bisa bermacam-macam, square (bujur sangkar), circular (lingkaran), rectangular (persegi), triangular (segitiga), ataupun bentuk circular ring. Dalam proyek akhir ini bentuk yang digunakan adalah persegi karena lebih mudah dalam fabrikasi dan analisis. Circular Square Elliptical Dipole Circular Ring Rectangular Triangular Gambar 3. Contoh bentuk patch antena mikrostrip b) Substrate dielectric, berfungsi sebagi media penyalur gelombang elektromagnetik dari catuan menuju daerah dibawah patch. Substrat sangat berpengaruh pada besar parameter-parameter antena. Pengaruh ketebalan substrat dielektrik terhadap parameter antena adalah pada bandwidth. Semakin tebal substrat dan semakin kecil permitivitas relatif maka akan memperbesar bandwidth. Sama seperti patch, substart juga ada bermacammacam, misalnya udara, Styrofoam, FR4-epoxy, dan lain-lain. Pada proyek akhir ini substrat yang digunakan adalah udara dan FR4 Epoxy. c) Groundplane, groundplane berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan. Groundplane antena mikrostrip biasanya terbuat dari bahan konduktor dan dalam kenyataannya mempunyai luas yang tak hingga. Tetapi dalam pembuatan antena ini luasnya dibatasi supaya memudahkan dalam pembuatan dan analisis. Berikut ini merupakan keuntungan dan kerugian dari penggunaan antena mikrostrip: Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 7 Bab II Tinjauan Teoritis Tabel 2. Keuntungan dan Kerugian Antena Mikrostrip Keuntungan Kerugian Low-profile, ringan serta ukuran kecil dan Sistem pencatuan yang kompleks compact untuk array Low-fabrication, fabrikasi mudah dan Ukuran antena mikrostrip yang kecil murah, dan diproduksi dengan memerlukan ketelitian yang sangat menggunakan teknik printed-circuit atau tinggi dalam perancangan dan dengan teknik pemotongan biasa. Mempunyai penampang yang tipis pembuatan. Bandwidth yang kecil Dapat dibuat compact sehingga cocok Gain yang rendah, berkisar 3-10 dBi untuk komunikasi bergerak untuk satu patch Dapat beroperasi pada single band, dual Membutuhkan substrate bekualitas band, ataupun multi band 2.5 baik (mahal) Parameter – Parameter Antena Dalam melakukan penilaian pada sebuah antena yang digunakan, maka dibutuhkan parameter-parameter antena agar kita bisa menentukan apakah suatu antena cocok dipakai pada aplikasi atau tidak. Ada besaran-besaran penting sebagai karakteristik dari setiap antena. Besaran-besaran penting dari setiap antena biasanya ditentukan pada pengamatan medan jauh (farfield). Berikut ini beberapa karakterisrik parameter-parameter antena tersebut: 2.5.1 Pola Radiasi Pola radiasi antena ialah besaran yang menentukan ke arah sudut mana sudut sebuah antena memancarkan atau mendistribusikan energinya. Pola radiasi antena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elevasi) dan pola radiasi pada bidang irisan arah azimuth (pola azimuth).Kedua pola tersebut akan membentuk pola 3-dimensi. Pola radiasi 3 dimensi inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. Sebuah antena yang meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 8 Bab II Tinjauan Teoritis antena isotropis. Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola. Antena memiliki pola radiasi yang terbagi dalam tiga jenis, yaitu : 1. Pola radiasi Isotropis Isotropis adalah arah pancaran antena ke berbagai arah dengan energi sama besar pada seluruh bidang. Pola radiasi antena isotropis dalam tiga dimensi bentuk pola radiasinya seperti bola [8]. Antena isotropis ini merupakan jenis antena ideal dan secara teoritis dijadikan sebagai referensi dalam pengukuran antena lain namun tidak mungkin direalisasikan karena dalam hal ini antena sebagai titik. Pola radiasi isotropis terdapat pada gambar 4. x z y (a) y (b) Gambar 4. Pola Radiasi Isotropis (a) H-plane (b) E-plane 2. Pola Radiasi Directional Directional adalah arah pancaran antena ke arah sudut tertentu. Pada arah tertentu, antenna direksional mengirimkan intensitas yang jauh lebih besar dibandingkan dengan yang dikirim oleh antena isotrop, dan arah yang lain intensitasnya jauh lebih kecil dibandingkan oleh antenna isotrop. Jadi antenna direksional mengalokasikam energi secara berbeda pada setiap sudut pancarnya [2]. Antena dengan pola radiasi directional sering digunakan pada komunikasi point-to-point. Pola radiasi directional dapat dilihat pada gambar 5. Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 9 Bab II Tinjauan Teoritis Gambar 5. Pola Radiasi Directional 3. Pola Radiasi Omnidirectional Omnidirectional adalah arah pancaran antena ke berbagai arah dengan energi pada satu bidang sama besar. Pola radiasi antena omnidirectional terdapat pada gambar 6. Gambar 6. Pola Radiasi Omnidirectional Bentuk pola radiasi merupakan bentuk tiga dimensi. Secara umum pola ini berupa lobe-lobe seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini dalam koordinat polar. Pada pola radiasi ini dapat dianalisis parameter-parameter pola radiasi dari sebuah antena secara lengkap [1]. Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 10 Bab II Tinjauan Teoritis z 0 dB Major lobe HPBW - 3 dB - 3 dB FNBW Side lobe Minor lobes y Gambar 7. Parameter Pola Radiasi Back lobe x 1. Main (major) lobe : Lobe utama dimana terdapat radiasi maksimum. 2. Side (minor) Lobes : Lobe-lobe selain main lobe, yang merupakan merupakan energi “bocoran“. 3. Back Lobe : Side lobe yang muncul kearah yang berlawanan dengan main lobe. 4. HPBW (Half Power Beamwidth) : Merupakan lebar sudut beam pada level setengah daya. 5. FNBW (First Null Beamwidth) : Merupakan lebar sudut diantara dua titik nol pertama dari main lobe. 6. SLL (Side Lobe Level) : Merupakan ukuran untuk menyatakan besaran dari side lobe pertama. ππΏπΏ = 7. 1π π‘ ππππ πΏπππ ππππ πΏπππ (1) FBR ( Front to Back Ratio ) : Merupakan perbandingan dari level main lobe dan back lobe. πΉπ΅π = ππππ πΏπππ π΅πππ πΏπππ (2) 2.5.2 Directivity Directivity suatu antenna dapat diperkirakan dengan menggunakan pola radiasi yang dihasilkan pada pengukuran pola radiasi bidang E dan bidang H. Secara matematis dapat dituliskan : Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 11 Bab II Tinjauan Teoritis π·= 4π (π π» .π πΈ ) (3) dimana : ππ» : sudut pada titik setengah daya bidang H (radian) ππΈ : sudut pada titik setengah daya bidang E (radian) 2.5.3 Gain Gain adalah perbandingan rapat daya maksimum suatu antena terhadap rapat daya maksimum suatu antena referensi dengan syarat daya yang masuk ke kedua antena sama besar. Idealnya antena referensi tersebut adalah antena isotropis, akan tetapi tidak mungkin direalisasikan, sehingga dibuatlah pendekatan pola radiasi omnidireksional, yaitu antena memancar sama besar pada satu bidang, contohnya antena dipole, monopol dan corong. Gain suatu antena memiliki keterkaitan erat dengan direktivitas yang dapat dihitung dengan nilai efisiensi suatu antena yang sama dengan kemampuan untuk mengarahkan. G=ed 0 ≤ e ≤1 (4) dimana: G = Gain antena (dB) e = Efisiensi antenna 2.5.4 Bandwidth Bandwidth merupakan daerah frekuensi pada antena yang menunjukkan lebar atau sempitnya frekuensi kerja suatu antena. Pada umumnya kriteria bandwidth antena adalah besarnya perubahan impedansi antena tersebut terhadap perubahan frekuensi kerja dari frekuensi tengahnya. Perubahan impedansi antena biasanya ditunjukkan oleh perubahan harga VSWR. Jadi, bandwidth antena dapat diartikan sebagai lebar bidang frekuensi untuk VSWR dibawah suatu harga tertentu. Berikut ini diperlihatkan ilustrasi bandwidth pada gambar 8. Bandwith dapat dicari dengan rumus berikut ini : Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 12 Bab II Tinjauan Teoritis Gambar 8. Ilustrasi bandwidth pada VSWR ≤ 2 π΅ππππ€πππ‘β = π2−π1 π2 π₯ 100 % (5) dimana : f2= frekuensi tertinggi f1= frekuensi terendah fc= frekuensi tengah 2.5.5 VSWR VSWR didefinisikan sebagai perbandingan (ratio) antara tegangan maksimum dan minimum di sepanjang saluran transmisi yang terjadi pada saluran yang tidak sesuai (match). Tegangan maksimum didapat apabila tegangan yang datang dan pantul mempunyai fasa yang sama sehingga saling menjumlahkan, sedangkan tegangan minimum didapat apabila tegangan yang datang dan pantul mempunyai fasa yang berbeda sehingga saling mengurangkan. VSWR merupakan parameter untuk menentukan kualitas antena, yaitu seberapa baik penyesuaian impedansi oleh sebuah antena. Rumus untuk mencari VSWR ialah : ππππ = ππππ₯ ππππ 1+ Γ ππππ = 1− Γ πΏ πΏ (6) (7) Pada saluran transmisi ada dua komponen gelombang tegangan, yaitu tegangan yang dikirimkan (V0+) dan tegangan yang direfleksikan (V0-). Perbandingan antara tegangan yang direfleksikan dengan yang dikirimkan disebut sebagai koefisien refleksi tegangan (Γ), yaitu : Γ= Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 (π0−) (π0+) ππΏ−ππ = ππΏ+ππ (8) 13 Bab II Tinjauan Teoritis di mana : ZL = impedansi beban (load) Z0 = adalah impedansi saluran lossless Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Untuk beberapa kasus yang sederhana, ketika bagian imajiner adalah nol, maka : Γ = −1 : refleksi negatif maksimum, ketika saluran terhubung singkat. Γ = 0 : tidak ada refleksi, ketika saluran dalam keadaan matched sempurna. Γ = 1: refleksi positif maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka. Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1) yang berarti tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matching sempurna. Namun kondisi ini pada praktiknya sulit untuk didapatkan. Oleh karena itu, nilai standar VSWR yang diijinkan untuk fabrikasi antena adalah VSWR ≤ 2 . 2.5.6 Return Loss Return loss merupakan besaran daya pantul (faktor refleksi) yang disebabkan oleh beban yang tidak match dengan saluran transmisi (dalam dB).. Return loss dapat terjadi karena adanya diskontinuitas di antara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi tergantung pada frekuensi. Rumus mencari return loss seperti dibawah ini : Return Loss = 20 log ΓπΏ (9) Nilai dari return loss yang baik adalah di bawah -9,54 dB, nilai ini diperoleh untuk nilai VSWR 2 sehingga dapat dikatakan nilai gelombang yang direfleksikan tidak terlalu besar dibandingkan dengan gelombang yang dikirimkan atau dengan kata lain, saluran transmisi sudah matching. Nilai parameter ini menjadi salah satu acuan untuk melihat apakah antena sudah dapat bekerja pada frekuensi yang diharapkan atau tidak. 2.5.7 Impedansi Input Antena Impedansi akan menentukan proses matching dengan saluran transmisi. Impedansi input antena merupakan impedansi antena jika antena terisolasi dari Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 14 Bab II Tinjauan Teoritis keadaan sekelilingnya. Impedansi input dipengaruhi oleh antena atau benda-benda berada di sekitar antena tersebut tapi dapat diasumsikan bahwa antena yang terisolasi. Impedansi input antena perlu diperhitungkan untuk memperoleh efisiensi penyaluran daya yang maksimum. Impedansi input antena terdiri dari resistansi input dan reaktansi input. Zin = Rin + jXin (10) Reaktansi input (Xin) merepresentasikan daya yang disimpan disekitar antena. Sedangkan resistansi input (Rin) merepresentasikan disipasi atau daya hilang yang terjadi karena hilang sebagai panas pada bagian antena, dan daya yang memang diradiasikan melalui antena. 2.5.8 Polarisasi Antena Salah satu sifat penting dari gelombang elektromagnetik adalah polarisasi yang menggambarkan orientasi dari medan listrik E pada bidang tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. Sedangkan polarisasi antena berarti arah gerak medan listrik dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena pada lobe utamanya. Secara umum bentuk polarisasi merupakan kasus dari polarisasi elips. Jika arah dari vektor medan listrik bergerak bolak-balik pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier (linear). Polarisasi ini bisa horizontal atau vertikal. Pada polarisasi lingkaran (circular) besarnya medan listrik sama, tetapi dalam perjalanannya berputar membentuk lingkaran. Jika antena penerima memiliki polarisasi linier, maka antena ini akan menerima sinyal sama besar pada posisi vertikal saja atau pada horizontal saja [1]. Jenis – jenis polarisasi antena ini diperlihatkan pada gambar 9. y E2 y y E2 E2 E z x z E1 x z AR = ~ AR = 1.4 AR = 1 (a) (b) (c) E1 x (a) Polarisasi Linier, (b) Polarisasi Elips, (c) Polarisasi Circular Gambar 9. Jenis polarisasi Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 15 Bab II Tinjauan Teoritis 2.6 Antena Array Antena array banyak diaplikasikan secara luas pada sejumlah sistem komunikasi, seperti sistem penyiaran (broadcast), komunikasi satelit dan sistem radar. Dengan antena array, seorang perancang akan mudah menciptakan sistem antena yang menghasilkan direktivitas yang tinggi, beamwidth yang sempit, side lobe yang rendah, beam yang mudah diatur dengan pola antena yang tajam. Dalam aplikasinya, sebagian besar antena array menggunakan elemen yang sama seperti antena dipole, antena celah, dan antena horn atau antena parabola, yang dicatu dengan arus atau distribusi medan yang sama. Elemen-elemen antena array biasanya diatur dalam konfigurasi yang bervariasi, seperti konfigurasi satu dimensi, dimana tiap-tiap elemen disusun sepanjang garis lurus, atau konfigurasi kisi-kisi dua dimensi, sehingga elemen membentuk jaringan persegi. Bentuk pola radiasi medan jauh yang dihasilkan dari konfigurasi array tersebut, dapat dilakukan dengan mengontrol amplitudo relatif dari elemen array. Cara lain adalah dengan menggunakan penggeser fasa (phase shifter) antar elemen antena array, sehingga pola radiasi yang dihasilkan dapat diatur secara elektronik. 2.7 Teknik Pencatuan Teknik pencatuan antena mikrostrip dapat dibedakan menjadi 4, yaitu: 1. Mikrostrip Line Teknik pencatuan mikrostrip line memiliki kemudahan dalam fabrikasi, matching impedance dan lebih mudah dalam pemodelan [4]. Teknik pencatuan mikrostrip line diperlihatkan pada gambar 10. Gambar 10. Mikrostrip Line Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 16 Bab II Tinjauan Teoritis 2. Coaxial Probe Teknik pencatuan coaxial probe memiliki kemudahan dalam fabrikasi, penyesuaian impedansi dan memiliki radiasi spurious yang rendah. Teknik pencatuan coaxial probe feed dipelihatkan pada gambar 11. Gambar 11. Coaxial probe 3. Aperture Coupling Teknik pencatuan aperture coupling merupakan teknik yang tersulit dari keempat teknik yang lain dalam hal pabrikasi, dan memiliki bandwidth yang sempit. Akan tetapi teknik ini lebih mudah dalam pemodelannya dan memiliki radiasi spurious yang tidak terlalu besar. Teknik pancatuan aperture coupling diperlihatkan pada gambar 12 dibawah ini . Gambar 12. Aperture Coupling 4. Proximity Coupled Teknik pencatuan proximity coupling seperti pada gambar 13 memiliki bandwidth yang terlebar dari keempat teknik pencatuan. Teknik ini memiliki kemudahan dalam pemodelan dan radiasi spurious yang rendah, akan tetapi pabrikasinya lebih sulit [2]. Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 17 Bab II Tinjauan Teoritis Gambar 13. Proximity Coupling Pada antena mikrostrip terdapat beberapa bentuk diskontinuitas dari saluran pencatu, yaitu lekukan (corners), perubahan lebar saluran (symmetrical step), dan saluran T (T – junction) yang akan menghasilkan reaktansi parasitik. Berikut contoh dari masing-masing bentuk diskontinuitas yaitu: 1. Corners Corners atau lekukan sangat bermanfaat untuk mengoptimalkan luas daerah substrat yang digunakan [3] : W W Gambar 14. Corners Untuk mengurangi besarnya reaktansi parasitic yang dihasilkan oleh corners, maka sebagian dari daerah corners dipotong. Untuk w/h ≥ 0.25 dan εr ≤ 25, besarnya daerah yang dipotong seperti pada gambar 15 didekati dengan persamaan [4] : π = 1.04 + 1.3π Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 −1.35π β π (11) 18 Bab II Tinjauan Teoritis Sehingga : W a W a Gambar 15. Corners dengan pengurangan luas daerah 2. T – Junction T – junction banyak ditemukan pada antenna array mikrostrip yang menggunakan saluran pencatu menggunakan microstrip line dengan konfigurasi corporate feed. W1 W2 Gambar 16. T - Junction Reaktansi parasitic pada T – Junction dapat dihilangkan dengan memotong sebagian saluran mikrostrip seperti pada gambar 18. a a W1 W2 Gambar 17. T - Junction dengan pengurangan luas daerah Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 19 Bab II Tinjauan Teoritis Besarnya nilai a didekati dengan persamaan berikut ini [4] : π = 1.8 π2 (12) 2.8 Antena Mikrostrip Polarisasi Sirkuler Antena mikrostrip adalah salah satu radiator yang paling efektif untuk membangkitkan polarisasi sirkuler. Polarisasi sirkuler pada antena mikrostrip diperoleh jika magnitude dari dua komponen amplitudo bernilai sama dan berbeda fasa 90°. Polarisasi ini bisa horizontal atau vertikal. Pada polarisasi lingkaran besarnya medan listrik sama, tetapi dalam perjalanannya berputar membentuk lingkaran. : (a) Linear Vertikal (b) Linear Horizontal Gambar 18. Jenis Polarisasi Linear ω ω (a) Right-Hand Circular (b) Left-Hand Circular Gambar 19. Jenis Polarisasi Circular Polarisasi lingkaran juga direpresentasikan oleh perbandingan yang disebut axial ratio (AR) dengan persamaan sebagai berikut : AR ο½ Emajor Emin or AR ο¨ dB ο© ο½ Emajor ο Emin or (13) dimana : Emajor ο½ ERHCP ο« ELHCP (14) Emin or ο½ ERHCP ο« ELHCP (15) Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 20 Bab II Tinjauan Teoritis RHCP = Right-Hand Circular Polarization LHCP = Left-Hand Circular Polarization Berdasarkan sistem feeding-nya, antena mikrostrip polarisasi sirkuler dikategorikan kedalam dua tipe, yaitu antena polarisasi sirkuler pencatuan ganda (dual feed) dan pencatuan tunggal (single feed) [9]. Pada antena mikrostrip single-feed dipandang sebagai salah satu radiator paling sederhana untuk membangkitkan polarisasi sirkuler. Karena kemampuannya meradiasikan polarisasi sirkuler tanpa menggunakan polariser eksternal. Secara garis besar, antena mikrostrip dibagi kedalam dua tipe berdasarkan bentuk elemen yang meradiasinya yaitu persegi panjang dan lingkaran. Antena patch persegi panjang menjadi dasar pertimbangan untuk membangkitkan polarisasi sirkuler. Oleh sebab itu, daerah gangguan Δs di letakkan pada lokasi yang tepat di dalam elemen patch untuk membangkitkan polarisasi sirkuler [6]. Gambar 20. Berbagai macam modifikasi konfigurasi antena mikrostrip persegi polarisasi lingkaran Polarisasi sirkuler bisa juga diperoleh dengan memodifikasi sudut dari antena mikrostrip persegi. Modifikasi ini dapat berupa potongan segitiga sama kaki disudut kanan atau menggunakan patch persegi berukuran kecil yang memotong sudut diagonal berlawanan dari patch persegi seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Pada proyek akhir ini digunakan modifikasi antena patch persegi dengan dua sudut yang dipotong untuk menghasilkan polarisasi sirkuler. Pada antena tipe ini penentuan jenis polarisasi right hand circular polarization atau left hand circular Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 21 Bab II Tinjauan Teoritis polarization dapat ditentukan dengan cara peletakan feed point pada sumbu x atau sumbu y antena tersebut. Gambar 21. Perancangan Antena Square Patch dengan Polarisasi Circular Fauziyyah, 091331045 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012 22