Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Setidaknya sejumlah lebih dari 332 ribu jiwa telah hilang akibat lebih dan 260 kejadian gempa bumi yang terjadi di dunia dalam kurun waktu 1949 sampai dengan 1969. Dalam tiga dekade terakhir sejumlah penelitian telah mengarah kepada penggunaan sistem kontrol struktur sebagai metode penahan gempa, baik sistem kontrot pasif, sistem kontrol aktif, (keduanya dapat dibedakan dari ada tidaknya gaya kontrol yang digunakan untuk melawan gaya-gaya yang disebabkan percepatan tanah pada saat terjadinya gempa bumi), maupun sistem kontrol hibrid (gabungan keduanya). Kontrol hibrid diharapkan menghasilkan performance pengontrolan yang baik karena dapat menutupi kelemahan kedua metode kontrol yang digabungkan. Penggunaan alat kontrol (control devices) baik dengan sistem kontrot aktif, pasif dan hibrid dimaksudkan agar struktur tidak mengalami kerusakan ketika terjadi gempa-gempa besar (percepatan maksimum mencapai 0.4 g).Sebuah algoritma kontrol aktif yang diajukan oleh P.B. Shing et. al. yang disebut sebagai non-linear velocity feedback dengan menggunakan Active Bracing System terbukti sangat efektif dalam mereduksi respon struktur akibat gempa bumi, dan menghasilkan kinerja pengontrolan yang lebih baik dari pada algoritma kontrol klasik LQR. Non linier yang dimaksudkan dalam metode ini adalah besar gaya kontrol yang digunakan bukan merupakan fungsi linear terhadap respon struktur (dalam hal ini kecepatan struktur). Non linieritas dalam metode ini dijamin oleh penggunaan saturasi (batas maksimal gaya kontrol yang boleh digunakan /terjadi pada aktuator). Keuntungan dari penggunaan metode ini adalah kapasitas maksimum dari aktuator yang digunakan akan sering tercapai (hal ini tidak terjadi pada algoritma LQR), sehingga aktuator dapat digunakan secara optimal.Dalam skripsi ini, sistem kontrol hibrid (Base Isolator + non linier velocity feedback Active Bracing System yang diformulasikan berdasarkan algoritma di -atas) disimulasikan terhadap struktur portal geser delapan lantai yang dikenai percepatan gempa El Centro (1940) pada komponen utara-selatan (NS), gempa San Fernando-NS (1971) dan Kobe-NS (1995), dan hasilnya dibandingkan dengan sistem kontrol aktif (non linier velocity feedback Active Bracing System) dan pasif (Base Isolator).Hasil simulasi menunjukkan reduksi interstory drift sampai dengan 65% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan Bl, dan sampai dengan 71% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan sistem hibrid, yang dikenai percepatan gempa El Centre. Pada beban dan gaya kontrol yang sama dengan sistem hibrid tersebut, sistem kontrol aktif hanya mampu melakukan reduksi sampai dengan 32%.Dengan sistem kontrol di atas, struktur dapat didisain dengan dimensi yang lebih kecil, dan tanpa resiko kerusakan struktural dan arsitektural pada saat terjadinya gempa bumi, sehingga lebih aman bagi pengguna bangunan."

"ABSTRAKGempa bumi merupakan gejala fisik yang disebabkan oleh fenomena alam yang tidak dapat dihindari. Karena itu, usaha untuk meminimisasi bencana kerusakan yang ditimbulkannya terus berkembang mulai dari perencanaan bangunan tahan gempa yang mengandalkan kekakuan dan kekuatan struktur, sampai kemudian kepada sistim kontrol getaran yang diterapkan pada struktur.Sistim kontrol getaran ini dapat berupa sistem kontrol pasif, sistem kontrol aktif ataupun sistem kontrol hibrid. Konsep dari sistem kontrol pasif adalah dengan merubah karakteristik dari struktur sehingga responnya menjadi lebih baik. Berbeda dengan kontrol pasif, sistem kontrol aktif mereduksi respons struktur dengan menerapkan gaya kontrol luar atau dengan membentuk gaya dalam yang bekerja dalam struktur. Gabungan dari kedua sistem ini merupakan sistem kontrol hibrid.Salah satu dari sistem kontrol hibrid adalah Active Mass Damper. Sistem kontrol ini memberikan sebuah massa yang cukup besar yang diletakkan pada bagian atas struktur dan pada massa ini diterapkan gaya kontrol yang bekerja. Dalam sistem loop tertutup, gaya kontrol ini dihubungkan dengan respons balik struktur sebagai input untuk algoritma sistem kontrol. Namun untuk menjamin kestabilan dari sistem kontrol terhadap gaya gempa yang kuat, nilai saturasi diperkenalkan dalam metode kontrol velocity feedback. Batas saturasi ini harus dipilih sesuai dengan besar reduksi respons yang diperlukan untuk tercapai sesuai dengan kemampuan dari alat.Tugas akhir ini menyelidiki performance dari algoritma dengan nonlinear velocity feedback yang diterapkan pada portal geser 8 tingkat dengan Active Mass Damper dibawah percepatan gempa dengan karakteristik gempa El-Centro. Studi ini memfokuskan ke dalam analisa parameter yang menunjukkan kontribusi dari setiap parameter kepada kontrol struktur. Parameter yang akan dievaluasi adalah massa, dan kekakuan dari Active Mass Damper, gaya kontrol saturasi, rasio redaman, dan lokasi sensor kedua (lokasi sensor pertama ada di bagian atas dari Active Mass Damper).Untuk studi ini, simulasi numerik dilakukan dengan menggunakan fasilitas Simulink dari program MATLAB dengan menggunakan Metode integrasi Runge - Kutta orde 4.Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem kontrol active mass damper dengan non-linear velocity feedback memberikan efektifitas pengontrolan yang cukup baik bila struktur terkena beban gempa dengan karakteristik seperti gempa El Centre, hal ini ditandai dengan reduksi displacement max di lantai ke-8 yang dihasilkan sistem kontrol aktif terhadap struktur tanpa kontrol sebesar 46% dan nilai DRF antara 5% - 47%.

---

"

"ABSTRAKGempa bumi merupakan gejala fisik yang disebabkan oleh fenomena alam yang tidak dapat dihindari. Terjadinya gempa bumi membawa banyak korban jiwa dan harta benda. Karena sifat gempa bumi yang memgikan itu khususnya bagi bangunan, harus diatasi dengan perencanaan struktur bangunan yang tahan terhadap efek destruktif gempa tersebut. Pada awalnya perencanaan bangunan tahan gempa mengandalkan kekakuan dan kekuatan struktur. Selanjutnya dikembangkan metode yang mengandalkan daktilitas struktur yang dikenal sebagai Desain Kapasitas. Perkembangan terakhir perencanaan bangunan tahan gempa yang menggunakan device adalah sistem kontrol pasif maupun sistem kontrol aktif. Perbedaan dari sistem kontrol tersebut adalah ada tidaknya energi (gaya kontrol) luar yang drterapkan pada struktur di mana pada sistem kontrol aktif diterapkan energi (gaya kontrol) luar pada struktur. Metode klasik dari sistem kontrol pasif adalah yang dikenal sebagai 'capacity design'.Konsep Disain Kapasitas ini merupakan aplikasi dari konsep daktilitas dimana energi gempa harus dipencarkan secara baik dalam struktur melalui mekanisme sendi plastis. Sistem kontrol pasif lainnya adalah viscoelastic damper, passive mass damper, base isolator, dsb. Oleh karena sistem kontrol pasif tidak lagi cukup efektif dalam mereduksi efek gempa pada struktur tinggi yang mempunyai jumlah mode getar yang banyak maka diterapkan sistem kontrol aktif pada struktur yang di antaranya adalah Active Bracing System, Active Tendon Control, Active Force, dsb. Karena sistem kontrol aktif cukup merugikan biladitinjau dan sudut ekonomi maka dikembangkan sistem kontrol hybrid yang merupakan gabungan dan sistem kontrol pasif dan sistem kontrol aktif dengan tujuan menutupi keterbatasan masing-masing sistem kontrol di mana sistem kontrol pasif akan mereduksi efek-efek gempa kecil sampai menengah dan sistem kontrol aktif akan mereduksi efek-efek gempa menengah sampai besar. Salah satu algoritma kontrol klasik yang dapat dikategorikan sebagai linear feedback adalah dengan menggunakan Linear Quadratic Regulator Active Force feedback di mana fungsi gaya kontrol merupakan fungsi linier terhadap respon struktur dan kemudian dikembangkan algoritma kontrol yang dikategorikan sebagai non-linier feedback yaftu Non-Unier Velocity Feedback, terbukti cukup efektif dalam mereduksi respon struktur akibat gempa bumi. Dalam skripsi ini, sistem kontrol hybrid (Base Isolator + Active Force) yang diformulasikan berdasarkan kedua algoritma di atas) dianalisa secara dinamik dengan menggunakan program komputer MATLAB_ dan SIMULINK_9 . Analisa dinamik yang dilakukan adalah analisa time history dengan metode integrasi Runge-Kutta orde 4, karena dengan menggunakan analisa ini dapat diketahui respon time history struktur bangunan secara lengkap selama terjadi gempa. Sistem kontrol hybrib tersebut disimulasikan terhadap struktur portal geser delapan lantai yang dikenai percepatan gempa El Centro pada komponen utara-selatan (NS) (1940), gempa San Fernando (NS) (1971) dan Kobe (NS) (1995), dan hasilnya dibandingkan dengan sistem kontrol pasif (Base Isolator) dan sistem tanpa kontrol. Dan terakhir, hasil dari kedua algoritma yaitu linier dan non-linier feedback dibandingkan. Hasil simulasi menunjukkan-reduksi interstory drift sampai dengan 78% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan Bl, dan sampai dengan 81% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan sistem konrol hybrid, yang dikenai percepatan gempa San Fernando. Dan dari kedua algoritma yang diperbandingkan pada skripsi ini ternyata bahwa selain algoritma dengan Non-Unier Velocity Feedback memberikan hasil yang lebih baik 12 % daripada dengan Linier Quadratik Regulator juga sederhana dalam implementasinya. Dengan sistem kontrol di atas, struktur dapat didesain dengan dimensi yang lebih kecil, dan tanpa resiko kerusakan struktural dan arsitektural pada saat terjadinya gempa bumi, sehingga lebih meningkatkan-fungsional dan keamanan bagi bangunan. Dan selanjutnya dalam mendesain sistem kontrol suatu struktur dengan mempertimbangkan properties struktur dan karakteristik dominan gempa di daerah tersebut diharapkan dapat menentukan alat kontrol yang paling efektif untuk mereduksi respon struktur dengan algoritma kontrol yang paling tepat.

---

"

"Sistem kontrol bangunan terhadap beban dinamik dibedakan menjadi dua yaitu sistem kontrol tanpa alat dan sistem kontrol menggunakan alat kontrol. Pada sistem kontrol tanpa alat, struktur hanya mengandalkan kekakuan dan kekuatan struktur. Untuk beban dinamik yang besar maka diperlukan kekakuan dan kekuatan yang lebih besar. Hal ini kurang efisien dari segi dimensi struktur dan biaya. Saat ini sudah dikembangkan sistem kontrol struktur terhadap beban dinamik dengan menggunakan alat kontrol pasif maupun aktif. Sistem kontrol pasif adalah sistem kontrol dengan menambahkan alat kontrol pada struktur yang dapat merubah karakteristik dinamik struktur sehingga dapat menggeser respon struktur menjauhi daerah resonansi. Sistem kontrol aktif adalah sistem kontrol struktur seperti sistem kontrol pasif namun pada alat kontrol diberikan gaya aktif yang arahnya beriawanan terhadap gaya dinamik sehingga dapat mereduksi respon struktur yang lebih besar.Pada skripsi-skripsi sebelumnya telah dilakukan penelitian sistem kontrol aktif menggunakan analisa struktur 2 dimensi (2D). Analisa struktur 2D hanya dapat digunakan untuk bangunan yang simetris, sedangkan sebagian besar bangunan gedung tidak simetris sehingga harus dianalisa secara 3 dimensi (3D). Pada analisa struktur 2D hanya ada 1 derajat kebebasan translasi pada setiap lantai sedangkan pada analisa 3D minimal ada 3 derajat kebebasan pada setiap lantainya yaitu 2 derajat kebebasan translasi (arah X dan Y) dan 1 derajat kebebasan rotasi.Pada skripsi ini akan dilakukan penelitian respon dinamik struktur yang dianalisa secara 3D dengan alat kontrol Mass Damper yaitu alat kontrol berupa massa besar yang diletakkan dilantai teratas struktur. Struktur yang akan dianalisa meliputi struktur tanpa kontrol, struktur dengan sistem kontrol pasif (Passwe Mass Damper) dan struktur dengan sistem kontrol aktif (Active Mass Damper). Mekanisme sistem kontrol aktif yang digunakan adalah Linear Velocity Feedback dan Non Linear Velocity Feedback. Velocity Feedback adalah sistem kontrol dengan mengambil input berupa kecepatan struktur dan mengeluarkan output gaya kontrol yang mempakan fungsi kecepatan struktur. Pada mekanisme linear maka gaya kontrol adalah fungsi linear kecepatan struktur sedangkan pada non linear gaya kontrol adalah fungsi non linear kecepatan struktur. Model struktur akan disimulasikan dengan memvariasikan parameter-parameter: massa struktur, kekakuan struktur, eksentn'sitas, dan sudut datang gempa. Selanjutnya akan dilakukan analisa pengaruh variasi parameter-parameter tersebut terhadap respon translasi dan rotasi masing-masing struktur yang disimulasikan. Penyelesaian persamaan dinamik, struktur dan algoritma kontrol pada simulasi ini menggunakan program MATLAB_ versi 5.3 ."

"ABSTRAKGempa bumi merupakan fenomena alam yang sulit diduga dan dapat terjadi sewaktu-waktu. Gempa bumi dapat menimbulkan kerugian baik harta benda maupun jiwa manusia. Korban jiwa akibat gempa bumi ini sangat banyak, sehingga para peneliti terdorong untuk melakukan penelitian guna mengantisipasi atau meminimalisasi kerugian-kerugian akibat gempa bumi tersebut. Dalam beberapa dekade terakhir, telah dilakukan sejumlah penelitian tentang penggunaan sistem kontrol. Sistem kontrol ini pada dasamya dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kontrol pasif dan sistem kontrol aktif. Keduanya dapat dibedakan dan ada atau tidaknya gaya luar yang digunakan untuk melawan respon struktur akibat percepatan gempa bumi. Penelitian lebih lanjut tentang sistem kontrol ini adalah penggabungan kedua jenis sistem kontrol di atas yang diberi nama sistem kontrol hybrid. Penggunaan sistem kontrol ini diharapkan dapat menunjukkan hasil yang lebih baik dibanding kedua sistem kontrol sebelumnya. Penggunaan sistem-sistem kontrol tersebut dimaksudkan agar bangunan tidak mengalami kerusakan (kerusakan minimal) pada saat terjadi gempa-gempa besar (percepatan maksimum gempa sama dengan 0,4 g). Salah satu algoritma kontrol aktif yang ada adalah Bounded-Force Control (BFC) Method. Metode ini telah diuji untuk bangunan rendah (2 DOF) dengan alat kontrol Active Mass Damper (AMD) oleh Benjamin Indrawan el. al3 Metode ini akan diterapkan pada struktur MDOF dengan alat kontrol yang disebut Active Base Isolator (ABI). Metode ini menerapkan suatu fungsi non-linier, karena gaya kontrol yang akan diberikan kepada struktur dibatasi oleh saturasi aktuator yang digunakan. Dengan metode ini, gaya kontrol selalu mencapai batas saturasinya, sehingga penggunaan aktuator akan optimal. Hal yang penting pada penerapan BFC pada stmktur MDOF adalah pembentukan matrik pemberat (weighting matrix) yang sesuai, sehingga kinerja alat kontrol dapat bekerja dengan baik. Di dalam matrik pemberat (weighting matrix) tersebut terdapat koefisien-koefisien yang merupakan interaksi antara respon lendutan dan respon kecepatan pada struktur. Penetapan koefisien-koefisien ini akan berpengaruh pada kinerja BFC. Di dalam skripsi ini, pembentukan matrik pemberat (weighting matrix) tersebut dapat dilihat pada bab III. Dalam skripsi ini, sistem kontrol hybrid (Active Base Isolator menggunakan metode Bounded-Force Control) akan disimulasikan terhadap struktur portal geser dua dimensi delapan lantai yang terkena percepatan gempa El Centro(1940), Kobe (1995), dan San Femando (1971). Ketiga percepatan gempa tersebut diambil untuk komponen utara-selatan (NS). Hasil simulasi tersebut dibandingkan dengan struktur dengan kontrol pasifdan struktur tanpa sistem kontrol. Hasil simulasi menunjukkan bahwa reduksi lendutan relatif (antara lantai kedelapan dengan lantai dasar) sebesar ± 65- 75% bila dibandingkan dengan struktur tanpa sistem kontrol dan mampu mereduksi ± 25 - 45% bila dibandingan dengan struktur dengan sistem kontrol pasif. Hasil ini terbukti lebih baik daripada menggunakan algoritma Linear Quadratic Regulator (LQR). Untuk variasi saturasi aktuator dari 150 - 450 kN, BFC dapat mereduksi lendutan base antara 10-25% dan mereduksi lendutan relatif sekitar 15%. Sistem kontrol hybrid ini cukup efektif, sehingga kita dapat mendesain dimensi yang lebih kecil (ekonomis) tetapi bangunan cukup aman untuk digunakan.

---

"

"Dalam tulisan ini akan dibahas metode pengontrolan efek gempa bumi pada struktur 3 dimensi (3D) dengan modelisasi struktur portal geser 3D. Pemodelan tersebut didapat apabila pada model portal lentur digunakan asumsi-asumsi: kekakuan pada bidangnya (in-plane stiffness) dari sistem balok-pelat sangat besar sehingga deformasinya dapat diabaikan dan massa bangunan terkonsentrasi pada masing-masing lantai. Dengan demikian DOF portal geser 3D dapat direduksi menjadi 3 DOF per lantai, yaitu translasi pada arah x (ux), translasi pada arah y (uy) dan satu DOF rotasi(u?). Alat kontrol yang dipakai adalah Active Base Isolator (base isolator + active force) dengan algoritma linear velocity feedback dan non-linear velocity feedback.Non linier yang dimaksudkan dalam metode ini adalah besar gaya kontrol yang digunakan bukan merupakan fungsi linier terhadap respon struktur (dalam hal ini kecepatan struktur). Non linieritas dalam metode ini dijamin oleh penggunaan saturasi (batas maksimal gaya kontrol yang boleh digunakan / terjadi pada aktuator). Keuntungan dari penggunaan metode ini adalah kapasitas maksimum dari aktuator yang digunakan akan sering tercapai (hal ini tidak terjadi pada algoritma linier), sehingga aktuator dapat digunakan secara optimal. Kemudian sistem kontrol ABI ini disimulasikan terhadap portal geser 3D yang dikenai percepatan gempa El Centro (1940) pada komponen utara-selatan (NS)."

"Suatu metode yang telah dikembangkan untuk mengatasi gaya-gempa adalah menggunakan metode kontrol hibrid. Metode kontrol hibrid merupakan penggabungan antara kontrol pasif dimana pengontrolan dilakukan dengan merubah karakteristik struktur agar dapat menyesuaikan dengan gaya-gaya yang dapat diterima struktur tanpa ada energi Iuar yang dikerjakan pada struktur, dengan kontnol aktif dimana energi Iuar diberikan pada struktur.Kontrol hibrid yang digunakan dalam skripsi ini adalah penggabungan Base Isolator yang merupakan alat kontmi pasif dan Active Bracing System (ABS) yang mempakan alat kontrol aktif dengan algoritma Non Umar Velocity Feedback. Yang dimaksud dengan Non Linier adalah besamya gaya kontrol yang diberikan bukan mempakan fungsi linier dari respon struktur dimana dalam hal ini adalah keoepatan struktur. Pembatasan dilakukan dengan penggunaan nilai saturasi yang merupakan batas maksimal dari penggunaan gaya kontrol yang boleh digunakan atau yang teriadi pada aktuator. Dengan pembatasan ini maka aktuator dapat digunakan secara optimal karena kapasitas maksimum dari aktuator yang digunakan sering tercapai.Simulasi dilakukan menggunakan program komputer dalam bahasa MATLAB versi 5.2 yang telah dibuat dengan fasilitas SIMULINK versi 2.2. SimuIasi dilakukan terhadap struktur portal geser delapan lantai dengan beberapa variasi kekakuan Base Isofaton rasio redarnan isolator, nilai gain dan saturasi, dimana struktur dikenai percepatan gempa EI Centro (1940) pada komponen utara-selatan (NS), gempa San Femando-NS (1971) dan Kobe-NS (1995). Dari hasil simulasi tersebut dapat dievaluasi parameter-parameter yang mempengaruhi penggunaan alat kontrol tersebut.Untuk mendapatkan hasil respon dinamik dari struktur maka persamaan dinamik yang telah dibentuk diselesaikan dengan menggunakan metode integrasi numerik dengan metode Runge Kuna orde 4 (RK4). Metode RK4 ini menggunakan asumsi integrasi dengan fungsi hasil integrasi berorde 4. Metode ini telah terbukli Iebih baik dibandingkan metode Euter-Gauss ataupun Newmark Beta dengan membenkan nilai error yang lebih kecil.Hasil simutasi menunjukkan bahwa perubahan kekakuan dan rasio redaman isolator memberikan pengaruh yang cukup sensitif terhadap respon struktur. Dengan ditingkatkannya kekakuan Base Isolator maka peralihan struktur akan cenderung meningkat Dan semakin besamya rasio redaman isolator, maka peralihan akan semakin berkurang. Lain halnya dengan variasi nilai gain dan saturasi yang kurang sensitif terhadap respon struktur, dimana perubahan nilai peralihan hanya berkisar 1 cm untuk perubahan saturasi yang cukup besar yaitu 150 kN. Penggunaan gain yang terlalu besar tidak lagi etisien karena perbedaan peralihan yang dihasilkan sangat kecil.Dengan sistem kontrol di atas, struktur dapat didisain dengan dimensi yang lebih kecil dan dapat mengurangi masalah pendetailan yang rumit tanpa menimbulkan resiko kerusakan struktural dan arsitektural pada saat terjadinya gempa bumi sehingga Iebih aman bagi pengguna bangunan."

"ABSTRAKSaat ini di Indonesia tengah dikembangkan radar 3 dimensi (3D) untuk pengawas pantai, yang dapat melakukan scanning vertikal. Radar tersebut bekerja di frekuensi 9,4GHz, yang merupakan rentang frekuensi X band dengan VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) sebesar 1,5. Untuk pengembangan dan kebutuhan radar 3D, maka dibutuhkan juga antena yang memiliki banyak arah berkas dan yang memiliki karakteristik pita lebar (wideband) dengan impedance bandwidth ≥ 10dB untuk kebutuhan transmisi data kecepatan tinggi saat melakukan recovery informasi dari sinyal yang direfleksikan. Butler matriks merupakan salah satu pencatu yang menghasilkan banyak arah berkas, dimana pengkopel hibrid 3dB merupakan komponen utamanya. Komponen tersebut memiliki karakteristik impedance bandwidth yang terbatas yaitu ≤ 10% dengan VSWR 1,5. Penelitian ini melakukan studi pengembangan pengkopel hibrid 3dB pita lebar untuk rentang frekuensi X band pada frekuensi kerja 9,4GHz dengan menggunakan taper eksponensial pada lengan seri, sehingga karakteristik impedansinya menjadi non linier. Pemilihan distribusi taper eksponensial karena distribusi ini memberikan panjang taper lebih pendek dibandingkan distribusi taper segitiga dan taper Klopfenstein, untuk mencapai koefisien refleksi terendah. Pengkopel hibrid 3dB non linier tersebut merupakan keterbaruan dari penelitian ini. Karakteristik pengkopel hibrid 3dB non linier yang optimal, diperoleh ketika panjang taper (Ltap) sebesar = 6,75mm dengan kelengkungan transisi penyesuai impedansi lengan seri sebesar 0,75mm. Hasil pengukuran koefisien refleksi pada frekuensi 9,4GHz sebesar -25dB dan koefisien isolasi sebesar -27,2dB. Koefisien kopling pada kedua terminal keluaran sebesar -3,4dB dan -3,2dB, sehingga ketidakseimbangan daya pada frekuensi 9,4GHz sebesar 0,3dB dari -3dB yang diharapkan. Sedangkan beda fasa (β) antara kedua terminal yang terkopel sebesar 272° atau -88° yang berarti hanya terjadi kesalahan fasa sebesar 2°. Lebar pita (impedance bandwidth) dengan VSWR=1,5 diperoleh sebesar 1,7GHz atau sebesar 18,8% yang termasuk katagori pita lebar. Pengkopel hibrid 3dB non linier telah diimplementasi pada crossover yang berfungsi sebagai pengisolasi arus pada arah tertentu dengan melakukan kaskade pengkopel hibrid 3dB non linier. Berdasarkan hasil simulasi, menunjukkan bahwa dengan crossover non linier, diperoleh koefisien refleksi menurun 4dB dibandingkan dengan crossover yang linier (konvensional). Pada frekuensi 9,4GHz, koefisien refleksi yang diperoleh sebesar -21dB dengan koefisien isolasinya sebesar -22dB dan koefisien koplingnya sebesar 0,33dB dari 0dB yang diharapkan. Lebar pita crossover non linier hasil pengukuran untuk VSWR=1,5 besarnya 14% yang merupakan katagori pita lebar. Disamping itu, pengkopel hibrid 3dB non linier juga telah diimplementasikan pada Butler matriks 4x4 pita lebar yang menghasilkan 4 beda fasa (β), yaitu β = 45° bila terminal 1 dieksitasi, dan β = -135° bila terminal 2 dieksitasi, β =135° bila terminal 3 dieksitasi, β = -45° bila terminal 4 dieksitasi. Secara rata-rata deviasi fasa yang terjadi sebesar 7°. Selain itu bila terminal 1 atau 4 dieksitasi maka hasil pengukuran koefisien refleksi pada frekuensi kerja 9,4GHz sebesar -41dB, dan bila terminal 2 atau 3 dieksitasi, koefisien refleksinya sebesar -23dB dengan rata-rata koefisien transmisi atau koefisien insersi sebesar -8dB. Selanjutnya 2 arah berkas dapat diperoleh dengan mengintegrasikan pengkopel hibrid 3dB non linier pita lebar dan antena mikrostrip susun 2 elemen. Hasil pengukuran koefisien refleksi pada antena yang bekerja pada frekuensi 9,4GHz adalah sebesar -18dB. Koefisien refleksi tersebut dapat diturunkan dengan penggunaan transformer ¼ λ dan stub, sehingga berhasil mencapai -29dB. Lebar pita yang diperoleh pada VSWR 1,5 sebesar 1,2GHz atau sebesar 12%. Bila terminal 1 dieksitasi maka arah berkasnya mengarah pada sudut 20° dan bila terminal 2 dieksitasi maka arah berkas mengarah ke sudut 330°. Antena dengan 4 arah berkas pita lebar dapat diperoleh dengan mengintegrasikan rancangan Butler matriks 4x4 dan antena susun. Arah berkas dapat terbentuk karena perbedaan fasa yang terjadi antar terminal keluaran saat terminal masukan dieksitasi. Hasil pengukuran pada frekuensi 9,4GHz, terdapat 4 beda fasa (β) sehingga arah berkas yang terbentuk sebanyak 4 arah berkas (θ), yaitu arah berkas 20° akibat β = 45° ketika terminal 1 dieksitasi, arah berkas -310° akibat β = -135° ketika terminal 2 dieksitasi, arah berkas 50° akibat β = 135° ketika terminal 3 dieksitasi, arah berkas -20° akibat β = -45° ketika terminal 4 dieksitasi. Dari seluruh hasil penelitian yang telah dilakukan, berhasil diperoleh keterbaruan secara geometri pengkopel hibrid 3dB non linier yang menggunakan distribusi taper eksponensial pada lengan serinya, sehingga karakteristik impedansinya menjadi non linier dan memiliki karakteristik pita lebar. Pengkopel hibrid 3dB non linier pita lebar telah diimplementasikan pada crossover dan Butler matriks 4x4 untuk mendapatkan antena dengan 4 arah berkas yang berbeda dengan rata-rata deviasi penyimpangan () yan yang terjadi pada frekuensi 9,4GHz untuk keempat terminalnya adalah sebesar 5,3.

---

ABSTRACTCurrently in Indonesia 3D Radar has been developed to perform a Vertical Scanning for Coastal Guard. The Radar has 9.4GHz operating frequency with 1.5 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). For 3D Radar, it?s needed a multi-beams wideband antenna with impedance bandwidth ≥ 10dB for high speed data transmission when information collected from reflected signal. Butler matrix is one of many feeders that able to generate multi beams where a 3dB hybrid coupler is the main component. The 3dB hybrid coupler has limited impedance bandwidth ≤ 10% with 1.5 VSWR. In this research, study and development of a wideband 3dB hybrid coupler at 9.4GHz operating frequency using exponential tapered transmission line on its series arms, hence its impedance characteristics become nonlinear. Exponential taper has been selected due to shorter taper length compare with Triangular taper and Klopfenstein taper, for the lowest reflection coefficient. This 3dB wide bandwidth hybrid coupler was newly introduced and presented in this research. The optimal characteristics of 3dB hybrid coupler can be achieved when taper length (Ltap) at 6.75mm with transition curve at series arms matching impedance at 0.75 mm. Reflection coefficient measured at -25dB for 9.4GHz and isolation coefficient at -27.2dB. Coupling coefficient at both ports is -3.4dB and -3.2dB. Hence, power unbalance at 9.4GHz is 0.3dB from desired -3dB. Phase difference (β) between two coupled-ports is 272° or -88°. That means the phase error is only 2°. Impedance bandwidth achieved 1.7GHz at 1.5 VSWR, or 18.8%, in which considered as wide bandwidth. A nonlinear 3dB hybrid coupler has been implemented on crossover as current isolator at certain flow by cascading nonlinear 3dB hybrid couplers. Simulation shows that, with nonlinear crossover, reflection coefficient can be decreased by 4dB compared with linear (conventional) crossover. -21dB reflection coefficient can be achieved at 9.4GHz with -22dB isolation coefficient and 0.33dB coupling coefficient (compared with 0dB desired). Measurement shows the bandwidth of nonlinear crossover is 14% with 1.5 VSWR, which is considered as wide bandwidth. Furthermore, nonlinear 3dB hybrid coupler also successfully implemented on wide bandwidth Butler Matrix and produce 4 phase differences, β = 45° if port 1 excited, β = -135° if port 2 excited, β =135° if port 3 excited, and β = -45° if port 4 excited. In average, phase deviation around 7° from desired phase difference. If port 1 or port 4 excited, -41 dB reflection coefficient can be achieved. If port 2 or port 3 be excited, -23dB can be achieved with -8dB transmission coefficient or insertion coefficient, in average. Antenna with 2 beams can be obtained if nonlinear wide-bandwidth 3dB hybrid coupler is integrated with 2 elements array antenna. From measurement, -18dB reflection coefficient obtained at 9.4GHz. Reflection coefficient can be improved by utilizing ¼ λ transformer and stub and up to -29dB can be obtained. 1.2GHz (12%) bandwidth can be obtained. Radiation pattern demonstrates 2 beams at different direction as a function of port excitation. If port 1 excited, beam directed to 20° and if port 2 excited, beam directed to 330°. Antenna with 4 beams can be designed by integrating 4x4 Butler Matrix and array antenna. Beams can be constructed due to phase difference between output ports when input port excited. From measurement at 9.4GHz, there were 4 phase differences (β) hence 4 beams (θ) can be constructed. 20° beam resulted from the phase difference (β) = 45° when port 1 excited. -310° beam resulted from the phase difference (β) = -135° when port 2 excited. 50° beam resulted from the phase difference (β) = 135° when port 3 excited. -20° resulted from the phase difference (β) = -45° when port 4 excited. The nonlinear 3dB hybrid coupler has been successfully developed using exponential taper distribution at its series arms hence alter its impedance characteristic become nonlinear and wide bandwidth. Non-linear 3dB hybrid coupler has been successfully implemented on crossover and 4x4 Butler Matrix to produce 4 difference antenna beams with 5.3 deviations at all four ports at 9.4GHz."