Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"A design of novel optical power divider with tapered coupled wave-guide structure is proposed. The structure of optical power divider is directional coupler, which consists of parallel tapered wave-guide. The device was designed and its feature was simulated by the beam propagation method (BPM). Unique power coupling characteristics are demonstrated. A special case of a 1 x 3 Optical Power Divider has been designed. Simulation of the output power distribution at a wavelength of 1.31 μm shows the discretionary splitting ratio 0.32: 0.33: 0.35 for interaction length longer than 3 mm."

"ABSTRAKKemajuan teknologi telah mendorong pengembangan material dasar semikonduktor. Beberapa dekade terakhir material Galium Nitrida telah menarik para peneliti untuk dikembangkan karena memiliki beberapa kelebihan, antara lain stabil terhadap suhu yang tinggi, memiliki tingkat penumbuhan epitaksi yang tinggi, konsumsi daya yang rendah dan memiliki celah pita langsung yang tinggi. Hingga saat ini, penelitian terkait pemanfaatan material GaN sebagai divais fotonik aktif telah banyak dilakukan, seperti LED, dioda laser dan detektor. Namun riset material GaN pada divais fotonik pasif, yakni divais berbasis pandu gelombang hingga kini masih sangat minim ditekuni oleh para peneliti. Termotivasi oleh hal tersebut, pada skripsi ini dilakukan desain 1 x 2 optical power divider baik dengan memanfaatkan pandu gelombang linier paralel maupun kombinasi pandu gelombang linier paralel dengan struktur S-bend. Terdapat dua konfigurasi pandu gelombang linier paralel yang didesain, yaitu dua pandu gelombang (directional coupler) dan tiga pandu gelombang (three-guide coupler); keduanya memanfaatkan fenomena coupled mode. Optimasi desain dilakukan dengan metode Finite Difference Beam Propagation Method (FD-BPM). Parameter yang dioptimasi adalah lebar dan tebal pandu gelombang, coupling gap, coupling length dan lebar struktur S-bend. Desain ini dioptimasi untuk beroperasi pada panjang gelombang telekomunikasi, yaitu 1,55 μm.Dari hasil optimasi ditunjukkan bahwa lebar dan tebal terbaik untuk memperoleh propagasi single mode masing-masing adalah sebesar 5 μm. Selanjutnya berdasarkan hasil optimasi lebar dan tebal pandu gelombang, ditentukan desain 1 x 2 optical power divider dengan konfigurasi dua dan tiga pandu gelombang linier paralel. Untuk konfigurasi dengan dua pandu gelombang linier paralel didapatkan hasil terbaik dengan coupling gap 7 μm dan coupling length 700 μm; sedangkan dengan konfigurasi tiga pandu gelombang linier paralel didapatkan hasil terbaik dengan coupling gap 7 μm dan coupling length 1000 μm.Dari hasil optimasi 1 x 2 optical power divider berbasis pandu gelombang linier, dilakukan optimasi desain berbasis kombinasi pandu gelombang linier paralel dan struktur S-bend. Dari hasil optimasi dan perbandingan diperoleh bahwa desain 1 x 2 optical power divider berbasis kombinasi pandu gelombang linier dan S-bend yang terbaik adalah dengan konfigurasi tiga pandu gelombang linier paralel dengan coupling gap 7 μm, coupling length 1000 μm; ukuran lebar dan tebal S-bend berturut-turut sebesar 5 μm dan lebar 6 μm. 1 x 2 optical power divider hasil desain ini mampu beroperasi menghasilkan daya keluaran relatif sebesar 93,192 % dengan coupling ratio mendekati ideal 50:50, excess loss 0,3062 dB dan power imbalance mendekati 0 dB.

---

ABSTRACT

Technological advancements have encouraged the development of semiconductor materials. In the past few decades, Gallium Nitride material has attracted many researchers due to its advantages, such as high-temperature stability, high epitaxial growth rates, low power consumption, and high direct bandgap.

Until now, studies related to the use of GaN material as active photonic devices have been carried out, such as LEDs, laser diodes and detectors. However, research on GaN material on passive photonic devices, namely waveguide-based devices, has been very little.

This condition motivated us to design 1 x 2 optical power divider using both parallel linear waveguides and parallel linear waveguide combinations with the S-bend structure. Two parallel linear waveguide configurations were designed, namely two waveguides (directional coupler) and three waveguides (three-guide coupler); both of them make use of the coupled mode phenomena. Design optimization was conducted using the Finite Difference Beam Propagation Method (FD-BPM) method. The waveguide parameters optimized were width and thickness, coupling gap, coupling length and width of the S-bend structure. This design was optimized to operate at telecommunications wavelengths, 1.55 μm.

The results showed that the best width and thickness for each single-mode propagation were 5 μm. Furthermore, based on the results of the optimization of the width and thickness of the waveguide, the design of 1 x 2 optical power divider was optimized with two and three parallel linear waveguide configurations. For a configuration with two linear waveguides, the best results were achieved with coupling gap 7 μm and coupling length 700 μm; whereas with the configuration of three parallel linear waveguides, the best results obtained with a coupling gap 7 μm and coupling length 1000 μm.

Next based on the optimization 1 x 2 optical power divider using linear waveguides, design optimization was conducted for a combination of parallel linear waveguides and S-bend structures. The results showed that the best design of 1 x 2 optical power divider was achieved by using three parallel linear waveguides and S-bend structures with coupling gap 7 μm, coupling length 1000 μm; the width and thickness of S-bend were 5 μm and 6 µm wide respectively. The proposed design gave the relative output power of 93.192% with an almost ideal coupling ratio 50:50; excess loss of 0.3062 dB and power imbalance close to 0 dB.

"

"Banyaknya keunggulan yang dimiliki oleh antena mikrostrip membuat jenis antena ini semakin populer dan banyak digunakan untuk berbagai aplikasi. Antena mikrostrip memiliki bentuk yang praktis, ringan, dan kemudahan dalam perancangan. Namun antena mikrostrip masih memiliki beberapa kekurangan, satu diantaranya adalah bandwidth yang sempit. Karena itu dibutuhkan suatu desain khusus untuk meningkatkan bandwidth. Salah satu desain yang dapat meningkatkan bandwidth adalah teknik antena slot. Pada skripsi ini, antena slot akan didesain dengan menggunakan konsep tapered linier sehingga sering disebut dengan Linearly Tapered Slot Antenna (LTSA). Sedangkan untuk pencatuannya digunakan teknik pencatuan Coplanar Waveguide yang lebih mudah dalam matching impedansi. Antena LTSA ini memiliki bandwidth yang cukup lebar sehingga dapat digunakan untuk aplikasi Ultra Wideband. Proses simulasi antena dengan menggunakan software Microwave Office 5.5.3 menunjukkan bandwidth impedansi antena LTSA hasil rancangan mencapai 58,43% diukur dari VSWR ? 2. Dengan demikian antena LTSA hasil perancangan ini memiliki karakteristik antena Ultra Wideband. Hasil pengukuran antena LTSA memperoleh bandwidth sebesar 55,78% dengan frekuensi kerja antena pada 3,159 GHz - 5,603 GHz. Pola radiasi yang dihasilkan berbentuk bidirectional dan gain rata-rata yang diperoleh sebesar 3,147 dB. Hasil dari pengukuran ini menunjukkan antena LTSA dapat meningkatkan bandwidth antena, sehingga antena LTSA ini dapat digunakan untuk aplikasi ultra wideband."

"Pembagi daya optik berperan penting dalam pemrosesan daya optik. Di sisi lain, galium nitrida (GaN) adalah semikonduktor yang menjanjikan untuk divais elektronik dan fotonik yang beroperasi pada panjang gelombang untuk komunikasi optik. Pada penelitian ini dilakukan desain baru pembagi daya optik 1 × 4 menggunakan material GaN. Desain dikhususkan untuk panjang gelombang telekomunikasi optik 1,55 μm. Desain yang dilakukan terdiri dari kombinasi dari tiga pencabang Y dan pandu gelombang persegi. Struktur pencabang Y di sisi masukan digunakan untuk membagi daya optik menjadi dua, sedangkan dua struktur lainnya untuk menghasilkan keluaran yang terbagi menjadi empat. Pandu gelombang persegi terkopel berfungsi untuk memperlebar jarak antara keluaran pencabang Y pertama. Optimasi desain dilakukan menggunakan beam propagation method (BPM). Optimasi dilakukan dengan memvariasikan lebar dan tebal pandu gelombang, sudut pemisah, panjang pandu gelombang persegi terkopel, dan jarak antara pandu gelombang persegi terkopel (coupling gap). Hasil eksperimen numerik menunjukkan bahwa ukuran pandu gelombang persegi optimal untuk mendukung propagasi moda tunggal adalah: lebar 4 μm dan tebal 4 μm. Ditunjukkan pula bahwa sudut pemisah optimal pencabang Y adalah sebesar 1,9 ̊. Untuk bagian pandu gelombang persegi terkopel, panjang optimal untuk ketiga pandu gelombang persegi berturut-turut adalah 400 μm, 530 μm, dan 1870 μm, dengan coupling gap 1 μm. Berdasarkan hasil optimasi, desain yang dilakukan menghasilkan excess loss sebesar 0,096 dB dan imbalance sebesar 0,06 dB. Ditunjukkan pula bahwa pada rentang C-band (1,53 μm hingga 1,565 μm), nilai terendah excess loss dan imbalance berturut- turut sebesar 0,09 dB dan 0,02 dB, serta nilai tertinggi berturut-turut sebesar 0,11 dB dan 0,07 dB.

---

Gallium nitride (GaN) semiconductor is a promising candidate for electronic and photonic devices operating at a wavelength for optical communications. Optical power divider as one of the passive components in optical communications is widely used. In this research, a novel 1 × 4 optical power divider using GaN semiconductor on sapphire was designed. The design was focused on optical telecommunication applications at the wavelength of 1.55 μm. The proposed design consists of a combination of three sets of Y-branch structures and rectangular waveguides coupling. The Y-branch structure at the input side was used to split the optical power into two beams while the other two Y-branch structures at the output side split it into four output beams. Rectangular waveguides coupling was designed to widen the splitting angle of the Y-branch structure at the input side. The design optimization was conducted by using the beam propagation method (BPM). The waveguide width and thickness, splitting angle of the Y-branch structure, the length of the rectangular waveguide for coupling, and coupling gap was optimized. The results of the numerical experiments showed that the waveguide was optimum to support single-mode propagation for width and thickness of 4 μm and 4 μm, respectively. It is also shown that the splitting angle for the Y-branches structure was optimum at 1.9 ̊. For the coupling section, the optimal length of the three rectangular waveguides were 400 μm, 530 μm, and 1870 μm, respectively, with a coupling gap of 1 μm. Based on the optimization results, the proposed design divided the optical power into four output beams with an excess loss of 0.096 dB and an imbalance of 0.06 dB. The performance of the design was also investigated through the C-band range (1.53 until 1.565 μm) which gave the proposed design the lowest excess loss and imbalance of 0.09 dB and 0.02 dB, respectively with the highest excess loss and imbalance of 0.11 dB and 0.07 dB."

"Penggunaan sensor fotonik merupakan topik yang saat ini sedang hangat di bidang riset fotonika karena memiliki kemampuan untuk dapat mendeteksi objek secara akurat dan non-invasif terhadap objek yang akan diamati. Sensor optik dengan struktur pandu gelombang kurvatur merupakan devais optik yang menarik dan dapat dimanfaatkan pada berbagai aplikasi, terlebih jika digunakan pada sensor optik yang berukuran mikro. Sensor optik yang berukuran mikro masih perlu dikaji terkait struktur, metode dan aplikasinya oleh peneliti optik terutama untuk aplikasinya di bidang biosensor. Pada biosensor dengan struktur kurvatur terdapat suatu kondisi kritis yang dapat meningkatkan sensitivitas dan resolusi deteksi. Bentuk kurvatur ini memungkinkan terjadinya kebocoran intensitas cahaya dari pandu gelombang optik terpandu. Adanya kondisi kebocoran intensitas cahaya pada pandu gelombang dapat meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan parameter di sekitarnya. Kondisi kebocoran ini dipengaruhi beberapa parameter yang meliputi indek refraksi dari struktur core dan cladding pandu gelombang optik serta bentuk kurvatur pandu gelombang optik itu sendiri yang meliputi radius kurvatur, sudut kelengkungan kurvatur, dan lebar pandu gelombang yang digunakan. Selanjutnya kondisi ini perlu dianalisis untuk dapat memenuhi persyaratan pada proses pemanduan gelombang optik di dalam sensor pada saat terpandu normal dan saat terjadi kebocoran kritis. Dalam tesis ini, analisis dalam mengkaji parameter tersebut dilakukan dengan  menggunakan pandu gelombang optik dengan material silica dioxide dan panjang gelombang 1550 nm. Keluaran dari penelitian ini adalah kombinasi penurunan persamaan matematis dengan memperhatikan total internal reflection dan self-consistency condition pada pandu gelombang optik dielektrik dengan menganilisis dari sisi struktur kurvaturnya sehingga akan menghasilkan formula untuk sensor yang dapat dimanfaatkan sebagai biosensor optik.

---

Optical sensors are currently of major interest because they are able to detect biomaterial accurately without affecting the object being observed. It has more advantages such as it allows the detector design to be made in a small compact form, can be monitored remotely, and was able to be processed in real-time makes it an excellent platform to be used as an element sensing tool in future biomedical equipment. This optical biosensors are usually be used to detect biomaterials that have a refractive index and have a certain absorption value. The advantage of the sensor in the form of a curved geometry provides additional critical parameters that will increase detection sensitivity and resolution. Apart from the refractive indices of optical waveguide core and cladding structure, another parameter that determines the design of a critical sensitive optical sensor is the curvature value of the optical waveguide sensor. In this research, the parameter requirements during normal guidance and critical leaking were analyzed. A laser wavelength of 1550 nm and optical waveguide material based on silica dioxide were used. The output of this research is a combination of mathematical derivation based on total internal reflection and self-consistency conditions of two-dimensional dielectric optical waveguide with waveguide curvature analysis, which results in the complete requirement formula for Curved Geometry Optical Waveguide for biosensors. This technique can be used to optimize optical waveguide sensor based on curve structure design to achieve a better refractive index sensitivity."

"Antena sebagai salah satu komponen penting dalam dunia telekomunikasi telah berkembang dengan pesat sesuai dengan banyak aplikasi-aplikasi di dunia telekomunikasi. Antena mikrostrip adalah jenis antena yang mempunyai banyak keunggulan, sehingga banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Antena mikrostrip memilild bentuk yang praktis, ringan, dan kemudahan dalam perancangan. Dalam beberapa aplikasi dibutuhkan antena dengan bandwidth yang sangat lebar atau disebut dengan antena Ultrawideband (UWB) seperti pada aplikasi Ground Penetrating Radar. Tipikal dari antena mikrostrip masih memiliki bandwidth yang sempit, sehingga dibutuhkan suatu desain khusus yang dapat memperiebar bandwidth. Salah satu desain yang dapat meningkatkan bandwidth adalah teknik antena slot. Pada skripsi ini, teknik slot yang digunakan adalah teknik V-shaped Linear Tapered Slot Antenna (V-LTSA). Sedangkan untuk pencatuannya digunakan teknik pencatuan Coplanar Waveguide yang lebih mudah dalam matching impedansi. Antena V-LTSA ini memiliki bandwidth yang lebar sehingga cocok dalam aplikasi antena UWB. Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan sebelumnya, dilakukan fabrikasi V-LTSA. Pada saat pengukuran antena tersebut dapat menghasilkan bandwidth sebesar lebih dari 4 GHz dan mempunyai gain maksimum 5,36 dB pada frekuensi 5,6 GHz, sehingga antena V-LTSA yang difabrikasi telah memenuhi karakteristik sebagai antena UWB."

"Antena mikrostrip merupakan salah satu topik antena gelombang mikro yang masih mendapat perhatian luas pada beberapa tahun belakangan ini, karena bentuk yang sederhana, efisien, ekonomis dan mudah untuk mengintegrasikan dengan microwave integrated circuits (MICs) meskipun antena mikrostrip tersebut memiliki beberapa kekurangan diantaranya adalah lebar pita (bandwidth) yang sempit dan keterbatasan penguatan (gain). Salah satu teknik untuk meningkatkan kemampuan antena mikrostrip tersebut, diantaranya adalah dengan mengintegrasikan rangkaian aktif pada antena mikrostrip yang menjadikan satu kesatuan sistem tersendiri yang disebut active integrated antennas (AIA). Penempatan rangkaian aktif berupa Low Noise Amplifier (LNA) pada antena penerima microwave memberikan beberapa kelebihan yaitu meningkatkan gain dan bandwidth antena serta memperbaiki noise. Pada tesis ini dibahas mengenai perancangan, pembuatan dan pengukuran antena aktif rnikrostrip receiver LNA, yaitu integrasi rangkaian aktif LNA gelombang mikro dengan antena mikrostrip. Rangkaian aktif LNA yang digunakan adalah AT-41435 yang diletakkan pada substrat R03003 (Er = 3,00; h = 0,75 mm) yang sama dengan saluran pencatu Coplanar Waveguide (CPW) dengan menggunakan teknik pencatuan Electromagnetic Coup/ed. Pengukuran yang dilakukan setelah perancangan dan pembuatan antena aktif receiver LNA 4 GHz, menghasilkan VSWR sebesar 1,31 dan return loss -17,10 dB. Gain 16,48 dB memberikan peningkatan 135,09% dan bandwidth 388,92 MHz memberikan peningkatan 90,36% terhadap antena pasif Noise figure yang dihasilkan adalah 3,94 dB atau mengalami pergeseran sebesar 0,15 dB (3,66%) dari hasil perhitungan.

---

Microstrip antenna is one of developing topic in the antenna field in the last years, because it have low profile, light in weight and well suited to integration with Microwave Integrated Circuits (MICs) although it have some limitation especially in bandwidth frequency and gain antenna. One of technique for increase its performance is implementation of active devices on the same substrate with microstrip antenna are treated as a single entity, its call Active Integrated Antennas (A1A). The implementation of active devices Low Noise Amplifier (LNA) on receiver microwave antenna showed several advantages, e.g., increasing bandwidth frequency, increasing gain antenna and improving the noise factor.

This paper presents the design, building up and measurement of active microstrip antenna receiver LNA, which is the integration microstrip antenna with microwave active device LNA AT-41435 an placed RO3003 substrate (sr = 3,00; h = 0,75 mm) same as with Coplanar Waveguide (CPW) substrate and will be electromagnetic coupled to the antenna. After several optimization active microstrip antenna receivers LNA was building at frequency 4 GHz. The measurement results of an active microstrip antenna show VSWR 1,31 with return loss -17,10 dB, bandwidth frequency 388,92 MHz or increase 90,36%, and gain 16,48 dB or increase 135,09% of the passive microstrip and noise figure 3,94 dB or difference 0,15 dB or 3,66% of the calculation result."

"ABSTRAKAntena radar VTS harus memiliki spesifikasi tertentu seperti gain yang tinggi, beamwidth yang sempit, dan side lobe level yang rendah. Salah satu jenis antena yang dapat digunakan untuk aplikasi radar VTS adalah antena mikrostrip. Untuk memenuhi spesifikasi VTS, antena mikrostrip harus dirancang dengan teknik array agar nilai gain naik dan beamwidth menyempit. Untuk menurunkan nilai side lobe level, diperlukan distribusi amplitudo yang berbeda-beda untuk setiap bagian antena array. Pembagian distribusi amplitudo dilakukan menggunakan teknik Distribusi amplitudo triangular. Implementasi dari distribusi amplitudo tersebut adalah perancangan unequal power divider dengan cara membagi suatu saluran stripline menjadi dua jalur dengan lebar yang berbeda. Unequal power divider ini dirancang untuk mencatu antena array 6x32 elemen chebyshev yang berasal dari susunan horizontal antena array 1x6 elemen pada frekuensi 9,4 GHz. Hasil simulasi antena array 6x32 elemen menunjukkan return loss < -15 dB, gain > 20 dB, beamwidth vertikal < 20o, beamwidth horizontal < 4o, side lobe level < -26 dB baik pada arah horizontal maupun vertikal. Hasil pengukuran menunjukkan power divider dan antena sudah bekerja pada frekuensi 9,4 Ghz dengan bandwidth, gain, beamwidth dan side lobe level bernilai masing-masing 170 MHz, 14,4 dB, 3,7o dan -14 dB.

---

ABSTRAKThe VTS radar antenna should have particular specifications such as high level of gain, narrow beamwidth and low level of side lobe. One of the antenna which could be used for the application of VTS radar is microstrip antenna. To fulfill the specifications needed for VTS, the microstrip antenna must be designed with an array method in order to increase the value of the gain and narrower the beamwidth. To lower the level of side lobe, different distribution of amplitude is used for each section of array antenna. The amplitude distribution is done by using triangular amplitude distribution technique. Implementation of the amplitude distribution is an unequal power divider which designed by dividing a stripline channel into two lines with different widths. The power divider is used to feed 6x32 element array which was arranged horizontally from 1x6 element in the frequency of 9.4 GHz. Simulation result for the array 6x32 antenna showed the value of return loss was < -15 dB, gain > 20 dB, vertical beamwidth < 20o, horizontal beamwidth < 4o and side lobe level < -26 dB in vertical and horizontal direction. The calculation result show that the power divider and the antenna work at 9.4 GHz frequency with bandwidth, gain, beamwidth and side lobe level were 170 MHz, 14.4 dB, 3.7o and -14 dB respectively"

"Antena aktif yang merupakan integrasi antara antena gelombang mikro dengan perangkat aktif seperti amplifier telah mendapat perhatian yang luas pada beberapa tahun belakangan ini. Pada umumnya, penempatan elemen aktif yaitu transistor microwave dalam rangkaian terintegrasi microwave (Microwave Integrated Circuit, MIC) dibuat pada saluran transmisi microstrip. Pada tesis ini dibahas mengenai rancangan microwave power amplifier sebagai elemen aktif dari antena yang dibuat dengan memakai rangkaian penyesuai saluran transmisi coplanar waveguide. Keuntungan utama yang diharapkan dapat diperoleh dengan pemakaian coplanar waveguide antara lain; interkoneksi komponen pada rangkaian lebih mudah karena hanya bagian permukaan dari struktumya yang diperlukan, memberikan kemudahan dalam memperluas rangkaian pada bidang atas substrat sehingga sangat sesuai digunakan pada rangkaian terintegrasi microwave.Transistor microwave yang dipakai pada rancangan amplifier ini adalah GaAs MeSFET tipe NE 76084 yang memiliki potensi tidak stabil (potentially unstable) pada frekuensi 5 GHz, dan kondisi ini umumnya dihindari dalam rancangan microwave amplifier. Sekalipun transistor tersebut berpotensi tidak stabil, pada tesis ini diperlihatkan realisasi rancangan microwave amplifier dengan membuatnya menjadi stabil melalui pemilihan koefisien refleksi beban yang sesuai.Perancangan dilakukan dengan bantuan perangkat lunak CAD untuk amplifier, AutoCAD dan perangkat keras mesin cetak quick circuit. Pengukuran terhadap beberapa parameter seperti power gain, bandwith, return loss dan VSWR dilakukan pada rancangan akhir amplifier dengan frekuensi operasi 5 GHz.

---

Active antennas which are integration between microwave antenna and an active device such as amplifier have found wide interest in the past few years. Mostly, the placement of active element (i.e. microwave transistor) in microwave integrated circuit (MIC) made on microstrip transmission line. This paper describes the design of microwave power amplifier as an active part of active antenna implemented on coplanar waveguide. With the design proposed here, the main advantage which may be expected from the proposed coplanar waveguide compared to microstrip line is based on the fact, that network interconnection is easily obtained. It structure's necessary only on the surface side of the substrate, allowing planar circuits on the top side to be extended and thus making it compatible with microwave integrated-circuit.

The amplifier investigated in this paper utilized GaAs MeSFET (NE 76084) which is potentially unstable can be realized by the proper selection of the load reflection coefficient. This condition must, therefore, be avoided for the design of microwave amplifier.

The amplifier was designed using several tools such as CAD for amplifier and Auto CAD software, and Quick-circuit machine. Measured result of power gain, VSWR and bandwidth of the amplifier operating in 5 GHz are given."