Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Antena mikrostrip dewasa ini semakin banyak digunakan untuk perangkat komunikasi nirkabel, hal ini disebabkan banyaknya kelebihan antena ini seperti bentuknya yang kompak, kecil, dan dapat dengan mudah diintegrasikan dengan Microwave Integrated Circuits. Namun salah satu kelemahan dari antena mikrostrip adalah berkurangnya efisiensi radiasi akibat munculnya gelombang permukaan (surface wave) ketika substrat yang digunakan memiliki konstanta dielektrik lebih besar dari satu. Surface wave akan menyebabkan meningkatnya end-fire radiation dan efek mutual coupling antara elemen pada antena susun. Untuk mengatasi masalah gelombang permukaan ini dapat digunakan metode Defected Ground Structure (DGS). Dalam penelitian ini telah dilakukan studi tentang pengembangan antena mikrostrip dengan teknik berupa Defected Ground Structure yang diharapkan mampu meningkatkan kinerja antena berupa peningkatan gain, penekanan efek mutual coupling pada antena susun dan perbaikan nilai return loss maupun VSWR. Penelitian ini menggunakan simulator Microsoft Office AWR dan pengukuran dilakukan di laboratorium anti gema di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Pada antena single band array konvensional telah diteliti empat macam bentuk DGS berupa segitiga sama kaki, hexagonal, trapesium dan dumbbell. Hasil simulasi dan pengukuran menunjukkan antena dengan DGS mampu memperbaiki kinerja antena konvensionalnya berupa perbaikan nilai return loss dan VSWR sehingga lebih mendekati kondisi matching dan penekanan efek mutual coupling pada antena susunnya.Hasil pengukuran menunjukkan mutual coupling terjadi pada antena konvensional dengan nilai S12 sebesar -35,18 dB. Pada antena DGS bentuk hexagonal, trapesium dan dumbbell, nilai pengukuran S12 diperoleh sebesar -38,59 dB, 43,095 dB dan -54,314 dB sehingga terjadi penekanan mutual coupling sebesar 3,44 dB (9,77%), 7,915 dB (22,49%) dan 19,134 dB (35,22%). Penekanan ini sangat signifikan bagi perbaikan kinerja antena. Pengukuran nilai return loss (RL) menghasilkan perbaikan dari RL antena konvensionalnya sebesar -30,188 dB menjadi -45,48 dB atau perbaikan sebesar 50,65% untuk antena DGS bentuk segitiga sama kaki. Pada antena dengan DGS bentuk hexagonal diperoleh nilai RL -40,899 dB dengan perbaikan 35,48%. Pada DGS bentuk trapesium diperoleh nilai RL ? 40,24 dB dengan perbaikan 33,29 % dan DGS bentuk dumbbell mempunyai nilai RL -40,081 dB dengan perbaikan sebesar 32,77%. Hasil pengukuran ini menunjukkan antena dengan DGS dalam kondisi yang lebih matching dibandingkan dengan antena tanpa DGS dan ini juga berarti efisiensi antena dapat ditingkatkan. Di samping itu, hasil pengukuran juga menunjukkan peningkatan gain antara 0,2 hingga 1,3 dB setelah penerapan DGS. Peningkatan gain pada frekuensi kerja 2,66 GHz untuk semua antena DGS sekitar 0,5 dB hingga 1 dB. Peningkatan gain paling tinggi diperoleh pada antena DGS bentuk dumbbell pada frekuensi 2,67 GHz yaitu sebesar 1,3 dB. Dari hasil penelitian yang diperoleh dari penerapan DGS pada antena single band array, hasil simulasi dan pengukuran menunjukkan bahwa DGS bentuk dumbbell menghasilkan peningkatan kinerja terbaik dibandingkan dengan DGS bentuk lain yang sudah diteliti. Bentuk DGS dumbbell ini dipilih untuk diterapkan pada antena multiband array konvensional dan juga dimodelkan dengan metode rangkaian ekivalen sehingga diperoleh hasil desain secara teoritis. Antena multiband array konvensional yang telah di desain merupakan antena dengan bentuk kompak namun mampu menghasilkan multifrekuensi. Pada hasil simulasi, tidak semua band menunjukkan perbaikan karakteristik kinerja antena. Adapun hasil pengukuran menunjukkan bahwa antena dengan DGS mampu memperbaiki karakteristik kinerja antena konvensional pada semua band frekuensinya. Hasil pengukuran menunjukkan peningkatkan gain antena 0,5 hingga 3 dB dan juga mampu menekan efek mutual coupling pada ketiga frekuensi kerja yang telah di rancang dari 2 hingga 5 dB. Pengukuran RL juga menunjukkan perbaikan nilai RL sebesar 21,46% pada frekuensi 2,386 GHz, 47,78% pada frekuensi 3,35 GHz dan 78,6% pada frekuensi 5,825 GHz.

---

Microstrip antenna (MSA) are used in many wireless communication equipment due to it?s many advantages such as: compact shape, low profile and easy to be integrated to Microwave Integrated Circuits. However, one common disadvantage of MSA is the reduction of radiation efficiency due to surface wave which occurs when the dielectric constant is greater than 1. Surface wave will increase end-fire radiation and mutual coupling effect between array elements. To overcome this problem, the method Defected Ground Structure (DGS) is used.

This research has conducted a study about the development of MSA using DGS to improve the antenna characteristics such as gain, return loss, VSWR and the suppression of mutual coupling effect from array antenna. The simulator used is Microsoft Office AWR and measurements are conducted in the laboratory anechoic chamber in Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Indonesia. Four types of DGS shapes have been studied on the conventional single band array. They are triangle, hexagonal, trapezium and dumbbell shapes.

Simulation and measurement result shows that the antenna with DGS can improve the antenna characteristics of the conventional MSA. Measurement results show that the mutual coupling occurred from the conventional MSA is S12 = -35.18 dB. For DGS with hexagonal, trapezium and dumbbell shape, the measured S12 are -38.59 dB, 43.095 dB and -54.314 dB, respectively.

Therefore there is a mutual coupling reduction of 3.44 dB (9.77%), 7.915 dB (22.49%) and 19.134 dB (35.22%), respectively. This reduction is significant for the antenna improvement.Measured return loss shows that the conventional MSA has RL of -30,188 dB and the triangle shape DGS antenna of -45.48 dB or an improvement of 50.65%. For the hexagonal, trapezium and dumbbell shape DGS, the return losses are -40.899 dB, ? 40.24 dB and -40.081 dB with improvement of 35.48%, 33.29 % and 32.77%, respectively.

These measurement results demonstrated that the DGS antennas are more in a matching condition compared to the conventional DGS. This also means an increase of antenna efficiency. Moreover, measurement results show that the antenna gain is improved from 0.2 to 1.3 dB after using DGS. The gain improvement at resonant frequency 2.66 GHz for all DGS antennas are around 0.5 dB to 1 dB. The highest gain improvement is achieved from the dumbbell shape DGS of 1.3 dB.

From research studies of various shapes of DGS conducted on single band array MSA, both simulation and measurement results show that the dumbbell shape DGS has the best improvement, therefore this dumbbell shape is chosen to be implemented for the conventional multiband array MSA and also to be modeled using circuit equivalent. The conventional multiband array MSA is designed to have a compact shape with three resonant frequencies. Simulation results show at band 3.3 GHz and 5.8 GHz that there is an improvement of the antenna characteristics, however only at frequency 2.3 GHz shows that there is no improvement.

Measurement results of dumbbell shape DGS shows improvement for all bands of the antenna characteristics compared to its conventional MSA. The DGS antenna can increase the antenna gain from 0.5 to 3 dB and also able to reduce the mutual coupling effect from all three resonant frequencies from 2 to 5 dB. RL measurement shows that there is an improvement to 21.46% at frequency 2.386 GHz, 47.78% at frequency 3.35 GHz and 78.6% at frequency 5.825 GHz."

"Beberapa penelitian pada antena mikrostrip slot lebar dan slot sempit telah dirancang untuk memperlebar bandwidth. Perancangan antena mikrostrip slot dengan menggunakan elemen peradiasi tunggal telah diperoleh dengan lebar bandwidth yang bervariasi dari 0,7 GHz sampai 8,8 GHz. Dalam kasus perancangan antena mikrostrip array terdapat beberapa penelitian yang menghasilkan karakteristik wideband. Perancangan antena array dengan menggunakan 64 elemen folded flat dipole menghasilkan bandwidth sebesar 8 GHz pada rentang frekuensi 8 ? 16 GHz. Perancangan antena array yang menggunakan model log periodic short-circuited patch memiliki bandwidth 6,1 GHz pada rentang frekuensi 0,9 ? 6 GHz. Sejauh yang penulis ketahui, belum terdapat penelitian pada antena mikrostrip slot untuk slot tunggal dan konfigurasi array yang dicatu secara gandeng elektromagnetik dengan menggunakan jaringan impedansi multi tuning stub untuk memperlebar bandwidth.Penelitian ini mengacu pada perancangan sebelumnya yang menggunakan slot lebar untuk meningkatkan lebar bandwidth antena. Peningkatan lebar bandwidth dihasilkan dengan menggunakan model saluran pencatu mikrostrip berbentuk seperti garpu. Model pencatuan tersebut telah terbukti dapat meningkatkan bandwidth sebesar 1,4 GHz pada jarak frekuensi dari 1,6 GHz sampai 3 GHz. Pada penelitian ini dilakukan perancangan antena mikrostrip slot lebar menggunakan model saluran pencatu mikrostrip berbentuk seperti garpu yang ditambahkan batang penyesuaian pada saluran masukan. Setelah diperoleh hasil yang sesuai antara simulasi dan pengukuran pada antena mikrostrip slot tunggal, kemudian dikembangkan perancangan antena mikrostrip dengan dua slot menggunakan simulasi menggunakan setting yang sama dalam piranti lunak seperti pada perancangan slot tunggal. Selanjutnya dikembangkan juga untukperancangan antena mikrostrip slot array dengan empat slot dan delapan slot. Pada kasus delapan slot menggunakan tiga model konfigurasi saluran pencatu. Model pertama yaitu menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan satu cabang pembagi untuk dua, empat dan delapan slot. Model kedua yaitu menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan dua cabang pembagi untuk delapan slot. Model ketiga adalah menggunakan jaringan saluran catu paralel secara planar untuk delapan slot. Sehingga dari macam-macam model konfigurasi array pada antena mikrostrip slot dapat diketahui konfigurasi yang paling baik performansinya dilihat dari segi pelebaran bandwidth.Dari hasil penelitian ini diperoleh bandwidth yang lebar pada perancangan antena mikrostrip slot tunggal sebesar 3,8 GHz. Untuk antena mikrostrip dua slot array hanya menghasilkan 5,85 GHz dengan menggunakan konfigurasi jaringan model pertama. Pengembangan selanjutnya dilakukan perancangan pada antena mikrostrip empat slot array menghasilkan bandwidth sebesar 6,15 Ghz yang menggunakan konfigurasi saluran catu paralel model pertama. Pelebaran bandwidth diperoleh seiring dengan bertambahnya jumlah slot. Sehingga penggunaan delapan slot array dengan konfigurasi saluran pencatu model pertama dapat menghasilkan bandwidth yang lebih lebar dari empat slot array yaitu sebesar 11,77 GHz. Pada kasus delapan slot, jika menggunakan model jaringan pencatu dengan dua cabang pembagi menghasilkan bandwidth sebesar 9,27 GHz dan dengan jaringan pencatu planar menghasilkan bandwidth 9,74 GHz. Sehingga bandwidth yang paling lebar dicapai pada perancangan antena mikrostrip delapan slot array menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan satu cabang pembagi. Hal ini disebabkan karena pada delapan slot array ini memiliki jumlah saluran catu mikrostrip bentuk garpu yang paling banyak. Sehingga memberikan efek kopling yang paling besar pada slot antena. Pada akhirnya memberikan peningkatan bandwidth yang paling lebar.

---

Several reaserchs to use microstrip slot antenna with wide and narrow slot have designed for bandwidth enhancement. Design of microstrip slot antenna by using single element radiator has been obtained with variation bandwidth from 0,7 GHz to 8,8 GHz. In cases of microstrip array antenna, there are several design for achievement of wideband characterization. Design of array antenna using 64 element of folded flat dipole has bandwidth of 8 GHz in frequency range from 8 GHz to 16 GHz. Antenna design with log periodic short-circuited patch has bandwidth of 6,1 GHz in the range of 0,9 ? 6 GHz. So far, there is not yet any reaserch of microstrip slot antenna for single slot and array model that is fed by coupling electromagnetically using impedance network with multi tuning stub for broaden of bandwidth.

The research refer to previous design which used of wide slot for enhancement the antenna bandwidth. The wider bandwidth is achived by use model of microstrip feedline like fork. The feedline had proved that it could enhance bandwidth of 1,4 GHz in frequency range from1,6 GHz to 3 GHz. In this research it had been conducted the design of wide slot microstrip antenna used to microstrip feedline like fork that added tuning stub at input of microstrip line. After the results of simulation and measurement was very well obtained for single slot of microstrip antenna, it has been developed the design of microstrip slot antenna array with two slots by using the same setting in software as like as in design of single slot. After that, the microstrip slot array antennas with four and eight elements are developed. In case of eight slots was used three configuration models of feeding line was developed. The first model use parallel feed line network with one branch devider for cases of two, four and eigth slots. The second model use the parallel feed line network with two branches devider for case of eight slot. The third model use planar feed line network for case of eight slot. From all kind of array configuration models in microstrip, slot antennas could find the best configuration for the antenna performance from the view of bandwidth and the antenna size. The compact antenna size is used to mobile communication device and low production cost.

From these research, the wide bandwidth in design of single microstrip slot antenna is 3,8 Ghz is obtained. Microstrip slot antenna with two slot array provide 5,85 GHz which use first model of network configuration. The next development is designed of microstrip slot antenna with four array that produce the bandwidth of 6,15 GHz that use the first model of feeding line configuration. The wider bandwidth is obtained with more added number of slot. By using eight slots array with first model feeding line configuration, it has been produce wider bandwidth than four slots is 11,77 GHz. In the case of eight slot, the antenna use network feeding model with two branch divider has wider bandwidth than four slots array is 11,77 GHz. In the case of eight slots by using of network feeding model with two branch divider, the slots have the bandwidth of 9,74 GHz. The wider bandwidth achieved at design of eight microstrip slot array antenna use parallel feed line network with one branch devider. This case caused that in eigth slots array has more microstripline feed like fork than others. It had given stronger coupling effect to slots antenna. Finally, it had given incresing widest the bandwidth antenna."