ABSTRAK
Teknologi wearable application menjadi salah satu bagian penting dalampengembangan Body-Centric Wireless Communication System (BWCS),diantaranya adalah implementasi wearable antenna. Banyak penelitian tentangwearable antenna untuk mendukung wearable application, yang bertujuan untukmendapatkan karakteristik terbaik, mudah implementasi, safety, dan sesuaidengan tujuan dan kebutuhan medis, tetapi sebagian besar dari mereka masihterbatas pada antena yang bersifat elektris. Ada juga beberapa penelitian antenatipe magnetik dengan frekuensi single maupun dualband (ganda) dan masihmemungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut pada frekuensi multiband.Pada penelitian disini, wearable antenna yang dibuat adalah untuk aplikasibiomedis khususnya untuk pemantauan pasien secara nirkabel dengankarakteristik magnetik yang bekerja pada frekuensi multiband 0,924 GHz (RFID),2,45 GHz (WLAN) dan 5,8 GHz (WLAN), berbahan substrat tekstil dan patchtembaga dengan karakteristik magnitudo koefisien refleksi (S11) < -10 dB (VSWR< 2) dan gain sesuai kebutuhan komunikasi (link budget). Untuk mengetahuipengaruh tubuh terhadap kinerja antena, simulasi dan pengukuran menggunakanphantom sebagai model tubuh manusiaSimulasi dilakukan dengan menggunakan software CST MicrowaveStudio, desain dibuat pada kondisi free space dan dengan phantom. Hasilsimulasi free space menunjukkan bahwa frekuensi resonansi multiband beradapada band frekuensi 0,924 GHz, 2,45 GHz dan 5,8 GHz, antena mempunyaikarakteristik magnetik, dengan nilai magnitudo koefisien refleksi (S11) adalah -18,07 dB pada frekuensi 0,924 GHz, -27,69 dB pada frekuensi 2,45 GHz dan 18,63 dB pada frekuensi 5,8 GHz. Bandwidth yang dihasilkan sebesar 28,7 MHzuntuk frekuensi 0,924 GHz, 39 MHz untuk frekuensi 2,45 GHz serta 259 MHzuntuk frekuensi 5,8 GHz. Sementara gain yang diperoleh adalah -24,86 dB padafrekuensi 0,924 GHz, -8,75 dB pada frekuensi 2,45 GHz dan 7,27 dB padafrekuensi 5,8 GHz. Hasil simulasi dengan phantom secara umum tidak mengalamiperubahan nilai parameter antena secara signifikan. Nilai SAR dari hasil simulasipada jarak 0 sampai dengan 20 mm dari phantom (dekat tubuh) masih beradadibawah standar yang dipersyaratkan yaitu 2 W/kg untuk setiap 10 g jaringantubuh (European Union : IEC 62209-1).Dari hasil pengukuran pada free space diperoleh S11 sebesar -20,49 dBpada frekuensi 0,924 GHz, -33,63 dB pada frekuensi 2,45 GHz dan -14,52 dBpada frekuensi 5,8 GHz, dengan bandwidth pada masing-masing frekuensi kerjasecara berurutan adalah 125 MHz, 60 MHz dan 454 MHz, sedangkan gain yangdihasilkan masing-masing -23,37 dBi, -6,7 dBi dan 7,92 dBi serta antenamempunyai karakteristik magnetik. Sementara pada kondisi phantom S11diperoleh hasil pengukuran sebesar -21,02 dB pada frekuensi 0,924 GHz, -26,50dB pada frekuensi 2,45 GHz dan -17,79 dB pada frekuensi 5,8 GHz, denganbandwidth pada masing-masing frekuensi kerja adalah 120 MHz, 56 MHz dan450 MHz, dan gain yang dihasilkan masing-masing sebesar -22,91 dBi, -6,96 dBidan 7,76 dBi.Secara umum, dari hasil simulasi desain antena telah diperolehkarakteristik dan parameter antena seperti yang diinginkan.
ABSTRACT
Wearable technology application has become one of the important part inthe development of Body-centric Wireless Communications System (BWCS), oneof the application of its is the wearable antenna. There have been studies on thewearable antenna for medical purposes, safety purposes, etc, but most of them arestill focused to an antenna that is electrically, while the magnetic antenna has notbeen explored in many studies. There are also some studies of magnetic typeantennas with single and dualband frequency and still allow for furtherdevelopment on multiband frequency.This research, wearable antenna is made for biomedical applications,especially for wireless patient monitoring with magnetic characteristics thatworks on multiband frequency of 0.924 GHz (RFID), 2.45 GHz (WLAN) and 5.8GHz (WLAN), made from the substrate textiles and copper patch with acharacteristic magnitudo reflection coefficient (S11) < -10 dB (VSWR < 2) andgain as needed communication (link budget calculation). To determine the effectof the body on the performance of the antenna, then the simulation andmeasurements will use phantom as a model of the human body.CST Microwave Studio software was utilized, the design of antenna ismade with free space and the phantom condition. Results from the simulationshow that the design without phantom multiband resonant frequency at afrequency of 0.924 GHz, 2.45 GHz and 5.80 GHz, antenna has the magneticcharacteristics, the magnitude of the reflection coefficient value (S11) each at the desired operating frequency is -18,07 dB at a frequency of 0.924 GHz, at afrequency of 2.45 GHz is -27,69 dB and -18,63 dB at a frequency of 5.8 GHz.Bandwidth is generated at frequency of 0.924 GHz is 28,7 MHz, at frequency of2.45 GHz is 39 MHz, and at frequency of 5.8 GHz is 259 MHz. While the resultinggain is -24.86 dB at a frequency of 0.924 GHz, -8,33 dB at a frequency of 2.45GHz and 7.27 dB at a frequency of 5.8 GHz. The simulation results are done withphantom generally does not change the value of the antenna parameterssignificantly. SAR values from the simulation results at a distance of 0 to 20 mmfrom the phantom (near the body) remain below the required standard is 2 W / kgfor each 10 g of body tissue (European Union : IEC 62209-1).From the measurement results in the free space condition are obtainedvalue of S11 is -20.49 dB at a frequency of 0.924 GHz, -33.63 dB at a frequency of2.45 GHz and -14.52 dB at a frequency of 5.8 GHz, with bandwidth at eachoperating frequency in a sequence is 125 MHz, 60 MHz and 454 MHz, and theresulting gain in a sequence is -23.37 dBi, 6.7 dBi and 7.92 dBi. While themeasurement result of S11 in the phantom condition is obtained -21.02 dB at afrequency of 0.924 GHz, -26.50 dB at a frequency of 2.45 GHz and -17.79 dB at afrequency of 5.8 GHz, the bandwidth at each operating frequency is 120 MHz, 56MHz and 450 MHz, and the gain generated respectively is -22.91 dBi, -6.96 dBiand 7.76 dBi.In general, from the simulation and measurement results have beenobtained characteristics and parameters of the antenna as desired. |
T45978-Hari Purwanto.pdf :: Unduh