Perancangan Antena Mikrostrip Circular Patch Untuk Wifi Menggunakan Characteristic Mode Analysis (Cma)

Abstract

AbstrakWi-Fi (Wireless Fidelity) merupakan sebuah teknologi yang memanfaatkan peralatan elektronik untuk bertukar data secara nirkabel. Dalam sistem komunikasi wireless bagian terpenting untuk mengoptimalkan kinerjanya adalah antena. Mikrostrip adalah salah satu jenis antena yang praktis mempunyai ukuran dan dimensi yang sederhana dan mudah difabrikasi. Pada penelitian ini dibahas bagaimana desain dan analisa antena mikrostrip dengan bentuk patch sirkular dengan spesifikasi frekuensi kerja 2,400 -2,484 GHz menggunakan substrat FR-4 dengan ketebalan 1,6 mm dan ε = 4,3. Teknik pencatuan yang digunakan adalah dengan teknik microstrip line feed. Perancangan dan simulasi antena mikrostrip dilakukan menggunakan software CST Studio Suite 2016. Antena yag dirancang juga dianalisa menggunakan Characteristic Mode Analysis (CMA). Hasil yang ditampilkan berupa grafik mode-mode arus pada modal significance. Dihasilkan sebanyak dua mode yang berhimpit untuk desain patch A pada frekuensi 3081 MHz dan terjadi perubahan untuk desain patch B, dimana kedua mode berpisah dan bergeser, mode 1 bergeser ke frekuensi 2406 MHz sedangkan mode 2 bergeser ke frekuensi 1889 MHz. Dari antena mikrostrip yang telah difabrikasi dilakukan pengukuran beberapa nilai parameter yaitu, S 11 sebesar -21,13 dB, VSWR 1:1,19, rentang frekuensi 2,37 -2,54 GHz, pola radiasi directional dan gain sebesar 2,15 dBi. AbstractWi-Fi (Wireless Fidelity) is a technology that utilizes electronic equipment to exchange data wirelessly. In wireless communication system the most important part to optimize its performance is the antenna. Microstrip is one type of antenna that has practical size and dimensions are simple and easy to fabricate. This study discussed how to design and analyze microstrip antenna with circular patch form with working frequency specification 2.400 -2.484 GHz using FR-4 substrate with thickness 1.6 mm and ε = 4.3. The technique of unification used is by microstrip line feed technique. The design and simulation of microstrip antenna is done using CST Studio Suite 2016 software. The designed antennas are also analyzed using Characteristic Mode Analysis (CMA). The results are graphs of current modes on modal significance. Generated as many as two modes coincide for the patch A design at a frequency of 3081 MHz and a change occurs for the patch B design, where both modes separate and shift, mode 1 shifts to a frequency of 2406 MHz while mode 2 shifts to a frequency of 1889 MHz. From the microstrip antenna that has been fabricated, the measurement of some parameter values is S 11 -21.13 dB, VSWR 1: 1.19, frequency range 2.37 -2.54 GHz, directional radiation pattern and gain of 2.15 dBi.

Pengaruh Modifikasi Ground Plane Pada Antena Mikrostrip dengan Teknik Meader Line

“…Pada penelitian yang telah dilakukan pada jaringan wifi telah dilakukan misalnya, dengan dua elemen patch berbentuk segitiga, lingkaran, persegi panjang ataupun segiempat serta perancangan antena mikrostrip berbentuk circular dengan bersusun (aray) [3,4,[6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17]. Untuk perancangan antena mikrostrip dengan menggunakan teknik meader line pada pemanfaatan aplikasi wifi masih jarang dilakukan dikarenakan penggunaan teknik meader line biasanya dimanfaatkan pada aplikasi dengan frekuensi lebih kecil dari 1 GHz [5,14].…”

“…Untuk perancangan antena mikrostrip dengan menggunakan teknik meader line pada pemanfaatan aplikasi wifi masih jarang dilakukan dikarenakan penggunaan teknik meader line biasanya dimanfaatkan pada aplikasi dengan frekuensi lebih kecil dari 1 GHz [5,14]. Penggunaan teknik meader line pada antena mikrostrip yang telah dirancang dapat meningkatkan bandwidth dan gain antena serta meningkatkan dapat meningkatkan daya pancaran sinyal pada antena [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17]. Teknik meader line merupakan teknik yang dilakukan pada antena dengan menyisipkan kawat yang berliku-liku dibentuk secara vertikal dan horizontal dan diletakkan pada groundplane antena.…”

“…Gambar 2 Bentuk Antena Mikrostrip dengan Software  diperlukan parameter konstanta dielektrik substrat ( r  ), ketebalan antena (w) dan ketebalan substrat antena (h) [8][9][10][11][12]. Dalam menghitung nilai dari lebar feeder pada suatu antena (wf) dengan memasukan Persaman (6). Dimana parameter yang diperlukan adalah besar impedansi pada saluran antena (B) [8][9][10][11][12].…”

“…..................... (6) Langkah berikutnya adalah mendapatkan nilai impedansi saluran antena dengan mengetahui nilai impedansi beban (zo) kemudian menggunakan Persamaan (7) [8][9][10][11][12]. Perbandingan pengujian simulasi dan pabrikasi yang ditampilkan pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa return loss dan voltage standing wave ratio berdasarkan pengujian simulasi yang dihasilkan pada saat frekuensi 2,4 GHz masing-masing adalah sebesar -10,112 dB dan 1,835 sedangkan return loss dan voltage standing ratio yang dihasilkan berdasarkan pengujian pabrikasi masing-masing mengalami pergeseran frekuensi menjadi frekuensi 2,34 GHz menjadi -24,69 dB dan 1,12.…”