I- 1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Saat ini perkembangan teknologi nirkabel mengalami kemajuan yang

sangat pesat. Di masa yang akan datang diperkirakan komunikasi data akan lebih

banyak membutuhkan perhatian khusus karena kebutuhan akan itu jauh lebih

meningkat daripada layanan suara. Karena itu, saat ini dikembangkan teknologi

akses dan system lainnya yang akan mampu menyesuaikan dengan kebutuhan

tersebut. Namun, seharusnya perlu juga diberi perhatian lebih pada perancangan

antena yang mampu melayani kebutuhan pada aplikasi generasi lanjut sistem

komunikasi nirkabel tersebut.

Antena untuk aplikasi generasi lanjut tersebut dapat dibayangkan adalah

antena yang memiliki karakter simply smart. Maksudnya adalah antena yang

memilki kesederhanaan, baik dalam segi bentuk maupun pada penggunaannya.

Salah satu jenis antena yang memilki karakter tersebut dan akan banyak

digunakan untuk aplikasi generasi lanjut system komunikasi nirkabel dan

berpotensi untuk dikembangkan menjadi antena cerdas adalah Antena Array.

Antena Microstrip Tunggal adalah sejumlah antena Microstrip yang

dibuat dalam bentuk tunggal, sedangkan Antena Microstrip Array adalah

sejumlah Antena Microstrip yang dibuat tersusun sedemikian rupa. Antena

Microstrip adalah sebuah antenna yang difabrikasi dengan menggunakan

teknologi Printed Circuit Board (PCB) dan digunakan untuk sinyal frekuensi

gelombang mikro (microwave). Antena Microstrip terdiri atas conduction strip

I- 2

sebagai radiating patch dan ground plane dimana keduanya dipisahkan oleh

sebuah bahan dielectric. Antena Microstrip Array mempunyai bentuk yang

compact, dapat disesuaikan pada permukaan yang rata dan tidak rata, sederhana

dan mudah dalam pembuatan dengan menggunakan teknologi cetak sirkit yang

modern. Serta kelebihannya dibandingkan dengan Antena Microstrip adalah

kemudahan dalam penyesuaian pola radiasi.

Karena mempunyai struktur konformal dan low profile, Antena

Microstrip tunggal dan Microstrip Array menjadi murah dan bisa diproduksi

massal dengan mudah. Selain itu materialnya ringan dan mudah untuk dibuat

miniaturnya. Dan juga mudah untuk dipergunakan sebagai frekuensi ganda. Dan

yang utama adalah Antena Microsrip Tunggal dan Microstrip Array mudah

dirangkai dengan rangkaian aktif menjadi integrated antenna atau antena aktif.

Dari kelebihan Antena Microstrip Tunggal Dan Microstrip Array

tersebut, maka antena tersebut sesuai bila digunakan untuk berbagai macam

aplikasi generasi lanjut sistem komunikasi nirkabel. Baik itu untuk penggunaan di

mobile station maupun untuk penggunaan di base station. Aplikasi generasi lanjut

yang dimaksud adalah berbagai layanan nirkabel yang menggunakan frekuensi

tinggi salah satunya adalah WiMAX.

Dengan adanya software HFFS v11 dapat dirancang dan dilihat

parameter dari sebuah antena yang akan dibuat sebelum membangunnya agar

lebih mudah di dalam pembuatannya. Selain itu dengan adanya software

MATLAB 7.4 lebih dapat memudahkan dalam mengolah berbagai parameter

I- 3

antena yang didapatkan. Pengembangan dari software – software ini sangat

diperlukan seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan komunikasi data

lewat komputer yang digunakan baik oleh kalangan anak-anak sampai dewasa.

Apalagi teknologi komputer sekarang sudah bukan teknologi yang baru lagi.

Beranjak dari hal-hal tersebut di atas, maka Tugas Akhir ini telah

dirancang dua antena yaitu Antena Microstrip Tunggal dan Antena Micristrip

array untuk aplikasi generasi lanjut sistem komunikasi nirkabel dengan

menggunakan software HFFS v11 dan MATLAB 7.4.

I.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang dijadikan sebagai fokus studi dalam penelitian terkait

rancang bangun antena ini akan mencakup beberapa hal yaitu :

1. Menentukan beberapa parameter dari Antena Microstrip Tunggal dan

Antena Microstrip Array yang bekerja di frekuensi 5,8 GHz.

2. Mendesain Antena Microstrip Tunggal dan Antena Microstrip Array yang

optimal dan cocok untuk aplikasi nirkabel generasi lanjut sesuai dengan

parameter dan karakteristik yang diinginkan dengan menggunakan

software High Frequency Simulator 11(HFSS v11).

3. Bagaimana menganalisa dan mengevaluasi parameter S11, VSWR, dan pola

radiasi dari hasil simulasi Antena Microstrip Tunggal dan Antena

Microstrip Array yang bekerja di frekuensi 5,8 GHz.

I- 4

4. Bagaimana menganalisa dan mengevaluasi parameter S11, VSWR, dan pola

radiasi dari hasil pengukuran prototype Antena Microstrip Tunggal dan

Antena Microstrip Array yang bekerja di frekuensi 5,8 GHz.

I.3. Tujuan Penulisan

Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat prototype

Antena Microstrip Tunggal dan Antena Microstrip Array untuk aplikasi Generasi

Lanjut Sistem Komunikasi Nirkabel yang beroperasi pada frekuensi 5,8 GHz.

I.4 Batasan Masalah

Berdasarkan perumusan-perumusan masalah dan tujuan penelitian di

dalam tahap perancangan kedua antena ini, dan untuk menentukan arah studi

terkait, maka akan dibatasi sejumlah hal dalam riset ini yakni diantaranya :

1. Perancangan desain dua Antena Microstrip Tunggal dan Array yang sesuai

yang dengan parameter dan karakteristik yang bekerja di frekuensi 5,8 GHz

dengan menggunakan software HFSS v11.

2. Parameter yang dianalisa dan dievaluasi yaitu S11, VSWR, dan pola radiasi dari

hasil simulasi dan pengukuran desain kedua Antena Microstrip di frekuensi

5,8 GHz.

3. Pembuatan prototype menggunakan bahan dan alat yang tersedia umum di

pasaran. Untuk kedua Antena Microstrip menggunakan PCB dengan bahan

FR4 Epoxy dan mempunyai ketebalan 1,6 mm.

I- 5

I.5. Metodologi Penelitian

Tahapan-tahapan yang ditempuh dalam penelitian untuk penyusunan

Tugas Akhir ini dimulai dengan studi pustaka menggunakan beberapa literature

berupa buku-buku teks dan jurnal internasional yang relevan dengan

permasalahan yang dikaji dan software yang digunakan. Mengacu pada hasil studi

pustaka, ditentukan frekuensi kerja (fo), permivitas relatife (εr), ketebalan

dielectric (h), dan impedansi input (Zo). Berdasarkan dimensi yang telah

ditentukan, dihitung dimensi patch. Langkah selanjutnya adalah perancangan dan

simulasi menggunakan software Ansoft High Frequency Structural Simulator

(Ansoft HFSS) v11. Hasil simulasi yang optimal selanjutnya dibuat dalam bentuk

sebuah prototype sebagai bahan analisa untuk perbandingan antara simulasi

menggunakan software Ansoft HFSS v11 dengan hasil pengujian prototype .

Tahapan akhir yang dilakukan adalah membuat kesimpulan mengenai hasil yang

dicapai pada penelitian.

I.5.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu penelitian pada studi ini dimulai sejak februari 2010 sampai april

2011 bertempat di Laboratorium Telematika Jurusan Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin.

I.5.2 Objek Penelitian

Objek penelitian pada studi ini adalah Antena Microstrip Tunggal dan

Antena Microstrip Array untuk aplikasi nirkabel generasi lanjut.

I- 6

I.5.3 Teknik Penelitian

a. Jenis Penelitian

Pada studi dihitung dimensi antena yang sesuai dengan frekuensi

yang digunakan kemudian melakukan langkah modifikasi pada software

Ansoft HFSS v11. Selain itu juga melakukan pengujian prototype pada

Virtual Network Analyzer 5017C dan Antenna Trainer ED-3200.

b. Alat dan Bahan

Perancangan Antena Microstrip Aray menggunakn beberapa alat

dan bahan antara lain :

1. Printed Circuit Board (PCB) dual layer

2. SMA connector

3. Virtual Network Analyzer 5017C

4. Antenna Trainer ED-3200

5. Gergaji

6. Alat bor

c. Teknik Pengolahan Data

Pada studi ini, diperoleh nilai parameter koefisien refleksi (S11),

Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) serta pola radiasi menggunakan

software Ansoft HFSS v11. Hasil simulasi dianalisa berdasarkan

referensi dari beberapa hasil penelitian dan jurnal-jurnal internasional.

I- 7

Selanjutnya data yang diperoleh divalidasi menggunakn software

MATLAB 7.4. Proses validasi dilakukan dengan membandingkan data

yang diperoleh dari hasil simulasi dengan hasil pengujian prototype .

Dari hasil perbandingan, dianalisa dan dibuat kesimpulan.

d. Analisis Data

Pada studi ini , diperoleh hasil analisis data dari hasil pengujian

simulasi dan hasil pengukuran prototype antena microstrip.

e. Kesimpulan

Berdasarkan dari tahapan - tahapan penelitian yang telah

dilakukan, maka dibuat kesimpulan dari hasil penelitian.

I.6 Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini disusun dengan menggunakan sistematika

sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Merupakan bab yang membahas tentang latar belakang penulisan, rumusan

masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penlitian, serta

sistematika penulisan.

I- 8

BAB II ANTENA ARRAY

Merupakan bab yang membahas teori, fungsi, struktur dan bagian-bagian

mengenai antena untuk aplikasi generasi lanjut sistem komunikasi nirkabel.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ANTENA ARRAY

Merupakan bab yang membahas tentang metode-metode yang digunakan dalam

perancangan Antena Microstrip Tunggal dan Array untuk aplikasi generasi lanjut

sistem komunikasi nirkabel.

BAB IV EVALUASI UNJUK KERJA RANCANGAN ANTENA

Merupakan bab yang membahas tentang hasil perancangan Antena Microstrip

Tunggal dan Antena Microstrip Array untuk aplikasi generasi lanjut system

komunikasi nirkabel.

BAB V PENUTUP

Merupakan bab yang membahas tentang kesimpulan dari uraian keseluruhan isi

bab dan saran-saran yang perlu dikemukakan.