PERANCANGAN ANTENA MICROSTRIP

RECTANGULAR 1 GHZ

KELOMPOK 1:

1. ALMER ARDIAN (43160300)

2. M.JOUZU I (43160300)
3. SHAFIRA RANA R(4316030023)

BM4

BROADBAND MULTIMEDIA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2018
 Kata Pengantar

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia,
serta taufik dan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan makalah dengan judul
“PERANCANGAN ANTENA MICROSTRIP RECTANGULAR 1 Ghz” serta tidak lupa
Penyusun berterima kasih pada Bapak Arie selaku Dosen mata kuliah Rancangan & Pabrikasi
Antena yang telah memberikan tugas ini.

Dengan adanya buku ini, semoga memberikan informasi kepada pembaca. Penyusun
juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari
kata sempurna. Oleh sebab itu, penyusun berharap adanya kritik, saran dan usulan demi
perbaikan makalah yang telah dibuat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu
yang sempurna tanpa saran yang membangun.

Semoga makalah ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya yang
telah disusun ini dapat berguna bagi penysusun sendiri maupun orang yang membacanya.
Sebelumnya penyusun meminta maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang
berkenan dan memohon kritik dan saran yang membangun dari Anda demi perbaikan makalah
ini di waktu yang akan datang.

Depok, 01 April 2018

Penyusun
 BAB I PENDAHULUAN

1.1.LATAR BELAKANG
Antena merupakan perangkat telekomunikasi yang berfungsi untuk meradiasikan
gelombang elektomagnetik dalam komunikasi radio. Syaratsyarat antena yang baik adalah
impedansi input yang sesuai (matched) dengan impedansi karakteristik kabel pencatunya,
dapat memancarkan dan menerima energi gelombang radio dengan arah dan polarisasi
yang sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan. Berbagai jenis antena telah banyak
diciptakan dan dikembangkan untuk beragam aplikasi seperti radar, telemetri, biomedik,
radio bergerak, penginderaan jauh dan komunikasi satelit. Untuk dapat mendukung
teknologi WLAN, antena ini harus compatible, kecil dan mampu bekerja pada pita
frekuensi lebar (broadband).Banyak jenis dari antenna salah satunya antenna mikrostrip.

Antena mikrostrip adalah antena yang banyak dikembangkan dan digunakan

pada perangkat telekomunikasi. Antena mikrostrip memiliki keunggulan yaitu
diantaranya bentuk yang sederhana, mudah dipabrikasi, tetapi mampu memberikan unjuk
kerja (performance) yang cukup baik.

Mikrostrip merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya tidak berupa kabel yang
berupa lentur akan tetapi bersifat kaku. Jenis saluran transmisi ini umumnya dipergunakan
untuk bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro (GHz) dan digunakan untuk
menghubungkan piranti-piranti elektronika yang berjarak cukup dekat

1.2. TUJUAN
 Menambah wawasan mengenai Antena Mikrostrip
 Memahami parameter-parameter dari Antenna Mikrostrip
 Mampu merancang Antenna Mikrostrip dengan bentuk Rectangular yang bekerja
di frekuensi 1Ghz
 Melengkapi Tugas dari Rancangan dan Pabrikasi Antena

1.3. BATASAN
Pada makalah ini akan dilakukan perancangan dan pembahasan sebuah Antenna
Microstrip dengan bentuk Rectangular dengan spesifkasi diantaranya :

1.3.1. Frequency yang digunakan pada perancangan Antenna Microstip Rectangular

ini adalah bekerja pada frekuensi 1GHz
1.3.2. Digunakan aplikasi CST untuk membuat desain dari Antenna Microstrip
Rectangular
1.4. SISTEMATIKA
1.4.1. BAB I PENDAHULUAN
1.4.2. BAB II DASAR TEORI
1.4.3. BAB III PERANCANGAN
1.4.4. BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISA
1.4.5. BAB IV KESIMPULAN
 BAB II DASAR TEORI

2.1. PENGERTIAN ANTENA

Antena adalah perangkat penyesuai (matching device) antara sistem pemancar dengan
udara, bila antena tersebut berfungsi sebagai media radiasi gelombang radio. Sebaliknya,
sebagai perangkat penyesuai dari udara ke sistem penerima, bila antena tersebut berfungsi
sebagai media penerima gelombang radio. Atau bahkan kedua - keduanya, berfungsi
sebagai media radiasi dan sekaligus penerima gelombang radio[1].

Fungsi Antena Antena adalah salah satu perangkat yang mengubah sinyal-sinyal listrik
menjadi gelombang elektromagnetik dan memancarkannya ke udara bebas atau sebaliknya
menangkap sinyal gelombang elektromagnetik dari udara bebas dan mengubahnya menjadi
sinyal listrik. Berdasarkan definisi tersebut maka antenna memiliki 3 fungsi pokok, yaitu
[2] :

1. Antena berfungsi sebagai konverter. Dikatakan sebagai konverter karena antenna

tersebut mengubah bentuk sinyal, yaitu dari sinyal listrik menjadi sinyal
elektromagnetik, atau sebaliknya.

2. Antena berfungsi sebagai radiator. Dikatakan sebagai radiator karena antenna

tersebut meradiasikan (memancarkan) gelombang elektromagnetik ke udara bebas
sekelilingnya. Jika sebaliknya (antenna menerima atau menangkap energi radiasi
gelombang elektromagnetik dari udara bebas), maka fungsinya dikatakan re-radiator.

3. Antena berfungsi sebagai impedance matching (penyesuai impedansi). Dikatakan

sebagai impedance matching karena antena tersebut akan selalu menyesuaikan
impedansi sistem. Sistem yang dimaksud adalah saluran transmisi dan udara bebas.
Pada saat antena tersebut bekerja atau beroperasi maka antena akan menyesuaikan
inpedansi karakteristik saluran dengan impedansi karekteristik udara.

2.2. ANTENNA MICROSTRIP RECTANGULAR

Antena mikrostrip pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950, dan perkembangannya
dilakukan secara serius pada tahun 1970. Melalui beberapa dekade penelitian, diketahui
bahwa kemampuan beroperasi antena mikrostrip diatur oleh bentuknya. Antena mikrostrip
merupakan salah satu antena yang paling populer saat ini[3].

Antena microstrip adalah suatu konduktor metal yang menempel diatas ground plane
yang diantaranya terdapat bahan dielektrik. Dimana antena mikrostrip memiliki massa
ringan, mudah untuk dipabrikasi,Sangat murah karena hanya dengan menggunakan papan
 cetak sirkuit, Fleksibel sehingga menghasilkan berbagai macam pola dan polarisasi yang
berbeda dan Strukturnya sangat kuat[4].

Karena sifat yang dimilikinya, antena microstrip sangat sesuai dengan kebutuhan saat ini
sehingga dapat di-integrasikan dengan peralatan telekomunikasi lain yang berukuran kecil,
akan tetapi antenna microstrip juga memiliki beberapa kekurangan yaitu: bandwidth yang
sempit, gain dan directivity yang kecil, serta efisiensi rendah.

Antena mikrostrip mempunyai struktur yang terdiri dari 3 lapisan seperti yang diperlihatkan
pada Gambar 2.1 yaitu [5] :

a. Patch bagian yang terletak paling atas dari antena dan terbuat dari bahan konduktor ini
berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara.

b. Substrat berfungsi sebagai media penyalur gelombang elektromagnet dari sistem

pencatuan.

c. Groundplane yaitu lapisan paling bawah yang berfungsi sebagai reflektor yang
memantulkan sinyal yang tidak diinginkan.

2.3. PARAMETER ANTENNA MICROSTRIP

Untuk dapat melihat kerja dari antena microstrip, maka perlu diamati parameter –
parameter pada microstrip diantaranya adalah [6]

2.3.1. Dimensi dari antenna

Untuk mencari dimensi antena microstrip (W dan L), harus diketahui terlebih
dahulu parameter bahan yang digunakan yaitu tebal dielektrik (h), konstanta
dielektrik (εr), tebal konduktor (t) dan rugi – rugi bahan. Panjang antena microstrip
harus disesuaikan, karena apabila terlalu pendek maka bandwidth akan sempit
sedangkan apabila terlalu panjang bandwidth akan menjadi lebih lebar tetapi efisiensi
radiasi akan menjadi kecil. Dengan mengatur lebar dari antena microstrip (W)
impedansi input juga akan berubah. Untuk mencari pendekatan dari nilai panjang dan
lebar antenna microstrip dapat digunakan persamaan yaitu [7]:

𝑐
𝑊=
𝜀𝑟 + 1
2𝑓𝑜 √ 2

Dimana :

W = Lebar Konduktor

𝜀𝑟 = konstanta delektrik

C = kecepatan cahaya di ruang bebas (3× 108 )

𝑓𝑜 = frekuensi kerja antenna

Sedangkan untuk menentukan panjang patch (L) diperlukan parameter ∆𝐿 yang

merupakan pertambahan panjang dari L akibat adanya fringing effect. Pertambahan
panjang dari L (∆𝐿 ) tersebut dirumuskan dengan [8]

𝜀 𝑊
𝑟𝑒𝑓𝑓+0,3)( +0,264)
ℎ
∆𝐿=0,421h
𝜀 𝑊
𝑟𝑒𝑓𝑓+0,258)( +0,8)
ℎ
Dimana h merupakan tinggi substrat atau tebal substrat, dan 𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 adalah konstanta
dielektrik relatif yang dirumuskan sebagai [9]

Dengan panjang patch (L) dirumuskan oleh:

 Dimana 𝐿𝑒𝑓𝑓 merupakan panjang patch efektif yang dapat dirumuskan dengan:

2.3.2. Pola Radiasi

Pola radiasi adalah representasi grafis sifat – sifat pemancaran antena sebagai fungsi
dari koordinat ruang. Ada dua pola radiasi diantaranya[10] :

2.3.2.1. Mutlak
Pola radiasi mutlak ditampilkan dalam satuan – satuan mutlak
kekuatan atau daya medan.

2.3.2.2. Relatif

Pola radiasi relatif merujuk pada satuan – satuan relatif kekuatan atau
daya medan. Kebanyakan ukuran pola radiasi relatif kepada antena
isotropic dan metode transfer gain dipergunakan untuk menentukan
gain mutlak antena.

Pola radiasi di daerah dekat antena tidaklah sama seperti pola radiasi pada jarak jauh.
Istilah medan dekat merujuk pada pola medan yang berda dekat antena, sedangkan
istilah medan jauh merujuk pada pola medan yang berada di jarak jauh. Medan jauh
juga disebut sebagai medan radiasi, dan merupakan hal yang diinginkan. Biasanya,
daya yang dipancarkan adalah yang kita inginkan, dan oleh karena itu pola antena
biasanya diukur didaerah medan jauh. Untuk pengukuran pola sangatlah penting untuk
memiliki jarak yang cukup besar untuk berada di medan jauhm jauh di luar medan
dekat.

2.3.3. VSWR

Bila impedansi saluran transmisi tidak sesuai dengan transceiver maka akan
timbul daya refleksi (reflected power) pada saluran yang berinterferensi dengan daya
maju (forward power). Interferensi ini menghasilkan gelombang berdiri (standing
wave) yang besarnya bergantung pada besarnya daya refleksi.VSWR adalah
perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri (standing wave) maksimum max
dengan minimum min [11].

Persamaan untuk mencari VSWR yaitu :

 2.3.4. Bandwidth

Bandwidth suatu antena didefinisikan sebagai rentang frekuensi. Bandwidth

dapat dicari dengan menggunakan rumus [12]:

𝑓2 −𝑓1
BW= 𝑓𝑐

2.3.5. Return Loss

Return Loss Return Loss adalah perbandingan antara amplitudo dari

gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang [13]

𝑉𝑜 − 𝑍𝐿 −𝑍0 𝑉𝑆𝑊𝑅−1
r= 𝑉0+ =𝑍 =𝑉𝑆𝑊𝑅+1=
𝐿 +𝑍0

2.3.5. Gain

Gain menunjukkan seberapa efisien sebuah antena dapat mentransformasi daya

yang ada pada terminal masukan menjadi daya yang teradiasi pada arah tertentu
Gain dapat dihitung dengan menggunakan persamaan[14] :

Dimana besar efisensi antenna mikrostrip yang digunakan adalah 60%

2.3. Refrensi Jurnal Sebelumnya

Pada Jurnal yang telah dibuat sebelumnya dengan judul “Antena Mikrostrip
Rectangular Patch 1575,42 MHz dengan Polarisasi Circular untuk Receiver GPS “ Antenna
yang dirancang dan dibuat bekerja pada frekuensi 1575,42 MHz atau berkisar sekitar 1,5 GHz.
Spesifikasi subtract yang digunakan diantaranya yaitu Konstanta dielektrik relatif (Ԑr) 4,4
Dielektrik Loss tangent (tan δ) 0.02 Ketebalan Substrat (h) 1,6 mm Dengan nilai return loss
yang didapat adalah sebesar -24,44 dB, selain itu didapatkan pula lebar bandwidthnya yaitu
sebesar -15 dB sebesar 59 Mhz untuk VSWR nya desain antenna pada simulasi ini rata-rata
mendapatkan nilai kuraang dari 2 pada rentang frekuensi 1520-MHz-1620 MHz, dengan nilai
terendah pada frekuensi kerja 1575,42MHz yaitu sebesar 1,12. Karena Nilai pada hasil simulasi
sudah memenuhi parameter yang telah ditentukan sebelumnya setelah dilakukan optimasi
sebelumnya dengan mengubah beberapa nilai parameter, sehingga desain rancangan ini dapat
dilanjutkan pada tahap pabrikasi dan pengujian alat. Aplikasi Antenna yang digunakan pada
jurnal Antenna ini digunakan untuk receiver atau penerima pada GPS [15].
Ukuran dimensi antenna yang digunakan dalam perancangan ini diantaranya :
Karakateristik Nilai
Panjang Subtrat 91mm
Lebar Subtrat 90mm
Panjang Patch 62,5mm
Lebar Patch 47mm
Lebar saluran pencatu 50 ohm 3,01mm
Lebar saluran pencatu 100 ohm 0,63mm

Gambar Perancangan Antenna di CST

Gambar Hasil Pabrikasi

Daftar Pustaka

Anonym.tidak diketahui.”Pengertian Antena dan Parameter

Karakteristinya”. https://teknikelektronika.com/pengertian-antena-
parameter-karakteristiknya/
Anonym.tidak diketahui.”Tinjauan Pustaka BAB II”.
http://eprints.polsri.ac.id
Anonym.tidak diketahui.” BAB II DASAR TEORI”.
http://repository.usu.ac.id