Jurnal EECCIS Vol. III No. 1Juni 2009 53

AbstrakPadakomunikasigelombangradio, diperlukanantenayangmemilikiperformansi: bandwidth, frekuensi kerja, VSWR, Gain yang baik . AntenaMikrostripadalahantenayangbanyak dikembangkandalamberbagaiaplikasi.Salah satunyaadalahpadabidangnavigasidengan teknologisatelitatauGPS(GlobalPositioning System)yangbekerjapadafrekuensi1575.42MHz (L1). AntenamikrostripinidibuatdenganKonstanta dielektrik(r)=4.5danketebalan1.6mm. Perencanaanantenaarraymemilikitujuanuntuk meningkatkannilaigainantenamaupunnilai keterarahan(direktifitas)antena.Antenahasil perencanaanmemilikiempatelemenperadiasi (patch). Berdasarkanhasilpengujianyangdilakukan, AntenaMikrostripArray2x2yangdirancangpada frekuensi1575,42MHzmemilikinilaiReturnLoss sebesar-12,8 dB, dengannilaiVSWR sebesar1.594, dengan pola radiasi unidirectional, dengan nilai gain sebesar 6,03 dBi dan nilaidirectivity sebesar 14,9 dB. Kata kunci : Antena array mikrosstrip, GPS I. PENDAHULUAN Antenamikrostripbekerjapadaalokasifrekuensi UHF(300MHz3GHz)sampaidenganXBand(5,2 GHz10,9GHz)sehingga,antenamikrostripdapat digunakanuntukantenateleponselular/wirelessmaupunkomunikasi satelit. Antenamikrostripyangdirancangbekerjapada frekuensi1575MHzyaitupadabandGlobal Positioning System L1 ( GPS L1; 1575,42 MHz). Pembuatanantenamikrostripmengunakansubstrat FR4 dengan elemen peradiasi berbentuk persegi panjang yang disusun secara array planar dengan jumlah elemen peradiasi 4 elemen.II.DESAIN ANTENA A.KONFIGURASI DAN SPESIFIKASI ANTENA Bahansubstratyangdigunakanadalahsebagai berikut: Bahan Epoxy fiberglass FR 4 ErfanA.DadalahdosenJurusanTeknikElektroUniversitas Brawijaya, dengan alamat Jl. MT. Haryono 167 Malang. Konstanta dielektrik (r)= 4,5 Ketebalan lapisan dielektrik (h)=0,0016m=1,6 mm Loss tangent= 0,018 Bahan pelapis substrat (konduktor) tembaga Ketebalan bahan konduktor (t) = 0,0001 m Konduktifitas tembaga ()= 5,80 x 107 mho m-1 Frekuensi kerja (fr) =1575,42 MHz Impedansi karakteristik saluran = 50 Batasanfrekuensikerjayangbisadilewatkanpada substrat ini adalah :( )5 , 4 210 3 3 , 010 . 6 , 183rfx fr < 4223,78 MHz Penggunaaansalurantransmisimikrostripsebagai saluranpencatumemberikankemudahandalam perencanaanantenaini.Dalamperencanaaniniakan dibuatantenabroadsidearray.Adapunbentukantena yang direncanakan adalah sebagai berikut : Gambar 1 Antena mikrostrip array 2x2 Untukdimensielemenperadiasi,panjangelemen peradiasi (L) adalah 44,625 mm, lebar elemen peradiasi (W) adalah 45,55 mm denganpanjang sudut 1,5 mm. Perencanaan impedansi masukan untuk setiap elemen peradiasi dapat dihitung dengan Persamaan, 2 2190 =WLZrrA Dengannilair=4,5;L=44,625mm;W=45,55 mm, maka nilai impedansi masukannya adalah: 2255 , 45625 , 441 5 , 45 , 490 =AZ= 499 Untukperhitungandimensisalurantransmisidapat digunakan Persamaan: Perencanaan Dan Pembuatan Antena Mikrostrip Array 2x2 Pada Frekuensi 1575 Mhz Erfan Achmad Dahlan Jurnal EECCIS Vol. III, No. 1, Juni 2009 54 rTThxZkW=(mm) Padaperencanaanantenamikrostripininilai impedansi pada setiap saluran direncanakan sebesar 100 ,200,untukmendapatkanimpedansitotal50, serta besarnya impedansi elemen peradiasi adalah 499 .Dengannilai h =1,6mmdanr =4,5maka diperoleh nilaiWT(lebarsalurantransmisi)untuktiap-tiapnilai impedansi. Nilai Z1 = 499 : 7 , 46 , 14991201x W=(mm) W1= 0,575 mm. Untukpanjangsudutsalurantransmisi(microstrip bend)adalah1,8xW1dandidapatkansebesar1,035 mm. Nilai Z3 = 200 : 5 , 46 , 12001203x W=(mm) W3= 1,42 mm. Nilai Z4= 100 : 5 , 46 , 11001204x W=(mm) W4= 2,84 mm. Untukpanjangsudutsalurantransmisi(microstrip bend)adalah1,8xW1 dandidapatkansebesar10,23 mm. Untukmenghitungimpedansimatchingantar salurantransmisidigunakanimpedansitransformer dengan Persamaan : L o TZ Z Z . = Impedansi matching antara saluran 200 dan saluran 499 . 200 4992x Z = = 315,9 Nilai Z2 = 315 : 7 , 46 , 13151202x W=(mm) W2= 0,9 mm. Untuk panjang saluran transformer : d tL 41=(m) Dengan d =0,0876m,makapanjangsaluran transformer adalah : 0876 , 041=tL= 0,0219 m = 21,9 mm. Penentuan jarak antara elemen peradiasi : dr 6 , 0 (m). Dengan d= 0,0876m, maka panjang r sebesar : 0876 , 0 6 , 0 x r m. 05256 , 0 rm. B.Optimasi antena array Optimasidilakukandenganmengubah-ubahpanjang salurantransmisidanelemenperadiasi.Hasilakhir dimensielemenperadiasidansalurantransmisisetelah optimasi adalah sebagai berikut : Gambar 2 Antena mikrostrip array 2x2 setelah optimasi. Keterangan gambar : Elemen Peradiasi : W = 45,62 mm, L= 42 mm, r = 1,5 mm. Z1 = 499 : W = 0,575 mm, L 1 = 25,14 mm, L2= 8,925 mm, Lcorner = 0,75 mm. Z2= 315 : W = 0,95 mm, L= 29,81 mm. Z3= 200 : W = 1,42mm, L= 5,83 mm. T- junction 1: W = 2,84 mm. Z4= 100 : W = 2,84 mm L = 94 mm. Jarak antar elemen peradiasi 94 mm. III.HASIL DAN PEMBAHASAN A.Hasil Simulasi Hasilsimulasiantenaaray2x2setelahoptimasi denganmenggunakansimulatorantenaZelandIE3D adalah sebagai berikut, Grafik 1 Grafik S11 terhadap frekuensi Grafik 2 Grafik VSWR terhadap frekuensi Jurnal EECCIS Vol. III No. 1Juni 2009 55 DariGrafik1dan2dapatdiketahuibesarnya bandwidth yaitu pada nilai VSWR