laporan perancangan antena rhombic
Post on 11-Aug-2015
308 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Seiring dengan kemajuan teknologi, khususnya untuk komunikasi tanpa kabel (wireless)
memberi pengaruh terhadap peningkatan kebutuhan terhadap jasa telekomunikasi yang
cepat,mudah diakses kapan saja,dimana saja serta mampu mendukung mobiliats yang tinggi.
Teknologi wireless yang terbaru saat ini yang dianggap mampu memenuhi kebutuhan jasa
telekomunikasi adalah WiMAX.
WiMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan teknologi wireless
yang menawarkan jasa telekomunikasi dengan bandwidth yang lebar dan bit rate yang besar
sehingga mampu menyediakan berbagai aplikasi meliputi aplikasi suara, video, dan data dengan
kecepatan tinggi. Teknologi WiMAX yang memiliki cakupan area yang luas serta mampu
melayani keadaan Line Of Sight (LOS) maupun Non-Line Of Sight (NLOS) serta mampu
menghemat investasi perangkat untuk membangun suatu jaringan komunikasi yang baik.
Sebuah teknologi yang baik pasti memerlukan perangkat pendukung. Pada teknologi ini,
perangkat pendukung yang dibutuhkan adalh antenna. Antena yang diharapkan memiliki
ukuran yang kecil, ringan sehingga memudahkan pengguna dalam menggunakannya. Antena
yang merupakan ciri khas dalam sistem komunikasi radio. Antenna pendukung yang digunakan
dalam aplikasi WiMAX yaitu antenna rhombic.
Antena Rhombic merupakan antena V ganda, atau biasa disebut dengan antena double V.
Antena rhombic atau yang sering disebut dengan antena belah ketupat. Bentuk antenanya yang
menyerupai "belah ketupat" menjadikan antena ini disebut antena belah ketupat antena
Rhombic yang merupakan penggabungan dua buah antena V dengan pada salah satu ujung nya
dihubungkan ke saluran transmisi dan yang lainnya ke tahanan beban / terminasi. Pola radiasi
antena rhombic merupakan penjumlahan dari pola 4 antena long wire penyusunnya dan
bersifat unidirectional. Antena rhombic sebagai memiliki pola radiasi yang berbeda- beda
Page | 1
berdasarkan frekuensi kerjanya. Alasan penggunaan antenna rhombic adalah penggunaan
bahan yang sederhana dan murah serta mampu menghasilkan pola radiasi optimum ke segala
arah ( Omnidirectional ) dengan VSWR yang dihasilkan <1.5.
1.2 TUJUAN PENULISAN
Tujuan penulisan tugas ini adalah sebagai latihan untuk menghadapi Tugas Akhir (Pra
TA). Selain itu perancangan antenna ini diharapkan dapat diaplikasikan pada kehidupan nyata.
Berdasarkan kemampuan yang dimiliki antenna rhombic, diharapkan antenna ini memiliki
VSWR <1.5 dengan impedansi = 61.5 – j13.5. antenna rhombic ini diharapkan dapat bekerja
dengan baik pada frekuensi 5.5 GHz.
1.3 BATASAN MASALAH
Permasalahan yang akan dibahas pada tugas ini adalah pola radiasi yang dihasilkan
berdasarkan frekuensi kerja yang dimiliki serta VSWR yang dihasilkan pada frekuensi 5.5 GHz.
Page | 2
BAB 2
ANTENA RHOMBIC UNTUK TEKNOLOGI WiMAX
2.1 PENGERTIAN WIMAX
WiMAX adalah singkatan dari Worldwide Interoperability for Microwave Access,
merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar (Broadband Wireless Access atau
disingkat BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. WiMAX
merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-fitur yang lebih menarik.
Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga merupakan teknologi
dengan open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX di antara beberapa vendor
yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang besar
(sampai 70 MBps), WiMAX dapat diaplikasikan untuk koneksi broadband ‘last mile’,
ataupun backhaul. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang digabungakan.
WiFi menggunakan standar IEE802.11 yang cocok untuk keperluan WLAN sedangkan WiMAX
menggunakan standar IEEE 802.16 banyak digunakan didaerah asalnya yaitu Eropa dan
sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global maka diciptakan
WiMAX . Standar global yang dipakai didunia dapat digambarkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Standar – Standar Yang Ada Dengan Spesifikasi Yan Mendukung Komunikasi Sampai Tingkat Man
Disatukan Dengan Wimax
Page | 3
2.1.1 Perkembangan Teknologi Wireless
WiMax Standar BWA yang saat ini umum diterima dan secara luas digunakan adalah
standar yang dikeluarkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE), seperti
standar 802.15 untuk Personal Area Network (PAN), 802.11 untuk jaringan Wireless
Fidelity (WiFi), dan 802.16 untuk jaringan Worldwide Interoperability for Microwave Access
(WiMAX).
Pada jaringan selular juga telah dikembangkan teknologi yang dapat mengalirkan data
yang overlay dengan jaringan suara seperti GPRS, EDGE, WCDMA, dan HSDPA. Masing-masing
evolusi pada umumnya mengarah pada kemampuan menyediakan berbagai layanan baru atau
mengarah pada layanan yang mampu menyalurkan voice, video dan data secara bersamaan
(triple play). Sehingga strategi pengembangan layanan broadband wireless dibedakan
menjadi Mobile Network Operator (MNO) dan Broadband Provider (BP). Perbandingan
beberapa karakteristik sistem wireless data berkecepatan tinggi digambarkan oleh First Boston
seperti berikut.
Perbandingan Perkembangan Teknologi Wireless
WiFi
802.11g
WiMAX
802.16-
2004*
WiMAX
802.16e
CDMA2000
1x EV-DOWCDMA/ UMTS
Approximate max
reach (dependent
on many factors)
100 Meters 8 Km 5 Km * *
Maximum
throughput
54 Mbps 75 Mbps (20
MHz band)
30 Mbps (10
MHz band)
3.1 Mbps
(EVDO Rev.
2 Mbps (10+
Mbps fpr HSDPA)
Page | 4
A)
Typical Frequency
bands2.4 GHz 2-11 GHz 2-6 GHz 1900 MHz
1800,1900,2100
MHz
ApplicationWireless
LAN
Fixed
Wireless
Broadband
(eg-DSL
alternative)
Portable
Wireless
Broadband
Mobile
Wireless
Broadband
Mobile Wireless
Broadband
2.1.2 Sekilas Tentang WiMAX
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) adalah sebuah tanda sertifikasi
untuk produk-produk yang lulus tes cocok dan sesuai dengan standar IEEE 802.16. WiMAX
merupakan teknologi nirkabel yang menyediakan hubungan jalur lebar dalam jarak jauh.
WiMAX merupakan teknologi broadband yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dan
jangkauan yang luas. WiMAX merupakan evolusi dari teknologi BWA sebelumnya dengan fitur-
fitur yang lebih menarik. Disamping kecepatan data yang tinggi mampu diberikan, WiMAX juga
membawa isu open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WiMAX di antara beberapa
vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan (tidak proprietary). Dengan kecepatan data yang
besar (sampai 70 MBps), WiMAX layak diaplikasikan untuk ‘last mile’ broadband
connections, backhaul, dan high speed enterprise. Yang membedakan WiMAX dengan Wi-Fi
adalah standar teknis yang bergabung di dalamnya. Jika WiFi menggabungkan standar IEEE
802.11 dengan ETSI (European Telecommunications Standards Intitute) HiperLAN sebagai
standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan
penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan standar ETSI HiperMAN.
Page | 5
Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, Amerika, sedangkan
standar keluaran ETSI meluas penggunaannya di daerah Eropa dan sekitarnya. Untuk membuat
teknologi ini dapat digunakan secara global, maka diciptakanlah WiMAX. Kedua standar yang
disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk
menyediakan koneksi berjenis broadband lewat media wireless atau dikenal dengan BWA.
2.1.3 Spektrum Frekuensi WiMAX
Sebagai teknologi yang berbasis pada frekuensi, kesuksesan WiMAX sangat bergantung
pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. Sistem wireless mengenal dua jenis
band frekuensi yaitu Licensed Band dan Unlicensed Band. Licensed band membutuhkan lisensi
atau otoritas dari regulator, yang mana operator yang memperoleh licensed band diberikan hak
eksklusif untuk menyelenggarakan layanan dalam suatu area tertentu. Sementara Unlicensed
Band yang tidak membutuhkan lisensi dalam penggunaannya memungkinkan setiap orang
menggunakan frekuensi secara bebas di semua area.
WiMAX Forum menetapkan 2 band frekuensi utama pada certication profile untuk Fixed
WiMAX (band 3.5 GHz dan 5.8 GHz), sementara untuk Mobile WiMAX ditetapkan 4 band
frekuensi pada system profile release-1, yaitu band 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz dan 3.5 GHz.
Secara umum terdapat beberapa alternatif frekuensi untuk teknologi WiMAX sesuai
dengan peta frekuensi dunia. Dari alternatif tersebut band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi
mayoritas Fixed WiMAX di beberapa negara, terutama untuk negara-negara di Eropa, Canada,
Timur-Tengah, Australia dan sebagian Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan
untuk Mobile WiMAX adalah 2,5 GHz. Isu frekuensi Fixed WiMAX di band 3,3 GHz ternyata
hanya muncul di negara-negara Asia. Hal ini terkait dengan penggunaan band 3,5 GHz untuk
komunikasi satelit, demikian juga dengan di Indonesia. Band 3,5 GHz di Indonesia digunakan
oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV. Dengan
demikian penggunaan secara bersama antara satelit dan wireless terrestrial (BWA) di frekuensi
3,5 GHz akan menimbulkan potensi interferensi terutama di sisi satelit.
Page | 6
2.1.4 Elemen Perangkat WiMAX
Elemen/ perangkat WiMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi
pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel dan asesoris
lainnya.
Base Station (BS)
Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu
lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke
beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX.
Komponen BS terdiri dari:
NPU (networking processing unit card)
AU (access unit card)up to 6 +1
PIU (power interface unit) 1+1
AVU (air ventilation unit)
PSU (power supply unit) 3+1
Antena
Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60°, 90°, atau 120° tergantung dari area yang
akan dilayani.
Subscriber Station (SS)
Secara umum Subscriber Station (SS) atau (Customer Premises Equipment) CPE terdiri dari
Outdoor Unit (ODU) dan Indoor Unit (IDU), perangkat radionya ada yang terpisah dan ada yang
terintegrasi dengan antena.
BWA WiMAX adalah standards-based technology yang memungkinkan penyaluran akses
broadband melalui penggunaan wireless sebagai komplemen wireline. WiMAX menyediakan
akses last mile secara fixed, nomadic, portable dan mobile tanpa syarat LOS (NLOS) antara user
dan base station. WiMAX juga merupakan sistem BWA yang memiliki kemampuan
Page | 7
interoperabilty antar perangkat yang berbeda. WiMAX dirancang untuk dapat memberikan
layanan Point to Multipoint (PMP) maupun Point to Point (PTP). Dengan kemampuan
pengiriman data hingga 10 Mbps/user.
Pengembangan WiMAX berada dalam range kemampuan yang cukup lebar. Fixed WiMAX
pada prinsipnya dikembangkan dari sistem WiFi, sehingga keterbatasan WiFi dapat dilengkapi
melalui sistem ini, terutama dalam hal coverage/jarak, kualitas dan garansi layanan (QoS).
Sementara itu Mobile WiMAX dikembangkan untuk dapat mengimbangi teknologi selular
seperti GSM, CDMA 2000 maupun 3G. Keunggulan Mobile WiMAX terdapat pada konfigurasi
sistem yang jauh lebih sederhana serta kemampuan pengiriman data yang lebih tinggi. Oleh
karena itu sistem WiMAX sangat mungkin dan mudah diselenggarakan oleh operator baru atau
pun service provider skala kecil.
2.1.5 Tinjauan Teknologi
WiMax adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan standar dan implementasi
yang mampu beroperasi berdasarkan jaringan nirkabel IEEE 802.16, seperti WiFi yang
beroperasi berdasarkan standar Wireless LAN IEEE802.11. Namun, dalam implementasinya
WiMax sangat berbeda dengan WiFi.
Pada WiFi, sebagaimana OSI Layer, adalah standar pada lapis kedua, dimana Media Access
Control (MAC) menggunakan metode akses kompetisi, yaitu dimana beberapa terminal secara
bersamaan memperebutkan akses. Sedangkan MAC pada WiMax menggunakan metode akses
yang berbasis algoritma penjadualan (scheduling algorithm). Dengan metode akses kompetisi,
maka layanan seperti Voice over IP atau IPTV yang tergantung kepada Kualitas Layanan (Quality
of Service) yang stabil menjadi kurang baik. Sedangkan pada WiMax, dimana digunakan
algoritma penjadualan, maka bila setelah sebuah terminal mendapat garansi untuk
memperoleh sejumlah sumber daya (seperti timeslot), maka jaringan nirkabel akan terus
memberikan sumber daya ini selama terminal membutuhkannya.
Standar WiMax pada awalnya dirancang untuk rentang frekuensi 10 s.d. 66 GHz. 802.16a,
diperbaharui pada 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d) menambahkan
rentang frekuensi 2 s.d. 11 GHz dalam spesifikasi. 802.16d dikenal juga dengan fixed WiMax,
Page | 8
diperbaharui lagi menjadi 802.16e pada tahun 2005 (yang dikenal dengan mobile WiMax) dan
menggunakan orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) yang lebih memiliki
skalabilitas dibandingkan dengan standar 802.16d yang menggunakan OFDM 256 sub-carriers.
Penggunaan OFDM yang baru ini memberikan keuntungan dalam hal cakupang, instalasi,
konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. WiMax yang menggunakan
standar 802.16e memiliki kemampuan hand over atau hand off, sebagaimana layaknya pada
komunikasi selular.
Banyaknya institusi yang tertarik atas standar 802.16d dan .16e karena standar ini
menggunakan frekuensi yang lebih rendah sehingga lebih baik terhadap redaman dan dengan
demikian memiliki daya penetrasi yang lebih baik di dalam gedung. Pada saat ini, sudah ada
jaringan yang secara komersial menggunakan perangkat WiMax bersertifikasi sesuai dengan
standar 802.162.
Spesifikasi WiMax membawa perbaikan atas keterbatasan-keterbatasan standar WiFi
dengan memberikan lebar pita yang lebih besar dan enkripsi yang lebih bagus. Standar WiMax
memberikan koneksi tanpa memerlukan Line of Sight (LOS) dalam situasi tertentu. Propagasi
Non LOS memerlukan standar .16d atau revisi 16.e, karena diperlukan frekuensi yang lebih
rendah. Juga, perlu digunakan sinyal muli-jalur (multi-path signals), sebagaimana standar
802.16n.
2.1.6 Manfaat Membangun Jaringan LAN (Local Area Network)
Banyak keuntungan yang didapatkan dari terciptanya standardisasi industri ini. Para
operator telekomunikasi dapat menghemat investasi perangkat, karena kemampuan WiMAX
dapat melayani pelanggannya dengan area yang lebih luas dan tingkat kompatibilitas lebih
tinggi. Selain itu, pasarnya juga lebih meluas karena WiMAX dapat mengisi celah
broadband yang selama ini tidak terjangkau oleh teknologi Cable dan DSL (Digital Subscriber
Line).
WiMAX salah satu teknologi memudahkan mereka mendapatkan koneksi Internet yang
berkualitas dan melakukan aktivitas. Sementara media wireless selama ini sudah terkenal
sebagai media yang paling ekonomis dalam mendapatkan koneksi Internet. Area coverage-nya
Page | 9
sejauh 50 km maksimal dan kemampuannya menghantarkan data dengan transfer rate yang
tinggi dalam jarak jauh, sehingga memberikan kontribusi sangat besar bagi keberadaan wireless
MAN dan dapat menutup semua celah broadband yang ada saat ini. Dari segi kondisi saat
proses komunikasinya, teknologi WiMAX dapat melayani para subscriber, baik yang berada
dalam posisi Line Of Sight (posisi perangkat-perangkat yang ingin berkomunikasi masih berada
dalam jarak pandang yang lurus dan bebas dari penghalang apa pun di depannya) dengan BTS
maupun yang tidak memungkinkan untuk itu (Non-Line Of Sight). Jadi di mana pun para
penggunanya berada, selama masih masuk dalam area coverage sebuah BTS (Base Transceiver
Stations), mereka mungkin masih dapat menikmati koneksi yang dihantarkan oleh BTS tersebut.
Selain itu, dapat melayani baik para pengguna dengan antena tetap (fixed wireless)
misalnya di gedung-gedung perkantoran, rumah tinggal, toko-toko, dan sebagainya, maupun
yang sering berpindah-pindah tempat atau perangkat mobile lainnya. Mereka bisa merasakan
nikmatnya ber-Internet broadband lewat media ini. Sementara range spektrum frekuensi yang
tergolong lebar, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka
berada dalam range frekuensi operasi dari BTS.
Sistem kerja MAC-nya (Media Access Control) yang ada pada Data Link Layer adalah
connection oriented, sehingga memungkinkan penggunanya melakukan komunikasi berbentuk
video dan suara. Siapa yang tidak mau, ber-Internet murah, mudah, dan nyaman dengan
kualitas broadband tanpa harus repot-repot. Anda tinggal memasang PCI card yang kompatibel
dengan standar WiMAX, atau tinggal membeli PCMCIA (Personal Computer Memory Card
International Association) yang telah mendukung komunikasi dengan WiMAX. Atau mungkin
Anda tinggal membeli antena portabel dengan interface ethernet yang bisa dibawa ke mana-
mana untuk mendapatkan koneksi Internet dari BTS untuk fixed wireles
2.1.7 Vendor
Berikut ini perusahaan pembuat perangkat WiMAX:
Motorola
InfiNet Wireless
Aperto
EION
Axxcelera
Xirka
Page | 10
2.1.8 Operator 4G WiMAX Pertama di Indonesia
Sitra WiMAX adalah operator 4G WiMAX pertama di Indonesia yang meluncurkan
layanan 4G Wireless Broadband di bulan Juni 2010. Sitra WiMAX adalah bagian dari Lippo
Group dan merek dagang terbaru dari PT. Firstmedia Tbk. Sitra WiMAX akan melayani 4G
Wireless Broadband pertama di Indonesia di daerah terpadat dan sekaligus memiliki hak izin
BWA termahal yaitu di coverage Jakarta, Bogor, Depok, Tangerang, Bekasi, Propinsi Banten,
Sumatera Utara, dan Propinsi NAD. Sebelum hadir secara komersial untuk publik, Sitra telah
melayani sedikitnya 2000 pelanggan di kawasan Jakarta Barat dan Karawaci yang mendapatkan
layanan ujicoba gratis sejak September 2010.
2.2 PARAMETER ANTENA RHOMBIC
Dalam perancangan sebuah antenna, terlebih dahulu kita harus mengetahui parameter
dari antenna tersebut. Parameter dari sebuah antenna dapat membantu kiat untuk merancang
antenna yang kita inginkan berdasarkan parameter sebuah antena. Beberapa parameter dari
sebuah antenna Rhombic yaitu :
Gambar 2.3 antenna rhombik
2.2.1 Panjang Elemen Antenna (L)
`Sebuah antenna pasti memiliki elemen, setiap elemen pasti memiliki dimensi ukuran.
Salah satu dimensi ukuran sebuah antenna adalah panjang elemen antenna (L). Panjang elemen
Page | 11
( L) merupakan salah satu faktor yang akan mempengaruhi pola radiasi yang akan dihasilkan
dalam perancangan sebuah antenna . untuk menghitung panjang elemen sebuah antenna
terlebih dahulu kita harus mengaetahui panjang gelombang yang dihasilkan dalam perancangan
antenna tersebut. Berikut adalah langkah untuk menghitung panjang elemen antenna :
Dimana dengan C = 3 x 10 8 m/s
2.2.2 Ketinggian Antena ( H )
Ketinggian suatu antenna akan mempengaruhi pola radiasi yang dihasilkan serta akan
berpengaruh terhadap gain yang dihasilkan. Sebelum merancang sebuah antenna,terlebih
dahulu kita harus menghitung ketinggian antenna yang akan kita gunakan. Untuk menghitung
ketinggian antenna dapat menggunakan rumus :
2.2.3 Sudut Antar Elemen (A)
Antena rhombik yang merupakan antenna berbentuk belah ketupat yang terdiri dari 4
elemen yang saling berhubungan keempat ujungnya dan membentuk beleh ketupat.
Pertemuan dari keempat elemen tersebut membentuk sudut (A). Besarnya sudut antar elemen
mempengaruhi pola radiasai yang dihasilkan serta mempengaruhi gain yang dihasilkan.
Page | 12
BAB 3
PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN ANTENA
Pada bab ini dibahas mengenai perancangan antenna rhombik yang dapat beroperasi
pada frekuensi 5.5 GHz untuk diaplikasikan pada teknologi WiMAX.
Secar umum, perancangan antenna rhombik akan melalui tahapan - tahapan
perancanagan yaitu penentuan frekunsi yang diinginkan,penentuan jenis elemen yang
digunakan. Keuntungan merancang antenna rhombik ini adalah memiliki bentuk yang
sederhana,praktis serta dapat menghasilkan kriteri a seperti yang diinginkan. Beberapa
langkah penting yang dilakukan dalam perancangan antenna seperti yang diinginkan :
1. Perhitungan dimensi antenna sesuai frekuensi kerja yang diinginkan. Perhitunga
ini meliputi panjang elemen (L) yang digunakan,ketinggian (H) yang diinginkan,
dan lebar sudut antar eemen( A) yang diinginkan.
2. Simulasi antenna berdasarkan hasil perhitungan yang telah didapat
menggunakan software 4nec2.
3. Evaluasi perancangan antenna.
Beberapa langkah diatas akan dijelaskan lebih lanjut pada diagram alir rancangan.
3.1 DIAGRAM ALIR PROSES PERANCANGAN ANTENNA RHOMBIK
Setiap pekerjaan pasti membutuhkan proses, begitu juga pada perancangan antenna
rhombik yang bekerja pada frekuensi 5.5 GHz memiliki beberapa tahapan perancangan yang
akan disajikan dalam bentuk diagram alir (flowchart). Pada gambar 3.1 diperlihatkan diagram
alir perancangan antenna rhombik yang dilakukan.
Page | 13
Page | 14
MULAI
Menentukan Frekuensi kerja yang diinginkan
Jenis elemen wire
Menentukan panjang elemen, ketinggian, lebar sudut antar elemen
Pola radiasi yang diinginkan, VSWR < 1.5
SELESAI
EVALUASI
Gambar 3.1 Diagram Alir (Flowchart) Perancangan Antena
3.2 PERLENGKAPAN YANG DIGUNAKAN
Peralatan yang digunakan dalam perancangan antenna ini terdiri dari perangkat lunak
(software) yang digunakan untuk simulasi perancangan antenna tersebut. Adapun software
yang digunakan dalam perancangan antenna ini adalah software 4nec2.
3.3 PERANCANGAN ANTENNA
3.3.1 Menentukan Karakteristik Antenna
Dalam perancangna sebuah antenna, kita harus mengetahui frekuansi kerja antenna yang
kita inginkan. Dalam perancangan antenna ini, frekuensi kerja yang diinginkan adaalah 5.5 GHz
yang diharapkan dapat diaplikasikan pada teknologi WiMAX . Pada frekuensi kerja tersebut,
diharapkan antenna dapat menghasilkan VSWR < 1.5 .
3.3.2 Menghitung Nilai Parameter Yang Diinginkan
Pada antenna rhombik terdapat beberapa parameter yang sangat mempengaruhi dalam
perancangan sebuah antenna rhombic. Beberapa parameter tersebut yaitu :
1. Panjang Elemen Antenna (L)
2. Ketinggian Antena ( H )
3. Sudut Antar Elemen (A)
3.3.3 Desain Antena Yang Ingin Dirancang
Perancangan antenna rhombik yang akan digunakan pada aplikasi teknologi WiMAX
diharapkan mempunyai bentuk yang sederhana, ringan, dan mempunyai ukuran yang relative
kecil. Berikut ini adalah gambaran tentang antenna Rhombik yang akan dirancang :
GAMBAR BELUM DIMASUKIN
3.3.4 Simulasi Pada software 4nec 2
Page | 15
Setelah memperoleh data yang diinginkan melalui tahapan perhitungan kemudian kita
dapat melakukan simulasi perancangan antenna rhombik menggunakan software 4nec2.
3.3.5 Evaluasi
Ketika pada saat melakukan simulasi, kita menemukan suatu masalah yang tidak sesuai
dengan yang kita harapkan,maka kita dapat melakukan evaluasi terhadap perancangan antenna
yang kita lakukan.
3.4 PERHITUNGAN
Sebelum memulai perancangan,terlebih dahulu perlu menghitung nilai – nilai elemen
yang akan kita gunakan.
1. Panjang elemen antenna (L)
Antena yang akan dirancang adalah antenna rhombik yang diharapkan mampu bekerja pada
frekuensi 5.5 GHz dengan A = . Maka panjang elemen yang akan digunakan adalah :
Sebelum menghitung panjang elemen, terlebih dahulu kita harus mengetahui panjang
gelombang ( dari antenna tersebut.
Selanjutnya
Setelah mengetahui panjang elemen (L) yang digunakan, selanjutya nilai L akan digunakan
pada penentuan titik koordinat pada sumbu X dan Y pada saat simulasi pada 4nec2 dengan
rumus yang akan digunakan yaitu:
Page | 16
Untuk Elemen 1 :
Untuk elemen 2 :
Untuk elemen 3 :
Page | 17
Untuk elemen 4 :
2. Ketinggian Antena (H)
Untuk menghitung ketinggian antenna yang digunakan, dapa menggunakan rumus yaitu :
Setelah diperoleh data diatas kemudian dapat dilakukan simulasi pada software 4nec2
untuk perancangan antenna rhombik.
3. Sudut Antar Elemen (A)
Dalam sebuah perancangan antenna Rhombik, suatu pola radiasi dipengaruhi oleh sudut
yang dibentuk oleh antar elemen. Sudut yang digunakan dalam perancangan antenna ini adalah
60 o. Sudut ini digunakan karena dengan pertimbangan bahwa pada sudut 60 o SWR yang
dihasilkan bagus. Walaupun belum memiliki SWR yang sempurna yaitu SWR =1.
Page | 18
BAB 4
HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas lebih lanjut tentang perancangan antenna rhombik yang
sebelunnya telah melalui beberapa tahapan. Simulasi merupakan titik tolak untuk sebuah
perancangan antenna rhombik. Karena pada tahapan ini kita dapat mengetahui hasil dari
perhitungan yang telah kita cari. Pada tahapan ini juga kita dapat mengetahui pola radiasi dari
sebuah antenna serta gain yang dihasilkan oleh antenna tersebut.
Berikut ini merupakan hasil simulasi dari sebuah antenna rhombik dengan
menggunakan data – data yang telah dihitung sebelumnya.
GAMBAR 4.1 ANTENA RHOMBIK GAMBAR 4.2 POLA RADIASI ANTENA RHOMBIK
(Vertical Plane)
Page | 19
GAMBAR 4.3 POLA RADIASI ANTENA ( Horizontal Plane)
GAMBAR 4.4 SIMULASI PADA SMITHCHART
Page | 20
GAMBAR 4.5 RANGKAIAN RLC MATCHING
Page | 21
GAMBAR 4.6 GRAFIK SWR DAN KOEFISIEN REFLEKSI
GAMBAR 4.7 GRAFIK TOTAL GAIN DAN F/R BACK BERDASARKAN FREKUENSI
Page | 22
GAMBAR 4.8 GRAFIK IMPEDANSI DAN PHASE
GAMBAR 4.9 GRAFIK TOTAL GAIN BERDASARKAN FREKUENSI
Page | 23
Berdasarkan simulasi diatas diperoleh beberapa data –data yang akan disajikan dalam bentuk
tabel .
TABEL HASIL SIMULASI ANTENA RHOMBIK PADA FREKUENSI 5.5 GHz
PARAMETER HASIL SIMULASI SATUAN
Impedansi 61.5 – j13.5 Ω
SWR 1.38
Efficiency 100 %
Radian Efficiency 100 %
Input power 100 W
Radiant power 100 W
Voltage 80.3 + j 0 V
Current 1.25 + j 0.27 A
Berdasarkan simulasi diatas, menghasilkan beberapa data yang menunjukkan bahwa
antenna rhombik ini diaplikasikan pada teknologi WiMAX . Antenna rhombik ini memiliki SWR =
1.38 yang menunjukkan bahwa antara saluran transmisi dengan beban (Antena ) memiliki
kecocokan (matching). Walaupun sebenarnya SWR yang bagus adalah 1. Untuk menjadikan
SWR = 1 perlu memperbesar daya (power) karena SWR dan power berbanding terbalik.
Pola radiasi yang dihasilkan adalah omnidirectional dengan gain yang diperoleh yaitu
7.7 dB. Dengan efficiency yang dihasilkan adalah 100 %. Beberapa hasil diatas belum sempurna
karena masih terjadi perpotongan antara elemen 1 dan elemen 2 yang tidak diketahui
penyebabnya. SWR yang besar sepertinya masih dipengaruhi oleh tidak matchingnya elemen
tersebut.
Page | 24
Pada hasil simulasi diatas, terdapat beberapa pilihan untuk rangaian RLC Matching
dengan berbagai pilihan. Setiap rangkain RLC yang disajikan akan menghasilkan SWR yang sama
yaitu 1.38. dari rangkaian RLC diatas menunjukkan bahwa rangkaian ini dapat memblok DC dan
melewatkan AC.
Page | 25
BAB 5
KESIMPULAN
Pada tugas perancangan ini dirancang antenna rhombic yang akan diaplikasikan pada
teknologi WiMAX. Berdasarkan hasil perhitungan dan simulasi diperoleh beberapa kesimpulan,
yaitu :
1. Antenna Rhombic juga dapat diaplikasikan dengan baik untuk teknologi WiMAX yang
memiliki frekuensi yang tinggi. Wlaupun sebenarnya antenna Rhombik merupakan
antenna untuk frekuensi HF – UHF. Hasil yang diperoleh pada simulasi pun tidak
begitu buruk, Antena Rhombik memiliki SWR = 1.38. Hasil yang cukup baik karena
hal ini belum melalui tahapan evaluasi.
2. Pola radiasi yang dihasilkan merupakan gabungan 2 pola radiasi bidireksional untuk
bidang vertical dan bidang horizontal sehingga menghasilkan pola radiasi
omnidirectional.
3. Rangkaian matching yang digunakan adalah rangkaian matching yang dapat
memblok DC dan melewatkan AC.
Page | 26
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/WiMAX diakses tanggal 29 November 2012 pukul 21.30 WIB
http://www.ipellejero.es/hf/antenas/rombica/english.html diakses tanggal 1 Desember
2012 pukul 12.05 WIB
http://www.google.co.id/url?
sa=t&rct=j&q=HORIZONTAL+RHOMBIC+ANTENNAS+BY+E+BRUCE&source=web&cd=1&cad=rj
a&ved=0CCcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.alcatel-lucent.com%2Fbstj%2Fvol14-
1935%2Farticles%2Fbstj14-1-135.pdf&ei=ftO5UKToH8_PrQeV3YCICQ&usg=AFQjCNFd-
y1auDNE-sM_nL4a5gvD-tu7qw diakses tanggal 1 Desember 2012 pukul 10.57 WIB
Page | 27
LAMPIRAN
TUTORIAL PENGGUNAAN SOFTWARE 4 nec2 DALAM PERANCANGAN ANTENA RHOMBIK
1. Buka aplikasi 4nec2
2. Selanjutnya akan tampil kotak dialog seperti gambar dibawah ini:
3. Untuk memasukan input yang diinginkan, Klik menu File – Open – pilih antenna yang
dinginkan (Rhombic.nec) SELANJUTNYA Double Klik/ open.
4. Untuk memasukan input data yang kita buat, Klik Edit – input (.nec) file / f6. selanjutnya
akan muncul kotak dialog seperti gambar dibawah ini :
Page | 28
Pada kotak dialog diatas masukan Frekuensi yang kita inginkan dan tentukan
Ground/Free space yang kita inginkan. Untuk frekuensi yang saya gunakan yaitu
F = 5500 MHz ( untuk aplikasi WiMax)
Free space
Selanjutnya klik Geometry maka akan muncul kotak dialog seperti gambar
dibawah ini :
Pada kotak dialog ini ada beberapa elemen penting yaitu :
Page | 29
Nr : menyatakan jumlah elemen yang digunakan. Karena antenna
rhombic merupakan antenna dengan 4 elemen,maka pada kolom Nr Ada
4 nomor yaitu 1-4.
Type : menyatakan jenis elemen yang digunakan. Dalam hal ini saya
menggunakan wire.
Tag : menyatakan urutan elemen pada antenna.
Segs : menyatakan segment setiap kawat.
X1 ,X2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu X.
Y1 ,Y2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu Y.
Z1 ,Z2 : menyatakan posisi lengan/ elemen pada sumbu Z.
Radius : menyatakan diameter elemen antenna
Berdasarkan data diatas, saya menggunakan beberapa input yaitu :
Selanjutnya Klik Symbol, di mana pada kotak dialog ini kita akan memasukan beberapa
parameter penting dalam perancangan antenna rhombic. Beberapa data yang dimasukkan
pada antenna ini merupakan data input melalui hasil perhitungan.
Page | 30
5. Setelah semua input dimasukkan kemudian save atau dengan meng klik gambar disket
yang ada di kanan atas .
6. Setelah disave, kemudian dapat mengeksekusinya / untuk mengetahui pola radiasinya
dengan cara menge klik gambar kalkulator yanga ada di kanan atas.
Page | 31
Untuk Menyimpan
7. Setelah itu akan muncul kotak dialog seperti gambar dibawah ini, kemudian pilih far
field Pattern – generate
8. Untuk selanjutnya akan muncul kotak dialog yang menampilkan pola radiasi dari
antenna yang kita rancang.
Page | 32
Untuk mengeksekusi input
9. Untuk menampilkan pola radiasi dalam bentuk 3D, pilih dan klik 3D pada menu Main.
Kemudian pada kolom sebelah kanan pilih hide structure kemudian pilih multi color
untuk menampilkan pola radiasi dalam tiga dimensi.
10. Selanjutnya berikut gambar antena rhombic berdasarkan 2D dan 3D.
Page | 33
Page | 34
top related