Tesis Polarisasi Lingkaran: Antena Array Mikrostrip Patch Radiator Segitiga Samasisi

Judul Tesis : Antena Array Mikrostrip Patch Radiator Segitiga Samasisi dengan Polarisasi Lingkaran untuk Sistem Satelit Quasi Zenith

A. Latar Belakang

Perkembangan teknologi satelit terus berkembang sejalan dengan kebutuhan akan akses komunikasi dan informasi. Jepang sebagai negara maju masih terus mengembangkan dibidang teknologi khususnya satelit komunikasi untuk kepentingan telekomunikasi , broadcasting maupun pencitraan jarak jauh . Perkiraan pada tahun 2008 Jepang akan meluncurkan teknologi satelit yang di sebut Satelit Quasi-Zenith atau QZSS (Quasi-Zenith Satellite System ). Satelit Quasi Zenith ini termasuk sistem Satellite Mobile Communication (komunikasi satelit bergerak). Satelit quasi-zenith yang akan diluncurkan terdiri dari tiga satelit dengan menempati letak lintasan orbit geosynchronous.[1]. Kementerian Dalam Negeri dan Komunikasi Jepang telah melakukan regulasi frekuensi untuk system satelit quasi zenith pada frekuansi 2,6 GHz ( 2,605 GHz – 2,630 GHz ).[2].

Untuk satelit pada orbit geosynchronous menjadi pemasalahan tersendiri untuk aplikasi GPS (Global Positiong Service) pada satelit quasi zenith yang pada umumnya menggunakan orbit rendah atau menengah. Orbit geosynchronous pada ketinggian 36.000 km diatas permukaan bumi untuk frekuensi 2,6 GHz akan mengalami redaman gelombang dalam ruang bebas sebesar 192 dB. Sehingga masih diperlukan gain antenna penerima yang ditinggi.

B. Batas Permasalahan

Antenna array mikrostrip dibuat dengan didasarkan pada karakteristik kinerja komunikasi satelit bergerak – quasi zenith yang beroperasi pada frekuensi 2,605 GHz – 2,630Ghz dengan polarisasi lingkaran aplikasi GPS. Untuk analisis ukuran patch radiator segitiga samasisi dengan mengacu resonansi pada frekuensi 2,62 GHz menggunakan Cavity Model. Sedangkan sistem pencatu menggunakan dual fed coupler quadrature hybrid 90.

C. Tinjauan Pustaka

Antena Mikrostrip

Teknologi microstrip merupakan sebuah medium ( substrate ) yang memiliki karakteristik dielektrik yang dapat digunakan untuk menghantarkan atau mempropagasikan gelombang elektromagnetik melalui teknologi MIC ( Microstrip Integrated Circiut ) untuk frekuensi gelombang mikro. Sebagai media propagasi gelombang elektromagnetik , maka secara karakteristik dapat dibuat untuk suatu rancangan sebuah saluran transmisi dan radiator antena. Secara konseptual rancangan sebuah antena melalui mikrostrip dilakukan melalui dua tahap, yaitu : pertama merancang model saluran pencatu transmisi dan kedua merancang ukuran dan model peradiasi atau radiator.

Saluran Transmisi Mikrostrip

Bagian dari sistem antena adalah saluran transmisi , ada beberapa microstrip adalah menentukan media rangkaian saluran transmisi yang dihubungkan dengan patch antena. Ada dua model yang dapat digunakan sebagai saluran pencatu patch antena, yaitu : probe koaksial dan rangkaian saluran mikrostrip. Pada perancangan ini saluran transmisi untuk antena dengan model linier array mikrostrip. Karakteristik dan dimensi saluran transmisi mikrostrip ditentukan oleh nilai konstanta dilektrik relatif substrat dan loss tangent . Sebuah saluran transmisi yang dirancang diatas sebuah substrat dengan ukuran lebar konduktor (w) dan ketebalan patch saluran (t), dimana ketebalan substrat (h ) dengan konstanta dielektrikum permeabilitas bahan ( ?r ) dan lapisan bawah media ground.

Teknik Pencatuan Polarisasi Lingkaran

Pada sistim antena microstrip penggunaan teknik pencatu menjadi sangat penting, agar diperoleh hasil polarisasi tertentu. Secara umum teknik pencatuan untuk antena mikrostrip hasil polarisasi lingkaran dapat dikategorikan dalam dua jenis saluran pencatu , yaitu : teknik catu tunggal dan teknik catu ganda.Umumnya paling banyak digunakan untuk polarisasi lingkaran model catu tunggal, teknik ini dilakukan dengan melakukan arah putaran arus dengan pemberian slot pada sisi patch. Sedangkan penggunaan teknik catu ganda dengan melakukan pengaturan dari sisi sistem pencatunya.

D. Metodelogi Penelitian

Data regulasi frekuensi yang dikeluarkan menteri dalam Negeri dan Komunikasi Jepang untuk satelit quasi zenith pada 2,6 GHz (2,605 GHz – 2,630 GHz) untuk aplikasi GPS.

Pemahaman karakteristik jenis substrate sebagai bahan atau media pembuatan antena.

Bentuk hasil rancangan dilakukan proses simulasi dan pabrikasi serta pengukuran di laboratorium.

E. Kesimpulan

1. Hasil perancangan antena mikrostrip dengan elemen tunggal terhadap nilai parameter antena melalui simulasi dan pengukuran setelah pabrikasi diperoleh pergeseran nilai, antara lain : bandwidth return loss sebesar 2,56% , bandwidth VSWR sebesar 0,16% dan bandwidth axial ratio sebesar 0,3% . Jadi secara keseluruhan meskipun terjadi selisih antara hasil simulasi dan pengukuran parameter-parameter tersebut masih beroperasi didaerah frekuensi quasi zenith.
2. Hasil perancangan antena mikrostrip elemen array dengan jarak antar elemen yang dibuat 0,9?g, dari hasil simulasi dengan hasil pengukuran mengalamai pergeseran nilai parameter, antara lain : Bandwidth return loss sebesar 2,87% , bandwidth VSWR sebesar 0,46 % dan bandwidth axial ratio sebesar 0,6 %. Jadi secara keseluruhan pergeseran prosentasi yang dihasilkan masih dalam batas yang ditoleransikan, karena daerah frekuensi quasi zenith termasuk didalamnya.
3. Peningkatan kinerja hasil perancangan antena array yaitu terjadinya kenaikan nilai gain yang diperoleh. Hasil perancangan antena elemen tunggal menghasilkan gain sebesar 6,07 dB , sedangkan antena array dengan empat elemen mengasilkan gain sebesar 10,6 dB. Jadi dengan penambahan jumlah elemen peningkatan gain yang di peroleh sebesar 75 %.

Contoh Tesis Polarisasi Lingkaran

1. Antene Array Mikrostrip Patch Radiator Segitiga Samasisi dengan Polarisasi Lingkaran untuk Sistem Satelit Quasi Zenith