Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Kebutuhan akan antena berdimensi kecil namun memiliki performa yang tinggi mendorong berbagai riset untuk melakukan eksperimen tidak hanya dari sisi struktur dan bentuk antena tetapi juga dari sisi material. Pemanfaatan karakteristik magneto-dielektrik baik secara buatan maupun hasil rekayasa material sebagai pereduksi dimensi dan peningkat performa antena diusulkan pada penelitian ini. Karakteristik MD direalisasikan melalui struktur SRR susun sebagai peningkat performa antena; dan sintesis material sebagai pereduksi dimensi antena. Studi parametrik dan eksperimen dilakukan untuk mendapatkan dimensi SRR serta konfigurasi SRR yang paling optimal sehingga diperoleh pengaruh yang dapat meningkatkan performa antena. Bahan MD telah berhasil disintesis dari campuran serbuk magnetit (Fe3O4) nanopartikel sebagai bahan magnetik, bahan polimer elastis PDMS (polydimethylsiloxane) sebagai bahan dielektrik, dan BaFe12O19 sebagai bahan tambahan untuk membantu daya rekatnya dengan host dielectric. Bahan MD ini telah berhasil dikarakterisasi baik dari sisi material maupun kelistrikannya. Berdasarkan hasil karakerisasi material dari uji XRD, SEM, dan VSM diketahui bahwa campuran terdispersi secara merata dan memiliki sifat magnetik yang baik. Sedangkan berdasarkan hasil karakterisasi kelistrikan melalui pengukuran dengan waveguide dan sensor diketahui bahwa penambahan komposisi magnetit dalam sampel dapat meningkatkan permitivitas dan permeabilitas relatif bahan. Hasil karakterisasi material dan elektrikal kemudian disimulasikan untuk merancang antena mikrostrip kombinasi antara substrat dari bahan MD dan struktur SRR. Antena mikrostrip ini tersusun dari dua bagian yaitu patch pada bahan MD dan struktur SRR susun pada bahan dielektrik sebagai groundplane antena. Kedua bagian ini disusun secara berlapis menjadi satu kesatuan antena mikrostrip. Hasil studi parametrik menunjukkan antena yang dirancang pada bahan sampel C (rasio PDMS : Fe3O4 = 1 : 0,6) dengan konfigurasi SRR 3 × 3 pada bahan dielektrik (εrHost < εrMD) memberi respon yang paling optimal. Kondisi optimal ditentukan atas pertimbangan trade off yang terjadi dari masing-masing variasi pada aspek reduksi dimensi antena dan performa antena. Penelitian ini telah berhasil menemukan metode untuk memperoleh antena dengan dimensi yang lebih kecil dengan performa yang lebih tinggi dibanding antena tanpa bahan MD dan struktur SRR. Sebagai perbandingan, analisis yang sama juga dilakukan pada frekuensi yang sama untuk antena mikrostrip konvensional (tanpa bahan MD dan struktur SRR), antena mikrostrip dengan struktur SRR tanpa bahan MD, serta antena berbahan MD tanpa struktur SRR. Secara berturut-turut hasil simulasi antena tersebut masing-masing antena memiliki dimensi, bandwidth, dan gain sebesar 50 × 50 mm, 3,2%, dan 2,62 dBi untuk antena konvensional; 50 × 50 mm, 5,28%, dan 4,97 dBi untuk antena mikrostrip dengan struktur SRR 5 × 5; serta 30 × 30 mm, 9,4%, dan 2,02 dBi untuk antena berbahan MD tanpa struktur SRR. Simulasi, optimasi, dan pengukuran telah dilakukan sehingga diperoleh antena yang bekerja pada frekuensi 3,5 GHz, dengan fractional bandwidth sebesar 10% (360 MHz), efisiensi radiasi sebesar 58,54%, dan gain maksimum hingga 4,33 dBi. Antena ini berukuran 30 × 30 mm atau 64% lebih kecil dibandingkan dengan antena konvensional. Berdasarkan hasil ini dapat disimpulkan bahwa kombinasi baru antara struktur SRR susun dan bahan sintesis MD yang diusulkan pada penelitian ini dapat membangkitkan karakteristik MD buatan dan alami untuk mereduksi dimensi antena sekaligus meningkatkan performa antena. ......The need for small antennas with high performance has prompted various researches to experiment not only in terms of the structure and shape of the antenna but also in terms of material. Utilization of magneto-dielectric (MD) characteristics both artificial and engineered material in reducing antenna size and improving antenna performance is proposed in this study. The MD characteristics are realized through the SRR array structure and material synthesis. Parametric studies were carried out to determine the dimensions of the SRR and the most optimal SRR configuration to obtain an effect that can improve antenna performance. MD material has been successfully synthesized from a mixture of magnetite powder (Fe3O4) nanoparticles as a magnetic material, an elastic polymer material PDMS (polydimethylsiloxane) as a dielectric material, and BaFe12O19 as additives to aid adhesion with the host dielectric. This MD material has been successfully characterized both in terms of material and electricity. Based on the results of material characterization from XRD, SEM, and VSM measurement, it is known that the mixture is evenly dispersed and has good magnetic properties. Meanwhile, based on the results of electrical characterization through measurements with waveguides and sensors, it is known that the addition of magnetite composition in the sample can increase the relative permittivity and relative permeability of the material. The characterization results were then simulated to design a microstrip antenna by combining the MD substrate and the SRR structure. This microstrip antenna comprises two parts, namely the patch on the MD material, and the SRR array structure on the dielectric material as the antenna ground plane. These two parts are arranged in layers into a single microstrip antenna. The parametric study results show that the antenna designed on sample C (PDMS : Fe3O4 = 1 : 0,6) MD material with 3 × 3 SRR configuration on the dielectric material (εrHost < εrMD) gives the most optimal response. The optimal condition is determined by considering the trade-offs that occur from each variation in the aspect of antenna size reduction and antenna performance. This research has succeeded in finding a method to obtain antennas with smaller dimensions with higher performance than antennas without MD materials and SRR structures. For comparison, the same analysis was carried out at the same frequency for conventional microstrip antennas (without MD material and SRR structure), microstrip antennas with SRR structure without MD material, and MD antennas without SRR structure. The antenna simulation results have dimensions, bandwidth, and gain of 50 × 50 mm, 3.2%, and 2.62 dBi for conventional antennas; 50 × 50 mm, 5.28%, and 4.97 dBi for microstrip antennas with a 5 × 5 SRR structure; and 30 × 30 mm, 9.4%, and 2.02 dBi for MD antennas without SRR structure, respectively. Simulations, optimization, and measurement have been carried out to obtain an antenna that works at a frequency of 3.5 GHz, with a fractional bandwidth of 10% (360 MHz), the radiation efficiency of 58.54%, and a maximum gain of 4,33 dBi. The antenna dimension is 30 × 30 mm or 64% smaller than conventional antennas. Based on these results, it can be concluded that the novel combination of SRR array structure and MD materials proposed in this study can generate artificial and natural MD characteristics to reduce antenna dimensions while increasing antenna performance.

Abstrak :
Salah satu teknik untuk menghasilkan operasi dual fequency pada antena patch mikrostrip adalah menggunakan teknik reactivety loaded yaitu dengan meng-etching beban slot pada kedua tepi peradiasi. Beban slot ini akan menghasilkan suatu kondisi resonansi baru tampa mempengaruhi konfigurasi medan (mode) dominannya, dan akan menimbulkan mode baru dengan pola radiasi yang sama. Pada skripsi ini akan dilakukan rancang bangun antena mikrostrip dual frequency patch segiempat dengan beban slot yang, bekerja pada rentang frekuensi 1.7 GHz s.d. 3 GHZ, dengan memvariasikan Ietak titik pencatuan terhadap sumbu y = 2 cm, sumbu x = 2.5 cm dan sumbu diagonal menggunakan teknik pencaluan probe untuk mencari karakteristik yang paling optimal. Pengukuran yang dilakukan adalah pengukuran frekuensi resonansi, VSWR, return loss, impedansi masukan, pola radiasi dan pengukuran gain untuk setiap titik optimal dari masing-masing sumbu pencatuan.

Abstrak :
Antena mikrostrip banyak diaplikasikan dalam dunia telekomunikasi. Hal ini karena antena mikrostrip memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan dengan antena jenis lain, yaitu bentuknya yang tipis dan kecil, memiliki bobot yang ringan, mudah untuk difabrikasi, dan harga yang relatif murah. Akan tetapi antena mikrostrip ini juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu gain rendah, bandwidth rendah, efisiensi rendah, dan timbulnya gelombang permukaan. Gelombang permukaan terjadi pada saat antena mikrostrip meradiasikan gelombang ke udara, namun ada gelombang yang terjebak di dalam substrat dan membentuk gelombang permukaan. Gelombang permukaan dapat mengurangi efisiensi dan gain, dan membatasi bandwidth. Salah satu cara untuk menekan gelombang permukaan adalah dengan menggunakan teknik Defected Ground Structure (DGS) dengan cara mencacatkan bidang ground dari antena. Pada skripsi ini dilakukan perancangan antena mikrostrip dengan menggunakan teknik DGS berbentuk dumbbell square-head pada patch segitiga array linier untuk menekan gelombang permukaan pada antena mikrostrip sehingga performa antena dapat meningkat. Pada hasil pengukuran antena referensi dengan penambahan slot DGS diperoleh nilai return loss optimum sebesar -40.081 dB pada frekuensi 2.66 GHz atau terjadi perbaikan return loss sebesar 32.12%, perbaikan gain sebesar 2.36005 dB dan penekanan mutual coupling sebesar 19.125 dB.

Abstrak :
Negara Kesatuan Republik Indonesia membutuhkan satelit mikro untuk pengawasan wilayah nusantara. Satelit mikro yang memiliki berat 10-100 kg telah menjadi titik awal pengembangan teknologi satelit di Indonesia dengan diluncurkannya satelit mikro generasi pertama, LAPAN-A1 (lebih dikenal sebagai LAPAN-TUBSAT) pada 10 Januari 2007. Dalam operasinya, satelit mikro LAPAN-A1 membutuhkan antena untuk sistem komunikasi antara satelit dan stasiun bumi. Sistem komunikasi ini berupa pengiriman data satelit/citra satelit dan data telemetry & telecommand. Pada sistem komunikasi telecommand digunakan antena yang bekerja pada pita frekuensi UHF (frekuensi tengah 437,325 MHz) dengan tipe antena wire monopole. Antena monopole tersebut memiliki panjang 1/4λ (sekitar 17 cm), sehingga memerlukan tempat yang relatif luas dalam proses peluncuran. Dalam rangka pengembangan antena UHF berikutnya diharapkan antena yang lebih kompak dapat digunakan pada satelit mikro generasi berikutnya. Pada tesis ini diusulkan sebuah antena yang dirancang untuk aplikasi telemetry&telecommand satelit mikro pada frekuensi 430 ? 450 MHz yang memiliki dimensi yang lebih kecil dan kompak. Jenis antena yang dipilih adalah antena mikrostrip tipe meander, memiliki polarisasi linier, dan pola radiasi omnidirectional. Hasil simulasi menunjukkan antena satu elemen yang dirancang memiliki frekuensi kerja pada 461 ? 481 MHz, dengan gain 2,69 dBi, berpolarisasi linier, dan memiliki pola radiasi mendekati omnidirectional pada bidang azimuth. Sedangkan hasil simulasi pada badan satelit, antena yang dirancang memiliki frekuensi kerja pada 428 ? 468 MHz, dengan gain 2,9 dBi. Hasil pengukuran antena satu elemen menunjukkan frekuensi operasi berada pada kisaran 457 - 492 MHz, dengan pola radiasi mendekati omnidirectional pada bidang azimuth. Untuk hasil pengukuran antena terpasang pada badan satelit, memiliki frekuensi kerja pada 403 - 450 MHz dengan besar bandwidth mengalami kenaikan ±30% bila dibandingkan dengan antena satu elemen. ......Republic of Indonesia require microsatellite for monitoring the archipelago. Microsatellite that weight about 10-100 kg which was launched on 10, January 2007, was the starting point for the development of satellite technology in Indonesia. The microsatellite LAPAN-A1 requires an antenna for communication systems between satellite and ground stations.This microsatellite can send satellite imagery (payload data) and telemetry & telecommand. The telecommand system used monopole antenna that works at UHF band with center frequency at 437,325 MHz. This wire monopole antenna has a length of 17 cm, so it requires a relatively large space in the process of launching. In order to develop the next UHF antenna, more compact UHF antenna design is expected and can be used in the next generation of microsatellites. This thesis proposed an antenna design for telemetry and telecommand applications of microsatellite in the band frequency 430-450 MHz which has smaller dimensions and compact. The type of antenna selected is meander microstrip antenna. This antenna has a linear polarization and omnidirectional radiation pattern. Simulation results shows that antenna design has working frequency at 461 ? 481 MHz with gain of 2.69 dB, linier polarized, and has nearly omnidirectional radiation pattern. The simulation results, when antenna mounted on the body of the satellite, has working frequency at 428-468 MHz with a gain of 2.9 dBi. The measurement results of the single element antenna shows that the operating frequency is in the range of 457-492 MHz with nearly omnidirectional radiation pattern in azimuth plane. For the measurement antenna mounted on the satellite body, it has working frequency 403-450 MHz with increase of bandwidth ± 30 % when compared to a single element antenna.

Abstrak :
Pada penelitian ini, material magneto-dielektrik buatan, yang memiliki permitivitas dan permeabilitas lebih besar dari satu, digunakan untuk meminiaturisasi antena mikrostrip. Teknik miniaturisasi yang digunakan ialah konfigurasi Split-Ring Resonator (SRR) sebagai struktur metamaterial yang dapat bertindak untuk membangkitkan medan magnetik pada susunan substrat dielektrik. Antena dirancang untuk dapat bekerja pada frekuensi UHF yaitu pada rentang 1 GHz-2.2 GHz. Untuk mengetahui karakteristik dan kinerja antena, perancangan disimulasikan menggunakan software CST Microwave Studio. Selain disimulasikan, antena juga difabrikasi pada dua jenis substrat yaitu FR-4 dan RT/Duroid 5880. Dari hasil pengukuran, terdapat peningkatan bandwidth pada bahan FR-4 yang telah diberi struktur SRR mencapai 272.73%, peningkatan gain sebesar 121.36%, dan 191.87% untuk peningkatan efisiensi radiasi antena. Sedangkan pada bahan duroid hanya diperoleh peningkatan bandwidth sebesar 281,91%, penurunan gain sebesar 27.31%, dan 23.56% untuk peningkatan efisiensi. Ditinjau dari jumlah konfigurasi SRR, hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan menggunakan konfigurasi SRR 3x3 peningkatan bandwidth hanya sebesar 43,2 MHz pada bahan FR-4 dan 27,4 MHz pada bahan duroid, sedangkan melalui konfigurasi SRR 5x5 dapat diperoleh peningkatan bandwidth hingga 162 MHz pada bahan FR-4 dan 53 MHz pada bahan duroid. Untuk aspek miniaturisasi antena, dari hasil eksperimen diketahui bahwa struktur SRR 3x3 dan SRR 5x5 pada bahan FR-4 berkontribusi sebesar 43.75%, sedangkan pada bahan duroid miniaturisasi yang dicapai hanya 19.28% melalui konfigurasi SRR 3x3 dan 16.67% melalui konfigurasi SRR 5x5. Penggunaan struktur SRR sebagai bahan magneto-dielektrik terbukti mampu meningkatkan bandwidth, gain, dan efisiensi radiasi, sekaligus mampu memberikan kontribusi miniaturisasi ukuran antena. ......In this study, artificial magneto-dielectric material, which has permittivity and permeability greater than unity, was used to miniaturize microstrip antennas. The miniaturization technique used is the Split-Ring Resonator (SRR) configuration as a metamaterial structure that can act to generate magnetic fields in the arrangement of dielectric substrates. Antennas are designed to work on UHF frequencies, which are in the range of 1 GHz-2.2 GHz. To find out the characteristics and performance of the antenna, the design was simulated using CST Microwave Studio software. Besides being simulated, the antenna is also fabricated on two types of substrate namely FR-4 and RT/Duroid 5880. From the measurement results, there is an increase in bandwidth on FR-4 material that has been given the SRR structure reaching 272.73%, an increase in gain of 121.36% and 191.87% for increased antenna radiation efficiency. While for duroid materials only obtained an increase in bandwidth of 281.91%, a decrease in gain of 27.31%, and 23.56% for increased efficiency. Judging from the number of SRR configurations, the results showed that using the SRR 3x3 configuration, the bandwidth increase was only 43.2 MHz on FR-4 and 27.4 MHz in duroid materials, whereas through a 5x5 SRR configuration a bandwidth increase of up to 162 MHz was obtained. FR-4 and 53 MHz in duroid material. For the miniaturization aspect of the antenna, the experimental results revealed that the structure of SRR 3x3 and SRR 5x5 in FR-4 material contributed 43.75%, while in miniaturized duroid material achieved only 19.28% through 3x3 and 16.67% SRR configurations through 5x5 SRR configuration. The use of SRR structure as a magneto-dielectric material is proven to be able to increase bandwidth, gain, and radiation efficiency, while being able to contribute to miniaturization of antenna size.

Abstrak :

Abstrak – Global Positioning System (GPS) merupakan sebuah sistem yang digunakan untuk mengetahui keberadaan suatu benda atau bahkan makhluk hidup dengan bantuan antena. Antena GPS yang pada saat ini umum digunakan dirancang menggunakan substrat yang kaku, sehingga pada umumnya GPS diintegrasikan dengan divais lain seperti ponsel atau jam. Pada saat ini, antenna GPS mulai dikembangkan dalam bentuk yang lebih fleksibel sehingga dapat diintegrasikan dengan benda yang digunakan sehari hari. Antena yang dirancang dalam penelitian ini ialah wearable microstrip patch antenna yang dirancang menggunakan CST Studio Suite. Antena ini dirancang untuk menjadi bagian dari pakaian, sehingga substrat yang akan dipakai merupakan bahan tekstil, yakni denim dengan permitivitas 1.77. Pengujian menunjukkan bahwa antena dapat bekerja pada rentang frekuensi 1.57 – 1.61 GHz. Pada resonan frekuensi 1.595 GHz, nilai return loss adalah -14.18 dB. Antena memiliki polarisasi melingkar pada frekuensi 1.625 – 1.65 GHz, dikarenakan nilai axial ratio < 3dB. Antena mendapatkan polarisasi yang sirkular dengan penggunaan perturbasi. Selain itu, penambahan transformator lambda per empat dan penambahan slot juga meningkatkan performa antena. Antena aman untuk digunakan di dada, paha, serta lengan. Hal ini karena pada simulasi antena, nilai SAR antena berada dibawah standar maksimum yang diizinkan, yakni 1.6 W/Kg pada penggunaan sampel 1 gram, serta 2.96 W/Kg pada penggunaan sampel 10 gram pada phantom. Namun, antena hanya direkomendasikan penggunaannya 14 mm dari paha, 9 mm dari dada, serta 7 mm dari lengan dikarenakan parameter kerja antena yang berubah apabila didekatkan dengan phantom. Semakin antena menjauhi badan, nilai return loss dan VSWR semakin membaik, namun, nilai axial ratio semakin meningkat sehingga nilainya melampaui 3 dB diatas jarak yang direkomendasikan.    

 

---

Abstract – Global Positioning System (GPS) is a system used to track one’s whereabouts; be it for the living or goods, using antennas. The antennas that are commonly used are usually designed with rigid materials, which then are integrated with mobile devices or smart watches. These days, GPS antennas are developed in a more flexible form and can be integrated with the goods that are more commonly used in our daily life. The antenna that is proposed in this research is a wearable microstrip patch antenna designed using CST Studio Suite. This antenna is proposed to be integrated with daily clothing; hence textile fabrics, jeans which has permittivity of 1.77, will be utilized as a substrate material. Test that are performed shows that the antenna works on the range of the frequency of 1.57 – 1.61 GHz. Resonant frequency of the antenna is 1.595 GHz, with return loss value of -14.18 dB. Antenna has axial ratio value < 3 dB from frequency range 1.625 – 1.65 GHz, hence is circularly polarized. Antenna could achieve circular polarization from its truncated patch. Also, antenna could achieve better performance from the utilization of quarter wave transformator and slot. The antenna is safe to be used on body part such as thigh, chest, and arm as simulation shows that the SAR value of the antenna is under the maximum standard that’s allowed to be used. The maximum SAR value allowed for an antenna to be safe for human body use is less than 1.6 W/Kg for 1 gr sample and 2.96 W/Kg for 10 gr sample on phantom simulation. However, the recommendation of the antenna’s usage is 14 mm from thigh, 9 mm from chest, and 7 mm from arm since antenna’s parameter changed due to the presence of human phantom. If the antenna is moved further away from the phantom, the value of return loss and VSWR is decreased, but the axial ratio is raising and goes beyond 3 dB when antenna is placed further than the recommendation distance.