Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Material substrat memegang peranan penting dalam desain antena, produksi dan penyelesaian dimana mempengaruhi performa dari suatu produk. Metode sederhana dapat dilakukan dengan cara mengganti performa dari suatu produk dimana biaya yang dikeluarkan dalam produksi antena sangat dipengaruhi oleh penggunaan substrat yang digunakan dalam desain. Dengan berkembangnya teknologi, maka kehadiran Flexible Substrat sangat berguna karena efisien, handal, ringan, bentuknya yang dapat dibengkokkan yang saat ini ditanam pada beberapa bahan lainnya seperti tekstil, stiker, bendable display. Penelitian ini membahas desain fleksibel antena untuk aplikasi yang bekerja pada frekuensi 2,45 GHz dengan tebal 0,3 mm dengan dimensi 31,5 mm x 20 mm. Antena fleksibel ini menggunakan desain antena dipole lipat untuk ditempatkan pada tempat yang terbatas. Hasil pengukuran menunjukkan frekuensi kerja setelah dilakukan pada bahan FR-4 menunjukkan 2,46 GHz , return loss sebesar -24,10 dengan bandwidth 192 MHz untuk VSWR < 2 serta gain sebesar 1,52 dB. Untuk pengujian fleksibilitas antena, maka antena dilakukan pengukuran dalam kondisi menempel pada permukaan rata dan melengkung sebesar 45 derajat pada material polycarbonate. Pengukuran pada permukaan rata menunjukkan frekuensi yang dihasilkan bergeser menjadi 2,32 GHz dengan return loss -18,88 dB serta ketika dilakukan pada permukaan melengkung didapatkan frekuensi sebesar 2,33 GHz dengan return loss -36,36 dB serta pengaruh material polycarbonate sangat mempengaruhi gain pada kondisi permukaan rata dan juga pada permukaan melengkung yang membuat gain semakin kecil. ...... Substrate material plays an important role in antenna design, which effect the performamce of each antenna. A simple method can be used to change the performance of the antenna and also the cost for antenna manufacture. The method is by using different substrate for antenna design. With the present of flexible substrate, this has many advantages such as efficient, reliable, light, shaped can be bent which in this era it can be placed in other materials such as textile, sticker, and bendable display. This research describe the design of flexible antenna for application at resonant frequency 2.45 GHz with thickness 0.3 mm and dimension of the antenna 31.5 mm x 20 mm. Using the folded dipole antenna design to meet for integration in circuit which have limited space. The measurement result show the frequency center with FR-4 materials is 2.46 GHz, return loss -24.10 with bandwidth 192 MHz for VSWR < 2 and gain 1.52 dB. To understand the flexibility of the antenna, therefore the measurement of the antenna is placed on top of polycarbonate material that from a planar and on the materials with a 45o curved plane. The results of planar measurement show that the frequency has shift to 2.32 GHz with return loss -18.88 dB and when the antenna has been placed on curved plane the frequency is 2.33 GHz with return loss -36.36 dB. Polycarbonate materials has reduce the gain on planar condition and also on the curved plane.

Abstrak :
Spektrum frekuensi Terahertz (THz) dari 0,1 THz hingga 30 THz merupakan wilayah peralihan dari teknologi radio-elektronik menuju fotonik. Pada frekuensi di sekitar 1 THz, getaran antar molekul pada beberapa molekul kimia membentuk karakteristik unik yang dikenal sebagai “fingerprints” THz. Fitur unik ini telah mendorong ketertarikan para peneliti untuk mengembangkan beragam aplikasi seperti komunikasi nirkabel, pengujian yang tidak merusak, inspeksi air dan makanan, deteksi penyakit kanker, dan penginderaan jarak jauh untuk prakiraan cuaca. Namun demikian, dikarenakan terbatasnya ketersediaan perangkat detektor dengan sensitivitas tinggi, dibutuhkan penelitian mengenai peningkatan kinerja perangkat detektor THz. Detektor berbasis thermal memiliki keunggulan pada ketergantungan yang rendah terhadap panjang gelombang, berbiaya rendah, dan kemampuan untuk beroperasi pada suhu ruangan. Bolometer adalah salah satu jenis detektor berbasis thermal dimana radiasi gelombang elektromagnetik menyebabkan perubahan suhu dan nilai resistansi pada material penyusunnya. Sebuah desain baru mikrobolometer terkopel antena THz yang terdiri dari antena berbahan emas dan heater/thermistor berbahan titanium dengan struktur menggantung di atas rongga udara pada substrat silikon dioksida telah dipelajari. Pada penelitian ini, peningkatan performa lanjut pada mikrobolometer terkopel antena telah berhasil dilakukan melalui peningkatan resistansi elektrik pada struktur heater. Optimalisasi aliran daya antara antena dan heater dilakukan melalui rancangan antena dipol terlipat (folded dipole antenna/FDA) dengan impedansi masukan yang tinggi. Dari hasil studi parametrik melalui simulasi elektromagnetik terhadap parameter geometris FDA didapatkan desain antena yang optimal dengan jumlah lengan antena sebanyak 3, lebar antena 1 μm, dan jarak antar lengan sebesar 4 μm. Desain tersebut memiliki keunggulan pada impedansi masukan yang tinggi dan efisiensi penyerapan yang optimal di frekuensi 1 THz. Selanjutnya, mikrobolometer terkopel antenna difabrikasi menggunakan teknik electron beam lithography (EBL) di atas substrat silikon dioksida. Hasil karakterisasi secara elektrik dengan sumber arus DC menunjukkan peningkatan kinerja responsivitas dan NEP dengan faktor 2,5 kali sebagai efek peningkatan resistansi heater dari 92 Ω ke 16 kΩ. Hasil karakterisasi secara optik dengan sumber gelombang elektromagnetik 1 THz menunjukkan mikrobolometer terkopel FDA dengan resistansi heater 586 Ω dapat meningkatkan responsivitas dan menekan NEP dengan faktor 1,6 kali dibandingkan dengan mikrobolometer terkopel antena dipol setengah panjang gelombang dengan resistansi heater 92 Ω. Hasil pengukuran optik juga menunjukkan aliran daya efektif dapat dihasilkan dari kesesuaian impedansi antara antena dan heater. Lebih lanjut, analisis terhadap parameter thermal dilakukan melalui pemodelan dengan rangkaian thermal pada struktur mikrobolometer terdiri dari kontribusi heater, antenna, dan bagian lain dari mikrobolometer seperti lapisan SiO2 dan thermistor. Model yang diusulkan dapat menghasilkan nilai resistansi thermal, responsivitas, dan NEP yang mendekati dengan hasil pengukuran elektrik, dan juga dapat secara kualitatif menunjukkan pengaruh kesesuaian impedansi terhadap responsivitas dan NEP optik pada resistansi heater yang berbeda-beda di kedua tipe antena yang diteliti. Dari hasil simulasi, fabrikasi, pengukuran, dan analisis berbasis thermal yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kombinasi antara struktur bolometer dengan resistansi heater yang tinggi dan antena dengan impedansi tinggi dapat mengoptimalkan aliran daya dari antena menuju heater dan meningkatkan kinerja responsivitas dan NEP pada bolometer terkopel antena. Detektor THz yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki kelebihan pada responsivitas maksimum sebesar 881 V/W yang lebih tinggi dibandingkan dengan detektor lain dengan material berbasis logam untuk sebuah elemen tunggal. Kinerja NEP terendah didapatkan sebesar 39 pW/Hz1/2 dan dapat ditekan lebih rendah melalui perbaikan kondisi rugi-rugi di lingkungan pengukuran untuk perbaikan kinerja di masa mendatang. Dari nilai responsivitas dan NEP tersebut, detektor THz yang diusulkan memiliki prospek untuk diterapkan pada aplikasi pencitraan pasif seperti deteksi benda tersembunyi untuk sistem keamanan, maupun aplikasi pencitraan biomedis seperti sistem pendeteksi kanker. ......Terahertz (THz) frequency spectrum from 0.1 THz to 30 THz is the transition region from the radio-electronics to photonics. In the frequency range around 1 THz, the intermolecular vibration of prevalent molecules and chemicals formed a unique absorption characteristics known as the THz fingerprints. This distinctive feature has aroused great interest among many scientists to develop numerous THz applications such as the next generation high-speed wireless communication, non-destructive testing, food and water inspection, cancer detection, and remote sensing for weather forecast. However, the lack of available high-sensitivity detectors have triggered the research on performance improvement of THz detectors. Among several types of THz detector, thermal based detector is favorable due to the small wavelength dependency, low cost, and room-temperature operation. Bolometer is a kind of thermal detectors where the absorbed electomagnetic radiation causes a change in the temperature and resistance of the material. A novel THz antenna-coupled microbolometer comprising of gold antenna and titanium heater/thermistor suspended above air cavity on silicon dioxide substrate has been studied. In this study, a further enhancement in the antenna-coupled microbolometer has been successfully attempted by enhancement of heater resistance. The power transfer between antenna to the heater is optimized by introducing the folded-dipole antenna (FDA) with a high-impedance characteristics. From the parametric study results of the FDA geometries, an optimum design is proposed with number of arms of 3, antena width of 1 μm, and arm spacing of 4 μm. The proposed design has the advantage of high input impedance and optimum absorption efficiency at the frequency of 1 THz. Furthermore, the proposed FDA-coupled microbolometer design is fabricated by the electron beam lithography (EBL) technique. From the electrical characterization results using DC current, the responsivity and NEP can be enhanced by a factor of 2.5 as a result of heater resistance increase from 92 Ω to 16 kΩ. From the optical characterization results using 1 THz radiation, the FDA-coupled microbolometer with 586 Ω heater resistance could improve the responsivity and reduce the NEP by the factor of 1.6 compared to the halfwave dipole antenna-coupled microbolometer with 92 Ω heater resistance. The optical characterization results also reveal the optimum power transfer between antenna and heater through proper impedance matching. Moreover, analysis of the thermal parameter is attempted through the modeling of paralel circuit consisting of the contribution of heater, antenna, and other part of the bolometer such as SiO2 and thermistor. The proposed model could produce the thermal resistance, responsivity, and NEP which close to the measured electrical measurements and qualitatively show the effect of the impedance matching to the optical responsivity and NEP in multiple heater resistances on both type of antenna under study. From the simulation, fabrication, measurement, and thermal based analysis, it is concluded that the combination of bolometer structure with high heater resistance and high-impedance antenna could optimize the power transfer from the antenna to the heater and improve the responsivity and NEP performances in the antenna-coupled bolometer. The proposed THz detector has the advantage of high responsivity up to 881 V/W which is higher compared to the other metal-based detector in a single pixel structure. As for the NEP performance has the lowest valur of 39 pW/Hz1/2 and could be further reduced by proper measurement condition for the future performance improvement. From the obtained responsivity and NEP values, the proposed THz detector has the prospect to be applied in passive imaging application such as detection of hidden object in a security system, or biomedical imaging for cancer detection.

Abstrak :
Radio Frequency Identification (RFID) adalah sebuah teknologi yang sedang berkembang dan sangat berguna untuk berbagai bidang kehidupan, salah satunya adalah dibidang kesehatan, karena dapat mengurangi kesalahan medis dan meningkatkan kualitas hidup pasien di rumah sakit. Antena tag RFID dapat diimplan di tubuh manusia. Penggunaan tag dalam tubuh dimaksudkan untuk mengurangi resiko kehilangan tag, tidak terlihat dan cocok untuk pasien yang kurang kooperatif. Antena tag RFID yang dirancang digunakan untuk aplikasi medis dengan frekuensi 923-924 MHz, dan diimplan dibagian lengan atas manusia. Tag RFID diimplan diantara lapisan kulit dan lapisan lemak dari lengan manusia. Tag antena memiliki gain sebesar -26,80 dBi. Antena yang dirancang bangun adalah berupa antena dipole lipat yang akan diimplan di dalam tubuh setelah dibungkus dengan silika terlebih dahulu guna mengurangi efek radiasi ke tubuh. Antena setelah disimulasi dengan model lengan manusia di frekuensi 924 MHz memiliki bandwidth 862, 85 MHz-925,04 MHz. Antena juga disimulasikan dengan kondisi dibungkus silika dan mengalami pergeseran frekuensi menjadi 2,69 GHz. Sedangkan simulasi pada kondisi free space memiliki frekuensi kerja di 2,94 GHz dengan bandwidth 2,92 GHz-2,945 GHz. Namun, dalam skripsi kali ini, antena yang dibuat khusus untuk kondisi free space dengan spesifikasi yang telah disimulasikan terlebih dahulu dengan simulator CST. Dimensi antena setelah difabrikasi adalah 27,3 x 1,8 x 1,8 [mm]. Antena dipol lipat telah diukur di udara bebas dengan frekuensi kerja 2,94 GHz dengan bandwidth 2,91 GHz ? 3,1 GHz. Antena dipole lipat ini memiliki pola radiasi omnidirectional pada bidang YZ dan XY sedangkan pada bidang XZ berbentuk melingkar. ......Radio Frequency Identification is a developed technology and useful for many aplications, one example is for medical aplications. RFID technology can reduce medical error and improve the quality of life of patients in the hospital. RFID tag can be implanted in human body. The use of implanted tag is intended to reduce the risk of the tag being lost, it is invisible and ideal for noncooperative patients. RFID tag antenna is designed to be used in medical aplications with frequency of 923 -925 MHz and implanted in human?s upper arm. The RFID is designed to be tag implanted between layers of skin and fat layer of human arm. The tag antenna has a gain of -26.80 dBi. The antenna is a folded dipole antenna and will be implanted in the body after is wrapped with silica to reduce the effects of radiation to the human body. The antenna after simulated by the model of the human arm in frequency 924 MHz and has bandwidth 862, 85 MHz - 925.04 MHz. The antenna is also simulated with silica and the frequency shifted to 2.69 GHz. While simulating in free space condition has a frequency in 2.94 GHz with bandwidth at 2.92 GHz - 2.945 GHz. However, in this research the antenna is made specifically for the conditions of free space with a specification that has been simulated in simulator CST. The antenna dimension is 27.3 x 1.8 x 1.8 [mm]. Folded dipole antenna has been measured in free space with a frequency of 2.94 GHz with bandwidth 2,915 GHz-3,1 GHz. This dipole antenna has a omnidirectional radiation pattern in XY and YZ plane, but in XZ plane the radiation pattern is circular.