Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena

Abstrak—Telah dilakukan  percobaan Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena dengan tujuan untuk menentukan pola radiasi antenna patch dalam skala logaritmit dan linier, memahami sifat-sifat dan prinsip dari antenna dan memahami jenis-jenis pola radiasi antenna. Untuk melakukan percobaan ini, erlebih dahulu dirangkai alat seperti antena CPWF patch, network analyzer, kabel port, dan papan lingkaran penunjuk sudut. Lalu, dilakukan pengamatan dari 0^o dengan 360^o dengan selisih 5^o setiap variasi sudut. Dari asil percobaan ini, diperleh frekuensi dan intensitas radian. Dari hasil percobaan ini dapat ditentukan grafik hubungan sudut dengan intensitas linier dimana  pola radiasi yang pada percobaan ini adalah omnidirectional yaitu gelombangnya bergerak kesegala arah yang ditujukkan pada grafik hubungan sudut dengan intensitas radian sedangkan  unidirectional mensinyalkan ke suatu daerah saja, yang ditunjukkan hubungan sudut dengan intensitas linier. Dari percobaan ini diketahui bahwa antenna dapat menerima dan memancarkan sinyal. Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang elektromagnetik yang diubah menjadi energy listrik dan sebaliknya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil Data

Berdasarkan  percobaan  Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena yang telah dilakukan didapatkan data berupa nilai frekuensi dan intensitas radian sebagai berikut:

Tabel 1. Hasil frekuensi dan intensitas radian antena

Sudut Putar (ᵒ)	f1 (MHz)	I1 (dBm)
0	512.5	30.01
5	560.5	24.84
10	577	23.04
15	545.5	25.51
20	560.5	25.82
25	560.5	25.94
30	544	27.63
35	560.5	28.09
40	560.5	24.72
45	545.5	25.84
50	545.5	26.11
55	545.5	27.09
60	577	26.64
65	545.5	27.15
70	704.5	27.16
75	767.5	30.09
80	577	30.44
85	577	30.49
90	577	31.68
95	577	31.01
100	545.5	30.55
105	545.5	27.33
110	544	27.74
115	560	24.46
120	544	21.77
125	545.5	29.33
130	544	26.17
135	545.5	25.17
140	545.5	22.81
145	560.5	27.84
150	545.5	30
155	544	23.83
160	544	26.39
165	545.5	24.57
170	545.5	24.51
175	544	22.54
180	545.5	23.84
185	545.5	32.04
190	545.5	30.91
195	544	24.82
200	544	22.81
205	544	17.45
210	560	19.63
215	560	19.6
220	545.5	22
225	545.5	27.5
230	545.5	27.85
235	560.5	20.62
240	560.5	22.04
245	560.5	19.13
250	560.5	19.42
255	560.5	21.2
260	560.5	20.82
265	704.5	27.71
270	560.5	22.76
275	560.5	24.31
280	560.5	22
285	560.5	23.15
290	560.5	20.74
295	560.5	20.84
300	544	19
305	560	20.7
310	560.4	22.35
315	544	19
320	544	26.83
325	545.2	24.4
330	581	20.92
335	544	26.42
340	704.5	26.11
345	544	29.5
350	545.5	23.86
355	704.5	30.51
360	704.5	28.87

B.    Perhitungan

Dari  hasil data pada percobaan yang disajikan dalam tabel 1, dilakukan perhitungan besar intensitas linear dapat dengan menggunakan persamaan (4), sehingga dapat dihasilkan data sebagai berikut

Tabel 2 Hasil Perhitungan Intensitas Linear

Sudut Putar (ᵒ)	I1 (dBm)	I1 (linier)
0	17.45	1002.305
5	19	304.789
10	19	201.372
15	19.13	355.631
20	19.42	381.944
25	19.6	392.645
30	19.63	579.429
35	20.62	644.169
40	20.7	296.483
45	20.74	383.7072455
50	20.82	408.3193863
55	20.84	511.6818355
60	20.92	461.3175746
65	21.2	518.8000389
70	21.77	519.9959965
75	22	1020.939484
80	22	1106.623784
85	22.04	1119.437883
90	22.35	1472.312502
95	22.54	1261.827535
100	22.76	1135.010816
105	22.81	540.7543229
110	22.81	594.2921586
115	23.04	279.2543841
120	23.15	150.3141966
125	23.83	857.0378452
130	23.84	413.9996748
135	23.86	328.8516309
140	24.31	190.9853259
145	24.4	608.1350013
150	24.46	1000
155	24.51	241.5460834
160	24.57	435.5118737
165	24.72	286.417797
170	24.82	282.4879975
175	24.84	179.4733627
180	25.17	242.1029047
185	25.51	1599.558029
190	25.82	1233.104833
195	25.84	303.3891184
200	25.94	190.9853259
205	26.11	55.59042573
210	26.11	91.83325965
215	26.17	91.20108394
220	26.39	158.4893192
225	26.42	562.3413252
230	26.64	609.5368972
235	26.83	115.3453258
240	27.09	159.9558029
245	27.15	81.84647881
250	27.16	87.49837752
255	27.33	131.8256739
260	27.5	120.7813835
265	27.63	590.2010802
270	27.71	188.7991349
275	27.74	269.7739432
280	27.84	158.4893192
285	27.85	206.5380156
290	28.09	118.5768748
295	28.87	121.338885
300	29.33	79.43282347
305	29.5	117.4897555
310	30	171.7908387
315	30.01	79.43282347
320	30.09	481.9477976
325	30.44	275.4228703
330	30.49	123.5947433
335	30.51	438.5306978
340	30.55	408.3193863
345	30.91	891.2509381
350	31.01	243.2204009
355	31.68	1124.604974
360	32.04	770.9034691

C.                  Pembahasan

Percobaan Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena ini, menggunakan jenis antena mikrostrip dengan patch berbentuk segiempat. Percobaan mengamati pola radiasi dari antena mikrostrip tersebut. Pola radiasi merupakan   gambaran sifat-sifat  radiasi  (medan  jauh)  oleh  suatu antena. Pola radiasi di akibatkan oleh  arus listrik dalam  suatu  kawat yang  selalu  dikelilingi oleh medan magnetis. Arus listrik bolak balik (alternating current) menyebabkan muatan muatan listrik bebas dalam kawat memperoleh percepatan, sehingga timbul suatu medan elektromagnetik bolak balik yang akan berjalan menjauhi antena dalam bentuk gelombang  elektromagnetik  sehingga mengakibatkan terbentumknya  medan elektromagnetik.

Berdasarkan  tabel hasil di atas, diketahui bahwa frekuensi yang dapat diterima oleh antena patch dalam percobaan ini mempunyai batas sebesar 100 MHz – 850 MHz dengan sudut putar sebesar 0⁰ hingga 360⁰ dengan selisih tiap variasi sudut yang diamati sebesar 5^o. Dari pengamatan yang dilakukan, diketahui bahwa frekuensi yang dihasilkan adalah 17,45 sampai dengan 32,04 dBm. Sedangkan intensitas linier yang dihasilkan adalah 55,6 hingga 1869,57. Dari tabel 2, diketahui bahwa dalam pengukuran intensitas maupun frekuensi yang tertera pada network analyzer menunjukan bahwa frekuensi tidak dipengaruhi oleh sudut putar antena yang diberikan saat percobaan. Tetapi sudut putar antena yang diberikan saat melakukan percobaan ini mempengaruhi besar intensitas yang dihasilkan oleh antena patch.

Dari pengamatan grafik pada gambar 6 dan gambar 7 diatas diketahui bahwa antenna mikrostrip yang digunakan dalam percobaan ini memiliki pola radiasi omnidirectional atau kesemua arah. Hal ini ditunjukkan dengan pola intensitas radiasi pada grafik yang menyebar kesegala arah. Dari grafik pada gambar 6 dan gambar 7 diketahui pula bahwa intensitas radiasi antenna secara linier dan radian berbanding lurus dimana hal tersebut terlihat dari pola persebaran intensitas  pada grafik yang hampir sama. Return Loss ialah perbandingan antara amplitudo dari gelombang yang direfleksikan terhadap amplitudo gelombang yang dikirimkan. Return Loss digambarkan dengan peningkatan amplitudo dari gelombang yang direfleksikan (V0-) dibanding dengan gelombang yang dikirim (V0+). Return Loss dapat terjadi karena adanya diskontinuitas diantara saluran transmisi dengan impedansi masukan beban (antena). Pada rangkaian gelombang mikro yang memiliki diskontinuitas (mismatched), besarnya return loss bervariasi dan bergantung pada frekuensi. Besarnya nilai return loss berdampak pada bandwidth radiasi dari antenna menjadi lebih sempit sehingga daya pancaran radiasi antenannya juga semakin kecil. Return loss yang besar dan bandwidth yang sempit adalah salah satu karakteristik dari antena mikrostrip.

Gambar 6. Grafik hubungan sudut dengan intensitas linier antenna CPWF patch

Gambar 7. Grafik hubungan sudut dengan intensitas radian CPWF patch

 Grafik hubungan sudut dengan intensitas linier yang dihasilkan yaitu grafik tipe unidirectional dimana pola radiasi antena ini  mensinyalkan ke suatu daerah saja(unidirectional). Dari grafik hubungan sudut dengan intensitas radian diperoleh hasil grafik 7 yang menunnjukan bahwa antena yang digunakan merupakan antena  tipe omnidirectional yaitu gelombangnya bergerak kesegala arah yang dapat diamati dengan menggunakan perputaran sudut antena 0⁰ sampai 360⁰ dengan selisih 5^o. Sehingga pada grafik tersebut dapat terlihat bahwa perputaraan sudut tangkapnya tidak seluruhnya sempurna yang bisa diakibatkan oleh beberapa faktor seperti adanya benda logam disekitar alat  tersebut. Benda logam sangat mempengaruhi kinerja antena pada saat pelaksanaann percobaan ini karena sifat logam itu sendiri adalah penghantar gelombang elektromagnetik yang baik.

Pada pelaksanaan percobaan Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena diusuhakan supaya tidak mendekatkan bahan-bahan logam karena akan menyebabkan terjadinya ketidakstabilan frekuensi yang terukur oleh network analyzer. Selain faktor yang logam, juga terdapat faktor lain seperti sinyal dari alat elektronik yaitu,  jam dan handphone yang bisa mengganggu gelombang elektromagnetik ketika memancarkan gelombang ataupun menerima gelombang elektromagnetik dan sinyal pada saat pengambilan data percobaan.

Pada percobaan Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena ini, intensitas radian yang tertara pada layar network analyzer yang bernilai negatif (-) tetapi saat melakukan perhitungan untuk  nilai intensitas linier bernilai negatif. Hal ini tidak berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Hal ini disebabkan karena tanda negatif ini menunjukkan arah dari medan elektromagnetik yang diterima atau dipancarkan oleh antena.

KESIMPULAN

Berdasarkan analisa dan pembahasan, disimpulkan bahwa pola radiasi yang diperoleh pada percobaan Analisa Antena Patch dengan Pola Radiasi Antena ini adalah omnidirectional yaitu gelombangnya bergerak kesegala arah yang ditunjukkan pada grafik hubungan sudut dengan intensitas radian dan unidirectional mensinyalkan ke suatu daerah saja, yang ditunjukkan hubungan sudut dengan intensitas linier. Dari percobaan ini diketahui bahwa antena dapat menerima dan memancarkan sinyal. Prinsip yang digunakan pada adalah prinsip gelombang elektromagnetik yang di ubah menjadi energy listrik dan sebaliknya.

Ini adalah salah satu bidang praktikum optik yang menurut saya paling rumit. Bukan rumit konsep kerja atau materi praktikumnya, tapi tata cara mengikuti praktikumnya :-(

Untuk link laporan resmi selengkapnya, klik disini

Posted in: Optoelektronika