RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP BIYAGI 4 ELEMEN

SEBAGAI ANTENA WLAN 5,8 GHz

Aldila (1310030036)

Dosen Pembimbing : Yenniwati Rafsyam, SST, MT.

Program Studi Teknik Telekomunikasi

Politeknik Negeri Jakarta

dilla_0403@yahoo.co.id

Abstrak

Komunikasi wireless merupakan cabang ilmu telekomunikasi yang berkembang pesat. Komunikasi wireless

yang marak digunakan saat ini adalah Wireless Local Area Network (WLAN). Antena merupakan komponen yang

penting dalam penerapan WLAN. Antena yang dapat digunakan dalam penerapan WLAN salah satunya adalah

antena yagi. Antena yagi dapat diaplikasikan ke dalam bentuk mikrostrip. Tujuan penggunaan antena mikrostrip

yagi adalah untuk jaringan wifi. Pembuatan antena mikrostrip ini diaplikasikan untuk menghubungkan gedung

Laboratorium Telekomunikasi dengan gedung D Teknik Elektro menggunakan sistem WLAN pada frekuensi 5,8

GHz. Perancangan antena menggunakan simulasi CST Studio Suite 2011. Pembuatan antena menggunakan PCB

dengan jenis FR4 double layer dengan ketebalan 1,6 mm dan nilai konstanta dielektrika sebesar 4,4. Metode

pembuatan antena adalah dengan mengetching antena sampai lapisan tembaga yang tidak diinginkan terkikis,

tetapi patch dan ground antena tidak terkikis. Setelah melakukan pengujian, antena ini memiliki nilai VSWR sebesar

1,454 dan return loss sebesar -14,645dB pada frekuensi 5,805 GHz. Gain antena sebesar 9,51 dB, pola radiasinya

adalah unidirectional, dan bandwidth sebesar 405 MHz. Dari hasil pengujian, antena ini dapat digunakan sebagai

antena WLAN pada frekuensi 5,8 GHz dengan baik.

Kata Kunci: Antena Yagi, point to point , unidirectional, wireless LAN

1. Pendahuluan

Pada saat ini dunia teknologi semakin

berkembang pesat. Termasuk teknologi

telekomunikasi. Perkembangan sistem

telekomunikasi tidak terlepas dari kebutuhan

manusia untuk berkomunikasi. Bukan hanya

berkomunikasi, di era globalisasi ini,

manusia juga menuntut kepraktisan dan

kemudahan dalam berkomunikasi.

Dan yang saat ini banyak digunakan

adalah alat komunikasi Wireless Local Area

Network (WLAN). Wireless LAN (WLAN)

adalah teknologi LAN yang menggunakan

frekuensi dan transmisi radio sebagai media

penghantarnya, pada area tertentu,

menggantikan fungsi kabel. Aplikasi WLAN

untuk menghubungkan dua gedung harus

menggunakan access point. Kedua gedung

harus memiliki access point, dan keduanya

memiliki antena agar dapat saling

terhubung. Antena adalah elemen penting

yang ada pada setiap komunikasi wireless,

karena antena mmerupakan sebuah

komponen yang dirancang untuk bisa

memancarkan dan atau menerima

gelombang elektromagnetik. Antena ini

dapat meningkatkan gain dan meningkatkan

jarak jangkau wireless LAN, sehingga jarak

antar kedua gedung tidak menjadi kendala

untuk saling terhubung [1].

Antena banyak digunakan dalam dunia

telekomunikasi. Dengan beberapa

pertimbangan teknis dan terutama ekonomis,

untuk komunikasi pentransmisian

gelombang dalam jarak yang jauh, akan

lebih efisien apabila menggunakan udara

bebas sebagai media transmisinya [2].

Pada saat ini telah diciptakan antena

mikrostrip dengan bentuk yang seperti

lempengan sehingga antena menjadi lebih

praktis dan ekonomis. Perkembangan dari

teknologi antena mikrostrip terkait secara

erat dengan perkembangan terknologi

struktur pemandu gelombang mikrostrip

(mikrostrip line). Keuntungan pemandu

gelombang mikrostrip dibandingkan dengan

waveguide adalah bentuknya yang low

profil, yang mudah dan murah untuk

diproduksi secara masal[3].

Tujuan pembuatan Antena Mikrostrip

Biyagi 4 Elemen adalah menghasilkan

antena yang bekerja pada frekuensi 5,8 GHz

yang merupakan alokasi frekuensi WLAN.

Parameter kinerja antena yang akan

dirancang adalah:

a. Frekuensi tengah : 5,805 GHz b. Return Loss :

3. Hasil dan Pembahasan Proses pengujian dibagi menjadi dua

tahap. Tahap pertama terdiri dari

pengukuran indoor dan outdoor.

Pengukuran indoor adalah pengujian

parameter antena berupa return loss dan

VSWR, sedangkan pengukuran outdoor

adalah pengujian parameter antena berupa

pola radiasi dan gain. Selanjutnya adalah

pengujian tahap kedua berupa pengujian

antena yang terhubung dengan internet

gedung D Teknik Elektro dan gedung

Laboratorium Telekomunikasi. Pengujian ini

untuk melihat kinerja antena apakah dapat

berfungsi sebagai antena WLAN atau tidak.

3.1 Pengukuran S Parameter, VSWR, dan Bandwidth

Gambar 2 menunjukkan grafik return

loss antena yang terlihat pada network

analyzer.

Gambar 2 Hasil Pengukuran Return loss

Hasil pengukuran dari network analyzer

berupa grafik yang ditunjukkan pada

Gambar 3.

Gambar 3 Hasil Pengukuran VSWR pada Network

analyzer

Dari grafik yang ditunjukkan Gambar 4,

frekuensi terendah (flower) yang berada di

bawah -10 dB adalah 5,6 GHz, sedangkan

frekuensi tertinggi (fupper) yang berada di

bawah -10 dB adalah 6,005 GHz. Sehingga

antena dapat bekerja di range frekuensi 5,6

GHz sampai dengan 6,005 GHz. Setelah

mengetahui frekuensi kerja antena, maka

frekuensi tengah dapat dicari dengan

menggunakan persamaan:

Gambar 4 Hasil Pengukuran S Parameter

Bandwidth antena dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

3.2 Pengukuran Pola Radiasi dan Gain Untuk mendapatkan bentuk pola radiasi

antena, dilakukan pengukuran level sinyal

antena yang didapat dengan memutar antena

setiap 100. Pada Tabel 1 menunjukkan besar

level sinyal dari masing-masing besar sudut

putarannya.

Dari pengukuran level sinyal antena yang

diputar setiap 100 didapat bentuk pola

radiasi seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 5.

Tabel 1 Hasil Pengukuran Level Sinyal Antena

Sudut Level (dBm) Level (dB) Normalisasi

-38,69 -68,69 0

-39,91 -69,91 -1,22

-43,7 -73,7 -5,01

-47,65 -77,65 -8,96

-53,32 -83,32 -14,63

-54,84 -84,84 -16,15

-55,83 -85,83 -17,14

-56,24 -86,24 -17,55

-60,22 -90,22 -21,53

-60,02 -90,02 -21,33

-58,01 -88,01 -19,32

-57,43 -87,43 -18,74

-55,88 -85,88 -17,19

-53,06 -83,06 -14,37

-57,21 -87,21 -18,52

-57,76 -87,76 -19,07

-59,56 -89,56 -20,87

-56 -86 17,31

-53,13 -83,13 -14,44

-56,02 -86,02 -17,33

-59,37 -89,37 -20,68

-58,75 -88,75 -20,06

-59,6 -89,6 -20,91

-59,29 -89,29 -20,6

-59,38 -89,38 -20,69

-59,51 -89,51 -20,82

-60,16 -90,16 -21,47

-57,23 -87,23 -18,54

-59,76 -89,76 -21,07

-59,22 -89,22 -20,53

-59,49 -89,49 20,8

-54,8 -84,8 -16,11

-52,29 -82,29 -13,6

-50,14 -80,14 -11,45

-45,75 -75,75 -7,06

-39.96 -69,96 -1.27

-38.69 -68,69 0

Gambar 5 Pola Radiasi Antena Mikrostrip Biyagi

Dari hasil pengukuran level sinyal setiap

100, bentuk pola radiasi antena adalah

unidirectional. Level sinyal maksimum

berada pada titik 00, yaitu -38,69. Pola

radiasi antena sesuai dengan bentuk pola

radiasi yang diinginkan, yaitu

unidirectional.

Gain antena didapat dengan melakukan

pengukuran level sinyal antena mikrostrip

biyagi dan level sinyal antena referensi.

Antena referensi yang digunakan adalah

antena monopol yang memiliki gain sebesar

2,1 dB. Pada Tabel 2 menunjukkan besar

level sinyal antena referensi dan mikrostrip

biyagi yang diambil sampelnya sebanyak 10

kali.

Tabel 2 Pengukuran Gain

Antena Referensi (dB) Antena Biyagi (dB)

-44,83 -38,46

-45,44 -38,53

-45,79 -38,59

-45,82 -38,61

-46,21 -38,62

-46,28 -38,64

-46,30 -38,75

-46,60 -38,83

-46,68 -38,85

-46,93 -38,90

Rata-rata = -46,088 Rata-rata = -38,678

Setelah mengambil besar level sinyal

sebanyak 10 kali, melakukan perhitungan

rata-ratanya. Dari data pada Tabel 2, dapat

dihitung besar gain dengan menggunakan

persamaan berikut ini:

( )

Gain merupakan level sinyal rata-rata

antena biyagi dikurangi dengan level sinyal

rata-rata antena referensi, kemudian

ditambah dengan gain antena referensi.

Antena referensi yang digunakan adalah

antena monopol yang memiliki gain sebesar

2,1 dB. Gain antena biyagi yang didapat dari

hasil pengukuran lebih besar daripada gain

yang didapat dari simulasi. Gain antena dari

hasil pengukuran adalah 9,51 dB, sedangkan

gain pada simulasi adalah 8,1 dB.

3.3 Pengukuran Kuat Sinyal Pada pengujian kuat sinyal meggunakan

3 buah antena yang berbeda untuk melihat

perbandingan besar daya yang dapat

dipancarkan dari masing-masing. Ketiga

antena tersebut adalah antena mikrostrip

biyagi, antena mikrostrip pentangular, dan

antena wireless router. Pengujian kuat sinyal

dilakukan dengan jarak antara 10 meter

sampai dengan 120 meter. Pada Tabel 3

menunjukkan perbandingan kuat sinyal

dengan transmitter dan receiver yang

berbeda-beda.

Tabel 3 Perbandingan Kuat Sinyal dengan

Menggunakan 3 Antena yang Berbeda

Antena Kuat Sinyal (dB)

Transmitter Receiver

Biyagi Access point 39

Biyagi Pentangular 41

Pentangular Biyagi 43

Access point Biyagi 39

3.4 Pengujian Koneksi Intenet Pengujian koneksi internet

menggunakan dua antena, yaitu antena

mikrostrip pentangular sebagai transmitter

dan antena mikrostrip biyagi sebagai

receiver. Kedua antena dihubungkan dengan

access point dan diletakan saling

berhadapan dalam keadaan Line of Sight

(LOS).

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 6 Pengguna dapat Menggunakan Internet

(a) Terhubung dengan AP Mikrostrip Biyagi (b) Halaman Log in User

(c) Masuk ke Internet PNJ (d) Searching google.com

4. Kesimpulan Berdasarkan dengan pengukurna dan

pengujian antena, dapat disimpulkan bahwa:

a Antena mikrostrip biyagi 4 elemen bekerja pada frekuensi 5,8 GHz dengan

bandwidth sebesar 405 MHz.

b Pola radiasi antena mikrostrip biyagi 4 elemen adalah unidirectional.

c VSWR antena sebesar 1,454 dan return loss antena sebesar -14,645 dB pada

frekuensi center 5,805 GHz.

d Antena mikrostrip biyagi 4 elemen memiliki gain sebesar 9,51 dB.

e Nilai kuat sinyal antena pentangular lebih besar daripada antena biyagi,

sehingga antena pentangular cocok

untuk dijadikan transmitter, dan antena

biyagi cocok untuk dijadikan receiver.

5. Daftar Acuan [1]Alaydrus, M. 2011. Antena Prinsip &

Aplikasi. Yogyakarta : Graha Ilmu.

[2] Balanis, Constantine A. 1997. Antena

Theory Analysis and Design. 3rd ed.

New York :John Wiley and Sons.

[3]Zam, E. Z. 2011. Panduan Lengkap

membuat Jaringan Wireless. Jakarta: PT.

Elex Media Komputindo.

[4] Tamarun, M.A.H.B. 2008. A Design and

Develop Of Microstrip Yagi Antenna At

Frequency 2 GHz. Melaka: Universiti

Teknikal Malaysia Melaka.

[5]Aswoyo, B. 2006. Antena dan Propagasi.

Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh

November.

[6]Axinanto, Y. 2003. Cara Praktis

Membuat Antena Parabola. Semarang :

Dahara Prize.

[7]Khan, M., Ray, I., Mandal D., and

Bhattacharjee A. K. 2008. Comparative Study Of The Resonant Frequency Of E-

Plane and H-Plane Coupled Microstrip

Patch Antennas Progress In Electromagnetics Research C Vol. 1.

241-249.

[8]Kraus, J.D. 1988. Antennas 2nd

Ed. New

York: McGraw-Hill.

[9] Aditya, N.A. 2011. Mahir Membuat

Jaringan Komputer. Jakarta : Niaga

Swadaya.

[10]Alaydrus, M. 2009. Saluran Transmisi

Telekomunikasi. Yogyakarta: Graha

Ilmu.