kepala monyet

5/14/2018 Kepala monyet - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kepala-monyet 1/28

MATA KULIAH SIMULASI ANTENA

“PERANCANGAN ANTENA KEPALA MONYET”

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Simulasi Antena

OLEH :

ANDRIANA KUSUMA DEWI

(106060300111023)

PROGRAM PASCA SARJANA TEKNIK ELEKTRO

MINAT : SISTEM KOMUNIKASI & INFORMATIKA

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

JUNI 2011



1. Simulasi Antena Menggunakan IE3D

Langkah-langkah simulasi IE3D :

1. Klik pada “IE3D” lalu pada “Mgrid”.

Gambar 1.1 Zeland Program Manager 12.0

2. Klik new

3. Mengedit Grid Size=1 dalam satuan mm, Meshing Freq= 16 GHz, Cells per Wavelength=3.

Gambar 1.2 MGrid Basic Parameters – Edit Grid Size

4. Menentukan besarnya Automatic Edge Cells nya untuk mengurangi kemungkinan

terjadinya kesalahan apabila menggunakan non otomatis. Pada AEC tersebut kita tentukan AEC



layers adalah 1 yang berarti berkurangnya ketelitian dibandingkan AEC layers 5. kemudian kita

juga tentukan AEC rationya adalah 0,05 agar mempersempit rasio agar lebih akurat.

Gambar 1.3 MGrid Basic Parameters – Automatic Meshing Parameters

5. Menentukan substrate Layer dengan mengubah layer 0 menjadi lapisan alumunium

dengan spesifikasi yang telah dicantumkan sebelumnya. Kemudian memberikan frekuensi

masukannya.

Gambar 1.4 MGrid Basic Parameters – Edit Substrate Layer



Gambar 1.5 MGrid Basic Parameters – Edit Dielectric Material

6. Mengubah spesifikasi Metalic Strip types antena tersebut seperti spesifikasi dibawah ini

dan memberi frekuensi masukannya.

Gambar 1.6 MGrid Basic Parameters – Edit Metallic Type



Gambar 1.7 MGrid Basic Parameters – Dielectric Material

7. Kemudian setelah semuanya telah ditentukan, maka akan tampil pada layar lembar kerja seperti

di bawah ini.

Gambar 1.8 Mgrid

8. Selanjutnya membuat sebuah elips . Pilih ”Entity” kemudian ”ellipse” dimana jari-jari pertama

(radius on primary axis) dan kedua (radius on secondary axis) masing-masing 87.5 mm dan

67.5 mm dan “number of segment” bejumlah 200 agar didapatkan bidang berbentuk elips yang

sempurna.



Gambar 1.9 Pemilihan elips pada entity

Gambar 1.10 Pengaturan entity elips



Gambar 1.11 Hasil entity elips

9. Setelah itu bidang tersebut kita merge dengan cara “Select Polygon” atau “Select Polygon

Group” kemudian klik kanan dan klik “Union/Merge”.

Select polygon group :

Gambar 1.12 Select Polygon Group



Gambar 1.13 Union/Merge

Hasil :

Gambar 1.14 Hasil Union/Merge

1. Langkah berikutnya membuat ellips dengan ukuran dimana jari-jari pertama (radius on primary

axis) dan kedua (radius on secondary axis) masing-masing 75 mm dan 55 mm dan “number of

segment” bejumlah 200 agar didapatkan bidang berbentuk elips yang sempurna. Ellips ini

diletakkan dengan letak koordinat yang berbeda.(koordinat x=0, y=200)



Gambar 1.15 Hasil entity ellips

2. Hilangkan bagian bawah dengan menggunkan select polygon kemudian delete

Gambar 1.16 Hasil select polygon pada entity ellips

menjadi

Gambar 1.17 Hasil delete polygon pada entity ellips



3. Kemudian lakukan merge pada elips kedua seperti yang dilakukan pada langkah 9

4. Pada elips kedua dilakukan perpindahan dengan cara klik kanan pada objek kemudian “move

object”

Gambar 1.18 Move object

5. Kemudian geser dengan offset x=0 dan offset y sebesar -156.06268340426

Gambar 1.19 Pengaturan offset pada move object

6. Bila ada peringatan overlapped Polygon detected click no action

Move object

Select polygon



Gambar 1.20 Pengaturan no action pada peringatan overlapped polygon

7. Kemudian klik dua polygon dengan menggunakan “select polygon” kemudian dilakukan

union/merge seperti langkah 9 sehingga menjadi :


8. Kemudian kembali buat ellips menggunakan entity dengan radius on primary axis 20 dan radius

on secondary axis 35 dan diletakkan di ordinat x=200 dan y=0. Kemudian hilangkan 2 polygon

yang sudah diseleksi dengan “select polygon” dan di ”delete”

Gambar 1.22 Hasil entity ellips dengan select polygon



Gambar 1.23 Hasil delete polygon

9. Kemudian lakukan lagi union/merge pada elips seperti langkah no 12 dan lakukan pergeseran

ellips seperti pada langkah 13 dengan off set x = -111.81676145967 dan y = 26.5 dan dilakukan

union antara keduanya sehingga menjadi :

Gambar 1.24 Hasil Union/Merge entity ellips




10. Kemudian kembali buat ellips menggunakan entity dengan radius on primary axis 20 dan radius

on secondary axis 35 dan diletakkan di ordinat x=-200 dan y=0. Kemudian hilangkan 2 polygon

yang sudah diseleksi dengan “select polygon” dan di ”delete”

Gambar 1.26 Hasil entity ellips dengan select polygon

Gambar 1.27 Hasil delete select polygon

11. Kemudian lakukan lagi union/merge pada elips seperti langkah no 12 dan lakukan pergeseran

ellips seperti pada langkah 13 dengan off set x = -287.43825154658 dan y = 26.5 dan dilakukan

union antara keduanya sehingga menjadi :

Gambar 1.28 Hasil union/merge



12. Setelah di-Merge maka antenna siap dipasang sebuah port. Pertama kita zoom ke bagian bawah

antenna lalu pilih “Select Vertice” lalu blok tepat di bagian bawah hingga muncul satu kotak

kecil, lalu tekan tombol “delete”. Gunanya adalah untuk menciptakan bagian datar yang

nantinya akan di pasangi port

Gambar 1.29 Select Vertices

Gambar 1.30 Hasil select vertice

13. Karena bagian bawah antenna telah rata maka langkah selanjutnya dengan klik “Select Vertice”

lalu blok tepat di bagian bawah yang berbentuk kotak kemudian akan muncul masing-masing

satu titik kecil di tiap ujung kanan dan kiri permukaan bawah kotak yang di-Vertice.

Gambar 1.31 Hasil 2 titik select vertice

Lakukan delete



14. Setelah menemukan dua titik maka klik kanan dan klik ”object property”.

Gambar 1.32 Hasil 2 titik select vertice

15. Kita akan membagi rata kanan dan kiri masing-masing sebesar 0,5mm. Sehingga dari tampilan

dibawah masing-masing selected polygon akan kita tentukan Vertexnya sebesar -0,5 dan 0,5.

Gambar 1.33 Hasil edit 2 titik select vertice

16. Antena telah siap dipaasang sebuah port dengan cara klik “Port”,lalu pilihan “Port for Edge

Group”. Kemudian untuk pengaturannya pilih “Advance Extension” di sebelah kiri,selanjutnya

atur impedansi salurannya yaitu “Min. Extension=50” dan “Max. Extension=300”. Klik “Ok”.



Gambar 1.34 Port for edge group

Gambar 1.35 Pengaturan Port for edge group

17. Port telah siap dipasangkan. Yang harus kita lakukan adalah mengedrag kedua titik pada

permukaan bawah yang sebelumnya telah di-Vertice. Maka port pun akan terpasang



Gambar 1.36 Pemasangan port for edge group

18. Kembali ke menu “Port” kemudian pilih “Exit Port”

Gambar 1.37 Exit port

19. Setelah Port terpasang, antena siap untuk di simulasikan. Namun sebelumnya kita tentukan dulu

“Display Meshing” dengan memilih “Process”.



Gambar 1.38 Display meshing

20. Pada Automatic Meshing Parameter kita masukkan nilai frekuensi yaitu 16 GHz, AEC Layers 1

dan AEC Ratio 0,05 setelah itu OK dan pada Tab selanjutnya pilih Continue.

Gambar 1.39 Pengaturan display meshing



Gambar 1.40 Hasil display meshing

21. Setelah hasil display meshing muncul kembali kilk „Process” lalu “Simulate” untuk

mensimulasi antena. Namun kita harus menyimpannya terlebih dulu sebelum disimulasikan

Gambar 1.41 Simulasi



Gambar 1.42 Pengaturan Simulasi

22. Kita tentukan frekuensi yang akan kita simulasikan dengan klik “Enter” pada Frequency

Parameter. Frequency Start 0 GHz, End 16 GHz dengan Step Frequency 1 GHz kita dapatkan

banyaknya frequency yang disimulasikan adalah 16.

Gambar 1.43 Pengaturan Simulasi frekuensi



Gambar 1.44 Pengaturan Simulasi frekuensi

23. Kemudian beri tanda pada “Curent Distribution File” dan “Radiation Pattern File” lalu akan

muncul kolom “Radiation and Excitation Parameters” dan kemudian klik “ok”.

Gambar 1.45 Pengaturan Simulasi

24. Kemudian mulai simulasi dengan cara klik tanda “ok” pada tabel setup simulasi.Setelah itu akan

muncul tanda peringatan “Mgrid” kemudian klik “Yes”.

25. Setelah itu akan muncul lagi tabel “Error of Warnings Detected in Port Validation” lalu klik

tombol “Continue”

26. Langkah terakhir yaitu tunggu hingga simulasi selesai kemudian jangan lupa untuk menyimpan

hasil simulasi tersebut



2. PERANCANGAN ANTENA KEPALA MONYET

Gambar 2.1 Desain Awal Antena Kepala Monyet

Gambar 2.2 Display Meshing Antena Kepala Monyet



Gambar 2.3 Pola Radiasi Antena Kepala Monyet

Gambar 2.4 Gambar Smith chart antena kepala monyet



Gambar 2.5 VSWR Antena Bunga

Keterangan :

VSWR yang baik pada suatu antena bernilai <2, pada antenna Bunga ini dapat dilihat bahwa bandwidth

antenna Bunga ada pada rentang 1-16 GHz adalah sebesar 15 GHz. Berikut adalah tabel nilai dari VSWR

Tabel 2.1 Nilai VSWR

No. Freq(GHz) Port 1 9 9.00000000 1.5826242173

1 1.00000000 1.5950772846 10 10.00000000 1.7067608082

2 2.00000000 1.3800862345 11 11.00000000 1.8002026790

3 3.00000000 1.7658845366 12 12.00000000 1.7323077804

4 4.00000000 1.5944979771 13 13.00000000 1.7683460580

5 5.00000000 1.5318208617 14 14.00000000 1.8153533678

6 6.00000000 1.5637755543 15 15.00000000 1.6301483908

7 7.00000000 1.5943383020 16 16.00000000 1.7085300778

8 8.00000000 1.6463251369

Bandwith



Gambar 2.6 Return loss antena kepala monyet

Keterangan :

Nilai Return Loss yang dianggap baik adalah bernilai <10 dB. Pada antena kepala

monnyet ini dapat dilihat pada frekuensi 0-16 GHz rentang frekuensi pada nilai Return Loss <10 dB

terdapat pada rentang antara 1-16 GHz.

Gambar 2.7. Directivity antena kepala monyet



Gambar 2.8 Gain antena kepala monyet

Gambar 2.9. Current distribution Antena Bunga



Gambar 2.10. Axial ratio 3D antena kepala monyet

Gambar 2.11. Axial ratio 3D antena kepala monyet

Pada minimum axial ratio, axial ratio dari kepala monyet berkisar antara 0.2 db sampai dengan

1.455 db. Pada axial ratio dengan nilai tersebut, diketahui antenna mempunyai polarisasi ellips yang

mendekati circular dimana polarisasi circular diperoleh pada axial ratio 0 db



Kesimpulan :

1. Antena kepala monyet berbahan aluumunium yang memiliki konstanta dielektrik (() ,

ketebalan dielektrik h = 2mm, konduktivitas aluminium (σ) = 3,77 E + 007 Ω/m. Bahan pelapis

substrat pada antena kepala monyet ini adalah udara dengan konstanta dielektrik = 1 dan imedansi

karakteristik saluran 50 Ω.

2. Antena kepala monyet mempunyai nilai VSWR 1-2 di antara 1 GHz – 16 GHz sehingga antena

kepala monyet mempunyai nilai bandwidth sebesar 15 GHz, sehingga dengan bandwidth yang lebar

antena ini dapat dikategorikan sebagai antena UWB (Ultra Wideband) yang dapat diaplikasikan pada

televisi, jaringan komunikasi GSM, Wifi, ataupun WLAN

3. Nilai Return Loss yang antena kepala monyet ini dianggap baik <10 dB. Pada antenna kepala

monyet ini dapat dilihat pada frekuensi 0-16 GHz rentang frekuensi pada nilai Return Loss <10 dB

terdapat pada rentang antara 1-16 GHz.

4. Pada minimum axial ratio, axial ratio dari kepala monyet berkisar antara 0.2 db sampai dengan

1.455 db. Pada axial ratio dengan nilai tersebut, diketahui antenna mempunyai polarisasi ellips yang

mendekati circular dimana polarisasi circular diperoleh pada axial ratio 0 db

Saran

Diharapkan dengan adanya inovasi bentuk-bentuk baru pada pembuatan antena, penembangan

pembelajaran antena dapat lebih menyenangkan untuk dipelajari.

kepala monyet

Documents