Vol. 13. No. 02, Mei 2022: 88-93 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Antena Susun Series Fed 1×8 untuk Aplikasi 5G di Frekuensi 28 GHz

## Muslim Muslim, Dian Widi Astuti, Adibah Alfasyanah
Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, Jakarta muslim@mercubuana.ac.id
Abstrak—  Telekomunikasi  berperan  penting  terhadap pemenuhan  kebutuhan  hidup  manusia.  Salah  satunya  adalah tersedianya  sarana  komunikasi  agar  manusia  bisa  saling  tukar informasi  satu  dengan  lainnya  meskipun  manusia  terpaut  oleh jarak sangat jauh. Keberadaan manusia yang stasioner maupun dinamis  menjadikan  permintaan  terhadap  telekomunikasi berkembang  secara  cepat  salah  satunya  adalah  teknologi  5G. Kehadiran teknologi 5G menawarkan sebuah sistem telekomunikasi  yang  lebih  maju  dari  teknologi  sebelumnya. Sehingga  untuk  merealisasikan  sitem  tersebut,  dibutuhkan perangkat-perangkat yang memadai salah satunya adalah antena. Antena adalah sebuah perangkat penting dalam realisasi 5G yang berfungsi  untuk  mengirimkan  dan  menerima  sinyal  informasi antar  penggunanya.  Penelitian  ini  menawarkan  perancangan antena  mikrostrip  yang  disusun  1×8  yang  direalisasikan  pada frekuensi 28 GHz untuk aplikasi 5G. Hasil pengukuran diperoleh nilai  return  loss  sebesar  -21,6251  dB  VSWR  sebesar  1,1809, impedansi  sebesar  74,196  ꭥ,  dan  juga  bandwidth  sebesar  0,8579 GHz pada rentang frekuensi 27,4962 GHz – 28,3541 GHz.
Kata Kunci : Antena mikrostrip, series fed array, 5G, 28 GHz.
DOI: 10.22441/jte.2022.v13i2.005

## I. P ENDAHULUAN
Manusia  adalah  makhluk  sosial  yang  pada  dasarnya  butuh berkomunikasi  antara  satu dengan  lainnya.  Manusia  tidak  bisa menolak untuk menghadapi perkembangan teknologi yang akan terus berkembang dengan pesat, begitupun dengan perkembangan  jaringan  seluler.  Perkembangan  komunikasi seluler  adalah  perkembangan  untuk  melakukan  pertukaran informasi antar pengguna dengan jarak yang jauh melalui media transmisi  udara  yang  biasa  disebut  telekomunikasi wireless . Pada  dasarnya  teknologi  telekomunikasi  seluler  sudah berkembang  menjadi  tiga  generasi.  Ketiga  generasi  tersebut dimulai dari 1G (Generasi Pertama), 2G (Generasi Kedua) dan 3G  (Generasi  Ketiga).  Setelah  ketiga  generasi  tersebut diimplementasikan  maka  berkembanglah  generasi  4G  yang berfokus  pada  kualitas  layanan  tertinggi  dan  MMS  tambahan perangkat  tambahan,  yang  termasuk  layanan video ,  yang nantinya  menjadi  cikal  bakal  generasi  berikutnya-generasi kelima  (5G).  Seiring  berjalannya  waktu,  teknologi  seluler terdahulu telah hilang. Gagasan telekomunikasi seluler pertama kali  digambarkan  dengan  1G,  kemudian  telekomunikasi wireless  digital ditingkatkan  dengan  pengembangan  jaringan 2G.  Sedangkan  perkembangan  telekomunikasi  3G  merupakan pengembangan  data  telekomunikasi  selain  suara  yaitu  dengan membangun  jaringan  yang  dapat  menyatukan  informasi  suara dan data. Spesifikasi jaringan telekomunikasi 4G berfokus pada
kualitas layanan, prioritasnya adalah membuat sinyal informasi dapat ditransmisikan dan diterima menjadi lebih baik lagi serta meminimalisir  data  yang  hilang  atau  rusak  selama  pertukaran informasi  tersebut.  Sedangkan  pada  sistem  telekomunikasi  5G memfokuskan  pada  revolusi  seluler  terbaru  dimana  pada jaringan  5G  tersebut  memberikan  peluang  untuk  memberikan kualitas layanan dan penyimpanan informasi dalam data seluler database terminal menjadi lebih baik lagi [1].
Keberadaan pengguna atau user baik yang dinamis ataupun stasioner akan  menimbulkan resultan jarak  terhadap perangkat sistem  telekomunikasi.  Oleh  karena  itu  penelitian  antena terhadap  posisi user sangat  perlu  diperhatikan  dalam membangun jaringan telekomunikasi seluler baik secara indoor maupun secara outdoor . Perbedaan posisi user serta lingkungan user dapat mempengaruhi  akses sinyal dalam propagasi  sinyal [2], [3]. Asosiasi Penyelenggara Jasa Telekomunikasi Indonesia (ATSI)  telah  menargetkan  bahwa  jaringan  internet  5G  akan tersedia di Indonesia pada tahun 2022. Kementerian Komunikasi dan  Informatika  (Kominfo)  memberi  aturan  kepada  operator untuk  terlebih  dahulu  membangun  lingkup  ekosistem  5G  agar bisa mencapai  target  tersebut.  Direktur  Jenderal  Sumber  Daya dan  Perangkat  Pos  dan  Informatika  (SDPPI)  menyampaikan bahwa  penerapan  5G  harus  dilakukan  pada  waktu  yang  tepat. Oleh karena itu harus dibuat infrastrukturnya terlebih dahulu.
Teknologi  telekomunikasi  5G  merupakan  pengembangan dari  sistem  4G  dengan  pengembangan  arsitektur  yang  lebih simple, sehingga  membuat 5G lebih mudah dalam pembangunan  infrastruktur.  Hal  tersebut  dikarena  adanya penggabungan  beberapa  komponen  pada  5G  menjadi  satu. Dengan  kesatuan  yang  memiliki  fungsi  yang  sama  pada  4G, membuat implementasi teknologi 5G memiliki beberapa syarat teknologi yang harus dipenuhi yaitu, Carrier Aggregation (CA). Carrier  Aggregation adalah  teknologi  yang  memungkinkan jaringan memiliki dua frekuensi yang berbeda. Keuntungan dari hal  tersebut  adalah  kecepatan  yang  dua  kali  lipat  untuk meningkatkan bandwidth . Small  cell adalah  sebuah  teknologi dengan Based  Transceiver  Station (BTS)  untuk  melakukan coverage area geografis yang kecil. Small cell berperan untuk mengirimkan  kecepatan  data  dan lattency yang  rendah  demi kebutuhan teknologi telekomunikasi 5G [2], [3].
Sifat khusus pada sistem telekomunikasi 5G yaitu Multiple Input  Multiple  Output (MIMO),  modulasi Quadrature Amplitude Modulation (QAM), beam forming , dan gull duplex BTS.  MIMO  merupakan transceiver yang  memiliki  beberapa input dan dapat diterima lebih dari satu output sinyal. Sedangkan modulasi  QAM  merupakan  sebuah  teknik  modulasi  yang
digunakan untuk menumpangkan sinyal informasi kepada sinyal carrie r pada saluran transmisi. Beam Forming merupakan suatu metode  yang  diterapkan  pada  antena  BTS  agar  bisa memancarkan  sinyal  sesuai  dengan  kebutuhan coverage pada suatu  daerah  yang  padat,  sesuai  dengan  kebutuhan  data  yang dibutuhkan. Gull  duplex BTS  merupakan  metode  agar  dapat menerima  dan  memancarkan  data  secara  bersamaan  pada frekuensi yang sama. Full duplex merupakan cara melipatgandakan kapasitas jaringan nirkabel. 5G [4].
Antena  merupakan  komponen  penting  pada  sistem telekomunikasi  berteknologi  5G  dimana  antena  berfungsi sebagai transceiver (pengirim  dan  penerima).  Mobilitas user berpengaruh terhadap kekuatan sinyal yang dikirim dan diterima oleh  antena  untuk  bisa  berkomunikasi  antar  satu user dengan user yang  lain. Oleh karena itu  perancangan antena  mikrostrip yang  menggunakan  frekuensi  5G  perlu  dilakukan,  untuk memungkinkan komunikasi jaringan 5G yang lebih baik untuk user .

## II. P ENELITIAN TERKAIT
Antena  mikrostrip  merupakan  antena  yang  difabrikasi mempergunakan  bahan  substrat  tertentu  seperti  yang  telah dilakun  pada  penelitian  [5],  [6].  Bahan  substrat  antena mikrostrip  dilapisi  konduktor  berupa  tembaga  di  bagian  atas dan  bawahnya.  Oleh  karena  itu  antena  mikrostrip  memiliki ketebalan  yang  tidak  terlalu  tebal  jika  dibandingkan  dengan antena  dari  bahan  lainnya.  Sehingga  antena  mikrostrip  sering menjadi pilihan pada penelitian antena.
Referensi  [7]  mendesain  antena  mikrostrip  dengan teknologi substrate  integrated  waveguide (SIW).  Antena mempergunakan  radiator  berbentuk  slot dumbbell yang dimodifikasi  sehingga  dapat  bekerja  pada  frekuensi  27,9-29,3 GHz.  Aplikasi  yang  bekerja  pada  rentang  frekuensi  tersebut adalah  aplikasi  5G.  Kemudian  desain  antena  difabrikasi mempergunakan  substrat  FR-4  dengan  ketebalan  1,6  mm. Namun hasil pengukuran koefisien pantulan antena begeser dari desain rancangan antena.
Referensi  [8]  mengusulkan  desain  antena  mikrostrip  yang disusun 2×2. Antena dirancang mempergunakan substrat FR-4 yang memiliki ketebalan 1,6 mm. Antena tersebut diaplikasikan pada LTE dan 5G sub-6 GHz yang bekerja pada frekuensi 2300 MHz  dan  3600  MHz.  Hasil  simulasi  antena  memperlihatkan antena  dapat  bekerja  sesuai  dengan  yang  diinginkan.  Namun rancangan desain antena ini tidak sampai difabrikasi.
Pada referensi [9] membahas mengenai perancangan antena susun  yang  menyarankan  modifikasi  geometri  pada  konsep collinear susun dari antena Franklin konvensional. Antena ini diaplikasikan  pada milimeter-wave (MMW).  Antena  dapat bekerja  baik  pada  frekuensi  28  GHz  dan  37-39  GHz berdasarkan  rekomendasi  FCC  Amerika  Serikat.  Antena fabrikasi  dengan  penyusunan  3×3  antena  dari  bahan  substrat Rogers. Hasil dari penelitian ini adalah analisis kinerja antena yang  memperlihatkan  dapat  bekerja  dengan  baik  untuk frekuensi multiband ( respons triple-band ).  Sedangkan pengukuran  nilai  gain  diatas  7  dBi  diperoleh  pada  setiap frekuensi  resonansi.  Antena  ini  juga  memiliki  nilai  efisiensi signifikan yaitu diatas 70%. Antena ini dapat dianggap sebagai
kandidat  potensial  untuk  sistem  dan  jaringan  komunikasi nirkabel 5G masa depan.
Pada  referensi  [10]  mendesain  antena  mikrostrip  yang memiliki  dua  frekuensi  yaitu  difrekuensi  28  dan  30  GHz. Antena disusun sampai enam buah elemen antena. Pada antena tunggal,  antena  memiliki  pemancar  berupa  slot  berbentuk segitiga.  Antena  dirancang  mempergunakan  bahan  substrat Rogers Duroid 5880 yang memiliki ketebalan 1,575 mm. Hasil simulasi  memperlihatkan  bahwa  rancangan  desain  antena  ini dapat  bekerja dengan baik pada frekuensi  tengah 28 GHz dan 30 GHz. Namun, rancangan antena ini tidak divalidasi dengan pengukuran antena.
Penelitian lain yang membahas mengenai aplikasi 5G pada antena  mikrostrip  adalah  referensi  [11].  Antena  ini  memiliki desain  berupa  tumpukan  20  sel  bata.  Antena  difabrikasi mempergunakan  bahan  substrat  Rogers  Duroid  dengan ketebalan  0,25  mm  dan  ketebalan  lapisan  tembaga  0,017  mm dikedua  sisinya.  Hasil  pengukuran  memberikan  hasil  yang cukup  baik  untuk  parameter  persentase  lebar  pita  sebesar 5,41%.  Adapun  persentase  lebar  pita  yang  diperoleh  pada antena ini memiliki hasil yang lebih besar dibandingkan dengan antena microstrip  patch  array (MPA)  biasa  dengan  susunan 4×4.
Pada  referensi  [12]  mengusulkan  rancangan  desain  antena mikrostrip  yang diaplikasikan pada rentang frekuensi  92  – 97 GHz.  Antena  mempergunakan  distribusi  Taylor  berupa pencatuan secara seri  ( fed series ) untuk  mengurangi side lobe level (SLL).  Rangkaian fed  series yang  dipergunakan  pada antena ini berjumlah delapan buah. Kemudian rancangan desain antena  difabrikasi  dengan  mempergunakan  bahan  substrat Rogers  6002  yang  memiliki  permitivitas  relatif  bahan (  r ) sebesar 2,94, tebal  substrat  0,254 mm, lapisan tembaga 0,017 mm dan loss tangent 0,0012. Hasil pengukuran memperlihatkan SLL yang baik untuk bidang E dibandingkan dengan bidang H. Namun hasil pengukuran persentase lebar pita pada antena ini hanya mendapatkan sebesar 1,28%. Nilai ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan referensi penelitian antena lainnya.
Berdasarkan studi literatur penelitian antena mikrostip yang telah  dijelaskan  di  atas,  maka  penelitian  ini  mengusulkan penelitian antena mikrostrip fed series antena yang bekerja pada aplikasi  5G.  Adapun  frekeunsi  aplikasi  5G  yang  dimaksud adalah  frekuensi  28  GHz.  Sedangkan  jumlah  antena  yang disusun  secara fed  series berjumlah  delapan  buah  antena. Antena dirancang mempergunakan bahan substrat FR-4 dengan ketebalan 1,6 mm.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Antena  dirancang  mempergunakan Ansys HFSS  2018. Perancangan  diawali  dengan  membuat single  patch antena dengan  nilai  dimensi  antena  sesuai  dengan  perhitungan  yang telah  dilakukan.  Jika  Hasil  dari  perancangan  tersebut  belum memenuhi  spesifikasi  antena  yang  telah  ditentukan,  maka dilakukan optimasi pada desain antena tersebut sampai desain rancangan antena sesuai dengan target yang diinginkan. Proses desain antena dimulai dari rancangan 1×1, 1×2, 1×4 sampai 1×8 secara serial.

## A. Diagram Alir
Diagram  alir  proses  perancangan  desain  antena  sampai pengukuran diperlihatkan pada Gambar 1 di bawah ini.
Mulai
Menentukan Spesifikasi Antena Perhitungan Dimensi Antena &  Perancangan Antena Simulasi pada Software HFSS Return loss -10 dB 1  VSWR   2 Gain 2 Bandwidth 1 GHz Optimasi Perancangan Antena Pabrikasi Antena Pengukuran pada Vector Network Analyzer Hasil Pengukuran Sesuai Spesifikasi Antena? Selesai Studi Literatur Analisis Hasil Pengukuran Antena Ya Ya Tidak Tidak

## Gambar 1. Diagram Alir Perancangan Antena

## B. Spesifikasi Antena
Pada  penelitian  ini,  antena mempergunakan  bahan  substrat FR-4 dengan ketebalan 1,6 mm. Antena didesain untuk aplikasi 5G  dengan  spesifikasi  detail  antena  yang  ingin  dicapai diperlihatkan pada Tabel.1.
Tabel 1. Spesifikasi Antena Spesifikasi Antena Frekuensi Kerja 26 - 30 GHz Frekuensi Tengah 28 GHz Return loss ≤ 10 dB Bandwidth ≥ 1 GHz VSWR ≤ 2 Gain ≥ 3 dBi Pola Radiasi unidirectional

## C. Perhitungan Dimensi Antena
Pada  tahap  awal  dilakukan  perancangan  antena  dengan melakukan  perhitungan  dimensi  antena  yang  bekerja  pada frekuensi 5G. Perhitungan dimensi awal antena berfungsi untuk
mendekati nilai parameter yang diamati agar sesuai dengan hasil yang  diharapkan.  Berikut  adalah  tahapan  perhitungan  pada dimensi antena. Dasar perhitungan dimensi antena dapat dilihat pada referensi [13].
1. Perhitungan Dimensi Patch
Nilai  dari  lebar  dan  panjang patch bisa  didapatkan menggunakan persamaan berikut:
𝑊 = 𝑐 2𝑓 √ 2 𝜀 𝑟 +1 = 𝑐 2𝑓 0 √ (𝜀𝑟+1) 2 .......................................... (1) Keterangan: W = Lebar patch c = Kecepatan cahaya f = frekuensi kerja 𝜀 𝑟 = Konstanta dielektrik 𝐿 = 𝑐 2𝑓 0 √𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 − 2∆𝑙 .................................................... (2)
𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 = 𝜀 𝑟 +1 2 + 𝜀 𝑟 −1 2 [(1 + 12ℎ 𝑊 ) −1/2 ] ........................... (3)
∆𝑙 = 0,412 ( 𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 +0,3 𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 −0,258 ) ( 𝑊 ℎ +0,264 𝑊 ℎ +0,8 ) ............................. (4) Keterangan: L = Panjang patch ∆𝑙 = Delta L (jarak antar patch ) 𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 = Effective permitivity
2. Perhitungan Dimensi Groundplane dan Substrate
Lebar dan panjang groundplane dan substrat bisa didapatkan menggunakan persamaan berikut: Wg=6h+W .................................................................. (5) Keterangan: Wg = Lebar groundplane Lg=6h+L .................................................................... (6) Keterangan: Lg = Panjang groundplane 3. Perhitungan Dimensi Microstrip Feedline
Mencari  nilai  lebar feedline (Wf). Sebelum  mendapatkan nilai  (Wf),  terdapat  parameter  B  yang  harus  dicari  terlebih dahulu, untuk mendapatkan nilai B dapat dicari menggunakan persamaan (7) sebagai berikut.
𝐵 = 377𝜋 2𝑍 0 √𝜀 𝑟 .................................................................. (7)
Setelah  mendapatkan  nilai 𝐵 ,  maka  dapat  melakukan substitusi untuk mencari nilai 𝑊 𝑓 menggunakan persamaan (8) sebagai berikut.
𝑊 𝑓 = 2ℎ 𝜋 (𝐵 − 1 − ln(2𝐵 − 1) + 𝜀 𝑟 −1 2𝜀 𝑟 ) ln(𝐵 − 1) + 0,39 + 0,61 𝜀 𝑟 ....... (8)
Mencari nilai panjang feedline ( 𝐿 𝑓 ). Sebelum mendapatkan nilai  ( 𝐿 𝑓 ),  maka  dicari  terlebih  dahulu  nilai 𝜆𝑔 menggunakan persamaan (9) sebagai berikut.
𝜆𝑔 2 = 𝐿 + 2∆𝐿 ............................................................ (9)
Setelah mendapatkan nilai 𝜆𝑔 , tahap selanjutkan mencari nilai 𝐿 𝑓 menggunakan persamaan (10) sebagai berikut.
𝐿 𝑓 = 𝜆𝑔 4 ....................................................................... (10)

## D. Desain dan Ukuran Dimensi Awal Antena
Setelah  dilakukan  perhitungan  dimensi  antena,  kemudian dilakukan  perancangan  desain  antena  yaitu patch antena. Bentuk patch antena  yang  akan  dirancang  adalah  persegi, dimulai dari antena tunggal 1×1 seperti yang diperlihatkan pada Gambar  1.  Sedangkan  dimensi  antena  tunggal  diperlihatkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Dimensi Awal Antena
Variable Parameter Dimensi Awal (mm) Lebar ground (Wg) 12,86 Panjang ground (Lg) 11,74 Lebar substrate (Ws) 12,86 Panjang substrate (Ls) 11,74 Lebar patch (Wp) 3,26 Panjang patch (Lp) 2,14 Lebar feedline (Wf) 1,74 Panjang feedline (Lf) 1,464
Gambar 2. Desain Awal Antena
Setelah  mengetahui  nilai  dari  dimensi  antena  yang  akan dirancang  maka  tahap  selanjutnya  melakukan  perancangan pada Ansys HFSS  dengan  nilai  dimensi  antena  sesuai  dengan perhitungan yang terdapat pada Tabel 2 di atas.
Gambar 3. Hasil Simulasi return loss antena tunggal.
Setelah melakukan perancangan, tahap selanjutanya adalah melakukan  pengaturan  terhadap  operasi  kerja  dari  antena  dan melakukan  simulasi  dari  antena  yang  akan  dirancang.  Hasil simulasi desain awal antena 1×1 diperlihatkan pada Gambar 3, dengan  nilai return  loss pada  frekuensi  kerja  yaitu  28  GHz sebesar -7,1930 dB. Nilai return loss tersebut belum memenuhi standar  dari  nilai return  loss yang  diinginkan. Return  loss terbaik didapatkan pada frekuensi 24,0156 GHz yaitu sebesar - 28,8137  dB.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  dibutuhkan peningkatan iterasi pada perancangan antena.

## E. Desain dan Ukuran Dimensi Peningkatan Iterasi Antena
Setelah  dilakukan  simulasi  pada  desain  antena  1×1, kemudian  dilakukan  peningkatan  iterasi  dengan  penambahan patch secara serial 1×2, 1×4, dan 1×8 seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Desain antena 1×1, 1×2, 1×4 dan 1×8.

## F. Desain dan Ukuran Dimensi Akhir Antena
Dimensi  desain  antena fed  series 1×8  diperlihatkan  pada Tabel  3.  Sedangkan  gambar  desain  antenanya  sendiri diperlihatkan pada Gambar 5.
Tabel 3. Dimensi Akhir Antena Variable Parameter Dimensi Akhir 1x8  (mm) Lebar ground (Wg) 18 Panjang ground (Lg) 100 Lebar substrate (Ws) 18 Panjang substrate (Ls) 100 Lebar patch (Wp1) 4,14 Lebar patch (Wp2) 4,87 Lebar patch (Wp3) 7,021 Lebar patch (Wp4) 8 Lebar patch (Wp5) 8 Lebar patch (Wp6) 7,021 Lebar patch (Wp7) 4,87 Lebar patch (Wp8) 4,14 Panjang patch (Lp) 9,14 Lebar delta patch (Wdp) 0,732 Panjang delta patch (Ldp) 1,74 Lebar slit (Lst) 0,4875 Panjang slit (Lpt) 0,79 Sisi diagonal feedline (Sdf) 1,038 Lebar feedline (Wf) 2,298 Panjang feedline (Lf) 1,464

## G. Hasil simulasi antena fed series 1×1, 1×2, 1×4 dan 1×8
Gambar  6  memperlihatkan  hasil  simulasi  perbandingan untuk  antena fed  series 1×1,  1×2,  1×4  dan  1×8.  Sedangkan Tabel  4 memperlihatkan  perbandingannya  secara lebih  detail. Berdasarkan  Tabel  4  terlihat  nilai return  loss terbaik  pada antena fed  series untuk  1×4  serta  nilai  VSWR  terbaik. Sedangkan  pada  antena fed  series 1×8  memiliki  frekuensi efektif, gain terbaik,  lebar  pita  ( bandwidth )  paling  lebar. Dengan melihat perbandingan hasil simulasi maka diputuskan untuk  melakukan  pabrikasi  pada  dimensi  akhir  antena  yaitu series fed antenna 1×8.
Gambar 6. Hasil simulasi return loss seluruh antena Tabel 4. Perbandingan Hasil Simulasi

## H. Pabrikasi Antena
Setelah  melakukan  perancangan  dan  simulasi,  tahap selanjutnya adalah melakukan pabrikasi  antena fed series 1×8 dengan dimensi akhir antena sesuai dengan simulasi (Tabel 3). Pencetakan antena menggunakan FR-4 sebagai bahan substrate dengan  tebal  1,6  mm.  Pencetakan  PCB  secara double  layer untuk ground dan patch ,  bahan  yang  digunakan  adalah tembaga. Hasil fabrikasi pencetakan antena diperlihatkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil pabrikasi antena fed series 1×8.

## IV. H ASIL DAN A NALISA
Pengukuran  antena  bertujuan  mengetahui  kinerja  atau performansi kerja antena. Oleh karena itu hasil pengukuran perlu di  perbandingan  dari  hasil  simulasi  pada software  simulator yang diperoleh dari Ansys HFSS. Adapun parameter antena yang akan diukur pada  penelitian  kali ini adalah pengukuran medan dekat  yaitu return  loss ,  VSWR, bandwidth ,  dan  impedansi. Sedangkan pengukuran medan jauh berupa pola radiasi dan gain
antena  tidak  dilakukan.  Hal  tersebut  dikarenakan  keterbatasan alat  ukur  yaitu Vector  Network  Analyzer pada  pengukuran medan jauh pada frekuensi 28 GHz.

## A. Pengukuran Return loss dan Bandwidth Lantai Dasar
Perbandingan  hasil  pengukuran  return  loss  antena  dengan hasil  simulasi  diperlihatkan  pada  Gambar  8.  Hasil  simulasi diperlihatkan  dengan  garis  utuh  berwarna  coklat  sedangkan hasil  pengukuran  diperlihatkan  dengan  garis  utuh  berwarna abu-abu.  Berdasarkan  hasil  pengukuran  menggunakan Vector Network  Analyzer didapatkan  nilai return  loss pada  frekuensi 28 GHz sebesar -13,9965 dB dengan rentang frekuensi 27,4962 GHz  -  28,3541  GHz.  Hasil return  loss yang  didapatkan  pada frekuensi  kerja masih  memenuhi  spesifikasi. Nilai return loss terbaik  didapatkan  pada  frekuensi  27,7095  GHz  sebesar  - 18,0682  dB.  Perhitungan bandwidth dapat  dicari  dengan melihat fl (frekuensi bawah) dan fh (frekuensi atas) pada layar pengukuran yaitu pada marker M1 dan M3 yaitu 0,8579 GHz. Perbandingan hasil pengukuran dan simulasi cukup jauh karena beberapa faktor teknis pada saat pengukuran dan juga pada saat pabrikasi  dimensi  antena  yang  tidak  sesuai,  perbedaan  hasil cetak  antena  dengan  frekuensi  tinggi  sangat  mempengaruhi pada saat pengukuran.
Gambar 8. Perbandingan nilai return loss simulasi dan pengukuran.

## B. Pengukuran VSWR
Hasil  nilai  VSWR  diperlihatkan  pada  Gambar  9.  Pada Gambar  9  terlihat  bahwa  pada  frekuensi  28  GHz  memiliki VSWR  sebesar  1,499  pada marker M2.  Hasil  pengukuran tersebut  masih  memenuhi  spesifikasi.  Nilai  VSWR  terbaik didapatkan  pada  frekuensi  27,7095  GHz  sebesar  1,285  yang ditunjukan pada marker M4.
Gambar 9. Pengukuran VSWR
Min Max
Awal 7,193 28,8137 24,0156 2,5516 3.99 - - - 1x1 21,0963 56,9129 27,6844 1,1934 3 2,7444 26,0667 28,8111 1x2 22,1339 26,5295 27,8289 1,1698 3,72 3,3654 25,7924 29,1578 1x4 30,3234 30,3994 28,0022 1,0629 3,8 2,7347 25,9511 28,6858 1x8 26,1928 54,3459 27,8867 1,0944 6.32 2,9 25,77 28,67 Akhir 21,6251 21,6251 28 1,1809 2,39 4,9704 26,2598 31,2302 Range frekuensi (GHz)
Dimensi Antena RL (dB) RL Eff (dB) Fo Eff (GHz) VS WR Gain (dB) BW (GHz)

## C. Pengukuran Impedansi
Hasil  pengukuran  impedansi  antena  fed  series  1×8 diperlihatkan  pada  Gambar 10.  Sedangkan  perbandingan  hasil simulasi  dan  hasil  pengukuran  diperlihatkan  pada  Tabel  5  di bawah ini. Berdasarkan Tabel 5 memperlihatkan perbedaan nilai return loss pengukuran mengalami penurunan sebesar 35,27 % yaitu  -13,9965  dB  dari  hasil  simulasi. Bandwidth pengukuran didapatkan 17 % dari hasil simulasi yaitu 0,8579 GHz. Terdapat perbedaan impedansi input pada simulasi dan pengukuran yang menyebabkan  terjadinya mismatch pada  saluran  transmisi sehingga  menghasilkan  perbedaan  hasil  simulasi  dan pengukuran.
Gambar 10. Pengukuran impedansi antena fed series 1×8.
Tabel 5. Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran
Parameter Simulasi Pengukuran Frekuensi Kerja 26,2598 GHz – 31,2302 GHz 27,4962 GHz – 28,3541 GHz Return loss -21,6251 dB -13,9965 dB Bandwidth 4,9704 GHz 0,8579 GHz VSWR 1,1809 1,499 Impedansi (R) 50 ꭥ 74,196 ꭥ

## V. K ESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  dilakukan,  didapatkan  beberapa  hasil yang dijadikan sebagai kesimpulan, antara lain :
1. Perancangan  pada  dimensi  awal  antena  didapatkan nilai return loss pada frekuensi 28 GHz sebesar -7,193 dB dan VSWR sebesar 2,5516. Hal ini menunjukkan bahwa  hasil  simulasi  belum  memenuhi  spesifikasi yang telah ditentukan. Perancangan  antena series  fed dengan  menambahkan  patch  secara  serial  dapat memperbesar nilai bandwidth.
2. Optimasi antena dengan memperbesar ukuran dimensi patch antena dapat menggeser frekuensi kerja antena, sehingga  hasil  simulasi  menunjukkan  antena  dapat bekerja pada frekuensi 28 GHz.
3. Berdasarkan hasil simulasi dan pengukuran didapatkan perbedaan hasil nilai parameter, perbedaan nilai  impedansi input pada  simulasi  dan  pengukuran yang menyebabkan terjadinya mismatch pada saluran transmisi  sehingga  menghasilkan  perbedaan  hasil simulasi  dan  pengukuran  namun  antena  masih  dapat bekerja pada frekuensi 28GHz.
Berdasarkan hasil penelitiian ini, didapatkan beberapa saran  untuk  pengembangan  dari  Penelitian  ini  untuk penelitian selanjutnya sebagai berikut.
1. Perancangan series  fed  antenna 1×8  menggunakan bahan substrate yang berbeda.
2. Melakukan  perancangan  antena  secara corporate  fed untuk meningkatkan nilai return loss .
3. Menambahkan element patch antena.
4. Merubah bentuk patch .
5. Melakukan pengukuran medan jauh.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Ucapan  terimakasih  disampaikan  kepada  seluruh  sahabat- sahabat  penulis,  dosen  pembimbing  serta  orangtua  yang  telah membantu  dalam  proses  pengerjaan  artikel  penelitian  ini sehingga dapat dipublikasi di Jurnal Teknologi Elektro.
D AFTAR P USTAKA
[1] R.  Zeqiri,  F.  Idrizi,  and  H.  Halimi,  “Comparison  of  Algorithms  and Technologies 2G, 3G, 4G and 5G,” in 3rd International Symposium on Multidisciplinary  Studies  and  Innovative  Technologies,  ISMSIT  2019 , 2019, pp. 1–4.
[2] M.  U.  Sheikh,  K.  Hiltunen,  and  J.  Lempiainen,  “Angular  Wall  Loss Model and Extended Building Penetration Model for Outdoor to Indoor Propagation,” in 2017 13th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference, IWCMC 2017 , 2017, pp. 1291–1296.
[3] A. Turkmen et al. , “Coverage Analysis for Indoor-Outdoor Coexistence for  Millimetre-Wave  Communication,”  in 2019  UK/China  Emerging Technologies, UCET 2019 , 2019, pp. 2–5.
[4] J. Rodriguez, Fundamentals of 5G Mobile Networks . 2015.
[5] D. W. Astuti, A. Firdausi, and M. Alaydrus, “Multiband Double Layered Microstrip Antenna by Proximity Coupling for Wireless Applications,” in QiR  2017  -  2017  15th  International  Conference  on  Quality  in Research (QiR): International Symposium on Electrical and Computer Engineering , 2017, vol. 2017-Decem, pp. 106–109.
[6] D.  W.  Astuti,  M.  M.  Putri,  and  D.  Rusdiyanto,  “Perancangan  Antena Diplexing Menggunakan Metode Half Mode SIW dengan Metode Cavity Back Slot Sebagai Matching Impedansi,” J.  Telekomun.  dan  Komput. , vol. 11, no. 1, p. 1, 2021.
[7] S.  Sepryanto,  S.  Attamimi,  and  F.  Sirait,  “Perancangan  Antena Mikrostrip  Siw  Cavity-Backed  Modified  Dumbell-Shaped  Slot  Untuk Pengaplikasian Pada 5G,” J. Teknol. Elektro , vol. 11, no. 2, pp. 115–119, 2020.
[8] D. Rusdiyanto, D. W. Astuti, S. Alam, and Y. G. Adhiyoga, “Design of 2x2  Wide  Bandwidth  MIMO  Antenna  For  LTE  And  5G  Sub-6GHz,” JITE ( J. Informatics Telecommun. Eng. ) , vol. 5, no. January, pp. 225– 237, 2022.
[9] S. F. Jilani and A. Alomainy, “A Multiband Millimeter-Wave 2-D Array Based on Enhanced Franklin Antenna for 5G Wireless Systems,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. , vol. 16, pp. 2983–2986, 2017.
[10]  Y.  Rahayu  and  M.  I.  Hidayat,  “Design  of  28/38  GHz  Dual-Band Triangular-Shaped Slot Microstrip Antenna Array for 5G Applications,” in 2018  2nd  International  Conference  on  Telematics  and  Future Generation Networks, TAFGEN 2018 , 2018, pp. 93–97.
[11]  Z. Ahmed, P. McEvoy, and M. J. Ammann, “Comparison of Grid Array and Microstrip Patch Array Antennas at 28 GHz,” 2018 IEEE MTT-S Int. Microw.  Work.  Ser.  5G  Hardw.  Syst.  Technol.  IMWS-5G  2018 ,  pp. 2018–2020, 2018.
[12]  Y. Pang, L. Sun, Z. Li, and R. Cao, “W Band Planar Series-Fed Antenna Array,” in 2019  IEEE  5th  International  Conference  on  Computer  and Communications, ICCC 2019 , 2019, pp. 676–679.
[13]  C. A. Balanis, Antenna theory; analysis and design , Third. John Wiley & Son, INC, 2005.