Rancang Bangun Antena Mikrostrip Patch Triangular Metode Parasitic Untuk Aplikasi LTE di Frekuensi 2,3 GHz
Dhio Medianto
Teknik Telekomunikasi
Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Jakarta Jakarta, Indonesia dhiom4@gmail.com M. Yana Hardiman Teknik Telekomunikasi Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Jakarta Jakarta, Indonesia Hardiman84@gmail.com Abstrak - 4G LTE merupakan teknologi telekomunikasi  yang  terbaru  dan  memiliki  efisiensi  serta kecepatan  akses  data  yang  tinggi.  Untuk  menunjang teknologi tanpa kabel dibutuhkan suatu antena yang juga memiliki  performansi  yang  maksimum  yang  bisa diaplikasikan  pada  4G  LTE.  Salah  satu  antena  yang cocok adalah antena  mikrostrip karena  memiliki dimensi yang  kecil  dan  ringan  serta  mudah  dipabrikasi.  Pada tugas  akhir  ini  dirancang  suatu  antena  mikrostrip  patch triangular  untuk  aplikasi  LTE  yang  bekerja  pada frekuensi 2,3 GHz dengan menggunakan metode parasitic dengan  tujuan  memperbesar  bandwidth  dan  teknik saluran  pencatu  tidak  langsung  atau  microstrip  feed  line. Dari  hasil  simulasi  didapatkan  kenaikan  bandwidth  yang signifikan yaitu sebesar 21,1% dari 219 MHz menjadi 265 MHz.  Sedangkan dari hasil pengukuran didapatkan hasil bandwidth  sebesar  245  MHz  (2185  MHz  -  2430  MHz). Nilai  return  loss  sebesar  -16,412  dB  dan  nilai  VSWR sebesar  1,356.  Pola  radiasi  yang  didapatkan  memiliki daya  pancaran  ke  segala  arah  atau  omnidirectional. Gain yang dihasilkan dari pengukuran sebesar 5,43 dBi.
Kata  kunci  –  Bandwidth,  Gain,  LTE,  microstrip, parasitic, pola radiasi, return loss, VSWR

## I. P ENDAHULUAN

## A. Latar belakang
Teknologi telekomunikasi yang saat ini berkembang di  masyarakat  sudah  semakin  maju.  Teknologi  ini memungkinkan  bagi  masyarakat  dapat  mengakses  data dimana  saja  dan  kapan  saja.  Untuk  mengimbangi kebutuhan  akan  akses  data  yang  cepat  dibutuhkan teknologi yang baru yaitu teknologi generasi ke-4 (4G).
4G  adalah  singkatan  dari  istilah  dalam  bahasa Inggris  ( fourth-generation  technology ).  Istilah  ini umumnya  digunakan  mengacu  kepada  standar  generasi keempat  dari  teknologi  telepon  seluler.  4G  yang menawarkan  efisiensi  dan  akses  data  berkecepatan tinggi  adalah  teknologi Long  Term  Evolution (LTE). Untuk  menunjang  kebutuhan  tersebut  diperlukan  suatu antena yang dapat mendukung komunikasi tanpa kabel. Salah satu jenis antena yang saat  ini banyak digunakan untuk komunikasi tanpa kabel adalah antena mikrostrip. Antena  mikrostrip  mempunyai gain,  bandwith ,  dan efisiensi  yang  rendah.  Sehingga,  untuk  mengatasi kelemahan  tersebut,  dalam  tugas  akhir  ini  dirancang
antena mikrostrip susun menggunakan elemen parasitic substrat untuk meningkatkan gain antena.[3]
Pada  penelitian  sebelumnya  oleh  Eden  Herdani tahun  2015  menghasilkan  antena  mikrostrip array berbentuk  segitiga  memiliki  nilai  VSWR  sebesar  1,43 untuk frekuensi 2,4 GHz dengan bandwidth sebesar 135 MHz  (2.378  MHz  –  2.513  MHz)  dan  1,48  untuk frekuensi  3,3  GHz  dengan bandwidth sebesar  81  MHz (3.289  MHz  –  3.370  MHz).  Nilai gain yang  diperoleh untuk  frekuensi  2,4  GHz  adalah  sebesar  5,58  dBi  dan 5,05  dBi  untuk  frekuensi  3,3  GHz.  Sedangkan  pada penelitian  oleh  Sumartono  tahun  2014  menghasilkan antena mikrostrip multilayerparasitic dengan bandwidth yaitu  44  MHz.  VSWR  yang  terukur  pada  frekuensi kerja 2,35 GHz sebesar 1,286, sedangkan pada simulasi diperoleh  VSWR  1,266. Gain yang  diperoleh  pada realisasi ini 8,23 dBi.
Dari beberapa  hasil penelitian sebelumnya dapat di ambil kesimpulan bahwa modifikasi antena menggunakan  elemen parasitic dapat  meningkatkan gain dan bandwidth pada antena. Hal  ini  yang  melatar belakangi  penulis  untuk  mengambil  tema  “Rancang bangun  antena  mikrostrip patch  triangular metode parasitic untuk aplikasi LTE di frekuensi 2,3 GHz”
B. Maksud Dan Tujuan
 Merancang  antena  mikrostrip patch  triangular metode parasitic yang  mampu  bekerja  untuk aplikasi LTE pada frekuensi 2,3 GHz.
 Merancang  antena  mikrostrip patch  triangular metode parasitic yang  memiliki bandwidth lebar  sehingga  mampu  bekerja  untuk  aplikasi LTE di frekuensi 2,3 GHz.
 Merancang  antena  mikrostrip patch  triangular metode parasitic untuk  aplikasi  LTE  di frekuensi  2,3  GHz  yang  memiliki  nilai Return Loss ≤ -10 dB dan VSWR ≤ 2.
C. Rumusan Masalah
 Bagaimana merancang antena mikrostrip patch triangular metode parasitic untuk aplikasi LTE di frekuensi 2,3 GHz?
 Bagaimana  merancang antena  mikrostrip  patch triangular  metode  parasitic  yang  memiliki bandwidth  lebar  untuk  aplikasi  LTE  di frekuensi 2,3 GHz?
 Bagaimana  merancang antena  mikrostrip  patch triangular  metode  parasitic  untuk  aplikasi  LTE di  frekuensi  2,3  GHz  yang  dapat  melebarkan bandwidth dilihat dari hasil returnloss?

## D. Batasan Masalah
 Antena yang dirancang adalah antena
Mikrostrip  yang  berbentuk patch  triangular pada frekuensi 2,3 GHz.
 Bahan  substrat  yang  digunakan  adalah  FR  4 epoxy.
 Saluran  pencatu  yang  digunakan  adalah pencatu tidak langsung ( mikrostrip line ).
 Antena  yang  dirancang  untuk  aplikasi  LTE  di frekuensi  2,3  GHz  menggunakan  beban parasitic untuk memperlebar bandwidth .
 Parameter  yang  diamati  adalah Return  Loss (RL),  VSWR  ( Voltage  Standing  Wave  Ratio ), gain, bandwidth dan pola radiasi

## II. S TUDI L ITERATUR

## A. Antena Mikrostrip
Antena  mikrostrip  adalah  suatu  antena  konduktor nirkabel  yang  berukuran  sangat  kecil  yang  didalamnya terdapat  elemen  peradiasi,  subsrat  dielektrik  dan menempel pada bidang dasar atau biasa disebut dengan ground  plane .  Antena  ini  memiliki  berat  yang  amat ringan  karena  bentuknya  yang  sederhana  dan  dapat dibuat  sesuai  kebutuhan.  Pengaplikasiannya  sudah banyak digunakan pada pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, satelit serta peluru kendali. Antena  mikrostrip mempunyai  fungsi  dasar  yang  sama  seperti  antena- antena biasanya yaitu sebuah alat yang dapat menerima atau mengirimkan gelombang elektromagnetik.
Secara  umum,  antena  mikrostrip  dalam  bentuknya yang  paling  sederhana  terdiri  dari  3  elemen,  yaitu elemen  peradiasi  ( patch ),  substrat  dielektrik,  dan ground plane seperti pada Gambar 1 .
Gambar 1. Bentuk umum Antena Mikrostrip beserta Variasi patch
Antena mikrostrip ini mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan antena lain, diantaranya:[16]
 Mempunyai  bobot  yang  ringan  dan  volume yang kecil.
 Konfigurasi yang low profile sehingga bentuknya dapat disesuaikan dengan perangkat utamanya.
 Biaya  pabrikasi  yang  murah  sehingga  dapat dibuat dalam jumlah yang besar.
 Mendukung polarisasi linier dan circular.
 Dapat  dengan  mudah  diintegrasikan  dengan microwave integrated circuits (MCIs).
 Kemampuan  dalam  dual  frequency  dan  triple frequency.
 Tidak memerlukan catuan tambahan.
Akan  tetapi  antena  mikrostrip  juga  memiliki beberapa kelemahan, yaitu:[16]
 Bandwidth yang semput
 Efisiensi yang rendah.
 Penguatan yang rendah.
 Memiliki rugi-rugi hambatan ( ohmic loss ) pada pencatuan antena array.
 Memiliki daya ( power ) yang rendah.
 Timbulnya  gelombang  permukaan  ( survace wave ).
Gambar 2. Detail Bentuk Umum Antena Mikrostrip

## B. Karakteristik Dasar Antena Mikrostrip
Berdasarkan asal katanya mikrostrip terdiri dari dua kata,  yaitu micro (sangat  kecil/tipis)  dan strip (bilah/potongan).  Antena  mikrostrip  secara  umum terbagi menjadi tiga bagian yaitu:
 Patch
Pada  umumnya patch terbuat  dari  bahan konduktor  seperti  tembaga  atau  emas  yang mempunyai  bentuk  bermacam-macam.  Bentuk patch ini  bisa  bermacam-macam,  lingkaran, persegi,  persegi  panjang,  segitiga,  ataupun annular  ring. Patch ini  berfungsi  untuk meradiasikan  gelombang  elektromagnetik  ke udara.  Patch  dan  saluran  pencatu  biasanya terletak  diatas  substrat.  Tebal  patch  dibuat sangat tipis (t << λ0; t = ketebalan patch).
 Substrat dielectric Substrat  terbuat  dari  bahan-bahan  dielektrik.
Substrat biasanya  mempunyai tinggi (h) antara
0,002λ0  –  0,005λ0.  Berfungsi  sebagai  media penyalur  GEM  dari  catuan.  Karakteristik substrat  sangat  berpengaruh  pada  besar parameter-parameter antena. Pengaruh ketebalan substrat dielektrik terhadap parameter  antena  adalah  pada  bandwidth. Penambahan ketebalan substrat akan memperbesar bandwidth.
 Ground Plane Ground  plane bisa  terbuat  dari  bahan konduktor.  Ukurannya  selebar  dan  sepanjang substrat.  Fungsi ground  plane adalah  sebagai ground antena. [7]
Gambar 2.2 Detail Bentuk Umum Antena Mikrostrip

## C. Antena Mikrostrip Segitiga
Dari  bermacam-macam  bentuk  dasar  geometri antena  mikrostrip,  ternyata patch antena  segitiga  ini masih  jarang  dijadikan  objek,  padahal  antena  ini memiliki beberapa kelebihan  jika dibandingkan dengan antena  bentuk  yang  lain  yaitu  mampu  menghasilkan performa  yang  serupa  dengan  bentuk  dasar  yang  lain, memiliki  luas  patch  yang  lebih  kecil,  sehingga  masih banyak kemungkinan untuk mengeksplorasi antena ini.
Untuk  menentukan  dimensi  awal  dari  slot  segitiga yang  akan  disimulasikan,  maka  gunakan  rumus perhitungan  frekuensi  resonansi  untuk  patch  segitiga pada  antena  mikrostrip patch seperti  pada  Persamaan 2.1.
𝑓 𝑚𝑛 = 2𝑐 3𝑎√∈ 𝑟 √𝑚 2 + 𝑚𝑛 + 𝑛 2 (1)
Dimana
𝑐 = kecepatan cahaya (3.10 8 m/s)
∈ 𝑟 = konstanta relative dielektrik
𝑎 = panjang segitiga
Subskrip  mn  mengacu  pada  mode TM mn ,sehingga bila TM 10 ,  frekuensi  resonansi  pada  Persamaan  2.1 dapat disederhanakan menjadi:
𝑓 10 = 2𝑐 3𝑎√𝜀 𝑟 (2)
Atau:
𝑎 = 2𝑐 3𝑓 10 √𝜀 𝑟 (3)

## D. Saluran Catu Antena Mikrostrip
Lebar  saluran  pencatu  ( line  width )  tergantung  dari impedansi  karakteristik  (Z 0 )  yang  diinginkan.  Adapun rumus  untuk  menghitung  lebar  saluran  mikrostrip diberikan  oleh  persamaan  di  2.4  dan  2.5  di  bawah ini.[11]
𝑊 = 2ℎ 𝜋 {𝐵 − 1 − 𝑙𝑛(2𝐵 − 1) + 𝜀 𝑟 −1 2𝜀 𝑟 [ln(𝐵 − 1) +
0,39 − 0,61 𝜀 𝑟 ]} (4)
Dengan er adalah konstanta dielektrik relatif dan:
𝐵 = 60𝜋 2 𝑍 0 √𝜀 𝑟 (5)

## E. Elemen Parasitic
Struktur  antena yang menggunakan  elemen parasitic  telah  banyak  digunakan  dalam  berbagai aplikasi  karena  koefisien  kopling  yang  ditimbulkan dari  jarak  ketinggian  antara  antena  yang  digabungkan dapat disesuaikan dengan cara menyesuaikan ketinggian  jarak  antena  tersebut.  Selain  itu  ukuran patch  dan  parameter  substrat  juga  dapat  disesuaikan. Pada  teknologi  LTE  antena  merupakan  salah  satu komponen yang krusial karena dapat menentukan kerja dari keseluruhan sistem LTE  terutama untuk pemrosesan  sinyal  yang  diterima,  sehingga  pekerjaan sinyal  processing  tidak  berat.  Untuk  meningkatkan cakupan  area  layanan  suatu base  station ,  maka diperlukan  antena  yang  memiliki gain yang  tinggi. Namun,  pada  antena  mikrostrip,  nilai  gain  justru  yang menjadi  salah  satu  kelemahannya.    Untuk  dapat
meningkatkan gain dapat dilakukan beberapa modifikasi,  salah  satunya  yaitu  penambahan  elemen parasitic [15].
Antena  mikrostrip  yang  dilapisi  dengan  elemen parasitic dapat  membuat  penekanan  pada  gelombang permukaan  sehingga  VSWR  menjadi  lebih  kecil. Elemen parasitic merupakan elemen  yang tidak dicatu terbuat  dari  bahan  semikonduktor  murni.  Elemen parasitik dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti  membuat  antena  menjadi dualband maupun untuk memperlebar bandwidth . Dengan adanya elemen parasitic ini, membuat VSWR mendekati 1[10].

## F. Pabrikasi
Pabrikasi  adalah  suatu  rangkaian  pekerjaan  dari beberapa  komponen  material  baik  berupa  plat,  pipa ataupun  baja.  Profil  dirangkai  dan  dibentuk  setahap demi  setahap  berdasarkan  item-item  tertentu  sampai menjadi  suatu  bentuk  yang  dapat  dipasang  menjadi sebuah rangkaian alat produksi maupun konstruksi[6].
 Workshop Fabrications Workshop Fabrications adalah proses  fabrikasi dan  konstruksi  yang  dilakukan  di  dalam  suatu bangunan atau gedung yang di dalamnya sudah dipersiapkan  segala  macam  alat  dan  mesin- mesin  untuk  melakukan  proses  produksi  dan pekerjaan-pekerjaan pabrikasi lainnya, misalnya:  mesin  las,  mesin  potong  plat,  mesin bending, overhead crane dan lain-lain.
 Site Fabrications
Site  Fabrications  adalah  proses  pabrikasi  dan konstruksi  yang  dikerjakan  di  luar  suatu bangunan  atau  workshop  lebih  tepatnya pekerjaan  dilakukan  di  area  lapangan  terbuka, di  lokasi  dimana  bangunan  akan  didirikan. Disitulah  segala  macam  proses  produksi pabrikasi  dilakukan,  dari  penimbunan  stok material,  memotong  dan  mengebor  material, proses  assembling,  proses  pengelasan,  proses finishing,  proses  sandblast  dan  painting  serta proses pemasangan konstruksi.

## G. Parameter Antena Mikrostrip
Untuk  dapat  melihat  kerja  dari  antena  mikrostrip, maka  perlu  diamati  parameter  –  parameter  pada mikrostrip.  Beberapa  parameter  umum  dijelaskan sebagai berikut.
 Return Loss (RL) Return Loss
didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan yang datang atau yang direflesikan dengan tegangan yang keluar.
Perbandingan  tersebut  dinamakan  koefesien refleksi tegangan yang dilambangkan
dinyatakan dengan persamaan[14]:
Γ = 𝑉(𝑥)𝑃𝑎𝑛𝑡𝑢𝑙 𝑉𝑇𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 = 𝑉− 𝑉+ (6)
Parameter Return  Loss dapat  juga  dikatakan sebagai  rugi-rugi  pada  transmisi,  dikarenakan tidak  seimbangnya  impedansi  karakteristik dengan  impedansi  beban.  Untuk Return  Loss diperoleh dengan persamaan[14]:
𝑅𝑒𝑡𝑢𝑟𝑛 𝐿𝑜𝑠𝑠 (𝑑𝐵) = 20𝑙𝑜𝑔| Γ |
(7)
 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
Bila  impedansi  saluran  transmisi  tidak  sesuai dengan  transceiver  maka  akan  timbul  daya refleksi  (reflected  power)  pada  saluran  yang berinterferensi  dengan  daya  maju  (forward power). Interferensi ini menghasilkan gelombang  berdiri  (standing  wave)  yang besarnya  bergantung  pada  daya  refleksi. VSWR  adalah  perbandingan  antara  amplitudo gelombang  berdiri  (standing  wave)  maksimum dengan  minimum.  Pada  saluran  transmisi  ada dua  komponen  gelombang  tegangan,  yaitu tegangan  yang  dikirimkan  dan  tegangan  yang direfleksikan.  Perbandingan  antara  tegangan yang  direfleksikan  dengan  tegangan  yang dikirimkan  tersebut  sebagai  koefisien  refleksi tegangan Γ[14]:
𝑉𝑆𝑊𝑅 = 𝑉 𝑚𝑎𝑥 𝑉 𝑚𝑖𝑛 = 1+ | Γ 𝐿 | 1−| Γ 𝐿 | (8)
Koefisien  refleksi  tegangan  (Γ)  memiliki  nilai kompleks,  yang  merepresentasikan  besarnya magnitido  dan  fasa  dari  refleksi.  Untuk beberapa  kasus  yang  sederhana,  ketika  bagian imajiner dari Γ adalah nol, maka:[11] □ Γ = - 1
: refleksi negative
maksimum,  ketika  saluran  terhubung singkat,
□ Γ = 0 :  tidak  ada  refleksi,  ketika  saluran dalam keadaan matched sempurna,
□ Γ = + 1 :  refleksi positif  maksimum, ketika saluran dalam rangkaian terbuka.
Kondisi yang paling baik adalah ketika VSWR bernilai 1 (S=1)  yang  berarti tidak ada refleksi ketika saluran dalam keadaan matched sempurna.  Namun  kondisi  ini  pada  praktinya sulit  untuk  didapatkan.  Oleh  karena  itu  nilai standar  VSWR  yang  diijinkan  untuk  pabrikasi antena adalah VSWR ≤ 2.
 Bandwidth
Bandwidth antena mikrostrip merupakan
jangkauan  frekuensi  antara  kenaikan  nilai VSWR dari satu sampai  batas nilai  yang dapat ditoleransi. Besarnya bandwidth pada penelitian  ini  adalah  selisih  antara  frekuensi akhir  ƒ2  dan  frekuensi  awal  ƒ1  dengan  batas kenaikan  nilai  VSWR  ≤  2  dan  return  loss  ≤  - 10.[14]. Dengan melihat Gambar 2.2 bandwidth dapat  dicari  dengan  menggunakan rumus berikut ini [12]:
𝐵 = 𝑓2−𝑓1 𝑓 𝑐 𝑋 100% (9)
Dimana:
f2 = frekuensi tertinggi f1 = frekuensi terendah
fc = frekuensi tengah
𝑓 𝑐 = 𝑓 2 + 𝑓 1 2 Gambar 3. Rentang Frekuensi yang menjadi bandwidth
 Pola Radiasi[14]
Pola radiasi antena atau pola antena didefinisikan  sebagai  fungsi  matematik  atau representasi  grafik  dari  sifat  radiasi  antena sebagai  fungsi  dari  koordinat.  Di  sebagian besar  kasus,  pola  radiasi  ditentukan  di  luasan wilayah  dan  direpresentasikan  sebagai  fungsi dari  koordinat  directional.  Pola  radiasi  antena adalah  plot  3-dimensi  distribusi  sinyal  yang dipancarkan  oleh  sebuah  antena,  atau  plot  3- dimensi  tingkat  penerimaan  sinyal  yang diterima  oleh  sebuah  antena.  Pola  radiasi antena menjelaskan bagaimana antena meradiasikan  energi  ke  ruang  bebas  atau bagaimana antena menerima energi.
 Pola Radiasi Antena Directional
Antena directional mempunyai  pola  radiasi yang terarah dan dapat menjangkau  jarak  yang relative .  Gambar  2.15  merupakan  gambaran secara umum  bentuk pancaran  yang dihasilkan oleh antena directional .
Gambar 4. Bentuk Pola radiasi Antena Directional
 Pola Radiasi Antena Omnidirectional
Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi  yang  digambarkan  seperti  bentuk  kue donat  (doughnut)  dengan  pusat  berimpit. Antena omnidirectional pada umumnya mempunyai  pola  radiasi  360 0 jika  dilihat  pada bidang  medan  magnetnya.  Gambar  2.15 merupakan  gambaran  secara  umum  bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena omnidirectional .

## Gambar 5. Bentuk Pola Radiaso Antena
Omnidirectional
Gambar 2.3. Rentang frekuensi yang menjadi bandwidth
Gambar 2.5 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional
 Gain
Gain adalah  perbandingan  antara  rapat  daya persatuan unit antena  terhadap  rapat  daya antena referensi dalam arah dan daya  masukan yang sama. Gain suatu antena berlainan dengan gain kutub  empat, gain diperhatikan  daya masukan  ke  terminal  antena. Gain didapat dengan menggunakan persamaan: [8] 𝐺 = 𝜂 𝑥 𝐷 (10)
Dimana:
G = Gain (Penguatan Antena)
= Efisiensi D = Directivity

## H. Perkembangan Teknologi LTE
LTE  sudah  mulai  dikembangkan  oleh  3GPP  sejak tahun  2004.  Faktor  faktor  yang  menyebabkan  3GPP mengembangakan  teknologi  LTE  antara  lain  adalah permintaan  dari  para  pengguna  untuk  peningkatan kecepatan  akses  data  37  dan  kualitas  servis  serta memastikan  berlanjutnya  daya  saing  sistem  3G  pada masa  depan.  3GPP  LTE  mewakili  kemajuan  besar didalam  teknologi  selular.  LTE  dirancang  untuk memenuhi  kebutuhan  operator  akan  akses  data  dan media angkut yang berkecepatan tinggi serta menyokong  kapasitas  teknologi  suara  untuk  beberapa dekade  mendatang.  LTE  meliputi  data  berkecepatan tinggi,  multimedia  unicast  dan  servis  penyiaraan multimedia.  Selain  itu  LTE  diperkirakan  dapat membawa  komunikasi  pada  tahap  yang  lebih  tinggi, tidak  hanya  menghubungkan  manusia  saja  tetapi  dapat juga menyambungkan mesin.[14]
LTE  adalah  nama  yang  diberikan  untuk  standar teknologi  komunikasi  baru  yang  dikembangkan  oleh 3GPP  untuk  mengatasi  peningkatan  permintaan kebutuhan  akan  layanan  komunikasi,  LTE  adalah lanjutan  dan  evolusi  dari  2G  dan  3G  sistem.  Dan  juga untuk menyediakan  layanan tingkat  kualitas yang sama dengan  jaringan  wired.  Long  TermEvolution  di kembangkan  untuk  memperbaiki  standar  mobile  phone generasi  ke-3  (3G)  yaitu  UMTS  WCDMA  dan  juga merupakan  pengembangan  dan  teknologi  sebelumnya, yaitu  UMTS  (3G)  dan  HSPA  (3,5G).  Pada  UMTS kecepatan transfer data maksimum adalah 2 Mbps, pada HSPA kecepatan transfer data mencapai 14 Mbps pada sisi downlink dan 5,6 Mbps pada sisi uplink. Pada LTE ini  kemampuan  dalam  memberikan  kecepatan  dalam hal  transfer  data  dapat  mencapai  100  Mbps  pada  sisi downlink dan 50 Mbps pada sisi uplink. Selain itu LTE ini  mampu  mendukung  semua  aplikasi  yang  ada  baik voice, data dan video. LTE dapat memberikan coverage dan  kapasitas  layanan  yang  lebih  besar,  mengurangi biaya  dalam  operasional,  mendukung  penggunaan multiple- antena, fleksibel dalam penggunaan bandwidth  operasinya  dan  juga  dapat  terhubung  atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada.[13]
I II . P ERANCANGAN A NTENA D AN S IMULASI
Pada  penelitian  dirancang  antena  mikrostrip triangular metode parasitic untuk mendapatkan karakteristik  antena  yang  yang  telah  diperlukan.  Jenis antena miktostrip yang dirancang ini berbentuk segitiga
dengan  teknik  saluran  pencatu  tidak  langsung (Microstrip  Line  Feed).  Rancangan  mikrostrip  segitiga ini  sedikit  lebih  rumit  perancangannya  dibanding dengan mikrostrip rectangular namun antena mikrostrip memiliki  keuntungan  karena  kemudahan  dalam  proses pabrikasinya  serta  dengan  metode  parasitic  dapat menghasilkan  bandwidth  yang  lebih  lebar  dan  gain yang besar sehingga mampu memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan.
Ada  beberapa  tahapan  perancangan  antena  ini, diantaranya adalah penentuan frekuensi yang digunakan, penentuan spesifikasi substrat yang digunakan, penentuan dimensi substrat antena, penentuan  dimensi  saluran  pencatu,  serta  penentuan desain metode parasitic.

## A. Perlengkapan yang digunakan
Perancangan  antena  ini  menggunakan  beberapa perangkat lunak (software) untuk menentukan spesifikasi  substrat,  dimensi  saluran  pencatu  serta simulasi  hasil  perancangan.  Spesifikasi  substrat  yang digunakan dapat terlihat pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Substrat yang digunakan
Jenis Substrat Fr 4 epox y Konstanta dielektrik relatif Ketebalan Substrat (h) 4.3 1.6 mm Dielektrik Loss Tangent 0.0265

## B. Diagram Alir Perancangan Antena

## Gambar 6. Diagram Alir Perancangan Antena

## C. Perancangan Dimensi Antena Patch Segitiga
Antena yang dirancang akan bekerja pada frekuensi 2300  MHz. Patch yang  akan  dirancang  berbentuk triangular atau  segitiga  yang  berukuran  sama  sisi. Panjang  sisi  segitiga  sama  sisi (𝑎) dapat  dihitung menggunakan Persamaan 2.2.
𝑎 = 0,04193 𝑚 = 41,93 𝑚𝑚

## D. Perancangan Lebar Saluran Pencatu
Pencatuan  yang  digunakan  pada  antena  yang dirancang  pada  tugas  akhir  ini  adalah  menggunakan
teknik pencatuan microstrip feed line . Untuk mendapatkan  besar  lebar  saluran  pencatu (𝑊) dapat dihitung  menggunakan  Persamaan  2.4  dan  Persamaan 2.5.

## 𝑊 = 3,11 𝑚𝑚

## E. Hasil Rancangan Antena Utama dengan beban Parasitic
Pada  tahap  antena  utama  yang  telah  dirancang kemudian  diberi  beban parasitic dengan  maksud untuk memperlebar bandwidth .  Beban parasitic nya  berada pada satu layer dengan antena utama dengan rancangan menyerupai patch segitiganya namun dengan dua beban dan  posisi  di  putar  180 0 .  Gambar  3.1  merupakan gambar rancangan antena utama dengan beban parasitic bila dilihat dari atas.
Gambar 7. Rancangan Antena Utama dengan beban parasitic

## I V . H ASIL P ENGUKURAN D AN A NALISIS H ASIL

## P ENGUKURAN
Pada  bab  ini  dipaparkan  hasil  dari  pengukuran antena  yang telah  dipabrikasi,  yang  sebelumnya  antena telah  di  rancang  menggunakan software AWR.  Hasil pabrikasi antena terlihat seperti Gambar 4.1. Setelah di pabrikasi,  antena  kemudian  diukur  di  laboratorium antena  LIPI  Bandung.  Metode  pengukuran  yang dilakukan  ada  2,  yaitu  pengukuran indoor (medan dekat)  dan  pengukuran outdoor (medan  jauh). Parameter yang diukur ada 5, yaitu return loss, VSWR, bandwidth , pola radiasi dan gain .

## Gambar 8. Antena Hasil Pabrikasi

## A. Pengukuran Indoor
Pengukuran  ini  dilakukan  di  dalam  ruangan,  yang diukur  menggunakan  antena  yang  diuji,  tanpa  ada tambahan antena yang lain. Pengukuran ini menggunakan  alat  VNA  (Vector  Network  Analyzer) adapun  parameter  yang  dapat  diketahui  hasilnya  antara lain return loss, VSWR dan bandwidth .
 Hasil Pengukuran Indoor
Hasil  pengukuran  indoor terhadap  antena  yang diuji  berupa  grafik return  loss, VSWR  dan bandwidth dapat  dilihat  pada  Gambar  4.1  dan 4.2.
Gambar 9. Grafik VSWR Hasil pengukuran
Gambar 10. Grafik Return Loss Hasil pengukuran
Gambar 9 menunjukkan grafik hasil pengukuran  dari  VSWR.  Dari  gambar  tersebut dapat  dilihat  nilai  VSWR  sebesar  1,356  yang bekerja pada frekuensi 2,3 GHz, hasil ini sesuai dengan  spesifikasi  parameter  yang  diharapkan yaitu  sebesar  (VSWR  ≤  2).    Sedangkan  pada
Gambar 4.2 menunjukkan grafik hasil pengukuran  dari return  loss .  Dari  gambar tersebut dapat dilihat nilai return loss sebesar -
16,412  dB  yang  bekerja  pada  frekuensi  2,3
GHz,  hasil  ini  sesuai  dengan  spesifikasi parameter  yang  diharapkan  yaitu  sebesar ( return  loss ≤  -10dB).  Dengan  hasil  ini didapatkan  bandwidth  dengan  menggunakan Persamaan 2.9 adalah:
𝑏𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ = 𝑓 2 −𝑓 1 𝑓 𝑐 × 100% 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ = 2430−2185 2307,5 × 100%
𝑏𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ = 10,62% (245 𝑀𝐻𝑧)
 Pengukuran Outdoor
Pengukuran  ini  dilakukan  di  dalam  ruang  uji medan  jauh,  yang  diukur  menggunakan  antena
Gambar 3.1 Rancangan Antena Utama dengan beban parasitic
Gambar 4.1 Antena Hasil Pabrikasi
yang  diuji  sebagai  penerima  kemudian  dengan tambahan  antena  referensi  (antena horn )
sebagai
pemancar.
Pengukuran ini menggunakan alat signal detector dan spectrum analyzer ,  adapun  parameter  yang  dapat diketahui  hasilnya  antara  lain  pola  radiasi  dan gain .
 Hasil Pengukuran Outdoor
Hasil  pengukuran  indoor  antara  lain  pola radiasi dan gain.
Gambar 11. Hasil Pengukuran Pola Radiasi
Dari  gambar  tersebut  dapat  dilihat  hasil  pola radiasi  azimut  memiliki  pola  pancaran  ke segala arah atau yang biasa disebut pola radiasi omnidirectional , sementara itu untuk hasil pola radiasi elevasi memiliki pola radiasi yang sama yaitu omnidirectional namun  mempunyai  daya pancar  yang  lebih  kecil  dibandingkan  pola radiasi  azimut.  Kemudian  pengukuan gain didapatkan  dengan  cara  antena  yang  diuji diukur  sebagai  pemancar  dan  juga  sebagai penerima  agar  mendapatkan  daya  level  P(Tx) dan  P(Rx)  serta  dibantu  dengan  antena referensi  yang  mempunyai  nilai gain sebesar 12dB. Setelah didapatkan daya level dari P(Tx) dan P(Rx) kemudian dihitung dengan persamaan berikut ini:
Tabel 2. Pengukuran Gain Gain Level P1(rx) -39.42 P2(tx) -32.85
Persamaan Gain = P1(Rx) – P2 (Tx) + Pref
= -39.42 – (-32.85) + 12 dB = 5,43 dBi
Dimana :
P1(Rx) = saat antena uji sebagai penerima
P2(Tx)= saat antena uji sebagai pemancar
Pref   = antena referensi,dimana gain nya sebesar 12dBi
Dari hasil persamaan diatas terlihat bahwa nilai gain yang  diperoleh  sebesar  5,43  dBi  pada frekuensi 2,3 GHz.
Tabel 3. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil
Pengukuran Parameter Hasil Simulasi Hasil Pengukuran VSWR 1,343 1,356 Return loss -16,69 dB -16,412 dB Bandwidth 11,6% (265 MHz) 10,62% (245 MHz) Gain 5,77 dBi 5,43 dBi Pola radiasi Directional Omnidirectional

## V. P ENUTUP
Pada  penelitian  ini  telah  dirancang  antena mikrostrip  dengan  menggunakan  metode parasitic pada patch segitiga  yang  bekerja  pada  frekuensi  2,3 GHz  dan  dapat  diaplikasikan  pada  aplikasi  LTE.  Dari hasil  simulasi  dan  pengukuran  dapat  disimpulkan bahwa:
 Nilai bandwidth hasil  simulasi  antena  dengan parasitic didapatkan sebesar 265 MHz. Dengan demikian bandwidth mengalami kenaikan yang signifikan  sebesar  21,1%  dari  219  MHz  yang merupakan  hasil  simulasi  antena  utama  tanpa parasitic .
 Antena  mikrostrip  dengan parasitic memiliki hasil  pengukuran  nilai  VSWR  yang  optimum sebesar  1,356  dan  nilai return  loss sebesar  - 16,412 dB.
 Nilai bandwidth hasil  pengukuran  didapatkan sebesar  245  MHz  (2185  MHz  –  2430  MHz) dengan demikian memenuhi kebutuhan standar bandwidth 4G  LTE  sebesar  25  MHz  –  100 MHz.
 Pola  radiasi  yang  didapatkan  dari  hasil pengukuran yaitu pola radiasi omnidirectional .
 Gain  yang  didapatkan  dari  hasil  pengukuran sebesar 5,43 dBi.

## D AFTAR P USTAKA
[1]  Amin,  Mohammad.  Perancangan  Antena  Mikrostrip  untuk Spektrum  Ultra  Wideband  pada  WLAN  5,2  GHz.  Skripsi, Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik,  Universitas  Darma Persada, Jakarta, 2015.
[2]  Amirullah, Lestari. Rancang Bangun Antena Mikrostrip dengan menggunakan  Teknik  Defected  Ground  Structure  (DGS) Bentuk  Dumbbell  Square-Head  PAda  Patch  Segitiga  Array Linier.  Skripsi,  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 2018.
[3]  Chang,  Kai,  Inder  Bahl,dan  Vijay  Nair.  RF  and  Microwave Circuit  and  Component  Design  for  Wireless  System.  John Wiley & Son, Inc, 2002.
[4]  Garg,  Ramesh,  Prakash  Bhartia,  Inder  Bahl  dan  Apisak Ittipiboon.  Microstrip  Antenna  Design  Handbook.  Artech House, Boston, 2001.
[5]  Herdani,  Eden.  Perancangan  Antena  Mikrostrip  Array  Patch Segitiga Dual-Band (2,4  GHz dan 3,3  GHz) dengan Stub pada Saluran  Pencatu.  Laporan  Penelitian,  Fakultas  Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan, 2015.
[6]  http://www.cnzahid.com/2015/04/fabrikasi-definisi-dan- rangkaian.html, 17 Juni 2017
[7]  Insomasta. Antena
Mikrostrip. Diakses dari http://casdoper.blogspot.co.id/2014/02/antena-mikrostrip.html, 25 Mei 2017
[8]  Julardi,  Neronzie.  Rancang  Bangun  Antena  Mikrostrip  Patch Circular  (2,45  GHz)  dengan  Teknik  Planar  Array  sebagai Penguat Sinyal WI-FI. Skripsi, Jurusan Teknik Telekomunikasi, Fakultas  Teknik, Universitas Sumatera Utara,
Medan, 2013.
Gambar 4.4 Hasil Pengukuran Pola Radiasi
[9]  Milligan,  Thomas  A,  "Modern  Antenna  Design  Second Edition", John Wiley & Sons, Inc, 2005.
[10]  Putri,  Dia  Novali,  Perancangan  dan  Realisasi  Antena Mikrostrip Dualband.
Diakses dari http://repository.telkomuniversity.ac.id/home/catalog/id/97299/
slug/perancangan-dan-realisasi-antena-mikrostrip-dualband- pada-frekuensi-2-5-2-6-ghz-dan-3-3-3-4-ghz-dengan-elemen- parasitik-untuk aplikasi-wimax.html.  25 Mei 2017
[11]  Rahmadyanto,  Heri,  Rancang  Bangun  Antena  Mikrostrip  Slot Triangular Array 8  Elemen dengan Pencatuan Microstrip Feed Line  Secara  Tidak  Langsung  untuk  Aplikasi  CPE  WIMAX. Skripsi,  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik,  Universitas Indonesia, Depok, 2009.
[12]  Rahman,  Abdel.  Design  and  Development  of  High  Gain Wideband  Microstip  Antenna  and  DGS  Filters  Using Numerical  Experimentation Approach. Disertasi, University  of Magdeburg, Magdeburg, 2005.
[13]  Sari,  Karina.  Rancang  Bangun  Antena  Mikrostrip  Parasitic untuk  aplikasi  LTE  di  Frekuensi  1.800  MHz  dan  2.100  MHz.
Proyek  Akhir,  Jurusan  Teknik  Telekomunikasi,  Akademi Telkom Jakarta, Jakarta, 2016.
[14]  Sentot  Samsul,  Moh.  Perancangan  Antena  Mikrostrip  pada Frekuensi  2,3  GHz  untuk  Aplikasi  LTE  (Long  Term Evolution).  Skripsi,  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik, Universitas Darma Persada, Jakarta, 2015.
[15]  Sumartono.  Perancangan  dan  Realisasi  Antena  Mikrostrip Multilayer  Parasitic  pada  Frekuensi  2,35  GHz  untuk  Aplikasi LTE.  Laporan penelitian, Fakultas Teknik Universitas Telkom, Bandung, 2014.
[16]  Syahrial,  Teuku  Yuliar  Arif  dan  Jarnawi  Ariga.  Simulasi Perancangan  dan  Analisa  Antena  Mikrostrip  Patch  Circular pada  Frekuensi  2,4  GHz  untuk  Aplikasi  WLAN.  Laporan Penelitian, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, 2015