## Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
INDRA SURJATI 1 , SYAH ALAM 1 , YULI KURNIA NINGSIH 3
1,3 Magister Teknik Elektro Universitas Trisakti 2 Jurusan Teknik Elektro Universitas Trisakti Email: indra@trisakti.ac.id
Received 10 Desember 2018 | Revised 11 Februari 2019 | Accepted 24 Maret 2019

## ABSTRAK
Penelitian  ini  mengusulkan  desain  dan  prototipe  antena  mikrostrip  log  periodik yang dikembangkan dengan metode parasitik air gap (celah udara) untuk aplikasi TV  digital  pada  rentang  frekuensi  478-694  MHz.  Penggunaan  elemen  parasitik dengan celah udara bertujuan untuk meningkatkan nilai gain pada antena. Dari hasil pengukuran diperoleh nilai return loss sebesar -20.27 dB dan VSWR sebesar 1.31  pada frekuensi kerja 600 MHz. Bandwidth yang dihasilkan dari antena yang telah dipabrikasi adalah 273 MHz dengan rentang frekuensi kerja 461 MHz – 734 MHz.  Gain  yang  dihasilkan  dari  antena  mikrostrip  log  periodik  dengan  elemen parasitik adalah 16.67 dB pada frekuensi kerja 600 MHz atau meningkat 40.02 % dibandingkan dengan log periodik konvensional yang telah didesain sebelumnya. Dari  keseluruhan  hasil  yang  diperoleh  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  antena yang  diusulkan  dapat  digunanakan  sebagai  antena  penerima  untuk  aplikasi  TV Digital di Indonesia.
Kata kunci : antena, mikrostrip, log periodik, parasitik, celah udara

## ABSTRACT
This study proposes the design and prototype of log periodic microstrip antenna which was developed using the parasitic air gap for digital TV applications with a frequency range of 478-694 MHz. The use of parasitic elements with air gap aims to  increase  the  gain  of  the  antenna.  From  the  measurement  results,  proposed antenna  obtained  return  loss  of  -20.27  dB  and  VSWR  of  1.31  at  the  working frequency of  600 MHz. The bandwidth produced  from proposed antenna is 273 MHz with a working frequency range of 461 MHz - 734 MHz. The gain generated from  log  periodic  microstrip  antenna  with  parasitic  element  is  16.67  dB  at  the working frequency of 600 MHz or increased 40.02 % compared with conventional log periodic that have been designed before. From the overall results obtained, it can be concluded that the proposed antenna can be used as receiver antenna for Digital TV applications in Indonesia.
Keywords : antenna, microstrip, log periodic, parasitic, air gap
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2

## 1. PENDAHULUAN
Digital  Video  Broadcasting  (DVB)  adalah  salah  satu  teknologi  broadcasting  yang  banyak digunakan pada seluruh negara di dunia. Penggunaan teknologi TV digital di Indonesia telah ditetapkan  oleh  Kemenkominfo  pada  tahun  2011  yaitu  untuk  DVB-T  ( Digital  Video Broadcasting-Teresterial  ) (Kemenkominfo,  2011)  d an  dikembangkan  menjadi  DVB-T2 pada tahun 2012 (Kemenkominfo, 2012) . Salah satu keunggulan dari penggunaan DVB- T2 adalah alokasi frekuensi yang dibutuhkan menjadi lebih efisien jika dibandingkan dengan sistem analog. Selain itu, penerapan DVB-T2 juga menghasilkan kualitas gambar dan suara yang lebih baik jika dibandingkan dengan sistem konvensional yang digunakan sekarang ini (Kemenkominfo, 2012) . Berdasarkan aturan yang ditetapkan oleh Kemenkominfo bahwa frekuensi  kerja  yang  digunakan  untuk  aplikasi  TV  digital  DVB-T2  yaitu  pada  rentang frekuensi 478-694 MHz dengan frekuensi tengah yaitu 586 MHz (Kemenkominfo, 2011) .
Jenis antena yang banyak digunakan untuk sistem penerimaan televisi adalah jenis yaggi, hal ini  dikarenakan  antena  jenis  yaggi  memiliki gain  dan  keterarahan  yang  lebih  baik.  Namun, dimensi dari antena yaggi cukup besar yaitu 1 meter sehingga sulit untuk diterapkan untuk penerima sistem televisi  di dalam ruangan (indoor) (Candra, 2013) .  Untuk  itu diperlukan suatu antena yang memiliki dimensi yang lebih kecil dan kompak sehingga dapat digunakan untuk sistem penerimaan TV Digital yang dapat ditempatkan dalam ruangan (indoor).  Salah satu  antena  yang  memiliki  desain  yang  kecil  dan  kompak  adalah  antena  mikrostrip. Kelebihan  dari  antena  mikrostrip  adalah  dimensi  yang  kecil  serta  mampu  bekerja  pada frekuensi  tinggi,  selain  itu  antena  mikrostrip  juga  mudah  untuk  dipabrikasi  dengan  biaya yang  terjangkau.  Namun,  antena  mikrostrip  memiliki  beberapa  kelemahan  yaitu gain  yang kecil  serta bandwidth  yang  sempit (Wong,  2004) .  Penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan oleh (Surjati I, Ningsih YK, Alam S, 2017) telah berhasil merancang dan merealisasikan antena  mikrostrip  dengan  metode  log periodik  untuk  aplikasi  TV  Digital dengan bandwidth sebesar 350 MHz dengan gain 11.62 dB pada frekuensi kerja 586 MHz.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  meningkatkan  nilai gain  pada  antena  mikrostrip  log  periodik yang telah dirancang dan direalisasi sebelumnya (Surjati I, Ningsih YK, Alam S, 2017) . Beberapa  metode  untuk  meningkatkan  nilai gain  telah  diusulkan  oleh  peneliti  sebelumnya yaitu dengan metode parasitik pada antena mikrostrip bentuk lingkaran dengan celah udara yang  dilakukan  oleh (Mrnka  M,  Raida  Z,  2016) dengan  dapat  meningkatkan  nilai gain antena  dari  11.6  dBi  menjadi  13.2  dBi,  selain  itu  metode array  yang  dilakukan  oleh (Wijanto E, Alam S, Harsono B, 2018) dapat meningkatkan nilai gain sebesar 45.07 % dibanding  dengan  antena  elemen  tunggal.  Metode array  yang  diterapkan  oleh (Alam,  S., Wibisana,  I.  G.  N.  Y.,  &  Surjati,  I.,  2017) juga  terbuti  dapat  meningkatkan  nilai gain antena dari 4.87 dBi menjadi 6.44 dBi dengan menggunakan 4 elemen yang disusun sejajar. Peningkatan nilai gain dari 1.625 dB menjadi 4.117 dB juga diperoleh pada penelitian yang dilakukan  oleh (Teguh  Firmansyah,  Herudin,  Romi  Wiryadinata,  M.Iman  Santoso, Yus  Rama  Denny,  Toto  Supriyanto,  2017) dengan  menggunakan  parasitik  air  gap bentuk lingkaran untuk frekuensi kerja 2.35 GHz sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh (Jacob Abraham, Thomaskutty Mathew, Chandroth K. Aanandan, 2016) dapat meningkatkan gain  sebesar  1.85  dB  pada  frekuensi  kerja  2.584  MHz.  Pada  penelitian  ini metode  yang  digunakan  untuk  meningkatkan  nilai gain  adalah  metode  parasitik  dengan menggunakan  celah  udara  sebagai  pemisah  antara  elemen  peradiasi  yang  berbentuk  log periodik  pada side  PCB  bagian  bawah  dengan  elemen  parasitik  yang  berada  di  side  PCB bagian atas. Jarak celah udara dengan elemen peradiasi akan dioptimasi untuk memperoleh nilai gain terbaik.  Jenis substrat  yang  digunakan  untuk  layer  elemen  peradiasi  dan  elemen parastik  adalah  sama  yaitu  menggunakan  jenis  FR-4.  Penggunaan  metode  ini  bertujuan
untuk  menghasilkan  dimensi  antena  yang  kecil  jika  dibandingkan  dengan  menggunakan metode array  yang  akan  membuat  dimensi  antena  menjadi  jauh  lebih  besar.  Target  dari penelitian  ini  adalah  menghasilkan  antena  mikrostrip yang  bekerja  pada  frekuensi  478-694 MHz  dengan  nilai return  loss  ≤  -10  dB  dan  VSWR  ≤  2  serta  memiliki  nilai  gain  15  dB. Keterbaruan  dalam  penelitian  ini  adalah  bentuk  serta  dimensi  dari  elemen  parasitik  yang digunakan  yaitu  berbentuk  kotak  dengan slot  di  bagian  tengahnya  yang  ditempatkan  di bagian atas elemen peradiasi dan dipisahkan oleh celah udara sejauh jarak celah udara (d). Target penguatan ( gain) disesuaikan dengan kebutuhan antena penerima untuk aplikasi TV Digital  yang  tersedia  di  pasaran  yaitu  10  –  20  dB.  Desain  dan  realisasi  dari  antena  yang diusulkan diharapkan dapat diterapkan sebagai antena penerima pada komunikasi TV Digital di Indonesia.

## 2. DESAIN ANTENA

## 2.1 Metode Perancangan
Pada penelitian ini,  perancangan  awal  dilakukan  dengan mendesain  elemen  peradiasi  yang berbentuk  log  periodik.  Material  substrat  yang  digunakan  adalah  jenis  FR-4 Epoxy  dengan spesifikasi  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  1 (Surjati,  2010) .  Penggunaan  substrat  ini bertujuan untuk menghasilkan dimensi antena yang kecil karena substrat jenis FR-4 memiliki nilai  konstanta  dielektrik  ( Ɛr )  yang  besar  yaitu  4.3  dan  ketebalan  bahan  (h)  1.6  mm,  di samping itu bahan jenis FR-4 lebih mudah ditemukan di pasaran dan harganya terjangkau. Namun kekurangan susbtrat ini adalah memiliki loss (tan δ) yang cukup besar yaitu 0.0265 sehingga akan mereduksi kinerja dari antena rancangan.
Tabel 1. Spesifikasi Substrat FR-4 Epoxy Jenis Substrat FR-4 Epoxy Konstanta Dielektrik Relatif ( Ɛr ) 4.3 Konstanta Permeabilitas Relatif ( µr ) 1 Dielectric Loss Tangent (tan δ ) 0.0265 Ketebalan Substrat (h) 1.6 mm
Setelah diperoleh dimensi elemen peradiasi yang berbentuk antena mikrostrip maka tahapan selanjutnya adalah  mendesain  elemen  parasitik yang akan ditempatkan di bagian atas dari elemen peradiasi dengan dipisahkan menggunakan celah udara sejauh jarak celah udara (d). Celah  udara  berfungsi  untuk  menghasilkan electromagnetic  band  gap  yang  akan menyebabkan  terjadinya  peningkatan  nilai gain  dan  bandwidth  pada  antena  mikrostrip. Susbtrat bagian atas (Ɛ r 1 ) yang diisi oleh elemen peradiasi dipabrikasi menggunakan substrat FR-4 single side sedangkan untuk elemen parasitik menggunakan substrat double side (Ɛ r 2 ) dengan  lapisan  tembaga  di  bagian  belakang  sebagai grounding.  Ilustrasi  gambar  susunan substrat dan penempatan elemen parasitik dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Susunan Substrat Antena Parasitik dengan Celah Udara (Air Gap)
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
Diagram alir dari perancangan dan realisasi antena mikrostrip dengan parasitik dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alir Perancangan Antena
2.2  Desain Antena Mikrostrip Log Periodik
Desain  antena  mikrostrip  log  periodik  yang  digunakan  pada  penelitian  diperoleh  dengan menggunakan  Persamaan  (1),  (2),  (3),  (4)  dan  (5) (Stutzman  WL,  Thiele  GA,  2013) . Desain  awal  dari  antena  mikrostrip  adalah  bentuk  persegi  panjang  dengan  W  dan  L  dan saluran pencatu dengan nilai impedansi 50 Ohm sesuai dengan konektor yang digunakan.
W = (1) L =   L − 2∆L (2) 𝐿 = (3) 𝜀 = + [1 + 12 ]
(4) ∆𝐿 = 0,412ℎ ( . ) (     . ) ( . ) (     . ) (5)
Prinsip desain untuk log periodik membutuhkan penskalaan dimensi dari periode ke periode sehingga  kinerja  periodik  dengan  logaritma  frekuensi.  Panjang  (Ln)  dan  lebar  (Wn)  dari resonator patch dari log microstrip antena periodik meningkat sepanjang array oleh faktor τ di mana τ dapat dihitung dengan Persamaan (6) (Rahim, M. K. A., & Gardner, P., 2004) . 𝜏 = = (6)
Desain  antena  log  periodik  yang  dikembangkan  dengan  metode peripheral  slit  pada penelitian ini telah diteliti sebelumnya dan dipabrikasi oleh (Surjati I, Ningsih YK, Alam S, 2017) , tampilan dari antena mikrostrip dengan log periodik dengan 4 elemen dapat dilihat pada  Gambar  3.  Tiap-tiap  elemen  pada  antena  mikrostrip  log  periodik  memiliki  frekuensi yang berbeda sehingga dapat bekerja pada frekuensi 478 MHz - 694 MHz untuk aplikasi TV Digital.

## Gambar 3. Desain Antena Mikrostrip dengan Log Periodik
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  dengan  jelas  bahwa  antena  log  periodik  memiliki  4  elemen dengan ukuran yang berbeda. Patch 1 memiliki dimensi W1 = 77,4 mm, L1 = 89,5 mm, Y1 = 27,8 mm dan Ls1 = 24 mm. Patch 2 memiliki dimensi W2 = 77 mm, L2 = 80 mm, Y2 = 28 mm dan Ls2 = 24 mm. Patch 3 memiliki dimensi W3 = 65 mm, L3 = 73 mm, Y3 = 23 mm dan Ls3 = 14 mm dan patch 4 memiliki dimensi W4 = 58 mm, L4 = 65 mm, Y4 = 23 mm dan  Ls4  =  14  mm.  Dimensi  saluran  mikrostrip  dari  antena  log  periodik  adalah  ZL  =  332,6 mm.

## 2.3  Desain Elemen Parasitik dengan Celah Udara
Setelah desain antena log periodik diperoleh, tahapan selanjutnya adalah merancang beban parasitik  yang  berfungsi  untuk  meningkatkan  nilai gain.  Dimensi  parasitik  adalah  sama
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
dengan  dimensi  antena  log  periodik,  namun  di  bagian  tengahnya  diberikan slot  berbentuk kotak  agar  dapat  menghasilkan gain  yang  maksimal.  Jarak  celah  udara  (d)  antara  elemen peradiasi  dan  elemen  parasitik  adalah  2  mm.  Desain  elemen  parasitik  pada  antena  log periodik dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Desain Elemen Parasitik
Dari Gambar 4 dapat dilihat dimensi panjang dan lebar dari antena parasitik identik dengan patch log periodik dimana Wp1 = 80,5 mm, Wp2 = 76 mm, Wp3 = 68 mm dan Wp4 = 58 mm  sementara  Lp1  =  89,5  mm,  Lp2  =  80  mm,  Lp3  =  73  mm,  Lp4  =  65  mm.  Desain keseluruhan dari antena log periodik dengan elemen parasitik dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Desain Antena Log Periodik dengan Elemen Parasitik

## 3. HASIL PERANCANGAN DAN REALISASI

## 3.1 Hasil Simulasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik
Setelah  dilakukan  proses  perancangan  antena  mikrostrip  log  periodik  dengan  elemen parasitic,  maka  tahapan  selanjutnya  adalah  melakukan  simulasi  menggunakan  perangkat lunak AWR Microwave Office 2009 untuk melihat kinerja dari parameter antena rancangan. Untuk  memperoleh bandwidth  dan  gain  yang  maksimal  pada  antena  rancangan  maka dilakukan iterasi terhadap lebar Slot (Ws) pada elemen parasitik dan jarak celah udara (d). Adapun  hasil  simulasi return  loss  dan  VSWR  antena  rancangan  yang  diperoleh  dari  proses iterasi terhadap lebar Slot (Ws) dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7.
Gambar 6. Simulasi Return loss Iterasi Ws Gambar 7. Simulasi VSWR Iterasi Ws
Dari Gambar 6 dan Gambar 7 dapat dilihat bahwa ukuran dimensi slot mempengaruhi nilai return loss dan VSWR pada desain antena. Hasil terbaik diperoleh pada proses iterasi ketiga dimana Ws = 12 mm dengan return loss value ≤ -10 dB dB dan VSWR ≤ 2 pada rentang frekuensi  kerja  421  MHz  -  757  MHz  dengan bandwidth  339  MHz.  Hasil  keseluruhan  dari proses simulasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Bandwidth dari Hasil Iterasi Ws No Iterasi Dimensi (Ws) Bandwidth 1. Pertama 6 mm 270.7 MHz 2. Kedua 9 mm 330 MHz 3. Ketiga 12 mm 339 MHz
Untuk  memperoleh  nilai bandwidth  dan  gain  maksimal  maka  dilakukan  iterasi  pada  jarak celah  udara  (d)  pada  antena  rancangan.  Hasil  simulasi return  loss  dan  VSWR  dari  proses iterasi  jarak  celah  udara  (d)  pada  antena  rancangan  dapat  dilihat  pada  Gambar  8  dan Gambar 9 di bawah ini.
Dari Gambar 8 dan Gambar 9 dapat dilihat bahwa hasil simulasi yang optimal diperoleh pada saat  d  =  2  mm  dengan  nilai return  loss  ≤  -10  dB  dan  VSWR  ≤  2  pada  rentang  frekuensi kerja 421 MHz – 757 MHz dengan bandwidth 339 MHz. Hasil keseluruhan dari proses iterasi air gap dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Bandwidth dari Hasil Iterasi Jarak Celah Udara (d) No Iterasi Dimensi (d) Bandwidth 1. Pertama 2 mm 339 MHz 2. Kedua 3 mm 164.8 MHz 3. Ketiga 4 mm 127 MHz

## 3.2 Hasil Pabrikasi dan Pengukuran Antena Mikrostrip
Setelah  memperoleh  hasil  simulasi  yang  maksimal,  maka  tahapan  selanjutnya  adalah melakukan  proses  pabrikasi  dari  antena  hasil  rancangan.  Pabrikasi  dilakukan  dengan menggunakan  PCB  jenis  FR-4  yang  dihubungkan  dengan  konektor  SMA- Female  sebagai pencatu  untuk  keluaran  antena.  Untuk  antena  log  periodik  menggunakan  substrat double side dimana bagian bawahnya terdapat tembaga yang berfungsi sebagai ground, sedangkan untuk elemen parasitik menggunakan substrat single side dimana pada bagian bawah antena tidak  terdapat  tembaga.  Adapun  desain  antena  log  periodik  dapat  dilihat  pada  Gambar  10
Gambar 8. Simulasi Return Loss Iterasi d Gambar 9. Simulasi VSWR Iterasi d
dan  desain  elemen  parasitik  pada  Gambar  11.  Untuk  desain  keseluruhan  antena  hasil rancangan dapat dilihat pada Gambar 12.
(a) Bagian Atas                                                 (b) Bagian Bawah Gambar 10. Hasil Pabrikasi Antena Mikrostrip Log Periodik (a) Bagian Atas; (b) Bagian
Bawah
(a) Bagian Atas                                   (b) Bagian Bawah Gambar 11. Hasil Pabrikasi Elemen Parasitik (a) Bagian Atas; (b) Bagian Bawah

## Gambar 12. Penggabungan dan Penyusunan Antena Log Periodik dan Elemen Parasitik dengan Celah Udara
Setelah  dilakukan  pabrikasi  terhadap  desain  antena  log  periodik  dan  elemen  parasitik  , tahapan selanjutnya adalah menyusun kedua elemen antena tersebut yang dipisahkan oleh celah  udara  ( air  gap)  dengan  jarak  d  =  2  mm.  Antena  log  periodik  dan  elemen  parasitik dipisahkan menggunakan penyangga dengan bahan plastik dengan jarak celah yaitu 2 mm. Penggunaan  penyangga  dengan  bahan  plastik  bertujuan  untuk  memberi  celah  udara  dan juga bahan jenis plastik lebih  aman  terhadap  interferensi  gelombang dibandingkan  dengan penyangga berbahan dasar besi/alumunium.

## 3.3 Hasil Pengukuran Antena Mikrostrip
Pengukuran return loss dilakukan dengan menggunakan alat ukur Vector Network Analyzer merk  ADVANTEST  dengan  rentang  frekuensi  kerja  300  MHz  –  1000  MHz.  Pengukuran  ini dilakukan  di  laboratorium  antena  dan  propagasi  di  PPET  LIPI  Bandung.    Hasil  pengukuran return loss dari antena yang di usulkan dapat dilihat pada Gambar 13, 14 dan 15.
Gambar 13. Hasil Pengukuran Return loss dari Antena Hasil Rancangan
Gambar 14. Hasil Pengukuran VSWR dari Antena Hasil Rancangan
Gambar 15. Hasil Pengukuran Impedansi (Zin) pada Antena Hasil Rancangan
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
Dari  Gambar  13  dan  Gambar  14  dapat dilihat  bahwa  antena  yang  diusulkan  menghasilkan nilai return  loss  ≤  -10  dB  pada  rentang  frekuensi  461  MHz  –  734  MHz.  Bandwidth  yang dihasilkan  dari  antena  mikrostrip  yang  diusulkan  adalah  273  MHz.  Dari  Gambar  15  dapat dilihat bahwa nilai impedansi antena yang dipabrikasi sudah mendekati 50 Ohm yaitu 50.35 – j 8.113 pada frekuensi kerja 586 MHz untuk aplikasi TV Digital. Hal ini menunjukkan bahwa antena  memiliki  nilai  impedansi  yang  baik  dan  sesuai  dengan  impedansi  outputnya.  Dari keseluruhan  hasil  proses  pengukuran  S 11 ( return  loss,  VSWR  dan  impedansi)  antena  yg dirancang  telah  memenuhi  syarat  untuk  dapat diaplikasikan  untuk  TV Digital  pada  rentang ferkuensi 478-694 MHz.
Selain  itu,  untuk  melihat  kinerja gain  dan  pola  radiasi  antena  rancangan  dilakukan  proses pengukuran pada ruang anechoic chamber. Pengukuran antena mikrostrip dilakukan di Lab Antena  dan  Propagasi  PPET  LIPI  Bandung  dengan  menggunakan  perangkat frequency generator  sebagai pembangkit sinyal dan spectrum analyzer sebagai penerima sinyal. Untuk antena pembanding digunakan jenis horn dengan gain 12 dBi. Konfigurasi pengukuran pola radiasi pada antena mikrostrip dapat dilihat pada Gambar 16 (b) dibawah ini. Antena yang dirancang diposisikan sebagai antena penerima yang sudut azimuth-nya akan digeser secara bertahap  dari  0 0 sampai  dengan  360 0 .  Hasil  pengukuran  pola  radiasi  pada  ruang anechoic chamber dari antena rancangan dapat dilihat pada Gambar 16 (a).
Dari  Gambar  16  (a)  dapat  dilihat  bahwa  antena  yang  dirancang  menghasilkan  pola  radiasi directional  /  satu  arah  dengan  sudut  berkas  pancaran  /Half  Power  Beamwidth  (HPBW) sebesar 90 0 dari rentang sudut 320 0 sampai dengan 30 0 . Hal ini menunjukkan antena yang dirancang  memiliki  pola  pancar  yang  cukup  lebar  untuk  menerima  sinyal  yang  masuk  dari pemancar TV Digital. Selain itu dilakukan pengukuran gain untuk melihat kinerja dari antena mikrostrip yang telah dirancang. Dari hasil pengukuran antena mikrostrip yang dilakukan di laboratorium antena dan propagasi PPET LIPI Bandung, diperoleh hasil sebagai berikut. Gain diukur pada frekuensi kerja 600 MHz dengan power 0 dB dari function generator dan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (7).
HPBW = 90 0
Gambar 16. Pengukuran Pola Radiasi
(a) Hasil Pengukuran Pola Radiasi
(b) Konfigurasi Pengukuran Pola Radiasi
Gain (pengukuran) :  P 1 (Rx) – P 2 (Tx) + G ref (7)
Dimana :
P 1 (Rx) = saat antena rancangan sebagai penerima P 2 (Tx)  = saat antena rancangan sebagai pemancar G ref = antena referensi, dimana gain-nya telah diketahui 12 dB
Dari hasil pengukuran menggunakan spectrum analyzer  terhadap antena hasil perancangan pada  ruang anechoic  chamber  dengan  antena  pembanding  tipe  horn  yang  bekerja  pada frekuensi kerja 3 GHz – 15 GHz dengan penguatan 12 dB. Pada proses pengukuran diperoleh nilai pengukuran level penerimaan sinyal seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengukuran Level Penerimaan Sinyal pada Ruang Anechoic Chamber No Sudut Penerimaan Level Penerimaan Antena Rancangan P 1 (Rx) Antena Pembanding P 2 (Tx) 1. 0 O -43.85 dB -48.12 dB 2. 90 0 -51.68 dB -49.27 dB 3. 180 0 -59.23 dB -49.13 dB 4. 360 0 -43.65 dB -48.32 dB
Dari Tabel 4, dapat dilihat bahwa antena hasil rancangan memiliki level penerimaan terbaik pada sudut 0 O dengan nilai -43.85 dB pada saat antena rancangan jadi penerima dan -48.12 dB pada saat menjadi pemancar. Nilai gain dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (7) dengan gain referensi antena pembanding 12 dB.
Gain (pengukuran)  =  -43.85 dBm – (-48.12 dBm) + 12 dB =   16.27 dB

## 3.4 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Simulasi
Dari  hasil  simulasi  dan  pengukuran  yang  telah  dilakukan  maka  dapat  dianalisis  tingkat kesalahan  dari  parameter  antena  yang  telah  dipabrikasi.  Perbandingan  hasil  simulasi  dan pengukuran  parameter return  loss  pada  antena  mikrostrip  yang  telah  dipabrikasi  dapat dilihat pada Gambar 17 .
Gambar 17. Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran Return Loss
Dari  Gambar  17  dapat  dilihat  bahwa  hasil  pengukuran  dari  antena  mikrostrip  yang  telah dipabrikasi memiliki perbedaan dengan hasil simulasi. Perbandingan secara keseluruhan dari
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
proses  simulasi  dan  pengukuran  parameter return  loss  dari  antena  yang  telah  dipabrikasi dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran Return loss
No Frequency (MHz) Nilai Return loss (dB) Pengukuran  Simulasi 1. 400 -8.52 -4.96 2. 450 -9.60 -18.37 3. 500 -7.19 -11.23 4. 550 -9.89 -12.83 5. 600 -20.27 -11.85 6. 650 -11.10 -19.76 7. 700 -12.57 -13.17 8. 750 -6.38 -10.22 9. 800 -3.38 -6.99
Dari  Gambar  17  dan  Tabel    5  dapat  dianalisis  bahwa  pada  frekuensi  yang  mendekati  586 MHz yaitu 600 MHz hasil pengukuran memiliki return loss lebih baik daripada hasil simulasi. Pada  proses  simulasi  diperoleh  nilai return  loss  sebesar  -11.85  dB  sedangkan  dari  hasil pengukuran diperoleh nilai return loss sebesar -20.27 dB. Untuk bandwidth yang dihasilkan dari  proses  pengukuran  menjadi  lebih  sempit  dibandingkan  dengan  proses  simulasi. Perbandingan bandwidth dari proses pengukuran dan simulasi dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Perbandingan Bandwidth Simulasi dan Pengukuran
Bandwidth Hasil Simulasi Bandwidth Hasil Pengukuran 339 MHz (421 – 757 MHz ) 273 MHz (461 MHz – 734 MHz)
Dari hasil data yang diperoleh pada saat pengukuran pada Tabel 6 dapat disimpulkan bahwa antena  yang  dipabrikasi  mengalami  penurunan  nilai bandwidth  sebesar  24.5  %  dari  hasil yang diperoleh dari proses simulasi. Hal ini dikarenakan sulitnya untuk mengatur jarak yang presisi  untuk  celah  udara  ( air  gap),  perubahan  sedikit  saja  pada  celah  air  gap  akan menghasilkan bandwidth  yang  berbeda.  Antena  yang  dipabrikasi  mengalami  pergeseran rentang frekuensi kerja yang juga disebabkan oleh kondisi ketidaksesuaian impedansi antara antena dan  konektor serta penggunaan timah  yang juga dapat mengubah nilai  kesesuaian impedansi sehingga pergeseran frekuensi terjadi. Selain itu, perbandingan hasil simulasi dan pengukuran dari VSWR pada antena yang telah dipabrikasi dapat dilihat pada Gambar 18.

## Gambar 18. Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran VSWR
Dari  Gambar  18  dapat  dilihat  bahwa  nilai  VSWR  yang  dihasilkan  dari  proses  pengukuran pada  frekuensi  kerja  tertentu  mengalami  peningkatan  namun  pada  titik  lain  mengalami penurunan.  Perbandingan  keseluruhan  dari  proses  pengukuran  dan  simulasi  VSWR  pada antena yang dipabrikasi dapat dilihat pada Tabel 7 di bawah ini.
Tabel 7. Perbandingan Nilai Simulasi dan Pengukuran VSWR
Frequency (MHz) Nilai VSWR Pengukuran  Simulasi 400 2.20 3.59 450 1.99 1.27 500 2.55 1.76 550 1.94 1.59 600 1.21 1.69 650 1.77 1.23 700 1.62 1.56 750 2.85 1.89 800 5.20 2.62
Dari hasil perbandingan yang ditunjukkan pada Tabel 7 dapat dilihat bahwa untuk nilai VSWR hasil  pengukuran  lebih  baik  dari  simulasi.  Nilai  VSWR  pada  frekuensi  kerja  600  MHz mengalami  peningkatan  sebesar  39.7  %  dari  hasil  simulasi.  Hal  ini  dikarenakan  terjadinya pergeseran  rentang  frekuensi  kerja  pada  antena  mikrostrip  yang  dipabrikasi  sehingga menyebabkan nilai return loss dan VSWR meningkat.
Selain  itu  dilakukan  proses  perbandingan  antena  mikrostrip  log  periodik  sebelum  dan sesudah menggunakan elemen parasitik dengan air gap. Gain dari antena log periodik tanpa parasitik  dengan  celah  udara  didapatkan  dari  penelitian  sebelumnya  adalah  11.62  dB diperoleh dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh (Surjati I, Ningsih YK, Alam S, 2017) . Adapun hasil perbandingan dari kedua antena tersebut dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Perbandingan Nilai Simulasi dan Pengukuran Gain No Jenis Antena Gain 1. Log Periodik Biasa 11.62 dB 2. Log Periodik dengan parasitik celah udara 16.27 dB
Dari  hasil  perhitungan  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa  penambahan  elemen  parasitik air gap meningkatkan nilai gain sampai dengan 40.02% dibandingkan antena log periodik biasa. Peningkatan nilai gain sudah memenuhi kriteria yang ditargetkan yaitu gain 15 dB dan layak untuk digunakan sebagai antena penerima TV Digital.

## 4. KESIMPULAN
Penelitian  ini  telah  berhasil  merancang  dan  merealisasikan  antena  mikrostrip  log  periodik yang  dikembangkan  dengan  metode  parasitik  celah  udara  yang  bekerja  pada  rentang frekuensi kerja 478-694 MHz untuk aplikasi TV Digital. Dari hasil pengukuran diperoleh nilai return  loss  sebesar  -20.27  dB  dan  VSWR  sebesar  1.21  pada  frekuensi  kerja  600  MHz.
Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Log Periodik dengan Elemen Parasitik Air Gap untuk Aplikasi TV Digital DVB-T2
Frekuensi kerja pada antena mikrostrip yang dipabrikasi mengalami pergeseran dari 586 MHz menjadi  600  MHz  namun  masih  dalam  rentang  frekuensi  kerja  TV  Digital. Bandwidth  yang dihasilkan  dari  antena  mikrostrip  log  periodik  dengan  elemen  parasitik air  gap  adalah  273 MHz (461 MHz – 734 MHz) sesuai dengan standar kebutuhan rentang frekuensi TV digital di Indonesia  yaitu  478  –  694  MHz.  Penggunaan  metode  parasitik  dengan air  gap  berhasil menghasilkan  nilai gain  sebesar  16.27  dB  atau  meningkat  sebesar  40.02  %  dibanding sebelum  menggunakan  parasitik air  gap  pada  rentang  frekuensi  kerja  600  MHz.  Dari keseluruhan  proses  simulasi  dan  pengukuran  dapat  disimpulkan  bahwa  antena  yang dirancang  telah  memenuhi  kriteria  dan  cocok  untuk  digunakan  sebagai  antena  penerima pada sistem TV Digital.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kami  sampaikan  kepada  Lembaga  Penelitian  Universitas  Trisakti  yang telah membiayai penelitian ini melalui Hibah Internal tahun akademik 2017/2018.

## DAFTAR RUJUKAN
Alam,  S.,  Wibisana,  I.  G.  N.  Y.,  &  Surjati,  I.  (2017).  Miniaturization  of  array  microstrip antenna  using  peripheral  slits  for  wireless  fidelity  communication. In  Quality  in Research  (QiR):  International  Symposium  on  Electrical  and  Computer  Engineering, 2017 15th International Conference on,  (pp. 91-95).
Candra, H. (2013). Desain Antena Kubikal 600 MHz Sebagai Antena Penerima Siaran Televisi Indoor/Outdoor. Penelitian Kemitraan YPPTI. Universitas Trisakti.
Jacob  Abraham,  Thomaskutty Mathew,  Chandroth  K.  Aanandan.  (2016).  A  Novel  Proximity
Fed  Gap  Coupled  Microstrip  Patch  Array. Progress  In  Electromagnetics  Research  C, 61, 171-178.
Kemenkominfo. (2011). PERMENKOMINFO No. 23/PER/M.KOMINFO/11/2011. Rencana Induk (Masterplan) Frekuensi Radio Untuk Keperluan Televisi Siaran Digital Terestrial Pada Pita Frekuensi Radio 478 – 694 MHz(1-10). DKI Jakarta: Kominfo.
Kemenkominfo.  (2012).  Indonesia  Goes  Digital  Komunikasi  Informasi. Seminar  Kementrian Komunikasi  Dan  Informatika  Direktorat  Jenderal  Penyelenggaraan  Pos  Dan Informatika, (pp. 1-15).
Kemenkominfo.  (2012).  PERMENKOMINFO  No.  05  /  PER  /  M.KOMINFO  /  02/2012.  Dalam Standar Penyiaran Televisi Digital Terestrial Penerimaan Tetap Tidak Berbayar (Free- To-Air). (Vol. 1-3).
Mrnka  M,  Raida  Z.  (2016).  Gain  improvement  of  higher  order  mode  dielectric  resonator antenna by thin air gap. InBroadband Communications for Next Generation Networks and Multimedia Applications (CoBCom), International Conference on 2016, (pp. 1-3).
Rahim, M. K. A., & Gardner, P. (2004). Microstrip log periodic antenna (LPA) using inset feed.
In  Antenna  Technology  and  Applied  Electromagnetics  and  URSI  Conference,  2004. ANTEM 2004, (pp. 1-4).
Stutzman WL, Thiele GA. (2013). Antenna theory and design. John Wiley & Son.
Surjati I, Ningsih YK, Alam S. (2017). Peripheral Slits Microstrip Antenna Using Log Periodic
Technique  for  Digital  Television  Broadcasting. TELKOMNIKA  (Telecommunication Computing Electronics and Control), 15(2), 628-635.
Surjati,  I.  (2010). Antena  Mikrostrip:  Konsep  dan  Aplikasinya.  DKI  Jakarta:  Universitas Trisakti.
Teguh  Firmansyah,  Herudin,  Romi  Wiryadinata,  M.Iman  Santoso,  Yus  Rama  Denny,  Toto Supriyanto. (2017, September). Bandwidth and Gain Enhancement of MIMO Antenna Using Ring and Circular Parasitic with Air-Gap. TELKOMNIKA, 15(3), 1155-1163.
Wijanto  E,  Alam  S,  Harsono  B.  (2018).  Realisasi  dan  Pengujian  Antena  Mikrostrip  Array  4 Elemen dengan Polarisasi Melingkar untuk Aplikasi 4G/LT. ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, 6(2), 244.
Wong, K. L. (2004). Compact and broadband microstrip antennas (Vol. 168). John Wiley &
Sons.