Diterima: 29 Oktober 2019; Direvisi: 19 November 2019; Disetujui: 27 November 2019 JTERA, Vol. 4, No. 2, Desember 2019 © 2019 JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), Politeknik Sukabumi

## Perancangan Penyearah RF untuk Pemanenan Energi Elektromagnetik pada Band GSM
900 MHz
Enceng Sulaeman,  Nabila Wardah Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung Jl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Indonesia enceng.sulaeman@polban.ac.id

## Abstrak
Penyearah RF yang merupakan  bagian dari rectenna dapat menangkap radiasi gelombang RF dari BTS lalu diubah menjadi  tegangan  DC.  Tegangan  DC  yang  dihasilkan  dapat  dimanfaatkan  sebagai  sumber  energi  untuk  perangkat dengan  daya  rendah.  Pada  tulisan  ini  dibahas  mengenai  perancangan  dan  realisasi  penyearah  RF  untuk  pemanenan energi dari gelombang elektromagnetik yang berhambur tidak terpakai. Penyearah RF ini bekerja pada frekuensi GSM 900  MHz downlink .  Rangkaian  penyearah  RF  ini  dibuat  menggunakan  dioda  HSMS  tipe  2850  yang  disusun  dengan metode  pengganda  tegangan  bertingkat  untuk  menggandakan  tegangan  keluaran  yang  relatif  kecil.  Penyearah  RF  ini disusun dengan 5 tingkat pengganda tegangan. Berdasarkan hasil pengukuran didapatkan keluaran tegangan sebesar 1,2 V dengan level daya -1,1 dBm dengan efisiensi sebesar 1,56 %.
Kata Kunci: p emanenan energi, penyearah RF, pengganda tegangan, clamper

## Abstract
RF rectifier which is part of rectenna can capture RF wave radiation from BTS, then converted to DC voltage. The generated  DC  voltage  can  be  used  as  an  energy  source  for  low  power  devices.  This  paper  discusses  the  design  and realization of RF rectifier for harvesting energy from unused scattered electromagnetic waves. This RF rectifier works on  the  GSM  900  MHz  downlink  frequency.  This  RF  rectifier  circuit  is  made  using  HSMS  diode  type  2850  which  is arranged by a multistage  voltage multiplier method to  double the relatively small  output voltage.  This RF  rectifier is arranged  with  5  stages  of  voltage  multipliers. Based  on  the  measurement  results  obtained  an  output  voltage  of  1.2  V with a power level of -1.1 dBm with an efficiency of 1.56%.
Keywords: energy harvesting, RF rectifier, voltage doubler, clamper

## I. P ENDAHULUAN
Rectenna ( rectifying  antenna )  adalah  sebuah teknologi  yang  digunakan  untuk  mengubah  energi gelombang  elektromagnetik  ke  daya  DC. Rectenna adalah  alat  yang  paling  penting  dalam  pemanenan energi gelombang elektromagnetik [1], [2]. Kemampuan rectenna mengubah energi gelombang elektromagnetik  menjadi  daya  DC  dinyatakan dengan  efisiensi  yaitu  besaran  yang  menyatakan seberapa  besar  daya radio  frequency (RF)  pada gelombang  elektromagnetik  diubah  menjadi  daya DC  [3]. Rectenna terdiri  dari  dua  bagian,  yaitu antena  dan  penyearah  RF.  Antena  berfungsi menerima gelombang elektromagnetik yang
dayanya  sangat  kecil,  dalam  orde  microwatt, sedangkan  penyearah  RF  berfungsi  menyearahkan sinyal  RF  yang  diterima  menjadi  tegangan  DC. Antena  dan  penyearah  RF  dihubungkan  oleh rangkaian  penyesuai  impedansi.  Jadi,  perancangan sebuah rectenna dapat  dibagi  menjadi  perancangan antena, penyesuai impedansi, dan penyearah.
Ada beberapa teknik yang telah dilakukan untuk meningkatkan  efisiensi  penyearah  RF.  Parna,  dkk. merancang  penyearah  RF  menggunakan  penyearah jembatan  beserta  penyesuai  impedansi  yang direalisasikan dengan saluran mikrostrip [3]. Issam, dkk. merancang penyesuai impedansi menggunakan komponen  reaktif  dan  pengganda  tegangan  yang dilanjutkan  dengan  penyearah  [4].  Rengalakshmi,
dkk  merancang  penyearah  RF  sebagai charger untuk  elektronika  medis  [5].  M.  A.  Rosli,  dkk. merancang  penyearah  RF  untuk  pemanenan  energi pada  frekuensi  900-2400  MHz  [6].  Optimisasi tingkatan-tingkatan  pengganda  tegangan  diteliti oleh  Kavuri,  dkk.  [7].  Mansour  dan  Haruichi merancang  dan  mengimplementasikan  sebuah rangkaian  penyearah  yang  kompak  dan  berukuran kecil  pada  frekuensi  2,45  GHz  [8].  Terakhir,  Toth merancang  penyearah  RF  yang  efisien  untuk pemanenan  energi  dan  diaplikasikan  pada wireless dosimetry [9].
Pada  tulisan  ini  dibahas  masalah  perancangan dan  realisasi  penyesuai  impedansi  dan  penyearah RF  untuk  pemanenan  energi  elektromagnetik  pada frekuensi  GSM  900  MHz.  Frekuensi  GSM  900 MHz  dipilih  karena  BTS  untuk  frekuensi  ini memancarkan  daya  yang  lebih  besar  daripada frekuensi  yang  lain.  Dengan  demikian  sensitivitas komponen  yang  digunakan  diharapkan  mampu menerima daya yang kecil.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Penyearah  RF  yang  dirancang  terdiri  dari penyesuai impedansi topologi L dengan komponen reaktif  LC  dan  pengganda  tegangan  yang  terdiri dari  rangkaian clamper dan  rangkaian  penyearah, yang tersusun dari dioda dan kapasitor.

## A. Rangkaian Penyesuai Impedansi
Penyesuai impedansi 2 elemen berbentuk seperti huruf  L,  karenanya  disebut  penyesuai  impedansi topologi  L.  Ada  dua  penyesuai  impedansi  topologi L,  seperti  pada  Gambar  1. Z L = R L  jX L adalah impedansi  beban, Z S = R S  jX S impedansi  sumber, dengan R L dan R S adalah  masing-masing  resistansi beban dan sumber. X L dan X S adalah reaktansi beban dan  sumber. X i , i =  1,  2,  dst.  adalah  reaktansi  seri dari  penyesuai  impedansi  (  ),  dan B i adalah suseptansi  paralelnya  (S)  dari  rangkaian  penyesuai impedansi.  Komponen  penyesuai  yang  lebih  dekat dengan  impedansi  beban  diberi  indeks  1,  dan  yang lebih dekat dengan sumber, diberi indeks 2. Gambar 1(a)  berlaku  untuk R L < R S dan  topologi  pada Gambar  1(b)  untuk R L > R S .  Untuk  topologi  pada Gambar  1(a),  elemen-elemen  penyesuai  impedansi diberikan oleh
(1)
(2)
dengan
√ (3)
Sedangkan, untuk Gambar 1(b),
(4)
(5)
√ (6)
Jika komponen seri berupa induktor dan komponen paralel  kapasitor,  maka  penyesuai  impedansi bersifat lowpass  filter (LPF),  jika  sebaliknya bersifat highpass filter (HPF).
Metode  yang  digunakan  dalam  perancangan penyesuai  impedansi  adalah lumped elemen  yaitu kapasitor dan induktor yang disusun secara topologi L. Langkah-langkah melakukan penyesuaian adalah dengan  mencari  impedansi  masukan  dari  rangkaian penyearah dan impedansi sumber. Untuk menentukan besar kapasitor dan induktor, digunakan  diagram  Smith.  Pada  Gambar  2, rangkaian  dipasang  kapasior  secara  paralel  dan induktor  secara  seri,  sehingga  rangkaian matching bersifat lowpass.
Z L Z S jX 1 jB 2 V S (a) Z L Z S jX 2 jB 1 V S
(b)
Gambar 1. Penyesuai impedansi topologi L: (a) untuk
R L < R S , (b) untuk R L > R S
Gambar 2. Rangkaian matching topologi L

## B. Dioda Schottky
Rangkaian  utama  untuk  penyearah  RF  adalah dioda yang disusun membentuk pengganda tegangan, karenanya rangkaian penyearah ini terdiri dari clamper dan penyearah. Dioda yang digunakan adalah  dioda  Schottky  karena  memiliki drop tegangan yang rendah dan kecepatan switching yang tinggi.  Dengan  demikian,  dioda  ini  memiliki  rugi- rugi  daya  yang  rendah.  Dioda  Schottky  memiliki drop tegangan  antara  0,15  –  0,45  V  [10].  Akibat drop tegangan yang rendah menghasilkan switching yang lebih cepat dan efisien.
Berbeda  dengan  dioda  pada  umumnya,  dioda Schottky hanya menggunakan bahan semikonduktor tipe  N  yang  disambung  dengan  bahan  logam  atau tipe  P  yang  disambung  dengan  logam.  Dioda Schottky  memiliki  karakteristik  yang  berbeda seperti daerah frekuensi  kerja, kecepatan switching , hingga  tegangan  yang  lebih  rendah  dari  pada  dioda silikon  atau  germanium.  Perbedaan  yang  paling penting  antara  sambunga  P-N  dengan  dioda Schottky  adalah  pada  proses  baliknya  waktu pemulihan,  ketika  beralih  dari  keadaan  tidak menghantarkan  ke  keadaan  menghantarkan  dan sebaliknya.

## C. Clamper
Rangkaian clamper digunakan untuk menempat- kan  puncak  positif  atau  negatif  sinyal  pada  level yang  diinginkan  [11].  Rangkaian clamper terdiri dari dioda, kapasitor, dan resistor yang dihubungkan seperti  diperlihatkan  pada  Gambar  3. Ada  dua jenis  rangkaian clamper yaitu clamper positif dan clamper negatif. Gambar 3 memperlihatkan sebuah  rangkaian  clamper  negatif.  Cara  kerja rangkaian tersebut adalah sebagai berikut.
Pada setengah peride positif, untuk 0  t  T /2, dioda  akan  dalam  keadaan  ON  sehingga  dioda tersebut  menjadikan  resistor  hubung  singkat. Akibatnya  konstanta  waktu  = RC menjadi  sangat kecil (resistensi rangkaian ditentukan oleh resistansi inheren  dioda)  sehingga  kapasitor  akan  dimuati hingga  tegangan  dengan  cepat.  Pada  setengah perioda ini tegangan keluaran v o = 0 V.
Ketika  tegangan  masukan  berpindah  menjadi negatif,  dioda  akan  OFF  dan  merupakan  rangkaian hubung  terbuka.  Sekarang  konstanta  waktu  = RC
cukup besar pada setengah perida T /2  t  T , dapat diasumsikan tidak ada pengosongan muatan semula pada  kapasitor,  karenanya  tegangan  keluaran sekarang  menjadi v o =  2 V ,  seperti  diperlihatkan pada  Gambar  3  tersebut.  Jika  arah  dioda  dibalik, maka  akan  menjadi  rangkaian clamper positif dengan tegangan keluaran v o = 2 V .

## D. Rangkaian Penyearah
Penyearah  berfungsi  mengubah  sinyal  AC ( Alternating  Current )  menjadi  sinyal  DC  ( Direct Curren t)  atau  sinyal  searah.  Komponen  utama  dari sebuah  penyearah  adalah  dioda.  Untuk  penyearah setengah  gelombang  ideal  diperlihatkan  pada Gambar 4.
Pada  perioda  positif,  dioda  ON  sedangkan  pada perioda  negatif  OFF  sehingga  keluaran  dioda menjadi seperti diperlihatkan pada Gambar 4. R dan C berfungsi  sebagai  LPF  dan  berguna  untuk menyarahkan sinyal keluaran. Konstanta  waktu  = RC harus  cukup  besar  untuk  menjamin  kerataan sinyal  DC  yang  dihasilkan.  Gambar  5  adalah gabungan  antara clamper dan  penyearah  yang digunakan sebagai penyearah RF, tanpa resistor.
v i V  V t v o  2 V t C R D Gambar 3. Rangkaian clamper positif sebagai pengganda tegangan
D C R t v i V  V t v o V  V
Gambar 4. Penyearah setengah gelombang
Gambar 5. Pengganda tegangan sebagai penyearah RF
Penyearah RF yang dirancang diharapkan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
 Frekuensi kerja  : 947 MHz
 tegangan output :  1,2 V  Jenis rangkaian   : Voltage Doubler
Perancangan  rangkaian  penyearah  bertujuan untuk  mendapatkan  spesifikasi  yang  diinginkan. Untuk mengoptimalkan rangkaian penyearah, dikaji jenis-jenis  dioda  yang    digunakan,  jumlah stage voltage doubler , besar resistansi beban.
Berdasarkan spesifikasi tersebut, maka dipilihlah dioda  Schottky  HSMS  2850  dengan  karakteristik sebagai berikut:
 Tegangan threshold 0,15 V
 Junction capacitance 0,18 pF
 Resistansi seri 25 
 Arus balik  3  A
 Daya RF masukan   20 dBm
 Frekuensi  1,5 GHz
 TTS ( Typical Tangential Sensitivity ) – 57 dBm

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Simulasi Menggunakan ADS
Untuk memperoleh hasil yang baik, perancangan  dilakukan  dengan  simulasi,  yaitu menggunakan software ADS  (lisensi:  SERVER DESKTOP-OA4KTSF
C8D3FF6BC82B
DAEMON agileesofd USE_SERVER) sebagai alat bantu  untuk  mensimulasikan  hasil  perancangan rangkaian penyearah sebelum akhirnya direalisasikan.  Simulator  ini  dibutuhkan  agar dalam  tahapan  realisasi  tidak  terlalu  banyak dilakukan perbaikan-perbaikan yang pada akhirnya menambah  biaya  fabrikasi.  Simulasi  dilakukan untuk  pengganda  tegangan  sekaligus  dengan rangkaian penyesuai impedansinya. Untuk pengganda  tegangan  satu  tingkat  skema  simulasi diperlihatkan  pada  Gambar  6.  Gambar  tersebut memperlihatkan skema rangkaian penyesuai impedansi  dan  penyearah  satu  tingkat  untuk simulasi pada ADS. Rangkaian penyesuai
impedansi  diperlihatkan  dengan  tanda  garis terputus  (a),  sedangkan  rangkaian  penyearah  satu tingkatnya ditandai dengan garis terputus (b).
Hasil return  loss yang  memperlihatkan  kadar kesesuain  antara  impedansi  sumber  dan  impedansi penyearah  diperlihatkan  pada  pada  Gambar  7.  Dari Gambar 7 terlihat bahwa rangkaian penyesuai sudah bekerja dengan baik, yaitu return loss 26 dB (S 11 =  26  dB)  pada  frekuensi  945  MHz.  Dengan  nilai return loss 26 dB, koefisien pantulnya  adalah S 11 = 10 –26/20 atau  0,05.  Daya  yang  dipantulkan  kembali ke  sumber  oleh  beban  adalah  0,05 2 dari  daya  yang diberikan  oleh  sumber  atau  0,25%  dari  daya  yang diberikan sumber.
Penentuan tingkat pengganda tegangan didasarkan  dari  efisiensi  keseluruhan  rangkaian sebagai  penyearah.  Simulasi  dilakukan  untuk beberapa tingkat penyearah. Tabel 1 memperlihatkan  efisiensi  pada  simulasi  hingga delapan  tingkat  penyearah.  Dari  Tabel  1  tersebut terlihat  bahwa  efisiensi  tidak  bertambah  dengan bertambahnya  tingkat  penyearah.  Efisiensi  paling tinggi  diperoleh  untuk  jumlah  tingkat  5.  Dengan demikian,  pada  penelitian  ini  di  gunakan  jumlah tingkat penyearah adalah 5.
Gambar 7. Respon return loss rangkaian penyesuai impedansi
Gambar 6. Simulasi penyearah RF satu tingkat
-8.229 -9.735 -11.73 -14.522 -18.828 -26.016 -23.209 -16.939 -13.174 -10.612 -8.727 -30 -25 -20 -15 -10 -5 920 925 930 935 940 945 950 955 960 965 970 S1 1 (d B ) Frekuensi (MHz) (a)
Tebel 1. Efisiensi penyearah RF untuk berbagai tingkat penyearah
Jumlah Stage RL (  ) Minimal daya untuk mencapai 1,2 V  (dBm) Efisiensi 1 100 k -7 8.5% 2 100 k -11 21% 3 100 k -13 29% 4 100 k -13 33% 5 100 k -13 35% 6 100 k -13 33% 7 100 k -13 33% 8 100 k -13 31%
Gambar - 8. Tegangan keluaran DC dari hasil simulasi sebagai fungsi daya RF masukan
Pada  penyearah  5  tingkat  diperoleh  nilai komponen penyesuai impedansi C = 10,5 pF dan L = 12,7 nH.

## B. Hasil Simulasi  Tegangan Keluaran
Data  hasil  simulasi  tegangan  keluaran  (Vout) untuk  penyearah  RF  5  tingkat  sebagai  fungsi  daya RF  masukan  (P IN )  diperlihatkan  pada  Gambar  8. Grafik tersebut menunjukkan tegangan keluaran DC naik  dengan  naiknya  daya  RF  masukan.  Pada  daya masukan  –30  dBm  tegangan  keluarannya  sebesar 0,063 V, diberikan dengan penanda m 1 . Untuk daya masukan –10  dBm tegangan keluaran yang didapat sebesar  1,8  V,  ditandai  dengan m 3 .  Sesuai  dengan spesifikasi  penyearah  bertegangan  keluaran  sebesar 1,2  V  dibutuhkan  daya  masukan  RF  minimal  –13 dBm, pada grafik diberi tanda m 4 .

## C. Hasil Simulasi Efisiensi Penyearah
Efisiensi  rangkaian  menunjukkan  besar  daya yang  digunakan  untuk  mencapai  hasil  yang diharapkan.  Untuk  menghitung  besar  efisiensi  dari
rangkaian  konversi  RF-DC  digunakan  rumus sebagai berikut:
(7)
(8)
dengan,
P DC : Daya Output DC P RF : Daya RF yang Diterima V DC
: Tegangan Output DC R L : Resistansi Pada Output
Tabel  3  menunjukkan  nilai  efisiensi  rangkaian terhadap  daya  masukan  RF  hasil  simulasi.  Terlihat dari  tabel  tersebut,  bahwa  efisiensi  naik  dengan naiknya  daya  masukan  RF.  Tetapi,  jika  daya masukan  RF  terlalu  besar,  efisiensi  kembali  turun, meskipun tegangannya naik.
Tabel 2. Pengukuran efisiensi yang dilakukan pada
simulasi Daya input (dBm) Daya input (mW) Output DC (V) Efisiensi -30 0,0010 0,063 3,9 % -25 0,0032 0,18 10 % -22 0,0063 0,316 15,8 % -20 0,01 0,446 19,8 % -19 0,0125 0,525 22 % -18 0,0158 0,615 23,9 % -17 0,0199 0,716 25,7 % -16 0,0251 0,83 27,4 % -15 0,0316 0,956 28,9 % -14 0,0398 1,097 30,2 % -13 0,05 1,252 31,3 % -12 0,063 1,424 32,1 % -11 0,079 1,614 32,9 % -10 0,1 1,823 33,2 % -8 0,158 2,306 33,6 % -5 0,316 3,221 32,8 % -2 0,63 4,43 31,1 % 0 1 5,448 29,6 %
Gambar 9. Realisasi penyearah RF dengan 5 tingkat pengganda tegangan
Gambar 10. Set up pengukuran penyearah RF
Tabel 3. Tegangan keluaran tiap tingkat penyearah
Tingkatan voltage double Output DC pengukuran  (V) 1 0,36 2 0,454 3 0,928 4 1,46 5 1,986
Tabel 4. Hasil pengukuran tegangan keluaran sebagai fungsi daya RF masukan Daya input (dBm) Daya yang diterima (mW) Output DC yang terukur (mV) 0,97 1,25 1986 -1,87 0,65 1330 -2,6 0,55 1080 -3,56 0,44 952 -4,68 0,34 780 -5,68 0,27 678 -6,9 0,2 554 -7,95 0,16 452 -9,2 0,12 360 -10,45 0,09 294 -12,2 0,06 230
Berdasarkan  hasil  simulasi  tersebut,  maka direalisasikan  penyearah  RF  dengan  5  tingkat pengganda  tegangan  dengan  nilai  komponen penyesuai impedansi berupa pendekatan. Berdasarkan  nilai  komponen  yang  ada  di  pasaran, diperoleh  L  =  12,5  nH  dan  C  =  10  pF  dengan resistansi  beban  100  k  .  Alat  yang  dirancang diperlihatkan pada Gambar 9.

## D. Pengukuran Output DC
Pada  tahap  ini  dilakukan  pengukuran  tegangan output DC  pada  rangkaian  penyearah  RF  pada frekuensi  sesuainya.  Rangkaian  penyesuai  tidak dapat  diukur  tersendiri,  tetapi  dicari  dengan  cara mengatur  frekuensi  di  sekitar  frekuensi  yang diinginkan  pada  daya  masukan  tertentu  dan  dilihat tegangan  keluarannya  yang  paling  besar.  Alat  ukur yang  digunakan  adalah  sinyal  generator  dengan frekuensi  yang  dapat  diatur.  Sebagai  sumber  daya RF,  powermeter  digunakan  untuk  mengukur  daya yang diberikan oleh sumber dengan atenuator untuk menjadikan daya keluaran RF  dapat  divariabelkan.
Tabel 5. Efisiensi penyearah RF sebagai fungsi daya
masukan RF Daya yang diterima Output DC terukur (V) Efisiensi (Pengukuran) dBm mW 0,97 1,25 1,986 3,15 % -1,87 0,65 1,33 2,72 % -2,6 0,55 1,08 2,12 % -3,56 0,44 0,952 2,06 % -4,68 0,34 0,78 1,78 % -5,68 0,27 0,678 1,7 % -6,9 0,2 0,554 1,53 % -7,95 0,16 0,452 1,27 % -9,2 0,12 0,36 1,08 % -10,45 0,09 0,294 0,96 % -12,2 0,06 0,23 0,88 %
Tegangan  DC  keluaran  dapat  diukur  menggunakan osiloskop  atau  voltmeter. Set  up pengukuran tegangan  keluaran  dari  penyearah  RF  diperlihatkan pada Gambar 10.
Dari  hasil  pengukuran  ternyata  diperoleh frekuensi  yang  menghasilkan  tegangan  keluaran terbesar  adalah  920  MHz,  bukan  pada  947  MHz. Dengan  demikian  untuk  memperoleh  hasil  yang terbaik, maka pengukuran dilakukan pada frekuensi 920 MHz. Pengukuran tegangan keluaran dilakukan selain  pada  keluaran  penyearah  RF,  juga  dilakukan pada  tiap  tingkat  pengganda  tegangan  dengan  daya masukan  0,97  dBm.  Hasilnya  diperlihatkan  pada Tabel 3.
Dari  Tabel  3  di  atas  telihat  bahwa  tegangan keluaran  DC  tiap  tingkat  tidak  seperti  yang diharapkan,  yaitu  dua  kali  tegangan  tingkat sebelumnya.  Hal  ini  terjadi  mungkin  karena tegangan threshold yang  tidak  sama  untuk  tiap dioda.  Jika  dilihat  dari  hasil  tersebut,  hanya pengganda  tingkat  ketiga  yang  hasil  tegangannya dua  kali  tingkat  kedua.  Pengganda  tegangan  yang lain tidak demikian.
Hasil  pengukuran  tegangan  keluaran  penyearah RF  5  tingkat  sebagai  fungsi  dari  daya  masukan  RF diperlihatkan  pada  Tabel  4.  Dari  Tabel  4  terlihat sistem penyearah RF untuk catu daya sebesar 1,2 V bekerja  apabila  diberikan  daya  masukan  minimal  - 1,1 dBm.

## E. Pengukuran Efisiensi Penyearah
Pengukuran  ini  dilakukan  dengan  menghitung efisiensi  dari  nilai  yang  didapatkan  pada  saat pengukuran. Tabel 5 menunjukkan hasil pengukuran  efisiensi  alat.  Dengan  menggunakan perhitungan  efisiensi  penyearah  RF  dihitunglah persentase  efisiensi.  Efisiensi  terbesar  yang didapatkan  saat  pengukuran  sebesar  3,15  %  pada saat daya masukan 0,97 dBm, sedangkan efisiensi
Gambar - 11. Grafik pengukuran efisiensi penyearah
saat  tegangan  keluaran  1,3  V  sebesar  2,72  %. Gambar 11 memperlihatkan perbandingan efisiensi alat antara simulasi dan pengukuran.

## F. Analisis
Pada  pengukuran  tegangan  keluaran  diperoleh tegangan sebesar 1,986 V untuk input daya  sebesar 0,97  dBm.  Tegangan output alat  naik  seiring ditambahkannya input daya  pada  alat.  Untuk memperoleh  tegangan output  1,2  V  sesuai dengan spesifikasi alat, maka diperlukan input daya sekitar  –1,87  dBm.  Nilai  ini  masih  jauh  dari  yang diharapkan. Jika digabung dengan antena, maka alat ini  tidak  dapat  berfungsi  karena  daya  masukan  dari antena lebih kecil dari –1,87 dBm.
Keadaan  ini  terjadi  kemungkian  besar  karena penyesuai impedansi yang tidak bekerja sebagaimana mestinya. Terlihat dari hasil pengukuran,  selain  frekuensinya  bergeser,  juga keluaran tegangan pada tingkat pertama sangat kecil yaitu  hanya  0,36  V.  Kesulitannya  adalah  respon return loss dari penyesuai impedansi ini tidak dapat diukur  karena  sudah  bergabung  dengan  rangkaian pengganda tegangan.
Ada  dua  hal  yang  menyebabkan  rangkaian penyesuai  impedansi  tidak  bekerja  dengan  baik, yaitu  nilai  komponen  penyesuai  atau  impedansi pengganda  tegangan  yang  tidak  akurat,  baik  tiap tingkat  maupun  keseluruhan,  yang  tidak  sesuai dengan  yang  ada  di  simulasi.  Selain  rangkaian penyesuai  impedansi,  kemungkinan  lain  yang menyebabkan  penyearah  RF  ini  tidak  bekerja dengan  baik  adalah  tidak  semua  tingkat  pengganda tegangan  berfungsi  dengan  baik.  Terlihat  dari  hasil pengukuran  tiap  tingkat  dari  pengganda  tegangan. Dari  Tabel  3  dapat  dilihat  bahwa  tegangan  untuk satu  tingkat  tidak  dua  kali  lipat  dari  tegangan tingkat  sebelumnya.  Hal  ini  dapat  disebabkan diodanya  yang  tidak  bekerja  atau  tegangan
threshold untuk  tiap  dioda  tidak  sama  sehingga hasilnya tidak sesuai dengan yang diharapkan.

## IV. K ESIMPULAN
Perancangan  dan  pengukuran  penyearah  untuk sistem  penyearah  RF  pada  GSM  900  MHz  telah berhasil  dilakukan.  Tegangan  keluaran  1,2  V diperoleh jika daya masukan   1,1 dBm dengan efisiensi  maksimum  2,3%.    Rangkaian  penyesuai impedansi  tidak  bekerja  dengan  baik,  sedangkan pengganda  tegangan  sudah  bekerja  dengan  baik. Kekurangan pada perancangan ini diakibatkan oleh tidak  bekerjanya  rangkaian  penyesuai  impedansi. Hal  ini  dikarenakan  tidak  diketahuinya  impedansi masukan  pengganda  tegangan,  sehingga  rangkaian penyesuai  impedansi  hanya  mengandalkan  hasil simulasi.  Oleh  sebab  itu  disarankan  untuk menghitung  impedansi  masukan  dari  pengganda tegangan  untuk  berbagai  tingkat  pengganda tegangan  supaya  rangkaian  penyesuai  impedansi dapat dirancang dengan benar.

## R EFERENSI
[1]   S.  Jinwoo,  S.  Mihui,  C.  Junho,  S  Joonho,  and  C. Changyul,  “A  Compact  and  Wideband  Circularly Polarized  Rectenna  with  High  Efficiency  at  X- Band,” Electromagnetics  Research ,  vol.  145,  pp. 163-173, 2014.
[2]   H.  Wen,  Z.  Biao,  C.  Xing,  H.  Kama,  and  L. Changjun,  “Study  on  an  s-band  rectenna  array  for Wireless microwave power transmission”, Progress In  Electromagnetics  Research ,  vol.  135,  pp.  747- 758, 2013.
[3]   K.  Parna,  A.  Juin,  and  M.  Kaushik,  “Design  of  an Efficient  Penyearah  Circuit  for  RF  Energy Harvesting  System”, International  Journal  of Advanced  Engineering  and  Management ,  Vol.  2, No. 4, pp. 94-97, 2017.
[4]    C.  Issam,  F.  Ahmed,  and  K.  Olfa,  “Enhanced Passive  RF-DC  Converter  Circuit  Efficiency  for Low  RF  Energy  Harvesting”, Sensors ,  vol.  17,  p. 546, 2017.
[5]   P.  Rengalakshmi  and  R.  Brinda,  “Rectifier  for  RF Energy  Harvesting”, International  Journal  of Computer Applications (0975 – 8887), vol. 143, No. 10, pp. 14-17, 2016.
[6]    M. A. Rosli,  S.  A.  Z.  Murad,  and  R.  C.  Ismail,  “A 900-2400  MHz  AC-DC  Rectifier  Circuit  for  Radio Frequency  Energy  Harvesting”, MATEC  Web  of Conferences 78 01096 , pp. 1-7, 2016.
[7]   K.  K.  A.  Devi,  N.  M.  Din,  and  Chandan  Kumar Chakrabarty,  “Optimaization  of  the  Voltage Doubler Stages in an RF-DC Conventor Module for Energy  Harvesting”, Circuits  and  Systems ,  vol.  3, pp. 216-222, 2012.
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 35.0% 40.0% Pr es en tas e Ef is ien si (%) Daya Masukan (dBm) Pengukuran Simulasi
[8]   M.  M.  Mansour  and  H.  Kanaya,  “Compact  RF Penyearah Circuit for Ambient Energy Harvesting”, RFIT conference paper , pp. 220-222, 2017.
[9]   S.  Toth,  “An  E_cient  RF  Recti_er  for  Energy Harvesting  Systems  with  Applications  to  Wireless Dosimetry”, Thesis  Master  of  Applied  Science  in Electrical Engineering , University Ottawa, 2014. [10]  T.  Elektronika,  “Pengertian  Penyearah  (Penyearah Gelombang) dan
Jenis-jenisnya,”
2015.[Online].Available:
https://teknikelektronika.com/ [Diakses Mei 2019].
[11]  R.  L.  Boylestad  and  L.  Nashelsky, Electronic Devices  and  Circuit  Theory ,  11th  ed.,  R.M. Anthony, Ed., New Jersey, America:  Prentice Hall, 2012.