## RANCANG BANGUN ANTENA SLOT WAVEGUIDE 2,4 GHZ
Reza Farizqi 1 ,Mudrik Alaydrus 2
1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext.2600 Fax: 021-5857733 Email : mudrikalaydrus@yahoo.com
Abstrak -  Penelitian  ini  menitik- beratkan  pada  analisa perancangan dan  fabrikasi antena sektoral slot waveguide   dengan   frekuensi   kerja 2,4 GHz untuk jaringan wireless. Mengingat semakin banyaknya pelanggan ( client ) yang ingin sharing/terkoneksi pada jaringan komputer setempat, untuk memudahkan koneksitivitas antara client dan server dibuatlah teknologi nirkabel   yaitu   antena sektoral 2,4
Ghz pada sisi client, selain menghemat  biaya untuk penarikan kabel,  teknologi  ini  sangat  praktis dan efisien. Dengan  memanfaatkan Aluminium  Square  Tubing (101,6mm;  44,45mm;  2mm) yang diberi  sejumlah  N  slot  pada  salah satu  sisi  wide  side,  dengan  jarak antar  slot  ½ λg maka  jadilah  sebuah antena  sektoral yang sesuai dengan standar aplikasi IEEE 802.11.
Kata  Kunci :  Slot  pada  waveguide, panjang gelombang di udara, panjang gelombang di waveguide.
PENDAHULUAN
Kondisi geografis dan infrastruktur Indonesia mendorong banyak  pihak  untuk  menggunakan koneksi wireless sebagai media transfer data. Terbatasnya koneksi kabel di banyak daerah semakin mendongkrak peningkatan penggunaan  wireless.  Kondisi  ini semakin  meningkat seiring  dengan dibebaskannya frekuensi 2,4 GHz oleh pemerintah pada awal 2005. Peningkatan ini terlihat dari semakin menjamurnya  menara yang dipasangi antena    wireless   dari    kota    besar sampai pedesaan.
Mahalnya  harga  bandwidth di Indonesia  mendorong  orang  untuk melakukan  improvisasi  guna menekan biaya pembangunan infrastruktur wireless,  terutama  pada jaringan-jaringan swadaya. Salah satunya adalah membuat sendiri antena  ataupun  memodifikasi antena untuk  mendapatkan  kinerja yang lebih,  baik  dalam segi  jangkauan maupun kualitas koneksi. Semua radio,     baik     yang     memancarkan
g
maupun menerima sinyal, membutuhkan antena. Antena menerima  power dari pemancar dan melemparkannya  ke  udara sebagai gelombang elektromagnetik atau gelombang radio. Pada sisi penerima, antena yang akan  mengumpulkan gelombang elektromagnetik dan mengubahnya  menjadi arus atau sinyal   yang   dapat   dideteksi   oleh radio penerima.
Antena pemancar yang baik mengubah energi radio frequency (rf) yang diproduksi oleh pemancar radio menjadi  medan  elektromagnetik yang  akan dipancarkan  ke  udara. Antena pemancar  mengubah energi dari  satu bentuk  ke  bentuk  lain. Antena   penerima   melakukan   hal yang sama, tetapi dengan arah kebalikannya. Antena penerima mengubah  medan elektromagnetik menjadi  energi rf  yang  kemudian diteruskan ke radio penerima.
Antena slot waveguide merupakan antena yang cocok digunakan untuk  koneksi  wireless.
Keuntungan antena slot waveguide adalah  wide  beam yaitu  bisa  360° (omnidirectional) atau bisa juga 180° (sektoral). Keuntungan  berikutnya adalah  gain  yang  relative  besar  dan
pembuatannya          yang          relatif sederhana.
Perancangan         Antena         Slot

## Waveguide
Tahap-tahap        perancangan Antena Slot Waveguide
a.  Menentukan   jumlah   slot   yang diperlukan untuk  mendapatkan Gain  dan     Beamwidth     yang diinginkan.
b.  Menentukan     ukuran     panjang waveguide sesuai        dengan frekuensi  kerja. Semakin kecil ukuran waveguide,      semakin membutuhkan toleransi yang kritis.
c.  Menghitung  panjang  gelombang waveguide ( λ ) .
d.  Menentukan posisi slot dari garis tengah bidang waveguide.
e.  Menentukan  panjang  lubang  slot untuk resonansi
f. Menentukan   lebar   lubang   slot,
kira-kira  1/20     dari     panjang gelombang waveguide ( λ ) .
ܰ◌
ߣ
ఒ �
Jarak antar center slot         : ଶ ఒ � End spacing atas                  : ସ
Gambar 1 : Antena Slot Waveguide
Dengan Frekuensi 2.442 Ghz (Channel 7), Wide Side (a) = 101.6 mm,  Short  Side  (b) =  44.45  mm, dengan ketebalan/Material Thickness 2 mm, banyaknya slot 8, didapat :
Desain     Antena     di     Perangkat Lunak Feko
Dari hasil yang didapat pada perhitungan  perancangan  diatas, maka pada perancangan kali ini akan dilakukan simulasi dengan bantuan perangkat lunak FEKO (Gambar 2).
Gambar 2 : Antena Hasil Simulasi 1          1 ܩ ெ◌ௗ �� ௧ െ◌ൗ െ◌ ൗ ெ◌ௗ �� ௧ 8 ߣ ߣ െ◌ൗ 0,125 ܽ◌ ଶ ߣߣ ߣ
Antena Fabrikasi
Dari      hasil      perhitungan      serta
ܩ ଵ െ◌ൗ 2,09 ൈ◌ ߣ ܻ◌ െ◌ൗ
ܩ ெ◌ௗ �� ௧
ܩ ଵ ൈ◌ ൈ◌ cos
ܾ◌ 2ߣ ߣ
diteruskan  dengan  perancangan  dan simulasi  Antena  Slot  Waveguide dengan     menggunakan perangkat lunak FEKO. Pada gambar di bawah ini merupakan antena slot waveguide
Slot                  Offset                  : ݔ
െ◌ൗ
� ඥ arcsin ܻ◌ ሺ ܽݎ ݀◌ ሻ గ
Dimana :
Panjang Slot  : ఒ బ
ଶ ఒ
�
Lebar Slot      : ଶ ߣ
Gambar 3 : Antena Hasil Fabrikasi
Pengukuran         Antena         Hasil
Rancangan
Pada  Penelitian  ini  didapat
hasil pengukuran Antena Slot Waveguide  dari dua metode,  yaitu dengan  menggunakan  perangkat lunak  FEKO secara  teoritis  yang tercantum dan sesuai dengan parameter   yamg   telah   ditentukan, serta pengukuran dengan menggunakan  Network   Analyzer yang  dilakukan  di Laboratorium
Universitas  Mercu Buana.
Pengukuran  dengan dua  metode tersebut dimaksudkan untuk
memperoleh perbandingan antara hasil simulasi  komputer dengan  hasil pengukuran  menggunakan Network Analyzer.
• Perhitungan                  dengan menggunakan  perangkat lunak FEKO.
• Pengukuran                  dengan menggunakan Network Analyzer (gambar 4)
Gambar 4 : Network Analyzer

## Hasil Pengukuran
Dari hasil pengukuran  dengan dua  metode,  yaitu  simulasi dengan menggunakan  perangkat   lunak FEKO dan pengukuran dengan menggunakan Network Analyzer didapat hasil sebagai berikut.
 VSWR      dan      Impedansi
Masukan
Gambar 5 : Perhitungan VSWR dengan FEKO
Dari    hasil  perhitungan VSWR dengan menggunakan perangkat   lunak   FEKO,   di   dapat hasil seperti yang digambarkan pada gambar  5,  dimana  dari  14 Channel yang  ada  pada  Frekuensi  2,4 Ghz, untuk  hasil  VSWR  dengan nilai VSWR  <  2,  ada  11 channel, sedangkan untuk VSWR dengan nilai VSWR > 2, ada 3 Channel.
Gambar 6 : Perhitungan Impedansi
Masukkan Dengan FEKO
Dari hasil perhitungan Impedansi Masukan dengan menggunakan perangkat   lunak   FEKO,   di   dapat hasil seperti yang digambarkan pada gambar 6 di atas.
Gambar 7 : Pengukuran VSWR Dengan Network Analyzer Dari  hasil  pengukuran  VSWR dengan menggunakan Network
Analyzer di dapat hasil seperti yang digambarkan pada gambar 7, dimana dari 14 Channel yang ada pada Frekuensi 2,4 Ghz, ada 5 channel yang  nilai  VSWR-nya  cukup  baik  (
VSWR   <   2   ),   sedangkan   untuk VSWR dengan nilai VSWR > 2, ada 9 Channel.
Gambar 8 : Pengukuran Impedansi Masukkan Dengan Network Analyzer
Dari pembacaan data pada mode Smith Chart dan keterangan lebih jelasnya  tentang gambar  mode  Smith Chart pada  Network  Analyzer dapat dilihat  pada gambar 8. Setelah dilakukan pengukuran impedansi masukan tampak pada display Network  Analyzer  sekitar  (94,88 + j7,79)Ω
 S11
Gambar 9 : Perhitungan S11 Dengan FEKO Dari  hasil perhitungan  S11  dengan menggunakan  perangkat  lunak FEKO  di  dapat  hasil seperti  yang digambarkan pada gambar 9, dimana hasilnya  adalah,  Dari  14  channel yang ada pada frekuensi 2,4 Ghz, untuk  S11  yang  nilainya ≤ -10  dB, ada 11 channel, sedangkan untuk S11 yang   nilainya   ≥ -10   dB,   ada   3 channel.
Gambar 10 : Pengukuran S11 Dengan

## Network Analyzer
Dari  hasil  pengukuran S11  dengan menggunakan    Network    Analyzer    di
dapat  hasil  seperti  yang  digambarkan pada    gambar    10,    dimana    dari    14 Channel  yang  ada  pada  Frekuensi  2,4
Ghz, ada 5 channel yang nilai S11 cukup bagus ( S11 ≤ ‐10dB ), sedangkan untuk S11   dengan   nilai   S11 ≥ ‐10,   ada   9
Channel.
Tabel 1 : Perbandingan Hasil
Perhitungan Dengan Pengukuran (VSWR dan S11)

##  Gain
Gambar   11    : Perhitungan   Gain Dengan FEKO Secara Polar
Gambar   12   : Perhitungan   Gain Dengan FEKO Secara 3D
Dari hasil pengukuran Gain dengan menggunakan  perangkat  lunak FEKO  di  dapat  hasil seperti  yang digambarkan pada gambar 11 dan 12, dimana hasilnya adalah Gain maksimal  yang dihasilkan sebesar 15 dB. Untuk pengukuran  Gain dengan menggunakan Network Analyzer di Universitas Mercu  Buana  tidak  dapat dilakukan  karena  untuk  fasilitasnya kurang memadai.

## KESIMPULAN
Hasil perbandingan antara perancangan Antena Slot Waveguide yang  menggunakan perangkat lunak FEKO dengan pengukuran Antena Slot  Waveguide  hasil  fabrikasi, adalah sebagai berikut (tabel 1) : 1 Nilai     VSWR     pada     saat
perancangan menggunakan
perangkat lunak         FEKO menunjukkan   hasil   yang   baik
(VSWR < 2) pada frekuensi untuk Channel 1-11, Sedangkan hasil pengukuran hanya pada channel 1-5.
2    Nilai S11 pada saat perancangan menggunakan perangkat lunak FEKO  menunjukkan hasil yang baik  (S11 ≤ -10    dB)    pada frekuensi untuk Channel 1-11, Sedangkan  hasil     pengukuran hanya pada channel 1-5.
3 Dari   hasil    perhitungan    Gain dengan  menggunakan perangkat lunak FEKO, dihasilkan Gain maksimal  sebesar ≈  15 dB. Sedangkan  untuk    pengukuran Antena  Slot  Waveguide hasil fabrikasi tidak dapat dilakukan karena  fasilitas    yang    belum memadai.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Alaydrus,  Mudrik.   2008.    Diktat Kuliah  Antena    dan    Propagasi.
Jakarta    :     Universitas     Mercu Buana.
2.  Joko, Yohanes Tri. 2008. Antena Wireless Untuk Rakyat (Panduan Membuat Sendiri Antena Wireless 2,4   GHz).   Yogyakarta   :   Andi Offset.
3.  Purbo,  Onno  W.  2007.  Panduan
Praktis       RT/RW-net       Antena
Wajanbolic.      Jakarta      :      Info
Komputer.
4.  Wade,  Paul.  2001.  Chapter  7  Slot
Antennas.
http://www.w1ghz.org/antbook/co ntents.htm
5.  Building  the  Single  Sided  8  Slot
Waveguide.
http://www.wikarekare.org/Anten na/8Waveguide.html
6.  Constructing and Analysing an L-
band Horn Antenna.
http://www.feko.info/helpcenter/h elpcenterinstructionalvideofolder/ constructing-and-analysing-an-l- band-horn-antenna- /?searchterm=Video%20demonstr ation