InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer vol.11, no.1, April 2021, 1-14 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/Incomtech P-ISSN: 2085-4811 E-ISSN: 2579-6089

## Perancangan Antena Diplexing Menggunakan
Metode Half Mode SIW dengan Metode Cavity
Back Slot Sebagai Matching Impedansi
Dian Widi Astuti 1 , Melinda Megahari 2* , Dian Rusdiyanto 2
1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana,
2 Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Mercu Buana, Jl. Meruya Selatan, Jakarta 11650, Indonesia * Email Penulis Koresponden: imuda931@gmail.com
Abstrak: Penggunaan teknologi dinas tetap ( fixed-services ) bertujuan untuk  memenuhi  kebutuhan  masyarakat  akan  teknologi telekomunikasi  nirkabel.  Pada  perkembangannya  muncul tantangan  untuk  meningkatkan  performa  dan  efisiensi perangkat  teknologi  seperti  penggunaan  lebih  dari  satu frekuensi  dalam  satu device .  Penelitian  ini  mendukung tantangan  tersebut  dengan  membuat  antena  yang  dapat bekerja  untuk  dua  resonansi  frekuensi  (diplexing).  Metode yang digunakan untuk  mendesain  antena diplexing  tersebut yaitu Half Mode Substrate Integrated Waveguide (HMSIW) Cavity  Backed  Slot  Antenna (CBSA).  Metode  CBSA mempunyai kemampuan untuk mencapai matching impedansi dengan mengatur inset-feed dan rectangular slot . Hasil  simulasi  menunjukan  antena  dapat  bekerja  pada frekuensi  tengah  ( f C )  4,5  dan  5,8  GHz.    Nilai  S 11 dan S 22 simulasi masing-masing memperoleh -30 dB dan -16,86 dB, serta  nilai  S 12 dan  S 21 masing-masing  -27  dB  dan  -26  dB. Sedangkan  hasil  pengukuran  menunjukan  antena  bekerja pada frekuensi tengah ( f C ) 4,25 dan 5,67 GHz, dengan nilai S 11 dan S 22 masing-masing  -33,10  dB dan  -23,27 dB, serta nilai S 12 dan S 21 masing-masing -30 dB dan -29,6 dB. Hasil simulasi  telah  sesuai  dengan  spesifikasi  yang  diinginkan. Perbedaan dengan hasil pengukuran dapat disebabkan karena faktor pabrikasi, penyolderan dan proses etching .
This is an open access article under the CC BY-NC license
Katakunci: CBSA; Dua frekuensi; Fixed-services; HMSIW; Matching ;

## Riwayat Artikel:
Diserahkan 5 Agustus 2020 Direvisi 8 Desember 2020 Diterima 5 Januari 2021 Dipublikasi 1 April 2021
DOI :
10.22441/incomtech.v11i1.9238

## 1. PENDAHULUAN
Teknologi  informasi  dan  komunikasi  berkembang  pesat,  baik  berupa peningkatan  kualitas  data  maupun  kecepatan,  serta  simplifikasi  dalam  bentuk
perangkat.  Hal  ini  sejalan  dengan  kebutuhan  masyarakat  yang  menuntut  untuk segala  kemudahan  dari  teknologi  itu  sendiri.  Atas  dasar  inilah  pengembangan perangkat baik perangkat keras ataupun perangkat lunak meningkat drastis.  Salah satu  perangkat  keras  dalam  bidang  komunikasi  yang  berkembang  salah  satunya adalah antena.
Antena merupakan komponen pokok pada rantai komunikasi. Antena berperan untuk  mengubah  sinyal  listrik  menjadi  gelombang  elektromagnetik  yang dipancarkan ke udara. Proses sebaliknya juga dilakukan hal yang sama oleh antena pada fungsinya sebagai penerima. Setiap antena mempunyai karakteristik masing- masing, tergantung pada fungsi perangkat yang digunakan. Sebagai contoh, antena parabola,  biasa  digunakan  untuk  komunikasi  satelit.  Antena  yagi-uda  banyak digunakan untuk penerima pemancar televisi. Pada perangkat telepon bergerak atau telepon pintar, biasanya menggunakan antena mikrostrip. Penelitian ini mengambil salah  satu  dari  jenis  antena  tersebut  yaitu  antena  mikrostrip  sebagai  fokus penelitian.
Antena mikrostrip merupakan antena yang dikembangkan pada tahun 1970-an. Antena  ini  terdiri  dari  tiga  elemen  utama,  yakni  elemen  peradiasi,  material dielektrik  dan  elemen  pentanahan  ( groundplane )  [ 1 ][ 2 ].  Keunggulan  antena mikrostrip  dibanding  antena lainnya  yaitu  mudah  dipabrikasi,  ringan,  murah  dan pencatuannya  yang  sederhana.  Oleh  karena  itu,  antena  ini  popular  untuk dikembangkan pada berbagai bidang seperti aplikasi seluler, radar, GPS, Wi-Fi dan lain-lain. Antena ini mempunyai bentuk yang bermacam-macam. Modifikasi pada patch , ground dan  elemen  antena,  akan  mempengaruhi  kualitas  dari  antena mikrostrip  itu  sendiri.  Penelitian  Rusdiyanto  dan  Zulkifli  [ 3 ]  menggunakan penambahan  komponen  aktif  untuk  meningkatkan  gain  antena.  Penelitian  Astuti dkk  [ 4 ]  menggunakan  metode  susbtrate  integrate  waveguide  (SIW)  untuk mengurangi dimensi antena. Penambahan feedline berbentuk huruf L terbalik pada penelitian Rusdiyanto dan Zulkifli lainnya [ 5 ] untuk menghasilkan dua frekuensi yang beresonansi.
Penelitian ini berfokus pada pengembangan jumlah frekuensi yang beresonansi lebih dari satu menggunakan dua buah port yang berkerja pada frekuensi dinas tetap (fixed-services). Fixed-services merupakan dinas komunikasi radio antara tempat- tempat tetap tertentu, yang beroperasi pada rentang frekuensi 4,5 GHz-5,830 GHz [ 6 ].  Frekuensi  ini  biasa  diapalikasikan  pada  teknologi  gelombang  mikro (microwave  link),  radio  relay,  dan embassy  radio  communication  fixed  point . Dengan  menyediakan  dua  port  yang  berbeda  diharapkan  dapat  menghindari interferesi  dari  frekuensi  yang  berbeda  jika  digunakan  secara  bersama.  Konsep integrasi  perangkat  untuk  beberapa  aplikasi  juga  dapat  menghemat  anggaran material.
Tantangan  pada  penelitian  adalah  untuk  mencapai matching impedansi  yang dapat  beresonansi  pada  dua  frekuensi.  Sebelumnya  telah  dilakukan  penelitian mengenai  self- matching [ 7 ].  Pada  antena tersebut, matching berbentuk  U  terbalik dimuat  di  bagian  atas  rongga  persegi  yang  membagi  rongga  menjadi  dua  buah aperture persegi  panjang  fiktif  di  sepanjang feed  line ,  yang  berpangaruh  untuk matching impedansi.  Pada  penelitian  lain  juga  dimaksimalkan  fungsi matching , namun  beda  dalam  frekuensi  [ 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 ].    Keterbaruan  penelitian  ini  yaitu perancangan Half  Mode  Substrate  Integrated  Waveguide (HMSIW) Cavity  Back Slot  Antenna (CBSA).  Metode  HMSIW  digunakan  untuk  mencapai  miniaturisasi
antena pada frekuensi tertentu. Sedangkan CBSA pada penelitian ini menggunakan modifikasi slot berbentuk rectangular dan penambahan inset-feed sebagai pengatur matching  impedansi  [ 14 ].  Model  ini  selain  dapat  menghasilkan  dua  frekuensi resonansi,  dapat  pula  menghasilkan  karakteristik mutual  coupling yang  tinggi. Proses  desain  dan  simulasi  antena  menggunakan matching simulasi Ansoft  High Frequency Structure Simulator (HFSS) 2015.

## 2. METODE
Tahapan-tahapan  yang  dilakukan  dalam  proses  perancangan  antena  HMSIW CBSA terlihat pada Gambar 1 . Antena yang dirancang memilik spesifikasi sebagai berikut:  Frekuensi  kerja:  4,5  dan  5,8  GHz,  Bandwidth:  ≥  90  MHz,  Fractional Bandwidth  (FBW):  ≥  1%,  Impedansi  Terminal:  50  Ω  (Konektor  SMA)  serta VSWR:  1-2,  Gain:  ≥  6  dB, Mutual  coupling : ≤ -25 dB. Antena mikrostrip yang dirancang  menggunakan  material  tembaga  untuk patch dan groundplane , sedangkan  untuk  substrat  menggunakan  Roger  RT/duroid  5880.  Karakteristik material  yang  akan  digunakan  untuk  antena  mikrostrip  sebagai  berikut. Patch (tembaga)  memiliki  permitivitas  relative:  1,  permeabilitas  relative:  0,99991  dan ketebalan: 0,035 mm. Sedangkan untuk Dielektrik mempunyai konstanta dielektrik =  2,2,  ketebalan  lapisan  dielektrik  =  1,575  mm  dan dielectric  Loss  Tangent = 0,0009.
Mulai Menentukan karakteristik antena yang diinginkan Jenis substrate yang digunakan RT/Duroid 5880
Permitivitas Relatif (ε r) : 2.2 Ketebalan (h) : 1.575 mm tan δ : 0.0009
Merancang antena self-diplexing HMSIW CBSA Melakukan simulasi antena pada Ansoft HFSS 2015 Sudah sesuai dengan karakteristik antena? Pabrikasi antena Pengukuran dan analisis para meter antena, sudah sesuai? Perbaikan dimensi antena Pengukuran antena Optimalisasi antena Selesai Tidak Ya Tidak Ya

## 2.1. Perancangan Antena SIW Konvensional
Setelah menentukan spesifikasi antena yang diinginkan dan karakteristik bahan yang  digunakan  maka  langkah  selanjutnya  adalah  mendesain  antena  SIW konvensional. Antena yang diusulkan berbentuk segitiga dengan sebuah matching rectangular yang disematkan pada bagian tengah patch dan dicatu dengan dua buah feed . Kemudian SIW diletakan mengililingi bagian sisi patch untuk menghasilkan karakteristik  antena  SIW  yang  baik.  Rancang  bangun  antena  SIW  konvensional tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 .
(a) (b)
Gambar 2. Rancang bangun antena matching HMSIW CBSA konvensional pada HFSS (a) Tampak atas (b) Tampak bawah
Desain  perancangan  antena  SIW  konvensional  tersebut  disimulasikan  pada HFSS 2015. Hasil simulasi untuk S-Parameter dapat dilihat pada Gambar 3 .
Gambar 3. Grafik S-Parameter antena matching HMSIW CBSA Konvensional
Hasil simulasi menunjukan nilai parameter S 11 yaitu -10,0 dB pada frekuensi 4,5 GHz dan nilai parameter S 22 yaitu -14,5 dB pada frekuensi 6 GHz. Sedangkan untuk gain memperoleh  nilai  6,17  dB,  naik  hampir  sebanyak  dua  kali  lipat  dari  jurnal referensi. Nilai parameter untuk S 12 dan S 21 berada di bawah -25 dB, tepatnya pada -33 dB dan -36 dB.
2.2. Perancangan Antena Matching HMSIW CBSA dengan Inset-Feed
HMSIW  adalah  sebuah  geometri  yang  berasal  dari Full-Mode  Substrate Integrated Waveguide (FMSIW). Struktur ini membagi dua belah medan magnet yang  mempunyai  keunggulan  dalam  melebarkan  bandwidth  dan  mengecilkan dimensi  mencapai  50%  dari  bentuk  awal  antena. Cavity  Backed  Slot  Antena (CBSA) berfungsi untuk memberikan kemudahan matching pada antena. -40 -30 -20 -10 0 4 4,5 5 5,5 6 S- P ar ame ter (d B ) Frekuensi (GHz) S11 S12 S21
S22
Model ini dapat dibentuk bermacam-macam, seperti triangular, rectangular dan lingkaran.  Selain  matching  impedansi,  penggunaan  metode  CBSA  juga  dapat menghasilkan polaradiasi uni direksional. Jenis-jenis pencatuan CBSA diantaranya probe , waveguide , dan substrate integrated waveguide .
Memilih  parameter  desain  (bahan  dielektrik,  ketebalan  dan  frekuensi  dan lainnya  dengan  baik)  penting  karena  kinerja  antena.  Penggunaan  media  dengan permitivitas  relatif  yang  tinggi  dapat  memperkecil  ukuran  antena  mikrostrip. Substrat  tebal  dengan  rentang  dielektrik  yang  rendah  memberikan  efisiensi  dan bandwidth yang lebih baik, tetapi membutuhkan elemen yang lebih besar. Teknik feeding mempengaruhi  parameter  antena  seperti  VSWR ,  koefisien  refleksi, dan bandwidth [ 15 ]. Oleh karena itu, langkah selanjutnya adalah memodifikasi teknik feeding atau pencatuan pada antena matching HMSIW CBSA. Teknik  pencatuan  atau feeding yang  paling  populer  untuk  diaplikasikan  pada antena  mikrostrip  beberapa  diantaranya  adalah inset-feed , pin  feed  apperture, coupling dan proximity coupling [ 16 ] . Penelitian ini menggunakan teknik inset-feed sebagai  teknik  pencatuan  atau  f eeding pada  antena matching HMSIW  CBSA. Modifikasi antena matching HMSIW CBSA dengan teknik inset-feed dapat dilihat pada Gambar 4 , inset-feed tersebut berukuran 8,8 mm × 2,425 mm, dengan panjang matching feed 4,2 mm dan lebar 0,8 mm.
(a)
(b)
Gambar 4. Rancang bangun antena matching HMSIW CBSA dengan teknik Inset-Feed pada HFSS (a) Tampak atas (b) Tampak bawah
Dengan dilakukannya modifikasi teknik pencatuan antena dengan teknik inset- feed tersebut, terjadi peningkatan yang lebih baik pada parameter S 11 dan S 22 yang dapat dilihat pada Gambar 5 .
Dari  hasil  simulasi  tersebut  terlihat  bahwa koefisien  refleksi untuk  frekuensi bawah  ( f L )  berada  di  nilai  -26  dB,  sedangkan  untuk  frekuensi  atas  ( f H )  berada  di nilai -11,09 dB. Peningkatan kinerja ini pun mempengaruhi bandwidth dari antena itu sendiri. Dapat dilihat bahwa frekuensi bawah ( f L ) memiliki bandwidth 90 MHz dengan frekuensi tengah ( f C ) pada 4,53 GHz. Sedangkan untuk frekuensi atas ( f H ), bandwidth bernilai bernilai 40 MHz dengan frekuensi tengah (f C ) pada 5,8 GHz.
Selain karakteristik tersebut, nilai mutual coupling pun berperan penting dalam menentukan karakteristik antena matching . Nilai mutual coupling yang tinggi yaitu bernilai -25 dB atau kurang, yang diukur di antara port input -nya mengindikasikan nilai  yang  cukup  baik  untuk  merealisasikan  antena matching . Gambar  5 memperlihatkan  bahwa  pada  frekuensi  bawah  ( f L ),  nilai mutual  coupling S 12 bernilai  -30  dB,  sedangkan  pada  frekuensi  atas  ( f H ),  nilai mutual  coupling S 21 bernilai -31 dB yaitu pada simulasi ini nilai S 12 dan S 21 selalu sama.
Gambar 5. Grafik plot S-Parameter antena matching HMSIW CBSA dengan inset-feed
Berdasarkan  referensi  jurnal  sebelumnya,  terlihat  bahwa  antena  ini  telah memenuhi persyaratan untuk menjadi antena matching dikarenakan nilai S 12 dan S 21 -nya sudah lebih baik dari nilai yang diharapkan. Sementara  itu,  juga  dilakukan  studi  parameter  terkait  penambahan inset-feed pada  antena.  Studi  parameter  dilakukan  dengan  simulasi  berulang  pada  panjang matching inset-feed , yaitu fp , dengan lebar yang sama yaitu fs =0,8 mm. Untuk letak konfigurasi fp dan fs dapat dilihat pada Gambar 6 .
Gambar 6. Hasil S 11 dan S 22 pada studi parameter panjang matching inset feed ( fp )
Studi  parameter inset-feed pada  antena  dilakukan  dengan  beberapa  simulasi dengan berbagai kondisi. Kondisi pertama adalah pada saat panjang matching inset- feed ( fp )  adalah  4,2  mm,  untuk  konsisi  kedua  adalah  pada  saat fp =5,2  mm  dan kondisi ketiga adalah pada saat fp =6,2 mm. Hasil dari studi parameter tiga kondisi tersebut dapat dilihat pada Gambar 6 untuk hasil S 11 dan S 22 . Dapat dilihat bahwa hasil S 11 dan S 22 yang terbaik dan sesuai dengan paramter yang diinginkan didapat dari kondisi pertama, yaitu pada saat fp =4,2 mm.
Kemudian pada Gambar 7 dapat dilihat hasil simulasi S 12 dan S 21 untuk studi parameter  panjang inset-feed dengan  ketiga  kondisi  yang  telah  dijelaskan sebelumnya.
-40 -30 -20 -10 0 4 4,5 5 5,5 6 S- P ar ame ter (d B ) Frekuensi (GHz) S11 S21 S22 -33 -28 -23 -18 -13 -8 -3 2 4 5 6 S1 1 d an S2 2 (d B ) Frekuensi (GHz) Studi Parameter Pada Panjang Inset Feed S11; fp=4,2mm S22; fp=4,2mm S11; fp=5,2mm S22; fp=5,2mm S11; fp=6,2mm S22; fp=6,2mm
Gambar 7. Hasil S 12 dan S 21 pada studi parameter panjang matching inset feed
Pada Gambar 7 terlihat bahwa S 12 dan S 21 yang paling baik didapat pada saat nilai fp =4,2 mm, yaitu berada di bawah -25 dB untuk frekuensi bawah ( f L ) dan frekuensi atasnya ( f H ).
Setelah  menjalankan  simulasi  modifikasi  teknik  pencatuan  atau feeding pada matching simulasi  HFSS  maka  didapatkan  peningkatan  kinerja  pada  parameter koefisien  refleksi,  mutual  coupling,  bandwidth dan gain. Dikarenakan  hasil  yang didapat  pada  simulasi tersebut  belum  bisa  dikatakan  maksimal  dan  belum  sesuai dengan karakteristik antena yang diinginkan, maka perlu dilakukan modifikasi lagi terhadap  antena matching HMSIW  CBSA  tersebut,  yaitu  dengan  penambahan rectangular matching pada groundplane yang diletakan secara diagonal.
2.3.  Perancangan  Antena  Matching  HMSIW  CBSA  dengan  Inset-Feed  dan Rectangular Matching
Metode  pada  tahap  selanjutnya  adalah  modifikasi  dengan  menambahan rectangular  matching pada groundplane yang  diletakan  secara  diagonal  dengan ukuran matching persegi  panjang  20  mm  dan  lebar  2  mm.  Dengan  adanya modifikasi  ini,  diharapkan  terjadi  peningkatan  kinerja  pada  parameter  antena, terutama  untuk koefisien  refleksi serta bandwidth pada  frekuensi  atas  ( f H ). Berdasarkan referensi [ 17 ] menyebutkan bahwa dengan melakukan defecting atau pengurangan bahan metal pada patch atau groundplane dapat meningkatkan nilai bandwidth pada  antena.  Penggunaan split  ring  resonator sebenarnya  dapat dilakukan namun karena keterbatsan dimensi, maka perlu dilakukan satu percobaan terlebih dahulu [ 18 ].
Modifikasi  antena matching HMSIW  CBSA  yang  telah  dimodifikasi  dengan teknik pencatuan inset-feed dan dilakukan penambahan rectangular matching pada groundplane yang diletakan secara diagonal tersebut dapat dilihat pada Gambar 8 . Sedangkan  pola  persebaran E-Field antena matching HMSIW  CBSA yang disimulasikan pada HFSS dapat dilihat pada Gambar 8 . Pada Gambar 9 dapat dilihat konfigurasi akhir dari rancang bangun antena yang telah dimodifikasi dengan penambahan inset feed dan rectangular matching . Untuk detail  dimensi  dan  ukuran  dapat  dilihat  pada Tabel  1 .  Pada  konfigurasi  akhir ini ditetapkan panjang matching inset feed yaitu 4,2 mm, dimana pada nilai tersebut didapatkan nilai terbaik untuk S 11 , S 22 , S 12 dan S 21 -nya.
-35 15 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 S1 2 & S2 1 (d B ) Frekuensi (GHz) Studi Parameter Pada Panjang

## Inset Feed
S12 dan S21; fp=4,2mm S12 dan S21; fp=5,2mm
S12 dan S21; fp=6,2mm
(a) (b)
Gambar 8. Rancang bangun antena matching HMSIW CBSA dengan penambahan inset-feed dan rectangular matching pada HFSS (a) Tampak atas (b) Tampak bawah
Gambar 9 Konfigurasi antena matching HMSIW CBSA setelah modifikasi
Tabel 1. Parameter ukuran matching HMSIW CBSA setelah modifikasi Dimensi  Ukuran (mm) Dimensi Ukuran (mm) Wd 38 L 3 11,6 Ld 40 L 4 13 Wp 27,8 Wf 2,425 Lp 30,203 L 5 13,175 Wc 2,6 Lf 8,8 Lc 15,68 fp 4,2 Wsg 2 fs 0,8 Lsg 20 p 1,6 L1 2 d 1,0 L2 12,175
Hasil  simulasi  konfigurasi  akhir  dari  rancang  bangun  antena  yang  telah dimodifikasi dengan penambahan inset feed dan rectangular matching pada HFSS untuk S-Parameter dapat  dilihat  pada Gambar  10 .  Pada Gambar  10 terlihat peningkatan  kinerja  yang  signifikan  pada  antena  terutama  pada  nilai koefisien refleksi- nya. Pada frekuensi bawah ( f L ), nilai koefisien refleksi S 11 adalah -30,8 dB pada frekuensi center ( f C ) 4,54 GHz, dengan bandwidth senilai 90 MHz, sedangkan pada frekuensi atasnya ( f H ), nilai ), nilai koefisien refleksi S 22 adalah -16,86 dB pada frekuensi center (f C ) 5,8 GHz, dengan bandwidth senilai 140 MHz.
Gambar 10. Grafik S-Parameter antena matching HMSIW CBSA dengan penambahan inset-feed dan rectangular matching pada HFSS
Sedangkan  untuk  nilai mutual  coupling sendiri  dapat  dilihat  pada  plot S- Parameter Gambar  10 berada  di  -27  dB  untuk  frekuensi  bawah  ( f L ),  dan  -26  dB frekuensi atas ( f H ).
Dari  hasil  simulasi  yang  telah  dilakukan  dapat  terlihat  bahwa  dengan  adanya penambahan rectangular  matching pada groundplane yang  diletakan  secara diagonal tersebut dapat meningkatkan bandwidth sebanyak 100 MHz pada frekuensi atas ( f H ). Sehingga nilai fractional bandwidth yang didapat adalah  2,414% untuk frekuensi bawah ( f L ) dan 1,980% untuk frekuensi atas ( f H ).
Dari  hasil  simulasi  tersebut  dapat  ditarik  kesimpulan  bahwa  setelah  dilakukan modifikasi  dengan  menambahkan insert-feed dan rectangular  slot mendapatkan nilai fractional bandwidth paling besar yaitu 2,414% dan 1,980% dan mendapatkan nilai gain sebanyak  hampir  dua  kali  lipat  dari  hasil  simulasi  tanpa  optimasi  dan modifikasi, yaitu dari nilai gain 3,26 dan 4,38 dB menjadi 6,30 dan 6,13 dB, untuk detailnya dapat dilihat pada Tabel 2 .
Tabel 2. Studi parameter metode peningkatan kinerja antena
Modifikasi Antena Frekuensi Tengah Koefisien refleksi Fractional Bandwidth Gain Mutual Coupling Tanpa Modifikasi 5,2/5,8 GHz - - 3,26/4,38 dB > 25 dB Optimasi Pertama 4,5/6 GHz -10,02/14,58 dB 0,219%/1,150% 6,17 dB > 25 dB Inset-Feed 4,53/5,8 GHz -26,1/-11.09 dB 1,984%/0,668% 6,3/7,4 dB > 25 dB Inset-Feed dan Rectangular Slot 4,54/5,8 GHz -30,8/-16,86 dB
2,414%/1,98% 6,3/6,13 dB > 25 dB

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bagian  akhir  dari  penelitian  ini,  dilakukan  realisasi  dan  pengukuran karakteristik  antena matching HMSIW  CBSA  yang  telah  dirancang.  Parameter yang  diukur  adalah koefisien  refleksi, VSWR,  pola  radiasi, gain dan mutual coupling dilakukan di Pusat Penelitian Elektronika Dan Telekomunikasi - Lembaga
-40 -30 -20 -10 0 4 4,5 5 5,5 6 S- P ar ame ter (d B ) Frekuensi (GHz) S11 S12 S21
S22
Ilmu  Pengetahuan  Indonesia  (LIPI),  Bandung.  Jawa  Barat  dengan  menggunakan Advantest R3770 Network Analyzer (300 kHz – 20 GHz).

## 3.1. Realisasi Antena Matching HMSIW CBSA
Setelah  mendapatkan  hasil  simulasi  yang  optimal,  maka  tahap  selanjutnya dilakukan proses realisasi atau pabrikasi. Sebelum proses realisasi antena matching HMSIW CBSA, rancangan antena terlebih dahulu dikonversikan ke dalam bentuk 2 dimensi, melalui matching Corel Draw yang ditunjukan pada Gambar 11 .
(a) (b) Gambar 11. Desain antena matching HMSIW CBSA dalam bentuk Corel Draw
Gambar 12. Desain antena matching HMSIW CBSA pada Negative Film
Pada proses konversi file, desain dari Corel Draw dicetak ke dalam bentuk negative  film yang  ditunjukan  pada Gambar  12 .  Dari negative  film tersebut, selanjutnya  dicetak  pada  substrate  Rogers  RT/Duroid  5880  melalui  suatu  proses yang disebut dengan proses etching . Hasil proses etching dapat dilihat pada Gambar 13 .
(a)
(b)
Gambar 13. Hasil pabrikasi antena matching HMSIW CBSA (a) Tampak atas (b) Tampak bawah

## 3.2 Pengukuran Antena Matching HMSIW CBSA
Setelah  melakukan  porses  realisasi  antena matching HMSIW  CBSA,  tahap selanjutnya  adalah  melakukan  pengukuran  antena.  Pengukuran  bertujuan  untuk mengetahui  spesifikasi  antena  yang  telah  direalisasikan,  apakah  hasilnya  sesuai dengan simulasi atau tidak. Pengukuran dilakukan menggunakan Advantest R3770 Network Analyzer (300 kHz – 20 GHz). Penulis melakukan proses pengukuran ini, di Pusat Penelitian Elektronika Dan Telekomunikasi - Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bandung. Jawa Barat.

## 3.3. Data Hasil Pengukuran
Dari masing – masing pengukuran parameter antena matching HMSIW CBSA yang telah dilakukan dan data dari hasil pengukuran export file tersebut ke dalam format  csv,  setelah  itu  untuk  hasil  dari  pengukuran  ditampilkan  menggunakan matching  MatLab dan Microsoft  Excel .  Pada Gambar  14 dapat  dilihat  hasil pengukuran  dari  S-Parameter  yaitu  untuk  S11  dan  S22  dari  antena matching HMSIW  CBSA.  Untuk  frekuensi  bawah  ( f L )  berada  pada  range  4,22-4,28  GHz, dengan frekuensi tengah berada di 4,25 GHz, sedangkan frekuensi atas ( f H ) berada pada range 5,62-5,70 GHz dengan frekuensi tengah berada di 5,67 GHz.
Kemudian,  dilakukan  pengukuran  juga  untuk  mengetahui mutual  coupling di antara kedua port input antena. Hasil pengukuran dari mutual coupling antena dapat dilihat pada Gambar 15 , terlihat bahwa S 12 dan S 21 memiliki plot grafik yang sama. Hasil pengukuran didapati nilai S 12 dan S 21 yaitu -30 dB untuk frekuensi bawah ( f L ), dan -29,6 dB frekuensi atas ( f H ).
Gambar 14. Hasil pengukuran S-Parameter antena matching HMSIW CBSA
Gambar 15. Hasil pengukuran mutual coupling S 12 dan S 21 antena matching HMSIW CBSA
-50 -40 -30 -20 -10 0 4 4,5 5 5,5 6 S1 2 d an S2 1 (d B ) Frekuensi (GHz) Hasil Pengukuran Mutual Coupling
Kemudian hasil pengukuran pola radiasi untuk frekuensi 4,5 GHz dapat dilihat pada Gambar 16 , sedangkan untuk frekuensi 5,8 GHz dapat dilihat pada Gambar 17 . Terlihat bahwa antena yang direalisasikan memiliki pola radiasi unidireksional yaitu elektromagnetik  yang  dipancarkan  hanya  ke  satu  arah.  Plot  pola  radiasi  antara pengukuran dengan simulasi berbeda. Kondisi ideal dalam pengukuran pola radiasi sangat sulit dicapai atau 65% ketidaktepatan. Hal ini dikarenakan sangat sulit untuk menjaga  posisi  antena  tetap  tegak  lurus.  Kondisi  tersebut  menjadi  salah  satu penyebab pengukuran tidak dapat dilakukan secara akurat. Selain itu, adanya gaya tarik  dari kabel  ketika  antena berputar menyebabkan adanya  rugi-rugi  pada  kabel penghubung.  Ketidaktelitian  dalam  proses  pengambilan  data  juga  menjadi  faktor penyebab perbedaan hasil pengukuran.
(a) (b)
Gambar 16. Hasil pengukuran pola radiasi antena matching HMSIW CBSA pada frekuensi 4,5 GHz
(a) E-Plane (b) H-Plane
(a)
(b)
Gambar 17. Hasil pengukuran pola radiasi antena matching HMSIW CBSA pada frekuensi 5,8 GHz (a) E-Plane (b) H-Plane
Kemudian, dilakukan pengukuran gain , berdasarkan hasil pengukuran, gain antena mikrostrip untuk frekuensi bawah ( f L ) dan frekuensi atas ( f H ) masing-masing memiki nilai  6,75  dan  6,85  dB. Gain yang  diukur  berbeda  dengan  hasil  simulasi  yang bernilai 6,3 dan 6,13 dB.
3.4 Perbandingan Hasil Pengukuran dan Simulasi
Hasil pengukuran dan simulasi ditampilan dalam satu grafik dengan aplikasi Matlab dan Excel agar  dapat  terlihat  perbedaan  antara  hasil  pengukuran  dan simulasi. Gambar  18 menunjukan  grafik  perbandingan mutual  coupling hasil pengukuran dan simulasi, sedangkan pada Gambar 19 dan Tabel 3 memperlihatkan perbandingan grafik koefisien pantulan dari hasil simulasi dan pengukuran antena.
Gambar 18. Perbandingan grafik S-Parameter dari hasil simulasi dan pengukuran antena matching
HMSIW CBSA
Gambar 19. Perbandingan grafik mutual coupling dari hasil simulasi dan pengukuran antena matching HMSIW CBSA Tabel 3. Perbandingan Hasil Simulasi dan Pengukuran No Parameter Spesifikasi Simulasi Pengukuran 1 Frekuensi (GHz) 4,5/5,8 4,5/5,8 4,25/5,67 2 Bandwidth (MHz) >90 90/140 60/75 3 Factional Bandwidth (%) >1 ½,4 1,41/1,32 4 Coefisien Reflection <-10 -30/-16,86 -33,10/-23,27 5 Gain >6 6,3/6,13 6,75/6,85 6 Mutual Couping < -25 -27/-26 -30/-29,6

## 4. KESIMPULAN
Telah  dirancang  antena  antena matching HMSIW  CBSA  dengan  modifikasi teknik pencatuan inset-feed serta penambahan rectangular slot pada groundplane yang  diletakan  secara  diagonal.  Hasil  simulasi  menunjukan  kesesuaian  dengan spesifikasi  yang  diinginkan.  Namun  pada  saat  pengukuran,  terdapat  perbedaan dengan  hasil  simulasi  dimana  terjadi  penurunan  nilai fractional  bandwidth dan kenaikan mutual coupling pada kedua frekuensi band. Perbedaan antara simulasi dan pengukuran di beberapa parameter, dapat disebabkan oleh beberapa kesalahan yang tidak dapat dihitung dalam simulasi seperti kesalahan dalam proses fabrikasi, pemilihan konektor, proses menyolder yang tidak sempurna serta kesalahan dalam pengambilan  data  pengukuran.  Penelitian  ini  masih  dapat  dikembangkan  dan diperbaiki untuk mendapatkan hasil yang maksimal.
-50 -40 -30 -20 -10 0 4 4,5 5 5,5 6 M u tu al c o u p lin g (d B ) Frekuensi (GHz) Simulasi Pengukuran

## REFERENSI
[1] C. A. Balanis, Antenna Theory; Analysis and Design , 3 rd Ed. New Jersey, 2005
[2] R.  Garg,  P.  Bhartia,  I.  Bahal,  and  A.  Ittipiboon, Artech  -  Microstrip  Antenna  Design Handbook , London: Artech House, 2001
[3] D. Rusdiyanto and F. Y. Zulkifli, "Antenna Integrated with Low Noise Amplifier Operating at  L1  GPS  Application," 2019  IEEE  Asia-Pacific  Microwave  Conference  (APMC) , Singapore, Singapore, 2019, pp. 1280-1282, doi: 10.1109/APMC46564.2019.9038337
[4] D. W. Astuti, A. Jubaidilah and M. Alaydrus, "Substrate integrated waveguide bandpass filter for  VSAT  downlink," 2017  15th  International  Conference  on  Quality  in  Research  (QiR): International  Symposium  on  Electrical  and  Computer  Engineering ,  Nusa  Dua,  2017,  pp.
101-105, doi: 10.1109/QIR.2017.8168461
[5] D. Rusdiyanto and F. Y. Zulkifli, "Dual Band Circularly Polarized Microstrip Antenna Fed by  Inverted-L  Shaped  with  A  Stub  for  GPS  And  WLAN  Application," 2019  11th
International Conference on Information Technology and Electrical Engineering (ICITEE) ,
Pattaya, Thailand, 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICITEED.2019.8930001
[6] NN, Tabel Alokasi Spektrum Frekuensi Radio Indonesia, PM Kominfo No. 13 Tahun 2018, Jakarta: Kementrian Komunikasi dan Informatika Republik Indonesia
[7] R. K.  Barik, Q. S.  Cheng, S. K. K. Dash, N. C. Pradhan, &  S. S.  Karthikeyan,  “Compact high-isolation  self- matching antenna  based  on  SIW  for  C-band  applications,” Journal  of Electromagnetic  Waves  and  Applications ,  vol.  34,  no.  7,  pp.  1-15,  2020,  doi: 10.1090/09205071.2020.1763859
[8] S.  Mukherjee,  and  A.  Biswas,”  Design  of  self- matching substrate  integrated  waveguide cavity-backed matching antenna,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters , vol. 15, pp. 1775-1778, 2016
[9] S.  Nandi  and  A.  Mohan,  "An  SIW  Cavity-Backed  Self-Diplexing  Antenna,"  in IEEE Antennas  and  Wireless  Propagation  Letters ,  vol.  16,  pp.  2708-2711,  2017,  doi: 10.1109/LAWP.2017.274301
[10] A.  Kumar,  D. Chaturvedi, &  S. Raghavan,  “Design  and  experimental verification of dual- Fed,  self-diplexed  cavity-backed matching antenna  using  HMSIW  technique,” IET Microwaves, Antennas & Propagation , vol. 13, no. 3, pp. 380-385, 2019, doi: 10.1049/iet- map.2018.5327
[11] S. Marini, M. A. Bakri, anda D. Wicaksono, “Perancangan Antena Super J-Pole 146 MHz Band Radio Amati,” InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer , vol. 10, no. 3, pp. 155-170, 2020, doi: 10.22441/incomtech.v10i3.8866
[12] A.  Firdausi,  “Antenna  Microstrip  Double  Layer  untuk  Aplikasi  WAN  802.11ac,” InComTech:  Jurnal  Telekomunikasi  dan  Komputer ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  155-170,  pp.  21-42, 2018, doi: 10.22441/incomtech.v8i1.2143
[13] M. Oktavia and M. Alaydrus, “Perancangan Antena Reflectaaray pada Frekuensi 38 GHz,” InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer , vol. 10, no. 3, pp. 155-170, pp. 171-176, 2020, doi: 10.22441/incomtech.v10i3.9191
[14] D.  W.  Astuti, M.  Asvial, F.  Y. Zulkifli,  and E. T.  Rahardjo, "Bandwidth  Enhancement on Half-Mode Substrate Integrated Waveguide Antenna Using Cavity-Backed Triangular Slot", International Journal of Antennas and Propagation , vol. 2020, Article ID 1212894, 9 pages, 2020, doi: 10.1155/2020/1212894
[15] W.  Virginia,  “Microstrip  antennas,”  In  IEEE International  symposium  on  Antennas  and Propagation, pp. 177-180, 1972
[16] D.  Pozar,  "Input  impedance  and  mutual  coupling  of  rectangular  microstrip  antennas," in IEEE  Transactions  on  Antennas  and  Propagation ,  vol.  30,  no.  6,  pp.  1191-1196, November 1982, doi: 10.1109/TAP.1982.1142934
[17] W.  You,  H.  Guo,  W.  Cai,  &  X.  Liu,  “A  D-shaped  defected  patch  antenna  with  enhanced bandwidth.  In  2009  3rd  IEEE  International  Symposium  on  Microwave,” Antenna,
Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications, pp. 684-686, 2009
[18] D. Rusdiyanto, C. Apriono & D. W. Astuti, "Analisis Parameter Antena Mikrostrip dengan Metode Split Ring Resonator pada Frekuensi L-Band." Matrix: Jurnal Manajemen Teknologi dan Informatika, vol. 10, no.3, 2020, pp. 133-139, 2020, doi: 10.31940/matrix..v10i3.2176