ISSN(p): 2338-8323 | ISSN(e): 2459-9638 | Vol. 8 | No. 1 | Halaman 111 - 124 DOI : http://dx.doi.org/10.26760/elkomika.v8i1.111

## Optimasi Pattern Reconfigurable Antenna
Bercelah Melingkar menggunakan Algoritma Genetika
DWI ANDI NURMANTRIS 1 , HEROE WIJANTO 2 , BAMBANG SETIA NUGROHO 3
1 Fakultas Ilmu Terapan, Telkom University, Indonesia 2,3 Fakultas Teknik Elektro, Telkom University, Indonesia Email : dwiandi@tass.telkomuniversity.ac.id
Received 9 Juli 2019 | Revised 23 September 2019 | Accepted 8 November 2019

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan suatu desain pattern reconfigurable antenna  dengan  menitikberatkan  pada  optimasi  antena  planar  berbentuk lingkaran  dengan  24  switch  berupa  shorting  pin  pada  tepi  patch  dan menambahkan  celah  melingkar  pada  patchnya  sebagai  metode  penyepadan impedansi.  Algoritma  Genetika  digunakan  sebagai  metode  optimasi  antena sedangkan  Finite Element method digunakan sebagai metode komputasi untuk mendapatkan  nilai  parameter  antena  ketika  proses  evaluasi  fungsi  fitness. Keduanya  dikolaborasikan  untuk  mendapatkan  suatu  desain  antena  yang mempunyai kemampuan pattern reconfigurable. Hasilnya diperoleh suatu desain antena  pada  frekuensi  2,4  Ghz  dengan  24  pola  pancar  yang  bisa  di  switch  ke seluruh  bidang azzimuth dimana semua pola pancar didesain pada arah elevasi 45 o .
Kata  kunci :  optimasi,  celah  melingkar,  algoritma  genetika,  pattern reconfigurable antenna

## ABSTRACT
This  research  aims  to  obtain  a  reconfigurable  antenna  pattern  design  with emphasize  on  the  optimization  of  a  planar  circular  antenna  with  24  switchs  on the edge of the patch and add a slit ring in the patch as a impedance matching method. Genetic Algorithm is used as an antenna optimization method while the The  Finite  Element  method  is  used  as  a  computational  method  to  obtain  the antenna  parameters  value  when  evaluating  the  fitness  function.  Both collaborated  to  obtain  an  antenna  design  that  has  the  pattern  reconfigurable ability. The result is 2,4 Ghz  antenna design with 24 radiation patterns that can be  switched  to  all  azzimuth  plane  where  all  are  designed  in  45 o of  elevation plane.
Keywords :  optimization,  slit  ring,  genetic  algorithm,  pattern  reconfigurable antenna

## 1. PENDAHULUAN
Reconfigurable  antenna  menjadi  salah  satu  topik  hangat  yang  diteliti  oleh  para  peneliti beberapa  tahun  terakhir  ini.  Hal  ini  didorong  oleh  kebutuhan  komunikasi wireless  masa depan  yang  harus  memiliki  kemampuan  multifungsi  dan  kemampuan  adaptif  untuk mendukung sistem komunikasi yang cepat, aman dan tangguh. Kemampuan tersebut sangat dibutuhkan untuk aplikasi modern masa depan yang membutuhkan kecepatan transfer data yang tinggi pada lingkungan kanal wireless yang padat dan tuntutan sistem keamanan data yang  tinggi.  Untuk  menjawab  tantangan  tersebut,  dibutuhkan  sistem  yang  memiliki intelegensi  tinggi  yang  mana  tidak  hanya  didukung  oleh  teknik  pengolahan  signal  yang canggih  tetapi  juga  harus  didukung  oleh hardware  termasuk  antena  yang  revolusioner (Guo, dkk, 2018) .
Pattern  Reconfigurable  Antenna  (PRA)  adalah  satu  di  antara  jenis  reconfigurable  antenna yang  menarik  perhatian  dan  sangat  dibutuhkan  terutama  pada  sistem  yang  rawan  akan multipath  interference,  misalnya  WLAN.  Penggunaan  PRA  pada  WLAN  bisa  meningkatkan Signal  to  Noise  Ratio  (SNR)  dengan  cara  mengatur  main  beam  antena  ke  arah  yang diinginkan dan sekaligus menahan beam lainnya ke arah yang lain terutama ke arah sumber interferensi (Tang,  dkk,  2018). Selain  itu,  PRA  juga  dipersiapkan  untuk  mengantisipasi kebutuhan sistem komunikasi generasi ke 5 (5G) yang saat ini sedang dikembangkan untuk sistem  komunikasi  masa  depan.  Dimana  5G  kemungkinan  akan  bergantung  pada cognitive radio, dimana cognitive radio pada dasarnya adalah sistem wireless multifungsi. (Guo, dkk, 2018). Selain  kedua  aplikasi  tersebut,  PRA  juga  sangat  potensial  digunakan  pada  aplikasi remote sensing dan Komunikasi Satelit Broadband (Yang & Zhu, 2018).
PRA pada  dasarnya adalah  antena yang bisa digunakan  untuk aplikasi  yang  membutuhkan beamsteering/beamswitching.  Umumnya,  kemampuan  beamsteering/beamswitching  pada antena  bisa  didapat  dengan  teknik phassed  array  antenna.  Dibalik  kelebihannya  sebagai beamsteering  antenna,  phased  array  antenna  memiliki  kekurangan  yaitu  ukurannya  yang relatif  besar  karena  terdiri  dari  banyak  elemen  antena.  Selain  itu, phassed  array  antenna juga memiliki kekurangan disisi catuan yang cukup kompleks seperti terlihat pada  Gambar 1.
Gambar 1. Pencatuan Phassed Array Antenna
Dibandingkan  dengan phassed  array  antenna,  PRA  menawarkan  keunggulan  disisi  ukuran dan  pencatuan  yang  lebih  sederhana,  meskipun  kemampuan beamsteering-nya  jauh  lebih rendah dibandingkan dengan phassed array antenna. Beberapa desain PRA telah dipaparkan oleh beberapa peneliti. Diantaranya (Farran, dkk, 2019) membuat PRA menggunakan dua buah  antena  yagi  uda  berbentuk  planar  yang  bisa  meng- cover  seluruh  pancaran  bidang
azimuth. Kemudian (Rezaeieh & Abbosh, 2019) mendesain PRA menggunakan Huygens Source  Theory.  Pada  penelitian  tersebut  digunakan  dua  buah  antena  dipol  yang  dikenal dengan  dipol  elektrik  dan  dipol  magnetik.  Dua  antena  ini  dikombinasikan  untuk  mengatur pola  pancar  antena.  Kemudian  juga (Tang,  dkk,  2018) membuat  PRA  menggunakan konsep parasitik antena dengan 3 buah switch dimana masing masing state bisa meng-cover area 120 o . Kemudian ada juga (Yang & Zhu, 2018) membuat PRA menggunakan konsep parasitik  antena  dengan  6  elemen  dimana  kemampuan pattern  reconfigurable  diperoleh dengan menghubungkan elemen parasitik dengan groundplane melalui shorting PIN.
Seluruh  PRA  yang  disampaikan  pada  penelitian  –  penelitian  tersebut  memiliki  tingkat kerumitan  desain  yang  cukup  tinggi.  Hal  tersebut  dikarenakan  teori  dan  analisis  mengenai struktur  antena  tersebut  masih  sangat  sedikit.  Metode Trial  Error  berbasis  Electromagnetic Simulation  Tools  biasanya  digunakan  untuk  membantu  dalam  proses  desain.  Beberapa peneliti  biasanya  menggabungkan  teknik  desain  ini  dengan  suatu algoritma  optimasi  untuk mempermudah  dalam  proses  desain.  Salah  satu  algoritma  optimasi  yang  sering  digunakan pada  desain  antena  adalah  Algoritma  Genetika  (AG).  Algoritma  Genetika  dipilih  bukan menjadi  satu-satunya  pilihan  tetapi  lebih  karena  sifatnya  yang  sederhana  dan  mudah dipahami  dengan  meniru  proses  seleksi  alam.  Beberapa  penelitian  berhubungan  dengan penggunaan  algoritma  Genetika  dalam  desain  antena  di  antaranya  adalah (Smith  & Baginski,  2019) yang  menggunakan  Algoritma  Genetika  dalam  mendesain thin  wire antenna  untuk  mendapatkan  pola  gain  yang  diinginkan.  Kemudian (Li,  dkk,  2018) mendesain linear  array  antenna  dengan  mengoptimasi  jarak  antar  elemen  yang  didesain tidak  seragam.  Algoritma  Genetika  juga  digunakan (Gulati,  dkk,  2018) yang  mendesain antena  planar  dimana  bagian  radiator  antena  dipartisi  menjadi  50x50  cell  kemudian dioptimasi.  Kemudian (Zeghdoud,  dkk,  2018) mengoptimasi  radiator  pada  antena mekrostrip  untuk  mendapatkan dualband  frequency.  Kemudian  juga (Zhang,  dkk,  2019) mengoptimasi bentuk groundplane (DGS) untuk mendapatkan bandwidth antena yang lebar. Berhubungan  dengan  penggunaan  Algoritma  Genetika  dalam  desain  PRA,  penulis sebelumnya  telah  mendesain  PRA  menggunakan circular  patch  antenna  dengan  pencatuan probe koaksial dengan mengoptimasi kombinasi switch di bagian tepi patch dan posisi probe koaksial (Nurmantris,  dkk,  2014) .  Kemudian  penulis  melakukan  penelitian  lagi  masih menggunakan circular  patch  antenna  dan  pencatuan  probe  koaksial  dengan  mengoptimasi kombinasi switch di tepi patch dan kombinasi switch yang melingkar di sekitar probe koaksial yang  disebut Symmetrical  Control  Pin (Nurmantris,  dkk,  2015). Penggunaan  algoritma optimasi dalam mencapai tujuan rekonfigurasi sangatlah membantu dalam segi penggunaan waktu  dibandingkan  dengan  hanya  menggunakan  metode Trial  Error  terutama  untuk masalah struktur antena yang rumit dan terbatas informasi analisisnya.
Kali  ini  penelitian  dilanjutkan  dengan  mengoptimasi  PRA  menggunakan  antena  planar dengan patch  berbentuk  lingkaran  dengan  mengintegrasikan  24  kombinasi  switch  berupa shorting  PIN  di  tepi  patch  dan  celah  melingkar  yang  diletakkan  antara  probe  koaksial  dan kombinasi switch  yang  digunakan  sebagai  metode  penyepadan  impedansi.  Kemudian dilakukan  optimasi pada antena tersebut tepatnya pada dimensi antena, kombinasi switch, serta  dimensi  celah  melingkar  untuk  mengarahkan  pola  radiasi  antena  dan  menahan frekuensi  antena  di  2,4  Ghz.    Teknisnya, scripting  HFSS  dengan  bahasa  Visual  Basic (VBScript)  digunakan  untuk  mengintegrasikan  AG  pada  Matlab  dan  Finite  Element  Method (FEM) pada Ansoft HFSS yang kemudian disebut sebagai AG/FEM Optimizer.

## 2. METODOLOGI
Pada  bagian  ini  akan  dijelaskan  mengenai  struktur  antena,  prosedur  umum  Optimasi,  blok diagram FEM/AG optimizer, pengaturan parameter pada Algoritma Genetika, dan mekanisme kemampuan pattern reconfigurable.

## 2.1 Struktur Antena
Antena  yang  diteliti  adalah  berbentuk  planar  dengan patch  lingkaran.  Pada  patch  tersebut dibuat  celah  melingkar  berbentuk  cincin  dengan  radius  tertentu  dan  lebar  celah  tertentu. Dengan penambahan celah melingkar ini, posisi pencatuan bisa tetap berada di tengah patch sedangkan  untuk  keperluan  penyepadan  impedansi  dilakukan  dengan  mengatur  posisi celah/radius patch  dalam  dan  lebar  celah.  Radius  dalam  patch-nya  akan  mempengaruhi frekuensi resonansi antena. J. Meixner (Meixner, 1956) memberikan gambaran mengenai karakteristik  dan  analisis  antena patch  lingkaran  dengan  celah  melingkar.  Kemudian  24 switch  berupa  shorting  PIN  diintegrasikan  pada  tepi  patch.  Adanya  shorting  pin merepresentasikan  kondisi switch  “ON”  sedangkan  tidak  adanya  shorting  pin merepresentasikan  kondisi switch  “OFF”.  Antena  dicetak  pada  bahan  substrat  Epoxy  FR4. Dalam  proses  desain  suatu  antena,  perubahan  struktur  fisik  sedikit  saja  pada  antena  akan sangat mengubah karakteristik antena tersebut, terutama antena yang bekerja di frekuensi yang tinggi. Ditambah lagi kenyataan bahwa parameter antena satu dengan parameter yang lainnya bukanlah suatu parameter yang saling bebas melainkan sangat terkait satu dengan lainnya,  artinya  jika  kita  mengoptimasi  pola  pancar  antenanya  maka  jelas  parameter  yang lain misalnya Return Loss-nya juga pasti akan berubah. Maka dari itu perlu dicari titik temu melalui  proses  optimasi  (dalam  penelitian  ini  menggunakan  algoritma  genetika)  sehingga menghasilkan  suatu  desain  antena  yang  secara  teknis  memenuhi  spesifikasi  yang dibutuhkan.
Gambar 2. Bagan PRA dengan Celah Melingkar
Gambar  2  memperlihatkan  struktur  antena  yang  diteliti  dan  Tabel  1  menunjukkan  nilai parameter awal dari antena.
Tabel 1. Parameter Awal  PRA dengan Celah Melingkar
Parameter Simbol Nilai Radius patch dalam rad_1 35,7 mm Radius patch dalam ditambah lebar celah rad_2 36,7 mm Radius patch total rad_3 45 mm Lebar celah w_slit 1 mm Ketebalan strip conductor t 0,018 mm Ketebalan substrate h 1,6 mm Jari-jari dalam Coax rad_innerCoax 0,7 mm Jari-jari luar Coax rad_outerCoax 1,6 mm Jari-jari groundplane rad_groundplane  48,4 mm
Parameter antenna  :  radius  patch  dalam,  lebar  celah,  dan  kombinasi  switch  (shorting  pin) akan dioptimasi.

## 2.2 Prosedur Umum Optimasi
Tujuan  dari  optimasi  antena  ini  adalah  mencari  kombinasi switch  yang  akan  menghasilkan pola  radiasi  yang  sesuai  dengan  spesifikasi/target.  Adapun  target  pola  radiasi  antena  yang dimaksud adalah 45 o arah elevasi seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Pemilihan arah target ini didasarkan pada dua hal, pertama : batasan akan karakteristik antena berbentuk planar dengan sebuah groundplane yang hanya bisa dimodifikasi pola pancarnya antara 0 o sampai 90 o arah elevasi. Kedua : PRA yang dirancang ini menitikberatkan perubahan pola radiasi di bidang  azimuth  dengan  memanfaatkan  struktur  antena  yang  simetris,  sehingga  pada  arah azimuth,  target  pola  radiasi  tidak  perlu  ditetapkan  secara  spesifik,  karena  pada  akhirnya nanti  antena  ini  bisa  men- sweep  seluruh  arah  azimuth  dari  0 o hingga  360 o .  Adapun syarat/batasan  dari  optimasi  ini  adalah  tetap  terpenuhinya matching  impedansi  di  terminal antena pada frekuensi kerja 2,4 Ghz.

## Gambar 3 Ilustrasi Pola Pancar Antena Target
Untuk  mencapai  target  tersebut,  variabel-variabel  seperti  kombinasi switch,  lebar  celah melingkar, dan radius patch dalam akan dioptimasi.
Pada saat hasil optimasi mencapai optimum, didapat suatu desain antena yang bekerja pada frekuensi  2,4  Ghz  dan  memiliki  arah  pola  pancar  45 o arah  elevasi  dengan  arah  azimuth sembarang.
Prinsip  kerja  AG  pada  kasus  optimasi  kombinasi switch  antena  ini  bisa  dijelaskan  sebagai berikut :
1. Awalnya ambil sekumpulan individu (populasi), yang kita sebut generasi satu,
2. Tiap individu diwakili dengan bit-bit biner (kromosom) sejumlah switch yang digunakan yaitu 24 bit, ditambah bit-bit lain yang digunakan untuk kode variabel lainnya. Dalam hal ini,  variabel  radius patch  dan  lebar  celah  masing-masing    dikodekan  dengan  10  bit, sehingga totalnya ada 44 bit.
3. Bit  ‘0’  dan  bit  ‘1’  pada  parameter  kombinasi switch  merepresentasikan  kondisi  switch ‘ Off’  (tiadanya  shorting  pin)  dan  switch  “On”  (adanya  shorting  pin). Gambar  4 mengilustrasi pengkodean variabel antena pada struktur antena.
4. Lalu setiap kromosom dicek fungsi fitnesnya,
5. Apabila pada generasi pertama  tersebut sudah didapat kriteria yang diharapkan, maka proses  selesai.  Tetapi  jika  belum  ada  individu  yang  memenuhi  kriteria,  maka  individu dengan nilai fitness yang tertinggi akan dipilih untuk dijadikan orang tua (parent).
6. Langkah  selanjutnya  dilakukan  penggabungan  kromosom (cross  over)  pada  2  buah parent dengan dilakukan sedikit pemodifikasian kromosom (mutasi), kemudian generasi baru dibentuk, kita sebut generasi kedua.
Generasi  yang  kedua  ini  kemudian  dievaluasi  lagi.  Proses  ini  berulang  sampai  kriteria terpenuhi atau sampai seluruh generasi selesai dievaluasi.
Gambar 4. Ilustrasi Kromosom (AG) pada Struktur Antena

## 2.3 Blok Diagram FEM/AG Optimizer
FEM/AG Optimizer terdiri dari tiga buah proses utama yaitu :
1. Initiation
Proses  inisiasi  adalah  penerjemahan  permasalahan  utama  yang  sedang  dioptimasi kelingkungan  AG.  Termasuk  didalamnya  proses  pembangkitan  populasi  dan  proses seleksi.
2. Reproduction Cicle Pada  bagian  ini  proses  pencarian  cikal  bakal  generasi  baru  dilakukan  seperti parent selection, crossover, dan mutasi.
3. Population Generation
Bagian ini adalah bagian terakhir dimana semua populasi pada suatu generasi digantikan dengan generasi baru dan terjadi kembali proses seleksi.
Blok Diagram AG/FEM Optimizer bisa dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Blok Diagram FEM/AG Optimizer

## 2.4 Pengaturan parameter AG
Ukuran  populasi,  probabilitas crossover,  dan  probabilitas  mutasi  merupakan  parameter  AG yang paling mempengaruhi hasil optimasi. Ukuran populasi tidak boleh terlalu sedikit karena akan  membuat  rendahnya  variasi  kromosom  tiap  generasi  yang  menyebabkan  konvergensi
dini,  tapi  ukuran  populasi  juga  tidak  boleh  terlalu  besar  karena  akan  membebani  prosesor saat proses komputasi. Pada penelitian ini penulis menggunakan ukuran populasi 32 dengan pertimbangan agar waktu komputasi tidak terlalu lama.
Tabel 2 menunjukkan ringkasan pengaturan parameter AG yang digunakan pada penelitian ini.
Tabel 2. Pengaturan Parameter AG pada PRA Istilah Keterangan dan Setup Populasi Ukuran Populasi = 32 Kromosom Satu kromosom = 44 bit Gen gen 1 : Kombinasi Switch (24 bit), gen2 : Rad_1 (24 bit), gen 3 : W_slit (10 bit) Orang Tua - Pindah Silang One–point Crossover dengan Probabilitas pindah silang = 0,875 Mutasi Seluruh  bit  dalam  kromosom  punya  kemungkinan  terjadi  mutasi  dengan    probabilitas mutasi = 0,01 Prosedur Seleksi Roulette Wheel Selection Fungsi Evaluasi     f S y Directivit Function Fitness dB ) ( 11 , 4      Generasi Maksimum Generasi = 10

## 2.5 Mekanisme Kemampuan Pattern Reconfigurable
Hasil  optimasi  pada  bagian  subbab  sebelumnya  belum  merupakan  antena  yang  memiliki kemampuan pattern reconfigurable, tetapi sangat potensial untuk menjadi kandidat sebagai PRA.
Gambar 6. Ilustrasi Mekanisme Pattern Reconfigurable
Agar antena ini memiliki kemampuan pattern reconfigurable, maka mekanisme berikut perlu dilakukan yaitu dengan mengubah kombinasi switch (state) dengan cara memutar susunan kombinasi switch  tersebut  sehingga  pola  radiasi  antena  arah  azimuth  akan  berputar  juga sejauh  maksimal  360 o dengan  derajat reconfigurability  tiap  state  sebesar  15 o .  Hal  ini memungkinkan  karena  struktur  antena  yang  simetris.  Ilustrasi  mekanisme  kemampuan pattern reconfigurable bisa dilihat pada Gambar 6.

## 3. HASIL OPTIMASI DAN PENGUKURAN
Simulasi  menggunakan AG/FEM  Optimizer  menunjukkan  hasil  yang  optimum  tercapai  saat fungsi fitness bernilai 37,97 pada iterasi terakhir (generasi 10) dan ditunjukkan pada Gambar 7 dengan nilai variabel optimum ditunjukkan pada Tabel 3.
Gambar 7. Grafik Fungsi Fitness Optimasi PRA dengan Celah Melingkar
Tabel 3. Variabel Optimum pada PRA dengan Celah Melingkar
Variabel Nilai Optimum Rad_1 36.1192570869990 w_slit 0.847507331378299 Kombinasi Switch 001000111010000110101011
Hasil  simulasi  karakteristik  antena  menggunakan  variabel  optimum  ditunjukkan  pada Gambar 8. Terlihat bahwa beam utama antena sudah mengarah pada sudut elevasi 45 o , dan frekuensi  kerjanya  pada  2,4  Ghz  dengan Return  Loss  (RL)  sebesar  -22,5  dB,  direktivitas antena sebesar 5,03 atau 7 dB serta bandwidth 98,5 Mhz (4,13%). Nilai-nilai tersebut sudah memenuhi spesifikasi awal antena.
Hasil pola radiasi antena dari state-state ganjil bisa dilihat pada tabel Tabel 4 dan perubahan RL-nya bisa diamati pada Gambar 10 dan dapat disimpulkan bahwa perubahan state satu ke state  lainnya  pada  antena  dapat  merubah  pola  radiasi  antena  dengan  “tanpa  mengubah” frekuensi kerja dan karakteristik pantulannya atau Return Loss-nya.

## (a) (b)

## (c)
Gambar 8. Karakteristik PRA dengan Celah Melingkar pada Variabel Optimum : (a) Pola Pancar 3D, (b) Pola Pancar 2D, (c) RL
Dari  Gambar  10  juga  bisa  disimpulkan  bahwa  perubahan  atau  pergeseran  frekuensi  kerja dan nilai Return Loss tidak terlalu signifikan dan yang paling utama adalah masih memenuhi dari spesifikasi antena.
(a)                                    (b)
Gambar 9. Hasil Fabrikasi PRA dengan Celah Melingkar, (a) Bagian Depan, (b) Bagian
Belakang 2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50 2.55 2.60 Freq [GHz] -25.00 -20.00 -15.00 -10.00 -5.00 0.00 dB (S t( inner Coax _T 1, inner Coax _T 1) ) design Return Loss ANSOFT m1 m2 m3 Curve Info dB(St(innerCoax_T1,innerCoax_T1)) Setup1 : Sw eep1 Name Delta(X) Delta(Y) Slope(Y) InvSlope(Y) d( m2,m3) 0.0965 -0.0480 -0.4971 -2.0118 Name X Y m1 2.4090 -22.5954 m2 2.3347 -10.1151 m3 2.4312 -10.1631
Hasil  pembuatan  antena  bisa  dilihat  pada  Gambar  9  dengan  radius  dalam patch  sebesar 36.1193  mm,  radius  luar patch 45 mm,  lebar  celah 0.8475 mm, radius groundplane  76.25 mm, ketebalan substrat 1,6 mm, serta kombinasi switch 001000111010000110101011.
Gambar 10. RL pada PRA dengan Celah Melingkar  pada 12 State Ganjil
Gambar 11. Perbandingan RL Semulasi dan Pengukuran pada PRA dengan Celah Melingkar ‐45 ‐40 ‐35 ‐30 ‐25 ‐20 ‐15 ‐10 ‐5 0 2, 20 2, 21 2, 23 2, 24 2, 26 2, 27 2, 28 2, 30 2, 31 2, 33 2, 34 2, 35 2, 37 2, 38 2, 40 2, 41 2, 43 2, 44 2, 45 2, 47 2, 48 2, 50 2, 51 2, 52 2, 54 2, 55 2, 57 2, 58 2, 59 Re tur n L o ss (dB) Frequency (Ghz) State1 State3 State5 State7 State9 State11 State13
State15 State17 State19 State21 State23 ‐25 ‐20 ‐15 ‐10 ‐5 0 2, 2 0 2, 2 1 2, 2 2 2, 2 3 2, 2 4 2, 2 5 2, 2 6 2, 2 7 2, 2 8 2, 2 9 2, 3 0 2, 3 1 2, 3 2 2, 3 3 2, 3 4 2, 3 5 2, 3 6 2, 3 7 2, 3 8 2, 3 9 2, 4 0 2, 4 1 2, 4 2 2, 4 3 2, 4 4 2, 4 5 2, 4 6 2, 4 7 2, 4 8 2, 4 9 2, 5 0 2, 5 1 2, 5 2 2, 5 3 2, 5 4 2, 5 5 2, 5 6 2, 5 7 2, 5 8 2, 5 9 Return Lo ss (dB ) Frequency (Ghz) Simulasi Pengukuran

## Nurmantris, dkk

## Gambar 12. Perbandingan Pola Pancar PRA dengan Celah Melingkar antara Simulasi dan Pengukuran
Gambar  11  dan  Gambar  12  masing-masing  menunjukkan  grafik  perbandingan  nilai Return Loss  dan  perbandingan  pola  radiasi  antara  hasil  simulasi  dan  pengukuran.  Dari  hasil perbandingan  ini  terlihat  memang  ada  perbedaan  antara  hasil  simulasi  dan  pengukuran. Meskipun  perbedaan  ini  tidak  terlalu  jauh,  tetapi  perlu  ketelitian  tinggi  pada  saat  proses fabrikasi  dan  penyolderan  agar  hasil  pengukuran  tidak  melenceng  jauh  dari  hasil  simulasi dan  spesifikasi  awal.  Selain  itu  proses  pengukuran  juga  perlu  dibuat  seideal  mungkin  agar hasil pengukuran menjadi akurat.
Tabel 4. Pola Pancar  PRA dengan Celah Melingkar  pada 12 State Ganjil
State 1 001000111010000110101011 State 3
110010001110100001101010 State 5 101100100011101000011010
State 7
101011001000111010000110
State 9 101010110010001110100001 State 11
011010101100100011101000 State 13
000110101011001000111010 State 15
100001101010110010001110 State 17 101000011010101100100011 State 19 111010000110101011001000 State 21 001110100001101010110010
State 23 100011101000011010101100
‐25,00 ‐20,00 ‐15,00 ‐10,00 ‐5,00 0,00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 Pengukuran (Phi = 250, Theta = All)
Simulasi (phi = 250, Theta = All)

## 4. KESIMPULAN
Suatu teknik optimasi yang menggabungkan algoritma genetika dan Finite Element Method pada antena planar dengan patch berbentuk lingkaran yang diintegrasikan shorting pin pada pinggir patch  serta  celah  melingkar  di  antara  titik  pencatuan  dan  shorting  pin  telah dipaparkan. Metode ini telah berhasil mendapatkan suatu desain PRA pada frekuensi 2,4 Ghz dengan 24  pola pancar yang bisa  di- switch ke seluruh bidang azimuth arah pancar elevasi sebesar  45 o .  Untuk  penelitian  kedepan,  implementasi RF  Switch    pada    PRA  ini  perlu dilakukan.

## DAFTAR RUJUKAN
Farran,  M.,  Al-Hussein,  M.,  Kabalan,  K.,  Capobianco,  A.-D.,  &  Boscolo,  S.  (2019).
Electronically  reconfigurable  parasitic  antenna  array  for  pattern  selectivity. The Journal of Engineering, 1-5.
Gulati,  M.,  Siddhartha,  S.,  Vedi,  Y.,  &  Susila,  M.  (2018).  Genetic-Algorithm  Based  Planar Antenna Design. 2018 International Conference on Wireless Communications, Signal Processing and Networking (WiSPNET) (pp. 1-2).
Guo,  Y.  J.,  Qin,  P.-Y.,  Chen,  S.-L.,  Lin,  W.,  &  Ziolkowski,  R.  W.  (2018).  Advances  in Reconfigurable Antenna Systems Facilitated by Innovative Technologies. IEEE Access , 6, 5780 - 5794.
Li, Y., Hong, W., Li, M., & Lu, G. (2018). Unequally Spaced linear antenna arrays Synthesis Based  on  Genetic  Algorithm. 2018  International  Workshop  on  Antenna  Technology (iWAT) (pp. 1-4).
Meixner, J. (1956, July). The radiation pattern and induced current in a circular antenna with an annular slit. IRE Transactions on Antennas and Propagation, 4(3), 408-411.
Nurmantris, D. A., Wijanto, H., & Nugroho, B. S. (2014). A pattern reconfigurable of circular short-circuited  patch  antenna  based  on  Genetic  Algorithm. 2014  2nd  International Conference on Information and Communication Technology (ICoICT) (pp. 351-355).
Nurmantris,  D.  A.,  Wijanto,  H.,  &  Nugroho,  B.  S.  (2015).  Pattern  Reconfigurable  Patch
Antenna  menggunakan  Edge  Shorting  Pin  dan  Symmetrical  Control  Pin. ELKOMIKA: Jurnal  Teknik  Energi  Elektrik,  Teknik  Telekomunikasi,  &  Teknik  Elektronika  ,  3(2),
177-190.
Rezaeieh,  S.  A.,  &  Abbosh,  A.  M.  (2019,  April).  Pattern-Reconfigurable  Magnetoelectric
Antenna Utilizing Asymmetrical Dipole Arms. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 18(4), 688 - 692.
Smith,  J.  S.,  &  Baginski,  M.  E.  (2019,  May).  Thin-Wire  Antenna  Design  Using  a  Novel Branching  Scheme  and  Genetic  Algorithm  Optimization. IEEE  Transactions  on Antennas and Propagation, 67(5), 2934 - 2941.
Tang,  M.-C.,  Duan,  Y.,  Wu,  Z.,  Chen,  X.,  &  Li,  M.  (2018,  March).  Pattern  Reconfigurable,
Vertically  Polarized,  Low-Profile,  Compact,  Near-Field  Resonant  Parasitic  Antenna.
IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 67(3), 1467 - 1475.
Yang, Y., & Zhu, X. (2018, February). A Wideband Reconfigurable Antenna With 360° Beam Steering  for  802.11ac  WLAN  Applications. IEEE  Transactions  on  Antennas  and Propagation, 66(2), 600-608.
Zeghdoud,  A.,  Derbal,  M.  C.,  &  Nedil,  M.  (2018).  Optimization  of  a  Dual-band  Microstrip antenna  Array  using  Genetic  Algorithms. 2018  IEEE  International  Symposium  on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting (pp. 1005- 1006).
Zhang, Z., Yang, S., Liu, M., Deng, S., & L, L. (2019). Design of an UWB Microstrip Antenna
With  DGS  Based  on  Genetic  Algorithm. 2019  21st  International  Conference  on Advanced Communication Technology (ICACT) (pp. 251 - 255).