## RANCANG BANGUN ANTENA MICROSTRIP PATCH TRIANGULAR MENGGUNAKAN METODE ARRAY 1 X 3 PADA FREKUENSI 2,4 GHZ UNTUK APLIKASI WIRELESS CCTV CAMERA
Oleh : Jonifan 1 ,Yenniwarti Rafsyam 2 ,  Dwi Ana Ambar Rofiqoh 2
(1) Staf Pengajar Universitas Gunadarma Jakarta. Jl. Margonda Raya No. 100 Pondok Cina. Depok
(2) Jurusan Teknik Elektro. Politeknik Negeri Jakarta (PNJ). Jln. Prof. Dr. G.A. Siwabessy, Kampus UI Depok. Telepon. (021) 7863534 Email: jonifan@staff.gunadarma.ac.id, yenniwarti.rafsyam@elektro.pnj.ac.id,

## Abstrak
Antena  mikrostrip  triangular  patch  array  1  x  3,  merupakan  salah  satu  jenis  dari  antena  yang  dapat diaplikasikan  pada  sistem  CCTV.  Dalam  penelitian  ini  antena  mikrostrip  triangular  patch  array  1  x  3 dirancang dan dibuat menggunakan PCB jenis FR4 dengan ketebalan 1,6 mm dan nilai konstanta  dielektrik sebesar 4,4. Sebelum antena ini dibuat, terlebih dahulu disimulasikan menggunakan  Software CST  Studio Suite  2016.  Hasil  pengukuran  antena  mikrostrip  triangular  patch  array  1  x  3  menunjukkan  hasil  bahwa antena  tersebut  dapat  bekerja  pada  frekuensi  kerja  2.414  MHz  dengan  nilai  return  loss  (S 11 )  sebesar - 36,191  dB ,  VSWR  sebesar  1.086  dan  gain  antena  sebesar  4.55  dB.  Pola  radiasinya  adalah  unidirectional. Hasil  pengujian  dari  aplikasi    antena  mikrostrip  triangular  patch  array  1  x  3  menunjukkan  hasil  bahwa antena  ini dapat bekerja dengan baik sebagai penerima gambar dengan kualitas cukup baik hingga jarak 100 m  dengan  nilai  PSNR  sebesar  40  –  50  dB. Level  penerimaan  level  sinyal  antena  mikrostrip  dengan  posisi tangkapan kamera yang baik yaitu pada sudut 15°.
Kata Kunci : CCTV, Antena, CST, Mikrostrip, Triangular Array, PSNR.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan dunia
teknologi, menunjukkan  peningkatan  yang  sangat  pesat saat ini. Perkembangan telekomunikasi, dalam hal  ini  sistem  komunikasi wireless terus mengalami perkembangan dalam segi aplikasi. Kebutuhan  akan  penerimaan  dan  pengiriman data  dengan  kecepatan  data  yang  tinggi  serta kemudahan  dalam  mendapatkan  akses  bisa diperoleh.
Salah  satu  aplikasinya  yang  saat  ini  dalam pengembangan  adalah  sistem  Closed  Circuit Television  (CCTV).  CCTV  merupakan  suatu sistem  pengamanan  dan  pengawasan  yang menerima  data  baik  berupa  audio  maupun video  yang  dikirimkan  dari  sisi  transmitter menuju  receiver  dimana  monitor  digunakan sebagai  display  tampilan  data  yang  telah diterima  berupa  gambar  (visual)  dan  data audio melalui speaker (Feby Setyaji Saputro)
Antena  merupakan  salah  satu  komponen yang  penting  dalam  sistem  CCTV  yang berfungsi  untuk  mengirim  dan  menerima sinyal  informasi  yang  dipancarkan  sebuah antena melalui gelombang radio.
Salah  satu  antena  yang  cocok  untuk diterapkan  dalam  Sistem  CCTV  adalah antena  mikrostrip.  Antena  mikrostrip  yang sudah diteliti oleh peneliti sebelumnya yaitu antena  mikrostrip  single  patch  dengan dimensi  elemen  peradiasi  berbentuk  crown patch  dengan  slot  lingkaran  pada  ground plane (Feby Setyaji Saputro).
Dengan  menggunakan  antena  mikrostrip yang  di  aplikasikan  pada  sistem  CCTV dapat memperluas jangkauan dengan pemasangan  antena  Tx  dan  Rx  secara Line of Sight (LoS) sehingga dapat mempermudah petugas keamanan
memantau  suatu  objek  di  suatu  lokasi
sehingga  isu  mengenai  kriminalitas  yang semakin marak bisa diminimalisir.
Pada  Penelitian  ini  antena  yang  akan dirancang dan dibuat adalah antena mikrostrip triangular patch array 1 x 3 yang akan bekerja pada  frekuensi  kerja  2,414  GHz,  dengan parameter  lain  yaitu Return  Loss <  -  10  dB, VSWR < 1,5, Pola radiasi Unidirectional dan Gain  >  3  dB.  Bahan  yang  digunakan  dalam pembuatan  antena  ini  adalah    substrat  FR4 dengan konstanta dielektrik (εr)= 4,4.Sebelum difabrikasi  terlebih  dahulu  hasil  perhitungan dimensi  antena  disimulasikan  menggunakan CST Studio Suites 2016

## 2. Metode Penelitian
Untuk  melakukan  pengujian  kualitas sinyal video/citra yang diterima yaitu menggunakan    metode  pengukuran Peak Signal  to  Noise  Ratio (PSNR).  PSNR merupakan  nilai  (rasio)  yang  menunjukan tingkat  toleransi  noise  tertentu  terhadap banyaknya noise pada suatu sinyal video/citra. Nilai  Kategori  PSNR  yang  digunakan  dengan pendekatan  algoritmik  dapat  dilihat  pada Tabel 2.1. (Munir,2004)
Tabel 2.1 Kategori PSNR Nilai (dB) Keterangan 60 Sangat Baik 50 Baik 40 Cukup 30 Buruk 20 Sangat Buruk
Pada  penelitian  ini,  dilakukan  perancangan antena  mikrostrip triangular  patch  dengan menggunakan  metode  array 1  x  3.  Langkah- langkah  pembuatan  antena  triangular  array seperti diperlihatkan pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Flowchart Perancangan Antena Mikrostrip Patch Triangular Array 1 x 3
3. Perancangan Dimensi Antena Mikrostrip Patch Triangular Array 1 x 3
Sebelum menentukan dimensi dari antena mikrostrip  patch  triangular  array  1  x    3 terlebih  dahulu  akan  ditentukan  panjang gelombangnya.  Panjang  gelombang  dari mikrostrip  patch  triangular  array  1  x  3 adalah sebesar:
Dengan diperolehnya panjang gelombang dari antena mikrostrip patch triangular array 1 x 3 maka panjang saluran transmisi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Selanjutnya menentukan dimensi dari antena mikrostrip  triangular  array  1  x  3.  Antena
mikrostrip triangular  patch  array 1  x  3 memiliki  bentuk  segitiga  yang  disusun  secara linier  sejajar  sebanyak  3  elemen.  Panjang  sisi masing-masing patch segitiga dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
Panjang sisi  segitiga  efektif  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan berikut:
Tinggi  segitiga  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan berikut :
Jarak  antara  satu  elemen  dengan  elemen lainnya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Dari  perhitungan  yang  telah  dilakukan, maka  didapat  desain  antena  antena  seperti diperlihatkan pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Rancangan antena mikrostrip patch triangular array 1 x 3
4. Hasil dan Pembahasan

## 4.1 Pengujian dan Pembahasan Hasil Simulasi
Desain  Antena  mikrostrip triangular patch  linier  array 3  elemen  yang  telah difabrikasi  seperti  diperlihatkan  pada  Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Hasil Fabrikasi Antena Mikrostrip Patch Triangular array 1 x 3
Hasil  Pengujian  Nilai return  loss antena mikrostrip triangular array  1  x  3  seperti  pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Nilai Return Loss Antena Mikrostrip Patch Triangular array 1 x 3
Pada Gambar 4.2 dapat dilihat nilai return loss hasil  simulasi  adalah  sebesar  -56,781859  dB sedangakn  hasil  pengujian  setelah  difabrikasi adalah sebesar -36,191 dB. Hal ini menunjukkan  antena  bekerja  dengan  baik karena  sudah  memenuhi  nilai  standar  yang sudah ditetapkan sebesar < -10 dB.
Parameter lain yang perlu dilakukan pengujian untuk  mengetahui  unjuk  kinerja  dari    antena
yang  dirancang  adalah  pengujian  dan pengukuran  nilai Voltage  Standing  Wave Ratio (VSWR).  Hasil  pengujian  seperti diperlihatkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3  Nilai VSWR Antena Mikrostrip Patch Triangular array 1 x 3
Pada  Gambar  4.3  dapat  dilihat  nilai  VSWR hasil simulasi adalah sebesar 1,0029011 dan hasil  fabrikasi  adalah  sebesar  1,086.  Ini menunjukkan  bahwa  antena  yang  dirancang menghasilkan  unjuk  kinerja  yang  baik karena  sudah  memenuhi  nilai  standar VSWR yang ditetapkan sebesar < 1,5.
Pengujian  parameter  berikutnya  adalah pengujian  dan  pengukuran  gain,  dari  hasil simulasi  diperoleh  nilai  gain  adalah  sebesar 4,609  dB  dan  hasil  pengukuran  fabrikasi diperoleh  gain  sebesar  4,55  dB.  Hasil  yang diperoleh  ini  juga  menunjukkan  bahwa antena  yang  dibuat  sudah  memenuhi  dari standar yang ditetapkan yaitu dengan Gain >
3 dB.
Pengujian dan pengukuran pola radiasi dapat dilihat seperti pada Gambar 4.4.
(a)
(b) Gambar 4.4. Bentuk Pola Radiasi Antena Mikrostrip Patch Triangular array 1 x 3 (a) Hasil Simulasi (b) Hasil Fabrikasi
Pada  Gambar  4.4  dapat  dilihat  bentuk  pola radiasi  yang  didapatkan  yaitu  pola  radiasi unidirectional .
1.2 Hasil dan Pembahasan Pengujian
Fungsi Antena.
Pengujian fungsi antena berupa pengujian kualitas  gambar  dengan  menggunakan  nilai Peak-Signal  to  Noise  Ratio (PSNR)    dan pengukuran penerimaan level sinyal.
Pengujian  ini  menggunakan  lima  buah  objek gambar  dengan  sudut  masing-masing  0°,  15°, 45°,  60°,  dan  75°  dengan  jarak  10  meter sampai  dengan  30  meter  untuk  di  dalam ruangan  dan  10  meter  sampai  dengan  100 meter untuk di luar ruangan. Set-up rangkaian pengujian seperti terlihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5. Set-up Rangkaian Pengujian Fungsi Antena
Pengujian  aplikasi  sistem  yang  dilakukan  di dalam ruangan dengan menggunakan memvariasikan  jarak  menggunakan  metode pengukuran  kategori  PSNR.  Hasil  pengujian seperti dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Nilai PSNR di Dalam Ruangan untuk jarak 30 m
Pada  Gambar  4.6  dapat  dilihat  bahwa  pada jarak 30 m, antena mikrostrip menghasilkan gambar  dengan  kualitas  baik  dengan  nilai PSNR 50 dB – 60 dB.
Untuk  pengujian  level  sinyal  di  dalam ruangan dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7 Hasil pengujian Level Sinyal di dalam Ruangan
Gambar  4.7  merupakan  perbandingan  nilai level  sinyal  pada  antena  mikrostrip  dengan jarak 30 m dengan sudut yang berbeda-beda di dalam ruangan. Dapat dilihat bahwa nilai level sinyal paling besar terdapat pada sudut 15°  yaitu  dengan  nilai  -23,6  dBm.  Dengan
menggunakan nilai level sinyal, dapat ditentukan  sudut  paling  baik  pada  pengujian kualitas  gambar  di  dalam  ruangan  yaitu  pada sudut 15°.
Selanjutnya pengujian sistem di luar ruangan. Perbandingan  nilai  PSNR  antena  mikrostrip dengan menggunakan jarak 100 m  pada sudut 0°,  15°,  45°,  60°,  dan  75°  dapat  dilihat  pada Gambar 4.8
Gambar 4.8  Hasil pengujian nilai PSNR di Luar Ruangan
Pada  Gambar  4.8  dapat  dilihat  bahwa  pada jarak  100  m,  antena  mikrostrip  menghasilkan gambar  dengan  kualitas  cukup  baik  dengan nilai PSNR 40 dB – 50 dB.
Selanjutnya  dilakukan  Pengujian  nilai  level sinyal  di  dalam  ruangan.  Hasil  pengujian memperlihatkan perbandingan  nilai  level sinyal antena mikrostrip dengan menggunakan jarak 100 m pada sudut 0°, 15°, 45°, 60°, dan 75° dapat di lihat pada Gambar 4.9
Gambar 4.9 Hasil Pengujian  Level Sinyal di Luar Ruangan
Pada Gambar 4.9 merupakan hasil perbandingan  nilai  level  sinyal  pada  antena mikrostrip  dengan  menggunakan  jarak  100 m  dengan  sudut  yang  berbeda-beda  di  luar ruangan.  Dapat  dilihat  bahwa  nilai  level sinyal  paling  besar  terdapat  pada  sudut  15° yaitu  dengan  nilai  -38,6  dBm.  Dari pengujian  level  sinyal,  dapat  dinyatakan sudut  paling  baik  pada  pengujian  kualitas gambar  di  luar  ruangan  yaitu  pada  sudut 15°.
Hasil pengujian fungsi antena untuk kualitas gambar    pada  jarak  10  m,  50  m  dan  100  m pada  sudut  15 O di  luar  ruangan  seperti diperlihatkan pada Gambar 4.10
(a) (b) (c)
Gambar  4.10  Hasil  Pengujian  Fungsi  Antena pada Jarak ( a ) 10 m, ( b ) 50 m, ( c ) 100 pada sudur 15 O di luar ruangan.
Gambar  4.10  menunjukkan  bahwa  kualitas gambar  yang diterima dari jarak 10 m sampai dengan  100  m  dari  pengujian  yang  dilakukan menunjukkan  kualitas  gambar  yang  cukup baik,
Dari pengujian yang dilakukan dapat dinyatakan  bahwa  antena  mikrostrip  bekerja dengan  lebih  baik  di  dalam  maupun  di  luar ruangan pada sudut 15°.

## 2. Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil simulasi antena
mikrostrip triangular  patch  linier  array 3 elemen diperoleh nilai return loss sebesar - 56,781859 dB, VSWR sebesar 1,0029011, gain sebesar  4,609  dB,  dan  pola  radiasi unidirectional dengan  HPBW  simulasi sebesar 62,5°.
2. Berdasarkan  hasil  pengukuran  antena mikrostrip triangular  patch  linier  array 3 elemen diperoleh nilai return loss sebesar - 36,191  dB,  VSWR  sebesar  1.086, gain sebesar  4,55  dB,  dan  pola  radiasi unidirectional dengan  HPBW  pengukuran sebesar 60°.
3. Hasil  pengujian  fungsi  antena  diperoleh bahwa  hingga  jarak  100  m  antena mikrostrip  menghasilkan  gambar  dengan kualitas  cukup  baik  dengan  nilai  PSNR sebesar 40 dB  – 50 dB.  Level  penerimaan level  sinyal  antena  mikrostrip  dengan posisi tangkapan kamera yang baik  berada pada sudut 15°.

## DAFTAR PUSTAKA
Adel  Bedair  Abdel-Mooty  Abdel-Rahman. 2005. Design  and  Development  of  High
Gain  Wideband  Microstrip  Antena  and
DGS Filters Using Numerical Experimantation  Approach .  Disertasi,
University Magdeburg.
Alaydrus,  Mudrik . 2011. Antena  Prinsip  dan Aplikasi. Jakarta: Graha Ilmu.
Balanis,  Constantine  A.  2016. Antenna Theory  Analysis  and  Design  (4 th Edition) .  Amerika  Serikat:  Wiley- Interscience.
Chang,K,  I,Bahl  &  V,Nair.  2002. RF  and Microwave  Circuitand  Component Design  for  Wireless  System .  Wiley: New York, Amerika Serikat. Darsono,  M.  2008. Perancangan  Antena Mikrostrip    Patch  Segitiga  Polarisasi Lingkaran  untuk  Aplikasi  Global
Positioning Service (GPS) pada Satelit Mikro Lapan- Tubsat . Jakarta: Fakultas  Teknik,  Universitas  Darma Persada.
Fischer,  Walter.  2008. Digital  Video  and Audio  Broadcasting  Technology  (3 rd Edition) .  Jakarta:  Fakultas  Teknik, Universitas Darma Persada. Garg, R. 2001. Microstrip Design Handbook . Norwood: Aretch House. Inc, MA.
Munir,  Rinaldi.  2004. Pengolahan  Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik . Informatika Bandung. Rahmadyanto, Heri. 2013. Rancang Bangun Antena  Mikrostrip  Slot  Triangular Array  8  Elemen  dengan  Pencatuan Mikrostrip  Feedline  Secara  Tidak Langsung  Untuk  Aplikasi  Wimax . Depok:  Fakultas  Teknik,  Universitas
Indonesia.
Santoso,  Nurhadi  B.  2013. Perekayasaan Sistem Antena: Kementrian Pendidikan  dan  Kebudayaan  Republik Indonesia . Jakarta.