## Desain dan Realisasi Antena Mikrostrip Patch Persegi Susunan Linier dengan Teknik Pencatuan Proximity Coupled pada Frekuensi 4,3 GHz untuk Radio Altimeter Pesawat
Design and Realization Linear Array Rectangular Patch Microstrip Antenna with Proximity Coupled Feeding for Airplane Radio Altimeter at Frequency of 4.3 GHz
Yahya Syukri Amrullah a, * , Arief Budi Santiko a ,
Bayu Heri Prabowo b , dan Yuyu Wahyu a
a Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Komp LIPI Gd 20, Jl Sangkuriang 21/54D, Bandung 40135, Indonesia
b Program Studi Teknik Telekomunikasi, Universitas Telkom. Jalan Telekomunikasi No. 1 Terusan Buah Batu, Bandung 40257, Indonesia

## Abstrak
Pada penelitian ini telah dilakukan perancangan,  simulasi, dan  realisasi antena mikrostrip array dengan catuan proximity coupling untuk  aplikasi  radio  altimeter.  Penentuan  nilai  dimensi  antena  dilakukan  dengan  menggunakan  rumus-rumus  antena mikrostrip.  Nilai-nilai  dimensi  yang  telah  diperoleh  kemudian  disimulasikan  dengan  simulator  elektromagnetik  untuk memperoleh performansi yang dihasilkan. Selain itu, proses simulasi juga digunakan untuk mengoptimasi desain antena. Antena yang dirancang mampu bekerja pada frekuensi 4,3 GHz, dengan return loss < -10 dB, VSWR < 2, bandwidth 100 MHz, gain ≥ 9,25  dBi,  pola  radiasi unidirectional ,  dan  polarisasi  linier.  Substrat  yang  digunakan  adalah  Rogers  RT5880  yang  memiliki permitivitas relatif sebesar 2,2 dan ketebalan sebesar 1.57 mm. Antena yang terealisasi bekerja pada frekuensi tengah 4,3 GHz yang  menghasilkan  VSWR  1,005,  polarisasi  elips, gain 13,46  dB,  pola  radiasi unidirectional ,  impedansi  50,113  -  j228,123 mOhm, return loss -51,890 dB, dan effective bandwidth 286 MHz (4,175-4,461 MHz).
Kata kunci : antena susunan linear , proximity coupled , radio altimeter

## Abstract
This research is aimed to design, simulate and realize a microstrip antenna array with a proximity coupling for the radio altimeter applications.  Determination of antenna dimension value was conducted by using miscrostrip antenna formulas. The obtained dimension values, then, were simulated by electromagnetic simulator software to get its performance. Furthermore, the simulation is also used to optimize the antenna design. The Antena was designed to work at frequency of 4.3 GHz, the return loss <-10 dB, VSWR <2, a bandwidth of 100 MHz, gain ≥ 9.25 dBi, with unidirectional radiation pattern and linear polarization. The substrate  used  was  Rogers RT5880 which  has relative permittivity of  2.2  and  thickness  of  1.57 mm.  The implemented  antena worked on center frequency of 4.3 GHz, VSWR of 1.005, eliptic polarization, gain of 13.46 dB, unidirectional radiaton pattern, impedance of 50.113 - j228.123 mOhm, return loss of -51.890 dB, and effective bandwidth of 286 MHz (4.175-4.461 MHz).
Keywords: linear array antena, proximity coupled, radio altimeter

## I. P ENDAHULUAN
Pengukuran  ketinggian  merupakan  salah  satu aktifitas  pengukuran  utama  dalam  dunia  penerbangan. Pengukuran  ketinggian  ini  dilakukan  untuk  mengukur ketinggian  pesawat  terbang,  UAV  dan  kendaraan terbang  lainnya.  Untuk  mengukur  ketinggian,  setiap kendaraan  terbang  dilengkapi  dengan  peralatan  yang dinamakan altimeter. Altimeter menggunakan gelombang  radio  [1]  yang  ditembakkan  ke  arah permukaan  bumi  kemudian  menerima  kembali
gelombang  pantulnya.  Dengan  membandingkan  waktu sinyal  yang  dipancarkan  dengan  waktu  sinyal  pantul yang  diterima,  maka  dapat  diperoleh  jeda  waktunya sehingga  ketinggian  kendaraan  terbang  dapat ditentukan.  Antena  pengirim  dan  penerima  pada perangkat ini biasanya dipisahkan [2]. Altimeter bekerja dalam  rentang  frekuensi  4,2  –  4,4  GHz  yang  berpusat pada  4,3  GHz[3].  Pada  frekuensi  ini,  sangat dimungkinkan untuk mendesain antena altimeter dengan tipe  mikrostrip patch yang  berukuran  kecil  dan low- profile. Paper-paper  yang  membahas  antena  mikrostrip [4], [5] sudah banyak beredar mulai tahun 1981. Dalam paper  lain  [6]  telah  didesain  antena  mikrostrip array dengan bentuk patch- nya lingkaran pada substrat duroid dan  dicatu  oleh  kabel  koaksial  50  Ohm.  Desain  ini masih  belum  menghasilkan  performa  yang  bagus  pada VSWR,  yaitu  masih  ≥  1,2.  Nilai  VSWR  tersebut
* Corresponding Author . Email: yahya.syukri@gmail.com Received: November24, 2016; Revised: December 8, 2016 Accepted: December 8,2016 Published: December 20, 2016  2016 PPET - LIPI
doi: 10.14203/jet.v16.33-39
mengindikasikan  bahwa  energi  pada  antena  tidak teradiasikan  dengan  sempurna,  sejumlah  energi dipantulkan  balik  ke  sisi  sumber.  Dalam  paper berikutnya [7] telah didesain antena mikrostrip array 80 patch yang beroperasi pada frekuensi 1,26 GHz dengan bandwidth sebesar  20  MHz.  Selain  itu, gain yang dihasilkan sangat besar, yakni 21,5 dB, dan beamwidth - nya  sebesar  106  derajat.  Meskipun  memiliki gain dan beamwidth yang  memadai  tetapi  dimensi  antena array ini mencapai 1,2 m × 1 m. Ukuran dimensi yang sangat besar  ini  hanya  cocok  diaplikasikan  pada  altimeter pesawat  terbang  yang  berukuran  besar,  jika diaplikasikan pada altimeter UAV yang berukuran kecil. Dalam  paper  yang  lebih  baru  [8]  telah  dikembangkan sebuah antena yang kompak menggunakan dua substrat. Pada  antena  ini  kedua  substrat  tersebut  disusun bertumpuk  sehingga  antena  yang  dihasilkan  semakin tebal,  pabrikasinya  lebih  sulit  dan  membutuhkan  lebih banyak  biaya.  Dalam  paper  yang  lebih  mutakhir  [9] telah dikembangkan antena patch konformal untuk radar altimeter  yang  pemasangannya  diletakkan  di  bawah pesawat  antariksa.  Antena  ini  memberikan return loss sebesar 14,85 dB pada frekuensi 4,3 GHz dan gain yang sangat  rendah  yaitu  sekitar  1,362  dB  di  mana  dengan performa  seperti  ini  tidak  mencukupi  kebutuhan altimeter.
Penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  merancang  dan merealisasikan  antena  mikrostrip  untuk  aplikasi  radio altimeter.
Antena
mikrostrip dipilih karena kelebihannya  yaitu  memiliki  masa  yang  ringan  dan mudah  untuk  dipabrikasi.  Meskipun  demikian,  antena mikrostrip memiliki kelemahan yang terletak pada lebar bandwidth yang sempit dan nilai gain yang rendah [2], [10].  Tipe  antena  yang  didesain  adalah  antena mikrostrip dengan patch berbentuk persegi yang disusun secara linear dengan pencatuan menggunakan proximity coupling .  Perancangan  antena  dilakukan  dengan menggunakan simulator antena.
II. P
ERANCANGAN , S IMULASI , DAN R EALISASI
A NTENA
Bagian    ini  menerangkan  tiga  tahapan  penelitian, yaitu perancangan, simulasi dan realisasi antena. Tahap perancangan  dilakukan  untuk  menentukan  spesifikasi antena  yang  meliputi  penentuan  bentuk,  dimensi, frekuensi  kerja, bandwidth ,  pola  radiasi, gain dan polarisasi  yang  dibutuhkan  radio  altimeter.  Tahap simulasi  untuk  mengetahui  nilai  parameter-parameter antena  dari  hasil  tahap  perancangan.  Pada  tahap simulasi juga dilakukan optimasi desain antena. Setelah diperoleh  desain  antena  yang  optimum,  kemudian merealisasikan  desain  antena  menjadi  antena  yang sesungguhnya.

## A. Perancangan
Beberapa  parameter  antena  untuk  keperluan altimeter  yang  harus  dipenuhi  adalah  seperti  dalam Tabel 1.
Bahan  yang  digunakan  ada  dua  macam,  yaitu tembaga  dan  Roger  Duroid  5880.  Tembaga  digunakan untuk patch dan groundplane. Sedangkan roger duroid
5880  digunakan  sebagai  substrat  antara patch dan groundplane. Spesifikasi  kedua  bahan  tersebut  dapat dilihat pada Tabel 2.
T ABEL 1

## P ARAMETER -P ARAMAETER A NTENA DAN N ILAINYA
Parameter Antena Nilai Model antena Mikrostrip linear array 1 × 4 Model patch Kotak Frekuensi kerja 4,25-4,35 GHz VSWR ≤ 2 Pola radiasi Unidirectional Polarisasi Linear Gain ≥ 10 dB Impedansi 50 Ohm unbalance Bandwidth 100 MHz
T ABEL 2

## S PESIFIKASI M ATERIAL A NTENA
Material Spesikasi Permitivitas relatif ( ε r ) Ketebalan Rugi tangensial Tembaga 1 0,035 mm - Roger duroid 5880  2,2 1,57 mm 0,0009

## B. Simulasi
Setelah  mengetahui  hasil  perhitungan  dimensi antena,  dilakukan  simulasi  menggunakan  perangkat lunak untuk mendapatkan dimensi optimal suatu antena. Jika  hasil  desain  dari  perhitungan  awal  belum  sesuai spesifikasi  maka dilakukan optimasi dengan  mengubah bentuk  dan  parameter  antena.  Optimasi  dilakukan sampai  mendapatkan  dimensi  antena  yang  optimum sesuai spesifikasi yang diharapkan. Sebelum merancang antena array 4  elemen  mikrostrip  terlebih  dulu merancang  antena single patch dan  dioptimasi, kemudian  dikembangkan  menjadi  2  elemen  mikrostrip dan  dioptimasi,  selanjutnya  dirancang  antena array 4 elemen. Proses ini dilakukan agar mempermudah dalam optimasi antena 4 elemen.

## 1) Simulasi Antena Satu-Elemen
Berdasarkan  spesifikasi  material  dan  nilai parameter-parameter antena yang telah ditetapkan pada Tabel 1 dan Tabel 2, dan dengan  menggunakan rumus desain  antena  mikrostrip  maka  diperoleh  desain  awal seperti dalam Tabel 3 berikut.

## T ABEL 3 D IMENSI A WAL A NTENA
Dimensi Antena Simbol Nilai Lebar patch Lp 27,578 mm Panjang patch Pp 22,645 mm Lebar groundplane L 36,998 mm Panjang groundplane P 32,065 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm Ls 50 4,900 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm  Ps 50 8,705 mm
Desain dan Realisasi Antena Mikrostrip Patch Persegi Susunan Linier dengan Teknik Pencatuan Proximity Coupled pada Frekuensi 4,3 GHz untuk Radio Altimeter Pesawat • 35
Gambar 1. Desain Antena Satu Elemen.
Gambar 1 merupakan desain simulasi dari dimensi antena  pada  Tabel  3.  Dari  hasil  simulasi  diperoleh hanya  nilai  VSWR  yang  belum  memenuhi  kebutuhan, yaitu masih sebesar 4,7.
Agar memenuhi performa yang diinginkan, dimensi antena  perlu  dioptimasi  yaitu  dengan  cara  merubah nilai-nilainya.  Dimensi  antena  satu-elemen  yang  telah dioptimasi adalah seperti yang terlihat pada Tabel 4.
T ABEL 4 D IMENSI A NTENA S ATU -E LEMEN T EROPTIMASI
Dimensi Antena Nilai Lebar patch 19,85 mm Panjang patch 19,85 mm Lebar groundplane 32,06572 mm Panjang groundplane 32,06572 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm 4,39 mm

## Panjang saluran transmisi 50 Ohm  16 mm
Dari  optimasi  ini  diperoleh  nilai  VSWR  pada frekuensi  4,3  GHz  telah  memenuhi  standar  desain antena yaitu sebesar 1,0984904.

## 2) Simulasi Antena Dua-Elemen
Satu  modul  antena  terdiri  dari  dua patch antena yang  dipisahkan  jarak  sejauh    λ/2.    Pada  simulasi  ini menggunakan  catuan  paralel  agar  tiap  elemen mendapatkan  daya  yang  sama.  Simulasi  antena  dua- elemen  ini  menggunakan  dimensi  antena  satu  elemen yang  sudah  dioptimasi.  Setelah  disimulasikan menggunakan  parameter  tersebut,  ternyata  parameter antena  yang  diharapkan  belum  memenuhi  spesifikasi. Nilai VSWR yang dihasilkan masih jauh dari batas yang diinginkan.  Untuk  itu  perlu  dilakukan  optimasi  lagi. Dimensi  antena  dua-elemen  yang  telah  dioptimasi adalah sebagaimana pada Tabel 5.
Berdasarkan  simulasi  antena  dua-elemen  yang dimensinya  telah  dioptimasi  diperoleh  hasil  bahwa antena  bekerja  pada  frekuensi  4,3  GHz  dengan  nilai return loss -48,82055  dB.  Nilai  VSWR  1,0072, bandwidth diperoleh  sebesar  305,9  MHz  pada  rentang frekuensi 4,1074 GHz sampai dengan 4,4133 GHz, serta gain antena hasil simulasi sebesar 10,42 dB. Perubahan parameter-parameter seperti lebar saluran transmisi dari 100 Ohm, menjadi 50 Ohm, lebar patch , panjang patch
dan jarak antar elemen mengakibatkan perubahan yang membuat antena memenuhi spesifikasi.
T ABEL 5
D IMENSI A NTENA D UA -E LEMEN T EROPTIMASI Dimensi Antena Nilai Lebar patch 20,059 mm Panjang patch 20,059 mm Lebar groundplane 58 mm Panjang groundplane 30 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm 12,45 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm 13,52 mm Lebar saluran transmisi 100 Ohm 3 mm Panjang saluran transmisi 100 Ohm  12,3 mm
Hasil  dari  simulasi  antena  susunan  dua-elemen  ini sudah  memenuhi  spesifikasi.  Namun  satu  parameter yaitu gain mengalami  kenaikan  yang  berarti.  Hal  ini menjadi  pertimbangan  saat  realisasi  antena.  Apabila gain antena  realisasi  jauh  lebih  kecil  dari gain antena saat simulasi maka antena tidak dapat digunakan karena gainnya di  bawah  spesifikasi  yang  diharapkan.  Oleh karena  itu  dilakukan  percobaan  untuk  analisis  antena susunan 4 elemen untuk mendapatkan performansi yang lebih tinggi sehingga saat realisasi nanti apabila terjadi penurunan  performansi,  antena  ini  tetap  masih  dapat digunakan.
3) Simulasi Antena  Susunan Empat-Elemen Teknik Pencatuan Stripline
Satu  modul  antena  yang  terdiri  dari  empat  elemen dengan  menggunakan  teknik  pencatuan microstrip line parallel yaitu  membagi  saluran  transmisi  menjadi  100 ohm,  70,71  ohm  dan  50 ohm   dan  mencatu  langsung saluran  transmisi  dengan patch tanpa  adanya  substrat tambahan diharapkan memberikan hasil yang jauh lebih tinggi  dari  spesifikasi.  Desain  dan  ukuran  antena susunan empat-elemen dengan pencatuan stripline yang sudah dioptimasi ditunjukkan Gambar 2 berikut.
G AMBAR 2. D ESAIN A NTENA S USUNAN E MPAT -E LEMEN P ENCATUAN S TRIPLINE .
Nilai  parameter-parameter  antena  dari  simulasi desain antena di atas telah terpenuhi, kecuali bandwidth . Bandwidth yang  dihasilkan  sebesar  44  MHz  dengan rentang  frekuensi  4,279-4,323  GHz.  Ini  menunjukkan masih  kurangya bandwidth mengakibatkan  perlunya teknik lain untuk memenuhi bandwidth tersebut.
4) Simulasi Antena Susunan Empat-Elemen Teknik Pencatuan Parallel Proximity Coupled
Gambar 3 merupakan desain antena susunan empat- elemen  teknik  pencatuan proximity couped yang  telah dioptimasi .
Ls 70 Ls 50 Lp Pp Ls 100 Ps 50 Ps 70 L P j Ps 100
(a)
(b) Gambar 3. Desain Antena Susunan Empat-Elemen Pencatuan Parallel
Proximity Coupled (a) Empat-Elemen Patch (b) Pencatuan Parallel Proximity Coupled
T ABEL 6 D IMENSI A NTENA E MPAT -E LEMEN P ENCATUAN S TRIPLINE T EROPTIMASI
Dimensi Antena Simbol Nilai Lebar patch Lp 22,91 mm Panjang patch Pp 22,91 mm Jarak antar elemen j 40,49 mm Lebar groundplane L 231,8 mm Panjang groundplane P 60 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm Ls 50 11,45 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm Ps 50 8,5 mm Lebar saluran transmisi 70,71 Ohm Ls 70 2,3 mm Panjang saluran transmisi 70,71 Ohm  Ps 70 13,52 mm Lebar saluran transmisi 100 Ohm Ls 100 1,23 mm Panjang saluran transmisi 100 Ohm Ps 100 12,872 mm T ABEL 7
D IMENSI A NTENA E MPAT -E LEMEN P ENCATUAN P ARALLEL P ROXIMITY C OUPLED Dimensi Antena Simbol Nilai Lebar patch Lp 19,85 mm Panjang patch Pp 19,85 mm Jarak antar elemen j 43,55 mm Lebar groundplane L 231,8 mm Panjang groundplane P 60 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm Ls 50 11,45 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm Ps 50 8,5 mm Lebar saluran transmisi 70,71 Ohm Ls 70 2,3 mm Panjang saluran transmisi 70,71 Ohm  Ps 70 13,52 mm Lebar saluran transmisi 100 Ohm Ls 100 1,23 mm Panjang saluran transmisi 100 Ohm Ps 100 12,872 mm
Nilai VSWR di frekuensi 4,3 GHz ≤ 2. Bandwidth- nya sebesar 208,9 MHz pada rentang  4,1693 - 4,3782 GHz. Return loss -nya sebesar -47,0349 dB. Pola radiasi yang  dihasilkan  adalah unidirectional dengan gain sebesar 13,16 dB. Dari hasil gain yang dihasilkan sudah memenuhi spesifikasi yaitu gain harus ≥ 10 dB. Antena
ini    memiliki  polarisasi  linier,  namun bandwidth yang tersedia sebesar 208,9 MHz bukan untuk alokasi rentang frekuensi  yang  ditentukan  yaitu  4,2-4,4  GHz  sehingga belum memenuhi spesifikasi maka dilakukan percobaan teknik lain untuk mencapai hasil yang jauh lebih tinggi dan juga tepat.
5) Simulasi Antena Susunan Empat-Elemen Proximity
Coupled dengan Teknik Matching Impedance
Teknik matching impedance digunakan  untuk mengurangi  refleksi  pada  ujung  saluran  beban.Untuk mendapatkan  impedansi  yang match dapat  dilakukan dengan  cara  menambahkan  transformator  λ  /4.Struktur antena  ini  sama  dengan  Gambar  3.  Karena  ada penyesuaian  impedansi  pada  pencatuan  50 O hm  maka semua stripline 50  Ohm  dioptimasi.  Desain  antena susunan empat-elemen proximity coupled dengan teknik matching impedance yang  telah  dioptimasi  adalah seperti pada Tabel 8 berikut.
T ABEL 8 D IMENSI A NTENA E MPAT -E LEMEN P ENCATUAN P P ROXIMITY C OUPLED Dimensi Antena Nilai Lebar patch 20,38 mm Panjang patch 20,24 mm Jarak antar elemen 23,3586 mm Tebal substrat 1,57 mm Lebar groundplane 180 mm Panjang groundplane 70 mm Lebar saluran transmisi 50 Ohm (1)(2)  7,265 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm (1) 8,949 mm Panjang saluran transmisi 50 Ohm (2) 17,41 mm Lebar saluran transmisi 70,71 Ohm 3,73 mm Panjang saluran transmisi 70,71 Ohm 8,825 mm Lebar saluran transmisi 100 Ohm 2,122 mm Panjang saluran transmisi 100 Ohm 11,3568 mm
L P Lp Pp j Ls 50 Ps 50 Ls 100 Ps 100 Ls 70 Ps 70
Desain dan Realisasi Antena Mikrostrip Patch Persegi Susunan Linier dengan Teknik Pencatuan Proximity Coupled pada Frekuensi 4,3 GHz untuk Radio Altimeter Pesawat • 37
Gambar 5. Hasil Simulasi Polarisasi AntenaSusunan Empat-Elemen
Proximity Coupled dengan Teknik Matching Impedance. Nilai VSWR di frekuensi 4,3 GHz sebesar 1,0002. Bandwidth-nya sebesar  348,1  MHz  pada  rentang 4,1314  GHz  –  4,4795  GHz. Return loss -nya  pada  4,3 GHz  sebesar  -79,78    dB.  Pola  radiasi  yang  dihasilkan adalah unidirectional dengan gain sebesar  13,17  dB. Dari  hasil gain yang  dihasilkan  sudah  memenuhi spesifikasi  yaitu gain harus  ≥  10  dB.  Antena  ini memiliki polarisasi linier. Dengan teknik pencatuan ini diperoleh  performansi  antena  susunan  empat-elemen yang  memenuhi kriteria desain. Oleh  karena  itu desain antena ini yang akan direalisasikan.

## C. Realisasi
Realisasi  desain  antena  empat-elemen proximity coupled dengan  teknik impedance matching dilakukan menggunakan  teknologi thick film secara screen printing dan  dibakar  dengan  suhu  850°  C.  Gambar  6 adalah hasil dari realisasi antena tersebut.
(a) (b)
Gambar 6. Realisasi Antena Susunan Empat-Elemen Proximity Coupled dengan Teknik Matching Impedance.
(a) Lapis 1 dan (b) Lapis 2.

## III. P ENGUKURAN DAN A NALISIS
Pengukuran  dan  analisis  bertujuan  untuk membandingkan  antara  performansi  antena  hasil simulasi  dengan  performansi  antena  realisasi.  Dengan melakukan  pengukuran  antena  diharapkan  akan diketahui  penyebab  penyimpangan  karakteristik  antena akibat  proses  pabrikasi  antena  yang  telah  dirancang terhadap  hasil  simulasi  sebelumnya.  Pengukuran parameter-parameter  dilakukan  di  Pusat  Penelitian Elektronika  dan  Telekomunikasi  (PPET)  –  Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bandung.

## A. Pengukuran
Pengukuran  antena  dilakukan  untuk  memperoleh nilai  parameter-parameter  antena,  seperti  VSWR, bandwidth , return  loss ,  impedansi, gain ,  pola  radiasi dan polarisasi. Hasil pengukuran ditunjukkan oleh Tabel 9, Gambar 7 dan 8 berikut.
Gambar 7. Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena yang Terealiasi.
Gambar 8. Hasil Pengukuran Polarisasi Antena yang Terealiasi.
T ABEL 9
H ASIL P ENGUKURAN A NTENA Parameter Antena Nilai VSWR 1,005 Bandwidth 286 MHz (4,175-4,461 GHz) Returnloss -51 dB Impedansi 50,113 - j228,123mOhm Gain 13,46 dBi Pola radiasi Unidirektional Polarisasi Elips

## B. Analisis
Untuk  mempermudah  analisis  hasil  pengukuran dengan hasil simulasi, data-data parameter antena hasil pengukuran dan hasil simulasi disajikan dalam Tabel 10 berikut.
T ABEL 10 P ERBANDINGAN H ASIL S IMULASI DAN
H ASIL P ENGUKURAN A NTENA Parameter Antena Hasil Pengukuran Hasil Simulasi Spesifikasi Kebutuhan VSWR 1,005 1,0002 ≤ 2 Return loss -51,890 dB -79,788 < -10 dB Gain 13,46 dB 13,17 dB > 10 dB Impedansi 50,113- J228,123mOh m 50,00- J0,01Ohm 50 Ohm Bandwidth Antena 286 MHz (4,175- 4,461)MHz 348,1 MHz (4,131- 4,479) MHz 200 MHz (4,200-4,400) MHz Pola radiasi  Unidireksional  Unidireksional  Unidireksional Polarisasi Elips Linear Linear
Berdasarkan  Tabel  10  terjadi  penurunan  nilai parameter pada saat pengukuran, hal ini disebabkan oleh pabrikasi  dari  antena  yang  kurang  presisi  dikarenakan sulitnya  dalam  pabrikasi  tersebut  karena  sangat membutuhkan  ketelitian  yang  tinggi  mengingat pabrikasi  masih  dilakukan  secara  manual  oleh  tangan manusia  mengakibatkan  bergesernya  dimensi  dari antena  tersebut.   N amun  hasil  pengukuran  masih mendapatkan nilai VSWR 1,005, returnloss -51,890 dB. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  gelombang  yang dipantulkan  kembali  ke  arah  generator  bernilai  kecil. Hal  ini  bisa  berhubungan  dengan  nilai  impedansi masukan  dari  antena  yang  juga  relatif  sesuai  dengan saluran transmisi.
Hasil  dari  pengukuran  menunjukkan  impedansi saluran  transmisi  pada  rentang  frekuensi  4,3  GHz memiliki  nilai  mendekati  nilai  50  Ohm.  Hal  ini mengakibatkan  antena  berada  dalam  kondisi matching yaitu  kondisi  di  mana  gelombang  yang  diteruskan melalui  saluran  transmisi  menuju  antena  dapat diteruskan  nyaris  seluruhnya,  hampir  tidak  ada gelombang yang dipantulkan kembali.
Hasil pengukuran bandwidth yang didapatkan juga mengalami  penurunan.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  faktor antena  hasil  realisasi  yang  kurang  ideal  akibat  kurang teliti  dalam  realisasi.Namun  demikian  dari  hasil pengukuran,    nilai bandwidth yang  didappat,  masih melebihi dari spesifikasi yang ditentukan.
Dari  Tabel  10  dapat  dilihat  bahwa gain yang dihasilkan  pada  simulasi  memiliki  perbedaan  dengan gain yang  dihasilkan  dari  pengukuran  antena  yang terealisasi.  Hal  ini  dapat  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor, yaitu:
1.  Kondisi antena referensi yang kurang ideal 2.  Kondisi pengukuran yang kurang ideal
3.  Kesalahan  pembacaan  level  daya  yang  sangat mungkin  terjadi  akibat  fluktuasi  daya  terima  yang terukur  di spectrum analyzer .  Namun  untuk  hasil pengukuran gain pada antena ini masih cukup bagus di mana masih melebihi dari spesifikasi yang ditentukan.
Dari  hasil  yang  diperoleh  terlihat  perbedaan  pola radiasi  antara  hasil  pengukuran  dan  simulasi.  Terdapat beberapa  faktor yang menyebabkan  adanya penyimpangan  hasil  pengukuran  dibandingkan  hasil simulasi, antara lain:
1. Perangkat  untuk  pengukuran  yang  masih manual  seperti  pengarahan  sudut,  sehingga pada  saat  pengarahan  terdapat  kemungkinan kesalahan  sudut  karena  pengarahannya  yang masih kurang tepat.
2. Kesalahan  pembacaan  level  daya  yang mungkin  terjadi  akibat  fluktuasi  daya  terima yang terukur pada spectrum analyzer .
3. Terjadi  ketidakstabilan  jarak  saat  pengukuran, sehingga daya yang diterima tidak akurat.
4. Adanya gelombang dari luar sistem yang dapat mengganggu pola pancar dari antena
Namun  dengan  melihat  hasil  simulasi  dan pengukuran  menunjukkan  bahwa  kedua  hasil  tersebut jenis  pola  radiasi unidirectional karena  daya  terbesar mengarah  pada  salah  satu  sudut.  Dengan  demikian  hal ini  sesuai  dengan  spesifikasi  awal  antena  yang diinginkan, yang mempunyai pola radiasi unidirectional . Untuk  melakukan  verifikasi  antena  dengan polarisasi linear harus dilakukan pengukuran nilai axial ratio .  Berdasarkan  Gambar  8,  hasil  pengukuran menunjukkan  level  penerima  sinyal  maximum  berada pada sudut 0° dengan nilai -33,14 dBm, sedangkan level penerima  sinyal  minimum  berada  pada  sudut  270° dengan  nilai  -52,96  dBm.  Jadi, axial ratio-nya adalah sebesar  7,48  dB.  Berdasarkan  pada  nilai axial ratio tersebut,  dapat  dikatakan  bahwa  antena  berpolarisasi elips karena nilai axial ratio adalah 1 < AR < ∞. Hasil pengukuran  menunjukkan  polarisasi  elips  disebabkan faktor  lingkungan  pengukuran  di  mana  masih banyaknya  interferensi  dari  gelombang  lain  dan pantulan-pantulan  yang  terjadi  disebabkan anechoic chamber yang  tidak  sempurna  dan  juga  alat-alat pengukuran  yang  digunakan  masih  digerakkan  oleh manusia.
Berdasarkan  pembahasan  di  atas,    jika dibandingkan  dengan  hasil  simulasi  yang  telah dilakukan,  hasil  pengukuran  pada  antena  yang terealisasi  tidak  jauh  berbeda  dan  masih  memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan.

## K ESIMPULAN
Antena  mikrostrip patch persegi  susunan  linear dengan matching impedance pada  pencatuan proximity
Desain dan Realisasi Antena Mikrostrip Patch Persegi Susunan Linier dengan Teknik Pencatuan Proximity Coupled pada Frekuensi 4,3 GHz untuk Radio Altimeter Pesawat • 39
coupled telah  didesain  dan  diimplementasikan.  Antena yang terealisasi bekerja pada frekuensi tengah 4,3 GHz yang menghasilkan VSWR 1,005, polarisasi elips, gain 13,46  dB,  dan  pola  radiasi unidirectional ,  impedansi 50,113  -  j228,123  mOhm, return  loss -51,890  dB, effective bandwidth 286  MHz  (4,175-4,461  MHz). Dengan  performansi  tersebut,  antena  ini  lebih  unggul dari antena lainya  yang telah dibuat sebelumnya  untuk aplikasi  yang  sama,  yaitu  radio  altimeter  pesawat. Meskipun  begitu,  perbaikan  antena  ini  masih dibutuhkan  agar  diperoleh  polarisasi  yang  semakin mendekati linear.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada PPET LIPI  yang  telah  mendanai  dan  memfasilitasi  penelitian ini.
D AFTAR P USTAKA
[1] M.  I.  Skolnik, Radar handbook  2 nd ed. ,  Tata  McGRAW  Hill, 1990.
[2] S.  G.  E.  Lestari,  H.  Wijanto,  Y.  Wahyu,  “Perancangan  dan realisasi  antena  mikrostrip  bentuk  e  modifikasi  dengan  elemen
parasit  untuk  radio  altimeter  pada  frekuensi  4.2  –  4.4  Ghz,” Skripsi , Tekom University, 2015.
[3] THFS  and  NAR.  (2016), Radio  altimeter .  National  Astronomy and  Ionosphere  Center  (Arecibo  Observatory).  n.d.  [Online]. Available:www.naic.edu/~phil/rfi/NAR_Radio_Altimeter.pdf
[4] J.-S. Kuo and K.-L. Wong, “A compact microstrip antenna with meandering slots in the ground plane,” Microwave and Optical Technology Letters , vol. 29, no. 2, pp. 95–97, 2001.
[5] J.-S. Kuo and K.-L.Wong, “Dual-frequency operation of a planar inverted-L  antenna  with  tapered  patch  width,” Microwave and Optical Technology Letters , vol. 28, no. 2, pp. 126–127, 2001.
[6] A.  Keshtkar,  A  Keshtkar,  and  A.  R.  Dastkhosh,  ”Circular microstrip  patch  array  antenna  for  c-band  altimeter  system,” International Journal of Antennas and Propagation Volume 2008, Jan 2008.
[7] R. F. Rincon, , M. A. Vega, . Buenfil, and A. Geist,” NASA’s l- band  digital  beamforming  synthetic  aperture  radar,” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing ,  vol.  49,  no. 10, pp. 3622-3628, October 2011.
[8] A. Chen, X. Ying , K. Ding “ A novel compact antenna of radio altimeters  based  on  bi-layer  substrate  technology,” IEEE conference, Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications (MAPE) ,  pp.  402- 405, Oct 2013.
[9] J.  Porrazzo,  C.  White,  “Conformal  patch  antenna  for  radar altimeter  applications,” Journal of Modeling and Simulation of Antennas and Propagation , vol. 1, no. 1, pp. 9-12, Jan. 2015.
[10] R  Garg,  P  Bhartia,  I  Bahl,  A  Ittipiboon. Microstrip  Antena Design Handbook .  London:  Artech  House,  2001.