DESAIN, SIMULASI DAN IMPLEMENTASI ANTENA ULTRA WIDEBAND UNTUK APLIKASI GROUND PENETRATING RADAR

Undergraduate Theses from JBPTITBPP / 2014-08-22 15:11:40
Oleh : ANGGITA HAPSARI GRISATYA (NIM : 13206034); Dosen Pembimbing I : Ir. Endon Bharata, MT; Dosen Pembimbing II : Ir. Dr. Joko Suryana, S1 - Department of Electrical Engineering
Dibuat : 2010, dengan 7 file

Keyword : GPR, ultra wide-band, spiral Archimedean, microstrip tapered balun

Dalam aplikasinya, Ground Penetrating Radar (GPR) membutuhkan perangkat antena yang digunakan untuk mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik yang akan diradiasikan kedalam tanah dalam rangka mendeteksi benda didalamnya. Akan tetapi selalu ada trade-off antara resolusi pencitraan dengan kedalaman penetrasi GPR. Karena itu jenis antena sebaiknya disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi. Antena dengan bandwidth yang lebar akan menghasilkan resolusi pencitraan yang baik namun memiliki jangkauan penetrasi yang pendek dan demikian sebaliknya.

             Dalam tugas akhir ini dilakukan penelitian untuk memdesain sebuah antena ultra wide-band dengan rentang frekuensi 1-5 GHz. Desain antena yang diusulkan adalah antena spiral Archimedean. Pemilihan jenis antena tersebut didasari oleh karakteristik yang ditawarkan struktur tersebut yakni, bandwidth yang lebar dan impedansi antena yang konstan. Modifikasi yang dilakukan dalam melakukan desain adalah pemasangan reflektor dan menambahan elemen absorber.

             Penelitian ini juga meliputi desain balun yang digunakan sebagai pencatu antena. Balun tersebut harus dapat berperan ganda yakni selain sebagai transformator sistem balans ke unbalans juga sebagai rangkaian penyesuai impedansi (RPI). RPI dibutuhkan karena impedansi antena yang dipengaruhi medium rambat tidak sama dengan impedansi koaksial sebagai saluran transmisi. Desain balun yang yang diusulkan adalah microstrip tapered balun.

             Tahap desain, baik untuk antena maupun balun, dilakukan dengan menggunakan software 3D. Simulasi dilakukan dengan mengubah beberapa parameter dengan tujuan menghasilkan desain yang optimum. Pada tahap selanjutnya antena direalisasi pada PCB berukuran 75mmx75mm dengan substrat Diclad 527 dari Arlon yang memiliki permitivitas 2,5 dan tebal 1,6mm. Adapun pengukuran karakteristik antena yang dilakukan meliputi return loss, VSWR, dan level ringing. Dari hasil pengukuran, antena yang didesain bekerja pada VSWR < 2 dan menghasilkan level ringing < -22dB untuk pulsa eksitasi 1ns.