Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Spektrum frekuensi Terahertz (THz) dari 0,1 THz hingga 30 THz merupakan wilayah peralihan dari teknologi radio-elektronik menuju fotonik. Pada frekuensi di sekitar 1 THz, getaran antar molekul pada beberapa molekul kimia membentuk karakteristik unik yang dikenal sebagai “fingerprints” THz. Fitur unik ini telah mendorong ketertarikan para peneliti untuk mengembangkan beragam aplikasi seperti komunikasi nirkabel, pengujian yang tidak merusak, inspeksi air dan makanan, deteksi penyakit kanker, dan penginderaan jarak jauh untuk prakiraan cuaca. Namun demikian, dikarenakan terbatasnya ketersediaan perangkat detektor dengan sensitivitas tinggi, dibutuhkan penelitian mengenai peningkatan kinerja perangkat detektor THz. Detektor berbasis thermal memiliki keunggulan pada ketergantungan yang rendah terhadap panjang gelombang, berbiaya rendah, dan kemampuan untuk beroperasi pada suhu ruangan. Bolometer adalah salah satu jenis detektor berbasis thermal dimana radiasi gelombang elektromagnetik menyebabkan perubahan suhu dan nilai resistansi pada material penyusunnya. Sebuah desain baru mikrobolometer terkopel antena THz yang terdiri dari antena berbahan emas dan heater/thermistor berbahan titanium dengan struktur menggantung di atas rongga udara pada substrat silikon dioksida telah dipelajari. Pada penelitian ini, peningkatan performa lanjut pada mikrobolometer terkopel antena telah berhasil dilakukan melalui peningkatan resistansi elektrik pada struktur heater. Optimalisasi aliran daya antara antena dan heater dilakukan melalui rancangan antena dipol terlipat (folded dipole antenna/FDA) dengan impedansi masukan yang tinggi. Dari hasil studi parametrik melalui simulasi elektromagnetik terhadap parameter geometris FDA didapatkan desain antena yang optimal dengan jumlah lengan antena sebanyak 3, lebar antena 1 μm, dan jarak antar lengan sebesar 4 μm. Desain tersebut memiliki keunggulan pada impedansi masukan yang tinggi dan efisiensi penyerapan yang optimal di frekuensi 1 THz. Selanjutnya, mikrobolometer terkopel antenna difabrikasi menggunakan teknik electron beam lithography (EBL) di atas substrat silikon dioksida. Hasil karakterisasi secara elektrik dengan sumber arus DC menunjukkan peningkatan kinerja responsivitas dan NEP dengan faktor 2,5 kali sebagai efek peningkatan resistansi heater dari 92 Ω ke 16 kΩ. Hasil karakterisasi secara optik dengan sumber gelombang elektromagnetik 1 THz menunjukkan mikrobolometer terkopel FDA dengan resistansi heater 586 Ω dapat meningkatkan responsivitas dan menekan NEP dengan faktor 1,6 kali dibandingkan dengan mikrobolometer terkopel antena dipol setengah panjang gelombang dengan resistansi heater 92 Ω. Hasil pengukuran optik juga menunjukkan aliran daya efektif dapat dihasilkan dari kesesuaian impedansi antara antena dan heater. Lebih lanjut, analisis terhadap parameter thermal dilakukan melalui pemodelan dengan rangkaian thermal pada struktur mikrobolometer terdiri dari kontribusi heater, antenna, dan bagian lain dari mikrobolometer seperti lapisan SiO2 dan thermistor. Model yang diusulkan dapat menghasilkan nilai resistansi thermal, responsivitas, dan NEP yang mendekati dengan hasil pengukuran elektrik, dan juga dapat secara kualitatif menunjukkan pengaruh kesesuaian impedansi terhadap responsivitas dan NEP optik pada resistansi heater yang berbeda-beda di kedua tipe antena yang diteliti. Dari hasil simulasi, fabrikasi, pengukuran, dan analisis berbasis thermal yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kombinasi antara struktur bolometer dengan resistansi heater yang tinggi dan antena dengan impedansi tinggi dapat mengoptimalkan aliran daya dari antena menuju heater dan meningkatkan kinerja responsivitas dan NEP pada bolometer terkopel antena. Detektor THz yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki kelebihan pada responsivitas maksimum sebesar 881 V/W yang lebih tinggi dibandingkan dengan detektor lain dengan material berbasis logam untuk sebuah elemen tunggal. Kinerja NEP terendah didapatkan sebesar 39 pW/Hz1/2 dan dapat ditekan lebih rendah melalui perbaikan kondisi rugi-rugi di lingkungan pengukuran untuk perbaikan kinerja di masa mendatang. Dari nilai responsivitas dan NEP tersebut, detektor THz yang diusulkan memiliki prospek untuk diterapkan pada aplikasi pencitraan pasif seperti deteksi benda tersembunyi untuk sistem keamanan, maupun aplikasi pencitraan biomedis seperti sistem pendeteksi kanker.

---

Terahertz (THz) frequency spectrum from 0.1 THz to 30 THz is the transition region from the radio-electronics to photonics. In the frequency range around 1 THz, the intermolecular vibration of prevalent molecules and chemicals formed a unique absorption characteristics known as the THz fingerprints. This distinctive feature has aroused great interest among many scientists to develop numerous THz applications such as the next generation high-speed wireless communication, non-destructive testing, food and water inspection, cancer detection, and remote sensing for weather forecast. However, the lack of available high-sensitivity detectors have triggered the research on performance improvement of THz detectors. Among several types of THz detector, thermal based detector is favorable due to the small wavelength dependency, low cost, and room-temperature operation. Bolometer is a kind of thermal detectors where the absorbed electomagnetic radiation causes a change in the temperature and resistance of the material. A novel THz antenna-coupled microbolometer comprising of gold antenna and titanium heater/thermistor suspended above air cavity on silicon dioxide substrate has been studied. In this study, a further enhancement in the antenna-coupled microbolometer has been successfully attempted by enhancement of heater resistance. The power transfer between antenna to the heater is optimized by introducing the folded-dipole antenna (FDA) with a high-impedance characteristics. From the parametric study results of the FDA geometries, an optimum design is proposed with number of arms of 3, antena width of 1 μm, and arm spacing of 4 μm. The proposed design has the advantage of high input impedance and optimum absorption efficiency at the frequency of 1 THz. Furthermore, the proposed FDA-coupled microbolometer design is fabricated by the electron beam lithography (EBL) technique. From the electrical characterization results using DC current, the responsivity and NEP can be enhanced by a factor of 2.5 as a result of heater resistance increase from 92 Ω to 16 kΩ. From the optical characterization results using 1 THz radiation, the FDA-coupled microbolometer with 586 Ω heater resistance could improve the responsivity and reduce the NEP by the factor of 1.6 compared to the halfwave dipole antenna-coupled microbolometer with 92 Ω heater resistance. The optical characterization results also reveal the optimum power transfer between antenna and heater through proper impedance matching. Moreover, analysis of the thermal parameter is attempted through the modeling of paralel circuit consisting of the contribution of heater, antenna, and other part of the bolometer such as SiO2 and thermistor. The proposed model could produce the thermal resistance, responsivity, and NEP which close to the measured electrical measurements and qualitatively show the effect of the impedance matching to the optical responsivity and NEP in multiple heater resistances on both type of antenna under study. From the simulation, fabrication, measurement, and thermal based analysis, it is concluded that the combination of bolometer structure with high heater resistance and high-impedance antenna could optimize the power transfer from the antenna to the heater and improve the responsivity and NEP performances in the antenna-coupled bolometer. The proposed THz detector has the advantage of high responsivity up to 881 V/W which is higher compared to the other metal-based detector in a single pixel structure. As for the NEP performance has the lowest valur of 39 pW/Hz1/2 and could be further reduced by proper measurement condition for the future performance improvement. From the obtained responsivity and NEP values, the proposed THz detector has the prospect to be applied in passive imaging application such as detection of hidden object in a security system, or biomedical imaging for cancer detection."

"Kebutuhan akan antena berdimensi kecil namun memiliki performa yang tinggi mendorong berbagai riset untuk melakukan eksperimen tidak hanya dari sisi struktur dan bentuk antena tetapi juga dari sisi material. Pemanfaatan karakteristik magneto-dielektrik baik secara buatan maupun hasil rekayasa material sebagai pereduksi dimensi dan peningkat performa antena diusulkan pada penelitian ini. Karakteristik MD direalisasikan melalui struktur SRR susun sebagai peningkat performa antena; dan sintesis material sebagai pereduksi dimensi antena. Studi parametrik dan eksperimen dilakukan untuk mendapatkan dimensi SRR serta konfigurasi SRR yang paling optimal sehingga diperoleh pengaruh yang dapat meningkatkan performa antena.Bahan MD telah berhasil disintesis dari campuran serbuk magnetit (Fe3O4) nanopartikel sebagai bahan magnetik, bahan polimer elastis PDMS (polydimethylsiloxane) sebagai bahan dielektrik, dan BaFe12O19 sebagai bahan tambahan untuk membantu daya rekatnya dengan host dielectric. Bahan MD ini telah berhasil dikarakterisasi baik dari sisi material maupun kelistrikannya. Berdasarkan hasil karakerisasi material dari uji XRD, SEM, dan VSM diketahui bahwa campuran terdispersi secara merata dan memiliki sifat magnetik yang baik. Sedangkan berdasarkan hasil karakterisasi kelistrikan melalui pengukuran dengan waveguide dan sensor diketahui bahwa penambahan komposisi magnetit dalam sampel dapat meningkatkan permitivitas dan permeabilitas relatif bahan.Hasil karakterisasi material dan elektrikal kemudian disimulasikan untuk merancang antena mikrostrip kombinasi antara substrat dari bahan MD dan struktur SRR. Antena mikrostrip ini tersusun dari dua bagian yaitu patch pada bahan MD dan struktur SRR susun pada bahan dielektrik sebagai groundplane antena. Kedua bagian ini disusun secara berlapis menjadi satu kesatuan antena mikrostrip. Hasil studi parametrik menunjukkan antena yang dirancang pada bahan sampel C (rasio PDMS : Fe3O4 = 1 : 0,6) dengan konfigurasi SRR 3 × 3 pada bahan dielektrik (εrHost < εrMD) memberi respon yang paling optimal. Kondisi optimal ditentukan atas pertimbangan trade off yang terjadi dari masing-masing variasi pada aspek reduksi dimensi antena dan performa antena. Penelitian ini telah berhasil menemukan metode untuk memperoleh antena dengan dimensi yang lebih kecil dengan performa yang lebih tinggi dibanding antena tanpa bahan MD dan struktur SRR.Sebagai perbandingan, analisis yang sama juga dilakukan pada frekuensi yang sama untuk antena mikrostrip konvensional (tanpa bahan MD dan struktur SRR), antena mikrostrip dengan struktur SRR tanpa bahan MD, serta antena berbahan MD tanpa struktur SRR. Secara berturut-turut hasil simulasi antena tersebut masing-masing antena memiliki dimensi, bandwidth, dan gain sebesar 50 × 50 mm, 3,2%, dan 2,62 dBi untuk antena konvensional; 50 × 50 mm, 5,28%, dan 4,97 dBi untuk antena mikrostrip dengan struktur SRR 5 × 5; serta 30 × 30 mm, 9,4%, dan 2,02 dBi untuk antena berbahan MD tanpa struktur SRR.Simulasi, optimasi, dan pengukuran telah dilakukan sehingga diperoleh antena yang bekerja pada frekuensi 3,5 GHz, dengan fractional bandwidth sebesar 10% (360 MHz), efisiensi radiasi sebesar 58,54%, dan gain maksimum hingga 4,33 dBi. Antena ini berukuran 30 × 30 mm atau 64% lebih kecil dibandingkan dengan antena konvensional. Berdasarkan hasil ini dapat disimpulkan bahwa kombinasi baru antara struktur SRR susun dan bahan sintesis MD yang diusulkan pada penelitian ini dapat membangkitkan karakteristik MD buatan dan alami untuk mereduksi dimensi antena sekaligus meningkatkan performa antena.

---

The need for small antennas with high performance has prompted various researches to experiment not only in terms of the structure and shape of the antenna but also in terms of material. Utilization of magneto-dielectric (MD) characteristics both artificial and engineered material in reducing antenna size and improving antenna performance is proposed in this study. The MD characteristics are realized through the SRR array structure and material synthesis. Parametric studies were carried out to determine the dimensions of the SRR and the most optimal SRR configuration to obtain an effect that can improve antenna performance.

MD material has been successfully synthesized from a mixture of magnetite powder (Fe3O4) nanoparticles as a magnetic material, an elastic polymer material PDMS (polydimethylsiloxane) as a dielectric material, and BaFe12O19 as additives to aid adhesion with the host dielectric. This MD material has been successfully characterized both in terms of material and electricity. Based on the results of material characterization from XRD, SEM, and VSM measurement, it is known that the mixture is evenly dispersed and has good magnetic properties. Meanwhile, based on the results of electrical characterization through measurements with waveguides and sensors, it is known that the addition of magnetite composition in the sample can increase the relative permittivity and relative permeability of the material.

The characterization results were then simulated to design a microstrip antenna by combining the MD substrate and the SRR structure. This microstrip antenna comprises two parts, namely the patch on the MD material, and the SRR array structure on the dielectric material as the antenna ground plane. These two parts are arranged in layers into a single microstrip antenna. The parametric study results show that the antenna designed on sample C (PDMS : Fe3O4 = 1 : 0,6) MD material with 3 × 3 SRR configuration on the dielectric material (εrHost < εrMD) gives the most optimal response. The optimal condition is determined by considering the trade-offs that occur from each variation in the aspect of antenna size reduction and antenna performance. This research has succeeded in finding a method to obtain antennas with smaller dimensions with higher performance than antennas without MD materials and SRR structures.

For comparison, the same analysis was carried out at the same frequency for conventional microstrip antennas (without MD material and SRR structure), microstrip antennas with SRR structure without MD material, and MD antennas without SRR structure. The antenna simulation results have dimensions, bandwidth, and gain of 50 × 50 mm, 3.2%, and 2.62 dBi for conventional antennas; 50 × 50 mm, 5.28%, and 4.97 dBi for microstrip antennas with a 5 × 5 SRR structure; and 30 × 30 mm, 9.4%, and 2.02 dBi for MD antennas without SRR structure, respectively.

Simulations, optimization, and measurement have been carried out to obtain an antenna that works at a frequency of 3.5 GHz, with a fractional bandwidth of 10% (360 MHz), the radiation efficiency of 58.54%, and a maximum gain of 4,33 dBi. The antenna dimension is 30 × 30 mm or 64% smaller than conventional antennas. Based on these results, it can be concluded that the novel combination of SRR array structure and MD materials proposed in this study can generate artificial and natural MD characteristics to reduce antenna dimensions while increasing antenna performance."

"Sistem pengenalan wajah yang menggunakan pendekatan klasik sejauh ini belum dapat memberikan hasil optimal jika dihadapkan pada tantangan oklusi. Tantangan oklusi yang dikaji pada penelitian ini adalah saat wajah menggunakan masker. Jika seseorang menggunakan aplikasi sistem pengenalan wajah dengan harus membuka masker terlebih dahulu di tempat umum tentunya sangat berbahaya untuk keselamatan dan kesehatan semua pihak. Sehingga dibutuhkan sistem pengenalan wajah yang memiliki performa sistem yang tinggi dengan tantangan oklusi masker. Penelitian ini membangun sistem pengenalan wajah bermasker dengan pendekatan holistic dan partial face. Metode ekstraksi fitur yang digunakan adalah penggabungan metode kurvatur yang menggunakan turunan parsial orde satu dan dua dengan metode analitik seperti gray level co-occurrence matrix (GLCM) dan multi-resolution analysis (MRA) seperti transformasi wavelet diskrit (DWT), scale-space (SS) dan wavelet packet transform (WPT). Pada penelitian ini juga ditemukan kriteria baru (keterbaruan penelitian) yang dinamakan curvature best basis (CBB) untuk memilih basis pada algoritma best basis di dalam WPT. Kriteria baru pemilihan basis terbaik bersifat dinamis dan menggunakan nilai tertinggi dari ukuran statistik standar deviasi dari kurvatur rerata pada koefisien wavelet. Basis terbaik bekerja sebagai fitur terekstraksi yang bekerja di dalam sistem pengenalan. Penelitian ini dievaluasi menggunakan dataset RFFMDS v1.0, RFFMDS v2.0 EYB, dan UBIPr. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem pengenalan wajah dengan tantangan oklusi masker berhasil dibangun menggunakan pendekatan holistic dengan akurasi pengenalan sistem sebesar 98,11% dan dengan pendekatan partial face dengan akurasi sebesar 98,80%. Kedua hasil akurasi terbaik ini diperoleh dengan metode curvature best basis. Performa sistem pengenalan yang menggunakan metode curvature best basis dengan pendekatan holistic maupun partial face menunjukkan performa tertinggi dibandingkan dengan performa penelitian sebelumnya.

---

The face recognition system has not been able to produce satisfactory results when it applies classical approach to handle occlusion problems. This research evaluated masked face as the occlusion problem. If someone wants to use the face recognition system, he or she needs to take off the mask to accurately use the device. This becomes a risk for the safety to all party. The needs to have a stable high performance face recognition system has arisen. This research built the face recognition system with two approaches, holistic approach and partial face approach. The feature extraction method was combination of curvature of the first and second order of partial derivative and analytical methods such as gray level co-occurrence matrix (GLCM) and multi-resolution analysis (MRA) of discrete wavelet transform (DWT), scale-space (SS), and wavelet packet transform (WPT). A new dynamic criterion inside WPT has been proposed using the highest standard deviation from the mean curvature of wavelet coefficients. The single selected best basis works as extracted feature inside recognition system and it is called curvature best basis. The recognition system was evaluated using RFFMDS v1.0, RFFMDS v1.0 EYB, and UBIPr datasets. The results showed that the accuracy of the holistic approach was 98,11% and the accuracy of the partial face approach was 98,80% for the masked face recognition system. Both results derived from the proposed curvature best basis. The recognition system’s performance with curvature best basis overcome the results from previous works."