Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Code division multiple access (CDMA) S-ALOHA adalah teknik akses yang menggabungkan CDMA dan S-ALOHA yang memiliki kinerja yang Iebih baik dari elemen pendukung CDMA ataupun S-ALOHA sendiri. Teknik akses CDMA S-ALOHA sangat mendukung integrasi suara, data dan video (multimedia) yang sangat diperlukan untuk komunikasi masa depan. Analisis kinerja bit error rate (BER) CDMA yang biasa dilakukan adalah dengan pendekatan Gaussian (Gaussian Approximation, GA) pada pendekatan ini pengaruh multiple acces interference (MAI) diasumsikan sebagai noise. Untuk meningkatkan keakuratan BER maka digunakan Improved GA (IGA). Kinerja CDMA S-ALOHA akan lurun dikarenakan adanya fading, interferensi dan peningkatan data rate pengguna.Pada disertasi ini dianalisa kinerja throughput CDMA S-ALOHA pada kanal fading dengan capture eject menggunakan pendekatan IGA. Penggunaan capture effect diusulkan untuk meningkatkan kinerja Sistem pada kanal dengan adanya fading dan interferensi. Oleh karena itu perlu dievaluasi pengaruh capture effect dalam meningkatkan kinerja sistem. Dimana capture effect yang digunakan adalah delay capture effect.Kinerja throughput CDMA S-ALOHA yang dianalisa dilakukan secara matematis. Kontribusi dari penelitian ini adalah penurunan persamaan matematis throughput CDMA S-ALOHA yang didapatkan dari sistem model CDMA S-ALOHA pada kanal fading dengan capture effect. Pada disertasi ini analisa kinerja CDMA S-ALOHA meliputi :a. Throughput CDMA S-ALOHA pada kanal fading dengan capture effect. Pada Sistem ini kinerja CDMA S-ALOHA dievaluasi dengan pendekatan IGA untuk meningkatkan keakuratan sistem dibandingkan GA. Dari hasil terlihat bahwa sistem CDMA S-ALOHA dengan capture eject memiliki kinerja throughput yang tinggi.b. Throughput CDMA S-ALOHA pada kanal fading Nakagami/Nakagami dengan capture effect. Pada sistem ini dua model fading digunakan untuk memodelkan fading pada sinyal utama dan sinyal interferensi yang diasumsikan memiliki kedalaman fading yang berbeda. Model fading adalah Nakagami/Nakagami yang masing-masing untuk memodelkan fading pada sinyal utama dan interferensi. Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa sistem dengan capture effect sempurna memiliki kinerja throughput yang paling baik. Makin besar nilai capture effect-nya makin rendah throughput yang dihasilkan.c. Throughput sistem Adaptive CDMA S-ALOHA pada kanal fading dengan capture effect. Sistem Adaptive CDMA S-ALOHA digunakan untuk mengatasi penurunan throughput akibat peningkatan data rate dari pengguna, sedangkan capture effect digunakan untuk mengatasi fading yang terjadi pada kinerja sislem. Dari hasil diperoleh bahwa throughput Adaptive CDMA S-ALOHA lebih tinggi dari pada throughput CDMA S-ALOHA, sistem dengan capture effect sempurna memiliki hasil throughput yang paling baik.Dari ketiga model yang dianalisa terlihat bahwa penggunaan capture effect telah dapat meningkatkan kinerja throughput CDMA S-ALOHA pada kanal fading.

---

ALOHA Code Division Multiple Access (CDMA) is a combined access technique between CDMA and S-ALOHA which has superior performance compare to its supporting elements and S-ALOHA itself S-ALOHA CDMA access technique has been used to support voice, data and video (multimedia) integration which is desperately needed to support future communication. The CDMA bit enor rate (BER) performance analysis is usually perfomied in Gaussian Approximation (GA) in which the effects of Multiple Access Interference (MAI) have been assumed as noises. Improved Gaussian Approximation (IGA) technique has been used to improved BER system. The performance of S-ALOHA CDMA has been decline due to fading, interference and the increase of users? data rate.

In this dissertation, the throughput performances of S-ALOHA CDMA for users? voice and data integration over fading channel with capture effect using [GA have been analysed. The capture effect is used to improve system?s performance with fading and interference. So, capture effect impact in improving system performance need to be analysed. Capture effect used is delay capture effect.

S-ALOHA CDMA throughput performance has been mathematically analysed. The main contribution from this dissertation is the derivation of mathematical expression to represent the throughput of S-ALOHA CDMA that is obtained from S-ALOHA CDMA model system on fading channel with capture effect. ln this dissertation, the performance analysis of ALOHA CDMA is as follows:

a. S-ALOHA CDMA throughput over fading channel with capture effect. In this system, the performance of S-ALOHA CDMA has been evaluated using IGA to improve its system accuracy compared to conventional GA. It is Shown from the result that S-ALOHA CDMA with capture effect has high throughput performance.

b. S-ALOHA CDMA throughput over Nakagamifhlakagami fading channel with capture effect. In this system. two fading models have been used to model effects of fading on the desired and interference signal which is assumed to have different fading models. Fading model employed is Nakagami/Nakagami, each is used to model fading on the desired signal and the interference. From the result obtained, the perfect capture effect system has the best throughput performance. The increase of capture effect rate make the throughput yielded decrease.

c. Throughput of the Adaptive S-ALOHA CDMA over fading channel with capture effect. Adaptive S-ALOHA CDMA system has been used to overcome the decrease of throughput as a result ofthe increase of data rate from the users, and the capture effect has been used to overcome the effect of fading occurs on the systems. From the result obtained, S-ALOHA CDMA Adaptive throughput is higher than the S-ALOHA CDMA throughput. System with capture effect results the best throughput. It has been proven that the performance of S-ALOHA CDMA over multipath fading channels and throughput system can increase when capture effect is applied."

"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."

"Penelitian ini mengksploitasi sifat komplementer dari set combinatorial Cyclic Difference Set (CDS) dan set bilangan ganjil dan genap guna memperoleh susunan interleaved untuk peningkatan utilisasi ruangan aperture antena susun linier. Penambahan elemen secara simetris terhadap titik awal dengan mengikuti taper yang berbeda menghindari tumpang tindih antarelemen antena sekaligus meningkatkan keluwesan penyesuaian terhadap ketersediaan ruangan kargo kendaraan peluncur satelit komunikasi. Konversi taper amplitudo menjadi taper jarak dari elemen antena yang ditambahkan dilakukan melalui prinsip equal illumination area dengan tingkat  ketepatan yang dicapai melalui minimisasi weighted mean squared eror. Penggunaan taper yang berbeda menjamin tidak adanya tumpang tindih antarelemen antena susun. Penggunaan elemen antena yang berbeda memungkinkan dibangunnya antena susun linier dengan sorot ganda terpolarisasi linier dan sorot ganda terpolarisasi ganda melingkar. Peletakan elemen antena susun secara simetri menjaga kemurnian polarisasi sehingga memungkinkan penyorotan area pelayanan yang overlap tanpa saling mengganggu. Kedua antena susun yang disintesa yaitu Faktor Array Complementary Improved Interleaved CDS Array  dan Faktor Array Complementary Improved Alternate Interleaved Array. Keduanya bebas grating lobe  dan  dicatu dengan amplitudo yang seragam sehingga menampilkan efisiensi konversi arus searah ke gelombang radio yang tinggi dan menampilkan keandalan sistem pada aplikasinya di satelit komunikasi.

---

The study exploited complementary properties of the combinatorial set Cyclic Difference Set (CDS) and sets odd and even numbers to obtain an interleaved arrangement for improved aperture room utilization on linear stacking antennas. The addition of elements symmetrically to the origin by following a different taper avoids overlap between antenna elements while increasing the flexibility of adjustment to the availability of the cargo satellite of the communication air launchers.

The amplitude taper conversion to the distance taper of the additional elements were done through the principle of the equal illumination area with a precision level achieved through the minimization of weighted mean squared error. The use of different tapers guarantees the absence of overlapping collilers between the stacking antenna elements. The use of different antenna elements allows the construction of a linear stacking antenna with a double of linearly polarized beams and double circular polarization beams. The symmetry of the stacking antenna element maintains the polarization purity allowing for the beam of overlapping service areas without interferering each other.

The two interleaved array antennas were the antenna arrays of the Array Factor Complementary Improved Interleaved CDS Array and Array Factor Complementary Improved Alternate Interleaved Array. Both of the mentioned arrays are free of grating lobe and were supplied simply with a uniform amplitude which improves efficiency of the direct current to radio frequency conversion and system reliability in communication satellites."

"ABSTRAKSebenarnya, Gyrator kapasitor hampir menyerupai dengan transformator konventional mempunyai inti magnet permanen dengan permeabilitas tinggi dan diberi celah udara. Konvertor Cuk sebelum modifikasi mempunyai riak arus keluaran lebih dari 30 %, pada saat tanpa beban. Saat ini konvertor Cuk menggunakan metoda soft switching dengan komponen aktif seperti IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO (Gate Turn Off). Thyristor sebagai switching dengan metoda PWM (Pulse Wave Modulation) sampai menjadi 6 %. Hasil penelitian ini diperoleh dengan menggunakan empat inti magnet tipe E berbahan ferit, berpemeabilitas tinggi, dengan enam celah udara, disertai puntiran konduktor, sehingga mampu meredam riak arus keluaran ketika dibebani R,L dan C. Hasil studi tentang kopling elektromagnetik dengan metoda pendekatan rangkaian magnet, sampai efisiensi 99,4 %, meninggikan magnetomotans dan arus, meredam riak arus 0,36 %. Pemodelan inti magnet tipe E yang terbaik diperoleh pada model 1, dengan tiga konduktor puntir beradius 1,6 10-3mm. Dengan konfigurasi model riak arus keluaran mampu direduksi sampai menjadi 0,036 %.

---

ABSTRACTPrincipally, the Gyrator capacitor in the Cuk converter has a similiar construction with an ordinary transformer having a permanent magnet?s core with high permeability and with an air gaps. An ordinary Cuk convertor has an output ripple current more than 30 %, at no load condition. Nowadays the Cuk converter?s use soft switching methods with an active components such as IGBT (insulated Gate Bipolar Transistor), GTO (Gate Turn Off) Thyristors for switching or by using PWM (Pulse Wave Modulation) to reduce the ripple current to 6 %. In this research, the Gyrator capasitor consist of four magnet core type E with 6 air gaps. magnet cores materials of Ferrite having high permeability and twisted conductor winding are being used to reduce the output ripple current for a R, L,C load. The study result about the electromagnetic coupling with the approached magnetic circuit method shows an efficiency 99.4%, the best model of magnetic core is the type E was obtained by the model 1, with three twisted conductor?s of with radius of 1.6 x 10-3 m. By using this configuration, the model enables to reduce output ripple current to 0.036%."

"ABSTRAKSaat ini di Indonesia tengah dikembangkan radar 3 dimensi (3D) untuk pengawas pantai, yang dapat melakukan scanning vertikal. Radar tersebut bekerja di frekuensi 9,4GHz, yang merupakan rentang frekuensi X band dengan VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) sebesar 1,5. Untuk pengembangan dan kebutuhan radar 3D, maka dibutuhkan juga antena yang memiliki banyak arah berkas dan yang memiliki karakteristik pita lebar (wideband) dengan impedance bandwidth ≥ 10dB untuk kebutuhan transmisi data kecepatan tinggi saat melakukan recovery informasi dari sinyal yang direfleksikan. Butler matriks merupakan salah satu pencatu yang menghasilkan banyak arah berkas, dimana pengkopel hibrid 3dB merupakan komponen utamanya. Komponen tersebut memiliki karakteristik impedance bandwidth yang terbatas yaitu ≤ 10% dengan VSWR 1,5. Penelitian ini melakukan studi pengembangan pengkopel hibrid 3dB pita lebar untuk rentang frekuensi X band pada frekuensi kerja 9,4GHz dengan menggunakan taper eksponensial pada lengan seri, sehingga karakteristik impedansinya menjadi non linier. Pemilihan distribusi taper eksponensial karena distribusi ini memberikan panjang taper lebih pendek dibandingkan distribusi taper segitiga dan taper Klopfenstein, untuk mencapai koefisien refleksi terendah. Pengkopel hibrid 3dB non linier tersebut merupakan keterbaruan dari penelitian ini. Karakteristik pengkopel hibrid 3dB non linier yang optimal, diperoleh ketika panjang taper (Ltap) sebesar = 6,75mm dengan kelengkungan transisi penyesuai impedansi lengan seri sebesar 0,75mm. Hasil pengukuran koefisien refleksi pada frekuensi 9,4GHz sebesar -25dB dan koefisien isolasi sebesar -27,2dB. Koefisien kopling pada kedua terminal keluaran sebesar -3,4dB dan -3,2dB, sehingga ketidakseimbangan daya pada frekuensi 9,4GHz sebesar 0,3dB dari -3dB yang diharapkan. Sedangkan beda fasa (β) antara kedua terminal yang terkopel sebesar 272° atau -88° yang berarti hanya terjadi kesalahan fasa sebesar 2°. Lebar pita (impedance bandwidth) dengan VSWR=1,5 diperoleh sebesar 1,7GHz atau sebesar 18,8% yang termasuk katagori pita lebar. Pengkopel hibrid 3dB non linier telah diimplementasi pada crossover yang berfungsi sebagai pengisolasi arus pada arah tertentu dengan melakukan kaskade pengkopel hibrid 3dB non linier. Berdasarkan hasil simulasi, menunjukkan bahwa dengan crossover non linier, diperoleh koefisien refleksi menurun 4dB dibandingkan dengan crossover yang linier (konvensional). Pada frekuensi 9,4GHz, koefisien refleksi yang diperoleh sebesar -21dB dengan koefisien isolasinya sebesar -22dB dan koefisien koplingnya sebesar 0,33dB dari 0dB yang diharapkan. Lebar pita crossover non linier hasil pengukuran untuk VSWR=1,5 besarnya 14% yang merupakan katagori pita lebar. Disamping itu, pengkopel hibrid 3dB non linier juga telah diimplementasikan pada Butler matriks 4x4 pita lebar yang menghasilkan 4 beda fasa (β), yaitu β = 45° bila terminal 1 dieksitasi, dan β = -135° bila terminal 2 dieksitasi, β =135° bila terminal 3 dieksitasi, β = -45° bila terminal 4 dieksitasi. Secara rata-rata deviasi fasa yang terjadi sebesar 7°. Selain itu bila terminal 1 atau 4 dieksitasi maka hasil pengukuran koefisien refleksi pada frekuensi kerja 9,4GHz sebesar -41dB, dan bila terminal 2 atau 3 dieksitasi, koefisien refleksinya sebesar -23dB dengan rata-rata koefisien transmisi atau koefisien insersi sebesar -8dB. Selanjutnya 2 arah berkas dapat diperoleh dengan mengintegrasikan pengkopel hibrid 3dB non linier pita lebar dan antena mikrostrip susun 2 elemen. Hasil pengukuran koefisien refleksi pada antena yang bekerja pada frekuensi 9,4GHz adalah sebesar -18dB. Koefisien refleksi tersebut dapat diturunkan dengan penggunaan transformer ¼ λ dan stub, sehingga berhasil mencapai -29dB. Lebar pita yang diperoleh pada VSWR 1,5 sebesar 1,2GHz atau sebesar 12%. Bila terminal 1 dieksitasi maka arah berkasnya mengarah pada sudut 20° dan bila terminal 2 dieksitasi maka arah berkas mengarah ke sudut 330°. Antena dengan 4 arah berkas pita lebar dapat diperoleh dengan mengintegrasikan rancangan Butler matriks 4x4 dan antena susun. Arah berkas dapat terbentuk karena perbedaan fasa yang terjadi antar terminal keluaran saat terminal masukan dieksitasi. Hasil pengukuran pada frekuensi 9,4GHz, terdapat 4 beda fasa (β) sehingga arah berkas yang terbentuk sebanyak 4 arah berkas (θ), yaitu arah berkas 20° akibat β = 45° ketika terminal 1 dieksitasi, arah berkas -310° akibat β = -135° ketika terminal 2 dieksitasi, arah berkas 50° akibat β = 135° ketika terminal 3 dieksitasi, arah berkas -20° akibat β = -45° ketika terminal 4 dieksitasi. Dari seluruh hasil penelitian yang telah dilakukan, berhasil diperoleh keterbaruan secara geometri pengkopel hibrid 3dB non linier yang menggunakan distribusi taper eksponensial pada lengan serinya, sehingga karakteristik impedansinya menjadi non linier dan memiliki karakteristik pita lebar. Pengkopel hibrid 3dB non linier pita lebar telah diimplementasikan pada crossover dan Butler matriks 4x4 untuk mendapatkan antena dengan 4 arah berkas yang berbeda dengan rata-rata deviasi penyimpangan () yan yang terjadi pada frekuensi 9,4GHz untuk keempat terminalnya adalah sebesar 5,3.

---

ABSTRACTCurrently in Indonesia 3D Radar has been developed to perform a Vertical Scanning for Coastal Guard. The Radar has 9.4GHz operating frequency with 1.5 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). For 3D Radar, it?s needed a multi-beams wideband antenna with impedance bandwidth ≥ 10dB for high speed data transmission when information collected from reflected signal. Butler matrix is one of many feeders that able to generate multi beams where a 3dB hybrid coupler is the main component. The 3dB hybrid coupler has limited impedance bandwidth ≤ 10% with 1.5 VSWR. In this research, study and development of a wideband 3dB hybrid coupler at 9.4GHz operating frequency using exponential tapered transmission line on its series arms, hence its impedance characteristics become nonlinear. Exponential taper has been selected due to shorter taper length compare with Triangular taper and Klopfenstein taper, for the lowest reflection coefficient. This 3dB wide bandwidth hybrid coupler was newly introduced and presented in this research. The optimal characteristics of 3dB hybrid coupler can be achieved when taper length (Ltap) at 6.75mm with transition curve at series arms matching impedance at 0.75 mm. Reflection coefficient measured at -25dB for 9.4GHz and isolation coefficient at -27.2dB. Coupling coefficient at both ports is -3.4dB and -3.2dB. Hence, power unbalance at 9.4GHz is 0.3dB from desired -3dB. Phase difference (β) between two coupled-ports is 272° or -88°. That means the phase error is only 2°. Impedance bandwidth achieved 1.7GHz at 1.5 VSWR, or 18.8%, in which considered as wide bandwidth. A nonlinear 3dB hybrid coupler has been implemented on crossover as current isolator at certain flow by cascading nonlinear 3dB hybrid couplers. Simulation shows that, with nonlinear crossover, reflection coefficient can be decreased by 4dB compared with linear (conventional) crossover. -21dB reflection coefficient can be achieved at 9.4GHz with -22dB isolation coefficient and 0.33dB coupling coefficient (compared with 0dB desired). Measurement shows the bandwidth of nonlinear crossover is 14% with 1.5 VSWR, which is considered as wide bandwidth. Furthermore, nonlinear 3dB hybrid coupler also successfully implemented on wide bandwidth Butler Matrix and produce 4 phase differences, β = 45° if port 1 excited, β = -135° if port 2 excited, β =135° if port 3 excited, and β = -45° if port 4 excited. In average, phase deviation around 7° from desired phase difference. If port 1 or port 4 excited, -41 dB reflection coefficient can be achieved. If port 2 or port 3 be excited, -23dB can be achieved with -8dB transmission coefficient or insertion coefficient, in average. Antenna with 2 beams can be obtained if nonlinear wide-bandwidth 3dB hybrid coupler is integrated with 2 elements array antenna. From measurement, -18dB reflection coefficient obtained at 9.4GHz. Reflection coefficient can be improved by utilizing ¼ λ transformer and stub and up to -29dB can be obtained. 1.2GHz (12%) bandwidth can be obtained. Radiation pattern demonstrates 2 beams at different direction as a function of port excitation. If port 1 excited, beam directed to 20° and if port 2 excited, beam directed to 330°. Antenna with 4 beams can be designed by integrating 4x4 Butler Matrix and array antenna. Beams can be constructed due to phase difference between output ports when input port excited. From measurement at 9.4GHz, there were 4 phase differences (β) hence 4 beams (θ) can be constructed. 20° beam resulted from the phase difference (β) = 45° when port 1 excited. -310° beam resulted from the phase difference (β) = -135° when port 2 excited. 50° beam resulted from the phase difference (β) = 135° when port 3 excited. -20° resulted from the phase difference (β) = -45° when port 4 excited. The nonlinear 3dB hybrid coupler has been successfully developed using exponential taper distribution at its series arms hence alter its impedance characteristic become nonlinear and wide bandwidth. Non-linear 3dB hybrid coupler has been successfully implemented on crossover and 4x4 Butler Matrix to produce 4 difference antenna beams with 5.3 deviations at all four ports at 9.4GHz."

"Atmospheric turbulence is the major problem in FSO communications where beam wander and spatial noise modulation into optical propagation can cause severe problems result in performance degradation. Beam wander and spatial noise leads to fluctuations in signal intensity and maximum reception of noise on photodetector.Generally, spatial-diversity, time-diversity, cooperative diversity, photo sensor design, optical amplification, and adaptive optics are used to solve those problems. Commonly, those aforementioned methods implement direct- or fiber-detection to retrieve an optical signal. Since direct-detection (DD) probes directly the optical propagation, fluctuation of signal intensity, noise, and deteriorated of signal spectral are received by photodetector in maximum. Meanwhile, there is an opportunity of optical method which is OSF (optical spatial filter) to be implemented in the receiver plane. In this work, OSF is proposed as a detection method in order to enhance the performance of FSO.OSF which is based on pinhole can suppress fluctuation of signal intensity and noise reception by photodetector through localization of spatial noise in narrow region at focus spot. OSF is implemented on FSO full-duplex transmission at 1.55 𝜇𝑚 while optical propagation is designed at an atmospheric chamber, box of turbulence simulator (BTS). In comparison to DD, OSF can suppress fluctuation of signal intensity significantly. The range of beam wander angle that can be received is 14𝑜 − 28𝑜 where through calculation OSF can be implemented for propagation path of 0 ? 2.25 𝐾𝑚.Hence, the performance of FSO increases than in DD. OSF with pinhole diameter produce 〈P1〉 = −19 𝑑𝐵𝑚, 〈𝑆𝑁𝑅〉 = 38 𝑑𝐵 dan 〈𝐵𝐸𝑅〉 = 10−11. However, this method cannot solve beam wander effect espescially for larger deflection angle of focus spot.Regarding this problem, OSF method which consists of pinhole and cone reflector is proposed to suppress beam wander and spatial noise simultaneously. In conceptually, the OSF localizes the acquisition of focus spot in narrow region while random displacement of focus spot arround the optical axis is collected on this region as well. This method gives benefit in suppressing fluctuation of signal intensity with minimum noise and also minimum of noise modulation in received signal spectral. Thus, fluctuation in signal intensity can be suppressed optimally. Pinhole governs Fresnel diffraction on focus spot of receiver lens. Cone reflector provides directed reflectance onto pinhole for random of focus spot displacement due to larger angle of beam wander.Thus, signal intensity fluctuation can be suprressed in narrow region. The experiment uses FSO of full-duplex transmission at 1.55 𝜇𝑚 also optical propagation in BTS as well. In comparison to DD, the OSF enhances received signal power in turbulence media. The range of beam wander angle that can be received by OSF is 14𝑜 − 38𝑜 where FSO can be expanded longer at 0 ? 4.25 𝐾𝑚.The OSF with the pinhole diameter 𝐷𝑃 = 20.0 𝜇𝑚 and cone reflector diameter 𝐷𝐶 = 1.5 𝑚𝑚 produces signal power 〈𝑃1〉 = −15.3 𝑑𝐵𝑚. Thus, the performance of FSO enhaces under influenced of turbulent medium in BTS, where 〈𝑆𝑁𝑅〉 increases at 4.2 dB and 〈𝐵𝐸𝑅〉 decreases at 10-12. From the measurement of spectrum, OSF produced minimum of noise modulation in signal spectral than direct-detection method does. Based on the aforementioned results, OSF can be implemented as a detection method in order to enhance the performance of FSO that is generally implement DD to retrieve signal directly without an optical treatment beforehand.

---

Efek turbulensi atmosfir merupakan salah satu kendala utama dalam sistem penerimaan free-space optical (FSO) communications. Efek turbulensi tersebut adalah beam wander dan spatial noise yang dimodulasikan oleh atmosfir pada propagasi optik.Hal tersebut mengakibatkan fluktuasi intensitas sinyal, penerimaan noise, dan modulasi noise pada signal spectral yang maksimal pada penerimaan oleh fotodetektor yang pada akhirnya berdampak pada penurunan performansi FSO. Metode-metode yang pada umumnya digunakan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah spatial-diversity, time-diversity, cooperative diversity, photo sensor design, optical amplification, dan adaptive optics. Metode-metode tersebut menerapkan metode penerimaan directdetection (DD), yakni penerimaan propagasi optik secara langsung oleh fotodetektor.Metode DD memiliki kelemahan dalam fluktuasi intensitas sinyal dan noise yang maksimal. Sementara, metode optik yakni OSF (optical spatial filter) dapat diterapkan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Untuk itu dalam penelitian ini diusulkan metode penerimaan OSF dengan menggunakan elemen optik yakni pinhole dan kombinasi antara cone reflector dan pinhole.OSF yang berbasis pinhole dapat menekan fluktuasi intensitas sinyal dan pembatasan penerimaan noise pada fotodetektor melalui lokalisasi variasi spatial noise pada focus spot. OSF berbasis pinhole diimplementasikan pada FSO full-duplex transmission pada panjang gelombang 1,55 𝜇𝑚 dan media propagasi turbulen yang dirancang dalam box of turbulence simulator (BTS). Metode tersebut berhasil menekan fluktuasi intensitas sinyal secara signifikan dibandingkan dengan metode DD. OSF tersebut berhasil menekan sudut beam wander pada rentang 14𝑜 − 28𝑜, dimana pada sudut tersebut, secara perhitungan FSO dapat diekspansi untuk jarak propagasi optik sebesar 0 ? 2,25 𝐾𝑚. Serta performansi FSO dapat ditingkatkan yakni untuk diameter pinhole 𝐷𝑃 = 20 𝜇𝑚 diperoleh harga daya sinyal 〈P1〉 = −19 𝑑𝐵𝑚, 〈𝑆𝑁𝑅〉 = 38 𝑑𝐵 dan 〈𝐵𝐸𝑅〉 = 10−11. Namun demikian metode tersebut belum dapat mengatasi permasalahan beam wander terutama untuk sudut defleksi focus spot yang besar.Untuk itu OSF berbasis cone reflector dan pinhole diusulkan sebagai metode penerimaan untuk menekan beam wander dan spatial noise secara simultan. OSF melokalisasi daerah akuisisi dari focus spot dalam area yang sempit sementara pergerakan random beam wander di sekitar sumbu optik utama dikumpulkan dalam area tersebut. OSF memberikan keuntungan dalam penekanan fluktuasi intensitas sinyal dan noise secara optimal. Pinhole memberlakukan difraksi Fresnel pada focus spot untuk melokalisir spatial noise, yakni pergerakan random dari hot spot. Cone reflector berfungsi untuk mengumpulkan dan memusatkan sudut-sudut beam wander yang besar dan random untuk direfleksikan ke dalam diameter pinhole. Dengan integrasi operasi pinhole dan cone reflector terebut, fluktuasi intensitas sinyal dapat ditekan dalam area yang sempit. Eksperimen menggunakan FSO of full-duplex transmission 1,55 μm. Propagasi optik juga dirancang berinteraksi dengan medium turbulen BTS.Hasil eksperimen menunjukkan bahwa metode OSF menghasilkan performansi yang unggul daripada metode DD. Rentang sudut beam wander yang dapat diterima oleh OSF ditingkatka yakni 14𝑜 − 38𝑜dimana secara perhitungan pada rentang sudut tersebut FSO dapat diekspansi untuk implementasi jarak propagasi optik pada 0 ? 4,25 𝐾𝑚. OSF dengan diameter pinhole DP = 20.0 μm dan diameter cone reflector DC = 1.5 mm menghasilkan daya sinyal 〈P1〉 sebesar −15.3 dBm, peningkatan 〈SNR〉 = 4.2 dB, dan penurunan orde 〈BER〉 pada 10-12.Hasil pengukuran spektrum menunjukkan bahwa OSF berbasis cone reflector dan pinhole menghasilkan signal spectral yang minimum terhadap modulasi noise dibandingkan dari DD. Sehingga, mengacu pada hasil-hasil tersebut diatas OSF dapat diimplementasikan sebagai metode penerimaan sinyal untuk meningkatkan performansi DD yang pada umumnya digunakan sebagai metode deteksi sinyal tanpa ada perlakuan optik awal sebelum fotodetektor"

"ABSTRAKKinerja pemancar dan detektor, kecepatan pengukuran serta biaya adalah beberapa isu untuk mengembangkan pemanfaatan dari gelombang THz. Di dalam studi ini, kami melakukan studi dua komponen optik di frekuensi THz untuk meningkatkan kinerja sistem THz, yaitu antena lensa dielektrik silikon dan atenuator berbahan gelas.Metode ray-tracing digunakan untuk merancang dan menganalisa sistem optik. Akan tetapi, metode ini tidak cukup untuk mengevaluasi distribusi kerapatan aliran daya karena tidak memperhitungkan transmitansi yang tergantung pada polarisasi dan sudut datang. Kami mengusulkan metode ray-tracing yang dikombinasikan dengan transmisi Fresnel untuk menghitung distribusi kerapatan aliran daya pada antena lensa dielektrik silikon yang diradiasi dengan gelombang THz yang terpolarisasi linier. Material silikon dengan resistivitas tinggi yang diperhitungkan memiliki dispersi indek bias dan karakteristik penyerapan yang sangat rendah di frekuensi THz.Hasil yang didapat menunjukkan kesesuaian yang baik dengan hasil dari simulasi elektromagnetik meskipun tidak mempertimbangkan efek interferensi dan difraksi. Transmitansi sebesar 68.3% didapat dengan metode yang diusulkan. Di sisi lain, transmitansi sebesar 70% didapat dengan menggunakan metode ray-tracing reguler sesuai dengan kondisi sinar datang pada garis normal. Hasil ini menunjukkan metode yang diusulkan perlu untuk mendapatkan perhitungan yang lebih efis Studi komponen berikutnya dilakukan untuk meninjau karakteristik gelas sebagai atenuator berbiaya rendah di frekuensi THz. Pengukuran dilakukan dengan pyro detector, sistem pemindai badan dan spektroskopi transmission THz time domain. Analisa dilakukan dengan metode least square. Indek bias sampel berada di sekitar 2.715 dengan dispersi rendah pada rentang 0.2 - 1 THz. Atenuasi tanpa dan dengan mempertimbangkan faktor transmisi Fresnel dengan pyro detector masing-masing sebesar 0.556 mm-1 dan 0.4988 mm-1. Atenuasi dari pengukuran pemindai badan tanpa mempertimbangkan faktor Fresnel sebesar 0.574 mm-1. Hasil ini mendekati hasil dengan pyro detector. Hasil yang didapat menunjukkan material gelas berpotensi untuk mengurangi daya gelombang THz hingga setengahnya untuk setiap penambahan panjang 1 mm di rentang frekuensi THz yang lebar.

---

ABSTRACT

Source and detector performance, speed of measurement and cost are some issues for extending the utilization of the THz waves. In this study, we study two optical elements in the THz region to improve performance of THz systems, which are a dielectric silicon lens antenna for focusing and collimating beams of THz wave radiation and a glass attenuator.

Ray-tracing method is used to design and analyze optical systems. However, this method is not enough to evaluate power-flow density distribution because it does not take into account transmittances depending on angles of incidence and polarization. We propose a ray-tracing method combined with Fresnel?s transmission to calculate the power-flow density distribution in a dielektric silicon lens antenna irradiated with linearly polarized THz wave. High resistivity silicon which is considered in this study has a very low dispersion of refractive index and low absorption in the THz range.

Results from the proposed method show a good agreement with the results obtained with electromagnetic simulation which include interference and diffraction. The power transmittance estimated by the proposed method is 68.3%. On the other hand, the one estimated by the regular ray-tracing is 70.0% for normal incidence. This shows the proposed method is necessary to obtain more efficient calculation than electromagnetic simulation and more accurate than the regular ray-tracing. The next element study is conducted to obtain glass characteristics as a low cost attenuator in the THz region. Measurements are conducted with pyrodetector, body scanner system and THz time domain spectroscopy. Analysis is conducted with least square. The refractive index measurement shows that the refractive index of the glass has low diffraction between 0.2 ? 1 THz. The glass attenuation analyzed from the pyro detector measurement data are around 0.556 mm-1 and 0.4988 mm-1 when the analysis conducted without and with consider the Fresnel?s factor, respectively. The attenuation analyzed from the body scanner measurement without consider the Fresnel?s factor is around 0.574 mm-1, which is close to the pyro detector result. The results show that the glass is a potential and low cost material to reduce until half of THz wave power for every 1 mm."

"Perkembangan teknologi komunikasi bergerak menuntut dimensi perangkat yang kecil, tipis, dan ringan. Untuk menjawab tuntutan tersebut, digunakan antena planar. Masalah utama dalam desain antena planar adalah timbulnya gelombang permukaan dalam material substrat yang mengakibatkan penurunan karakteristik radiasi. Salah satu cara mengeleminasi gelombang permukaan adalah penggunaan struktur μ negative (MNG) metamaterial spiral resonator (SR). Oleh karena itu dilakukan studi antena planar struktur spiral resonator (SR) sebagai elemen radiator untuk mencari sifat μ negative (MNG) metamaterial-nya pada rentang frekuensi hingga 5 GHz, mengembangkan model pendekatan analitis untuk mengkarakteristik pola radiasi, melakukan simulasi dan pengukuran karakteristik radiasi pada frekuensi 2,4 GHz. Hasil studi antena planar struktur MNG metamaterial SR menunjukkan bahwa permeabilitas efektif (μeff) mempunyai bagian riil negatif ?2,5 pada frekuensi paling rendah 0,1 GHz, relatif tidak berubah terhadap perubahan nilai N = 3, 5, 7, dan 10. Bagian imajiner negatif menunjukkan kecenderungan frekuensi bergeser ke kiri dengan bertambah besarnya nilai N. Sedangkan nilai permitivitas efektif (eff) positif untuk semua rentang frekuensi, kecuali rentang frekuensi 0,1 ? 0,7 GHz berharga negatif. Hal ini menunjukkan bahwa nilai negatif μeff dan nilai positif eff merupakan sifat MNG struktur SR pada rentang frekuensi tersebut. Perbandingan hasil simulasi dan perhitungan permeabilitas efektif (μeff) dan permitivitas efektif (eff) menunjukkan kemiripan karakteristik. Selain melalui simulasi dan pengukuran, karakteristik pola radiasi diperoleh melalui pendekatan linier susun (linear array approach) untuk struktur SR patch tunggal dan pendekatan planar susun (planar array approach) untuk struktur SR patch susun. Perbandingan karakteristik pola radiasi hasil simulasi, pengukuran, dan pendekatan linier susun atau pendekatan planar susun menunjukkan kesamaan pada arah boresight, meskipun terjadi sedikit perbedaan pada sidelobe dan backlobe. Dengan demikian model pendekatan analitis ini dapat digunakan sebagai metode alternatif untuk mengkarakteristik pola radiasi antena planar struktur MNG metamaterial SR. Hasil simulasi dan pengukuran karakteristik radiasi antena yang distudi menunjukkan kemiripan dengan perolehan frekuensi 2,41 GH, S11 = ?23 dB, bandwidth hingga 96 MHz pada S11 = ?10 dB, gain antena = 6,8 dB dan efisiensi hingga 73,4%. Dimensi antena yang diusulkan berkurang hingga 53 % dibanding dengan antena patch konvensional. Spiral Resonator (SR) mempunyai struktur yang unik, dapat berfungsi sebagai radiator dan secara signifikan dapat mereduksi dimensi antena planar. Oleh karena itu, struktur SR memiliki prospek yang baik untuk pengembangan aplikasi antena planar.

---

The development of mobile communications technology requires the device to be small, thin, and light weight. To solve this requirement, the planar antenna is used. The main problem in the design of planar antenna is the emergence of surface waves in the substrate material that reduce the radiation characteristics. To eleminate the surface wave, the μ negative (MNG) metamaterial spiral resonator (SR) is used. Therefore, the study of planar antenna with SR structure as a radiator elemen is conducted to search its μ negative (MNG) metamaterial at the frequency range up to 5 GHz, to develop a model of the analytical approach for characterizing a radiation pattern, to simulate and measure radiation characteristics at the frequency of 2.4 GHz.

The result of the study of the planar antenna with μ negative (MNG) metamaterial SR structure shows that effective permeability value has a negative real part of ?2.5 along the frequency at least 0.1 GHz, which is relatively change to the N value such as N = 3, 5, 7, and 10. Its imaginary part shows the frequency tend to move left if N value increase. The effective permittivity is positive for the frequency range of 0 ? 5 GHz, except for the frequency range of 0.1 ? 0.7 GHz is a negative. It shows that the negative value of μeff and positive value of eff indicate the MNG properties of the SR structure at the frequency range. Comparison between simulation and calculation results of the effective permeability and permittivity shows a good agreement.

In addition through simulation and measurement, the radiation pattern can be characterized by linear array approach for single patch SR structure and planar array approach for patch array SR structure. Comparison among of the simulation, measurement, and linear array approach for single patch SR structure and planar array approach for patch array SR structure shows a good agreement at a boresight direction, even though there was a slight difference at the sidelobe and backlobe. It shows that this analytical model can be used as alternative method to characterize the radiation pattern of the planar antenna with μ negative (MNG) metamaterial SR structure.

The simulation and measurement results of the radiation characteristic of the proposed antenna show a good agreement such as the frequency of 2.41 GHz, S11 = ?23 dB, bandwidth up to 96 MHz at S11 = ?10 dB, antenna gain = 6.8 dB and efficiency up to 73.4%.

Spiral resonator (SR) has a unique structure, it can be functionalized as a radiator and significantly reduce the dimension of the planar antenna. Therefore, the SR structure has a good prospect for developing of the planar antenna aplication."

"Antena mikrostrip dewasa ini semakin banyak digunakan untuk perangkat komunikasi nirkabel, hal ini disebabkan banyaknya kelebihan antena ini seperti bentuknya yang kompak, kecil, dan dapat dengan mudah diintegrasikan dengan Microwave Integrated Circuits. Namun salah satu kelemahan dari antena mikrostrip adalah berkurangnya efisiensi radiasi akibat munculnya gelombang permukaan (surface wave) ketika substrat yang digunakan memiliki konstanta dielektrik lebih besar dari satu. Surface wave akan menyebabkan meningkatnya end-fire radiation dan efek mutual coupling antara elemen pada antena susun. Untuk mengatasi masalah gelombang permukaan ini dapat digunakan metode Defected Ground Structure (DGS). Dalam penelitian ini telah dilakukan studi tentang pengembangan antena mikrostrip dengan teknik berupa Defected Ground Structure yang diharapkan mampu meningkatkan kinerja antena berupa peningkatan gain, penekanan efek mutual coupling pada antena susun dan perbaikan nilai return loss maupun VSWR. Penelitian ini menggunakan simulator Microsoft Office AWR dan pengukuran dilakukan di laboratorium anti gema di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Pada antena single band array konvensional telah diteliti empat macam bentuk DGS berupa segitiga sama kaki, hexagonal, trapesium dan dumbbell. Hasil simulasi dan pengukuran menunjukkan antena dengan DGS mampu memperbaiki kinerja antena konvensionalnya berupa perbaikan nilai return loss dan VSWR sehingga lebih mendekati kondisi matching dan penekanan efek mutual coupling pada antena susunnya.Hasil pengukuran menunjukkan mutual coupling terjadi pada antena konvensional dengan nilai S12 sebesar -35,18 dB. Pada antena DGS bentuk hexagonal, trapesium dan dumbbell, nilai pengukuran S12 diperoleh sebesar -38,59 dB, 43,095 dB dan -54,314 dB sehingga terjadi penekanan mutual coupling sebesar 3,44 dB (9,77%), 7,915 dB (22,49%) dan 19,134 dB (35,22%). Penekanan ini sangat signifikan bagi perbaikan kinerja antena. Pengukuran nilai return loss (RL) menghasilkan perbaikan dari RL antena konvensionalnya sebesar -30,188 dB menjadi -45,48 dB atau perbaikan sebesar 50,65% untuk antena DGS bentuk segitiga sama kaki. Pada antena dengan DGS bentuk hexagonal diperoleh nilai RL -40,899 dB dengan perbaikan 35,48%. Pada DGS bentuk trapesium diperoleh nilai RL ? 40,24 dB dengan perbaikan 33,29 % dan DGS bentuk dumbbell mempunyai nilai RL -40,081 dB dengan perbaikan sebesar 32,77%. Hasil pengukuran ini menunjukkan antena dengan DGS dalam kondisi yang lebih matching dibandingkan dengan antena tanpa DGS dan ini juga berarti efisiensi antena dapat ditingkatkan. Di samping itu, hasil pengukuran juga menunjukkan peningkatan gain antara 0,2 hingga 1,3 dB setelah penerapan DGS. Peningkatan gain pada frekuensi kerja 2,66 GHz untuk semua antena DGS sekitar 0,5 dB hingga 1 dB. Peningkatan gain paling tinggi diperoleh pada antena DGS bentuk dumbbell pada frekuensi 2,67 GHz yaitu sebesar 1,3 dB. Dari hasil penelitian yang diperoleh dari penerapan DGS pada antena single band array, hasil simulasi dan pengukuran menunjukkan bahwa DGS bentuk dumbbell menghasilkan peningkatan kinerja terbaik dibandingkan dengan DGS bentuk lain yang sudah diteliti. Bentuk DGS dumbbell ini dipilih untuk diterapkan pada antena multiband array konvensional dan juga dimodelkan dengan metode rangkaian ekivalen sehingga diperoleh hasil desain secara teoritis. Antena multiband array konvensional yang telah di desain merupakan antena dengan bentuk kompak namun mampu menghasilkan multifrekuensi. Pada hasil simulasi, tidak semua band menunjukkan perbaikan karakteristik kinerja antena. Adapun hasil pengukuran menunjukkan bahwa antena dengan DGS mampu memperbaiki karakteristik kinerja antena konvensional pada semua band frekuensinya. Hasil pengukuran menunjukkan peningkatkan gain antena 0,5 hingga 3 dB dan juga mampu menekan efek mutual coupling pada ketiga frekuensi kerja yang telah di rancang dari 2 hingga 5 dB. Pengukuran RL juga menunjukkan perbaikan nilai RL sebesar 21,46% pada frekuensi 2,386 GHz, 47,78% pada frekuensi 3,35 GHz dan 78,6% pada frekuensi 5,825 GHz.

---

Microstrip antenna (MSA) are used in many wireless communication equipment due to it?s many advantages such as: compact shape, low profile and easy to be integrated to Microwave Integrated Circuits. However, one common disadvantage of MSA is the reduction of radiation efficiency due to surface wave which occurs when the dielectric constant is greater than 1. Surface wave will increase end-fire radiation and mutual coupling effect between array elements. To overcome this problem, the method Defected Ground Structure (DGS) is used.

This research has conducted a study about the development of MSA using DGS to improve the antenna characteristics such as gain, return loss, VSWR and the suppression of mutual coupling effect from array antenna. The simulator used is Microsoft Office AWR and measurements are conducted in the laboratory anechoic chamber in Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Indonesia. Four types of DGS shapes have been studied on the conventional single band array. They are triangle, hexagonal, trapezium and dumbbell shapes.

Simulation and measurement result shows that the antenna with DGS can improve the antenna characteristics of the conventional MSA. Measurement results show that the mutual coupling occurred from the conventional MSA is S12 = -35.18 dB. For DGS with hexagonal, trapezium and dumbbell shape, the measured S12 are -38.59 dB, 43.095 dB and -54.314 dB, respectively.

Therefore there is a mutual coupling reduction of 3.44 dB (9.77%), 7.915 dB (22.49%) and 19.134 dB (35.22%), respectively. This reduction is significant for the antenna improvement.Measured return loss shows that the conventional MSA has RL of -30,188 dB and the triangle shape DGS antenna of -45.48 dB or an improvement of 50.65%. For the hexagonal, trapezium and dumbbell shape DGS, the return losses are -40.899 dB, ? 40.24 dB and -40.081 dB with improvement of 35.48%, 33.29 % and 32.77%, respectively.

These measurement results demonstrated that the DGS antennas are more in a matching condition compared to the conventional DGS. This also means an increase of antenna efficiency. Moreover, measurement results show that the antenna gain is improved from 0.2 to 1.3 dB after using DGS. The gain improvement at resonant frequency 2.66 GHz for all DGS antennas are around 0.5 dB to 1 dB. The highest gain improvement is achieved from the dumbbell shape DGS of 1.3 dB.

From research studies of various shapes of DGS conducted on single band array MSA, both simulation and measurement results show that the dumbbell shape DGS has the best improvement, therefore this dumbbell shape is chosen to be implemented for the conventional multiband array MSA and also to be modeled using circuit equivalent. The conventional multiband array MSA is designed to have a compact shape with three resonant frequencies. Simulation results show at band 3.3 GHz and 5.8 GHz that there is an improvement of the antenna characteristics, however only at frequency 2.3 GHz shows that there is no improvement.

Measurement results of dumbbell shape DGS shows improvement for all bands of the antenna characteristics compared to its conventional MSA. The DGS antenna can increase the antenna gain from 0.5 to 3 dB and also able to reduce the mutual coupling effect from all three resonant frequencies from 2 to 5 dB. RL measurement shows that there is an improvement to 21.46% at frequency 2.386 GHz, 47.78% at frequency 3.35 GHz and 78.6% at frequency 5.825 GHz."

"Beberapa penelitian pada antena mikrostrip slot lebar dan slot sempit telah dirancang untuk memperlebar bandwidth. Perancangan antena mikrostrip slot dengan menggunakan elemen peradiasi tunggal telah diperoleh dengan lebar bandwidth yang bervariasi dari 0,7 GHz sampai 8,8 GHz. Dalam kasus perancangan antena mikrostrip array terdapat beberapa penelitian yang menghasilkan karakteristik wideband. Perancangan antena array dengan menggunakan 64 elemen folded flat dipole menghasilkan bandwidth sebesar 8 GHz pada rentang frekuensi 8 ? 16 GHz. Perancangan antena array yang menggunakan model log periodic short-circuited patch memiliki bandwidth 6,1 GHz pada rentang frekuensi 0,9 ? 6 GHz. Sejauh yang penulis ketahui, belum terdapat penelitian pada antena mikrostrip slot untuk slot tunggal dan konfigurasi array yang dicatu secara gandeng elektromagnetik dengan menggunakan jaringan impedansi multi tuning stub untuk memperlebar bandwidth.Penelitian ini mengacu pada perancangan sebelumnya yang menggunakan slot lebar untuk meningkatkan lebar bandwidth antena. Peningkatan lebar bandwidth dihasilkan dengan menggunakan model saluran pencatu mikrostrip berbentuk seperti garpu. Model pencatuan tersebut telah terbukti dapat meningkatkan bandwidth sebesar 1,4 GHz pada jarak frekuensi dari 1,6 GHz sampai 3 GHz. Pada penelitian ini dilakukan perancangan antena mikrostrip slot lebar menggunakan model saluran pencatu mikrostrip berbentuk seperti garpu yang ditambahkan batang penyesuaian pada saluran masukan. Setelah diperoleh hasil yang sesuai antara simulasi dan pengukuran pada antena mikrostrip slot tunggal, kemudian dikembangkan perancangan antena mikrostrip dengan dua slot menggunakan simulasi menggunakan setting yang sama dalam piranti lunak seperti pada perancangan slot tunggal. Selanjutnya dikembangkan juga untukperancangan antena mikrostrip slot array dengan empat slot dan delapan slot. Pada kasus delapan slot menggunakan tiga model konfigurasi saluran pencatu. Model pertama yaitu menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan satu cabang pembagi untuk dua, empat dan delapan slot. Model kedua yaitu menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan dua cabang pembagi untuk delapan slot. Model ketiga adalah menggunakan jaringan saluran catu paralel secara planar untuk delapan slot. Sehingga dari macam-macam model konfigurasi array pada antena mikrostrip slot dapat diketahui konfigurasi yang paling baik performansinya dilihat dari segi pelebaran bandwidth.Dari hasil penelitian ini diperoleh bandwidth yang lebar pada perancangan antena mikrostrip slot tunggal sebesar 3,8 GHz. Untuk antena mikrostrip dua slot array hanya menghasilkan 5,85 GHz dengan menggunakan konfigurasi jaringan model pertama. Pengembangan selanjutnya dilakukan perancangan pada antena mikrostrip empat slot array menghasilkan bandwidth sebesar 6,15 Ghz yang menggunakan konfigurasi saluran catu paralel model pertama. Pelebaran bandwidth diperoleh seiring dengan bertambahnya jumlah slot. Sehingga penggunaan delapan slot array dengan konfigurasi saluran pencatu model pertama dapat menghasilkan bandwidth yang lebih lebar dari empat slot array yaitu sebesar 11,77 GHz. Pada kasus delapan slot, jika menggunakan model jaringan pencatu dengan dua cabang pembagi menghasilkan bandwidth sebesar 9,27 GHz dan dengan jaringan pencatu planar menghasilkan bandwidth 9,74 GHz. Sehingga bandwidth yang paling lebar dicapai pada perancangan antena mikrostrip delapan slot array menggunakan jaringan saluran catu paralel dengan satu cabang pembagi. Hal ini disebabkan karena pada delapan slot array ini memiliki jumlah saluran catu mikrostrip bentuk garpu yang paling banyak. Sehingga memberikan efek kopling yang paling besar pada slot antena. Pada akhirnya memberikan peningkatan bandwidth yang paling lebar.

---

Several reaserchs to use microstrip slot antenna with wide and narrow slot have designed for bandwidth enhancement. Design of microstrip slot antenna by using single element radiator has been obtained with variation bandwidth from 0,7 GHz to 8,8 GHz. In cases of microstrip array antenna, there are several design for achievement of wideband characterization. Design of array antenna using 64 element of folded flat dipole has bandwidth of 8 GHz in frequency range from 8 GHz to 16 GHz. Antenna design with log periodic short-circuited patch has bandwidth of 6,1 GHz in the range of 0,9 ? 6 GHz. So far, there is not yet any reaserch of microstrip slot antenna for single slot and array model that is fed by coupling electromagnetically using impedance network with multi tuning stub for broaden of bandwidth.

The research refer to previous design which used of wide slot for enhancement the antenna bandwidth. The wider bandwidth is achived by use model of microstrip feedline like fork. The feedline had proved that it could enhance bandwidth of 1,4 GHz in frequency range from1,6 GHz to 3 GHz. In this research it had been conducted the design of wide slot microstrip antenna used to microstrip feedline like fork that added tuning stub at input of microstrip line. After the results of simulation and measurement was very well obtained for single slot of microstrip antenna, it has been developed the design of microstrip slot antenna array with two slots by using the same setting in software as like as in design of single slot. After that, the microstrip slot array antennas with four and eight elements are developed. In case of eight slots was used three configuration models of feeding line was developed. The first model use parallel feed line network with one branch devider for cases of two, four and eigth slots. The second model use the parallel feed line network with two branches devider for case of eight slot. The third model use planar feed line network for case of eight slot. From all kind of array configuration models in microstrip, slot antennas could find the best configuration for the antenna performance from the view of bandwidth and the antenna size. The compact antenna size is used to mobile communication device and low production cost.

From these research, the wide bandwidth in design of single microstrip slot antenna is 3,8 Ghz is obtained. Microstrip slot antenna with two slot array provide 5,85 GHz which use first model of network configuration. The next development is designed of microstrip slot antenna with four array that produce the bandwidth of 6,15 GHz that use the first model of feeding line configuration. The wider bandwidth is obtained with more added number of slot. By using eight slots array with first model feeding line configuration, it has been produce wider bandwidth than four slots is 11,77 GHz. In the case of eight slot, the antenna use network feeding model with two branch divider has wider bandwidth than four slots array is 11,77 GHz. In the case of eight slots by using of network feeding model with two branch divider, the slots have the bandwidth of 9,74 GHz. The wider bandwidth achieved at design of eight microstrip slot array antenna use parallel feed line network with one branch devider. This case caused that in eigth slots array has more microstripline feed like fork than others. It had given stronger coupling effect to slots antenna. Finally, it had given incresing widest the bandwidth antenna."