Dual-band Wearable Reflector Berbasis Artifical Magnetic Conductor

Abstract

Abstrak Penelitian tentang antena reflektor telah mengalami perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir. Reflektor memiliki peran dalam meningkatkan nilai koefisien refleksi pada antena. Pada prinsipnya, teknik ini menggunakan lapisan AMC (artificial magnetic conductor) dengan karakteristik impedansi permukaan yang tinggi. Dengan mensimulasikan pada perangkat simulasi dan menggunakan bahan dielektrik yang fleksibel dari RO3003® dari Rogers Corporation dengan permitivitas relatif 3,0 dan ketebalan 0,5 mm digunakan sebagai substrat dielektrik untuk penyebaran reflektor dan juga antena dipol cetak sebagai antena percobaan yang dapat dipakai. Antena yang digunakan menggunakan frekuensi ISM-Band (Industrial, Scientific, and Medicalband). Dimana frekuensi ISM-Band bekerja pada frekuensi 2,45 GHz dan 3,35 GHz untuk WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Karena antena wearable akan ditempatkan dekat dengan tubuh manusia maka akan terjadi penyerapan daya elektromagnetik oleh tubuh dapat menimbulkan risiko kesehatan potensial, terutama jika ada radiasi jangka panjang pada tubuh manusia. Oleh karena itu, agar antena yang dapat dipakai untuk mengikuti persyaratan kesehatan dan keselamatan, radiasi dari antena terintegrasi harus menghadirkan daya paling kecil yang diserap per satuan massa. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dibuatlah desain antena artificial magnetic conductor (AMC) membantu meminimalkan kopling elektromagnetik ke tubuh manusia dibandingkan dengan antena konvensional [5]. Pada Tugas Akhir ini dilakukan investigasi bentuk patch persegi dengan reflektor yang bertujuan sebagai penguat dari gelombang yang meresonansi, yang dicetak pada substrat dielektrik Roogers RO3003® dengan ketebalan 0,5 mm. Selanjutnya untuk membuat perbandingan, ditambahkan reflektor dan pengaruh dari jarak antar reflektor dengan antena dipol cetak, diperoleh hasil dengan simulasi yaitu pada frekuensi 2,45 GHz dan 3,35 GHz dengan nilai koefisien refleksi -12 dB dan 10,4 dB dan hasil dengan pengukuran yaitu pada frekuensi 2,66 GHz dan 3,80 GHz dengan nilai koefisien refleksi -29,4 dB dan -21,8 dB. Nilai jarak yang dipakai pada pengukuran menggunakan reflector AMC 3x3 adalah 5 mm, 10 mm, 15 mm, dan 20 mm. Pada pengukuran mengalami pergeseran frekuensi dan didapatkan dua frekuensi yaitu 2,66 GHz dan 3,80 GHz. Dengan nilai koefisien refleksi terbaik diperoleh pada jarak 5 mm -37 dB dan -20 dB. Kata Kunci: Dipole antena, Reflector, Dual-band, ISM-Band, Koefisien refleksi, Wearable Abstract Research on reflector antennas has experienced rapid development in recent years. The reflector has a role Research on reflector antennas has undergone rapid development in recent years. Reflectors have a role in increasing the value of the reflection coefficient on the antenna. In principle, this technique uses an artificial magnetic conductor (AMC) layer with high surface impedance characteristics. By simulating on a simulation device and using a flexible dielectric material from Rogers Corporation's RO3003® with a relative permittivity of 3.0 and a thickness of 0.5 mm it is used as a dielectric substrate for reflector deployment and also a printed dipole antenna as a wearable experimental antenna. The antenna used is the ISM-Band (Industrial, Scientific, and Medical-band) frequencies. Where the ISM-Band frequency works at 2.45 GHz and 3.35 GHz for Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX). Since the wearable antenna will be positioned close to the human body, the absorption of electromagnetic energy by the body creates a potential health risk, especially if there is long-term radiation to the human body. Therefore, in order for a usable antenna to comply with health and safety requirements, the radiation from the integrated antenna must provide the least amount of power absorbed per unit mass. To overcome this problem, an AMC antenna design was created to help minimize electromagnetic coupling to the human body compared to conventional ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering : Vol.8, No.2 April 2021 | Page 13742 antennas [5]. This final project investigates the shape of a rectangular patch with a reflector which aims to amplify the resonating waves, which are printed on a Roogers RO3003® dielectric substrate with a thickness of 0.5 mm. Furthermore, to make a comparison, added a reflector and the effect of the distance between the reflector and the printed dipole antenna, the simulation results were obtained at a frequency of 2.45 GHz and 3.35 GHz with a reflection coefficient value of -12 dB and 10.4 dB and the results with measurements namely at a frequency of 2.66 GHz and 3.80 GHz with a reflection coefficient of -29.4 dB and -21.8 dB. The distance values used in measurements using the AMC 3x3 reflector are 5 mm, 10 mm, 15 mm, and 20 mm. In the measurement, there is a frequency shift and two frequencies are obtained, namely 2.66 GHz and 3.80 GHz. With the best reflection coefficient values obtained at a distance of 5 mm -37 dB and -20 dB. Keywords: Dipole, Reflector, Dual-band, ISM-Band, Return-Loss, Wearable