Sistem Antena Pemancar Mimo (4×4) Menggunakan Multi Substrat Dan Air Gap Pada Frekuensi 3,5 Ghz Untuk Komunikasi 5g

Abstract

Abstrak Perkembangan teknologi telekomunikasi tiap tahunnya sangat pesat, termasuk pada teknologi generasi ke-5 (5G) juga terus dilakukan riset dan implementasi. Teknologi 5G di Indonesia saat ini sedang dilakukan pengembangan spektrum frekuensi oleh Kementerian Komunikasi dan Informatika (KEMKOMINFO), yaitu dengan frekuensi 3,5 GHz yang dinyatakan ideal untuk kebutuhan di Indonesia. Dengan frekuensi yang tinggi tersebut, maka diperlukan antena jenis mikrostrip serta dengan susunan sistem Multiple Input Multiple Output (MIMO) agar dapat memberikan bandwidth transmisi yang lebar. Pada Tugas Akhir dilakukan perancangan sistem antena pemancar MIMO (4×4) pada frekuensi 3,5 GHz, yang dimana terdapat 16 elemen dengan 4 baris dan 4 kolom elemen, serta menggunakan patch berbentuk sirkular. Patch sirkular dipilih karena dapat memberikan gain yang baik. Selain itu, juga dibantu dengan penggunaan metode multi substrat dan air gap untuk meningkatkan bandwidth dan gain dalam pencapaian spesifkasi 5G. Bahan substrat yang digunakan adalah FR-4 karena dapat memberikan impedansi yang baik, dengan memiliki ketebalan (h) 1.6 mm dan permitivitas dielektrik (εr) 4,3. Serta digunakan pencatuan coaxial probe agar memudahkan dalam pengaplikasian pada sistem antena MIMO. Berdasarkan simulasi yang dilakukan, sistem antena pemancar MIMO dengan metode multi substrate dan air gap dihasilkan gain maksimal sebesar 7,314 dBi dan gain minimal sebesar 6,778 dBi. Kemudian didapatkan bandwidth sebesar 104 MHz (3,447-3,551 GHz) hingga 107 MHz (3,443-3,550 GHz). Serta, mutual coupling pada sistem MIMO didapatkan paling besar -21,427 dB dan paling kecil -48,304 dB. Kata kunci : Antena Mikrostrip, Patch Sirkular, MIMO, 5G. Abstract The development of telecommunications technology become strict every year, including in the 5th generation technology (5G), research and implementation are also being carried out. The Ministry of Communication and Information Technology (KEMKOMINFO) is currently developing the frequency spectrum in Indonesia, by 3.5 GHz frequency which is declared ideal for the needs in Indonesia. With this high frequency, a microstrip type antenna is needed and also a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system arrangement is needed in order to provide a wide transmission bandwidth. Inthisfinal project,(4×4) MIMO transmitter antenna system on frequency 3.5 GHz designed, which is 16 elements with 4 rows and 4 columns of elements, and using a circular shape patch. Circular patches are chosen because it can provide to a increase gain. Than, it is helped by the use of multisubstrate and air gap methodsfor increasing bandwidth even gain in reaching to 5G specifications. The substrate material used FR-4 because it can give a good impedance matching, with has a thickness (h) 1.6mm and a dielectric permittivity (εr) 4.3. Based on the simulation, a MIMO transmitter antenna system using the multi substrate and air gap method resulted in a maximum gain is 7.314 dBi and a minimum gain is 6.778 dBi. Then obtained bandwidth of 104 MHz (3.447-3.551 GHz) to 107 MHz (3.443-3.550 GHz). Meanwhile, mutual coupling on the MIMO system obtained at -21.427 dB and the smallest at -48.304 dB. Keywords: Microstrip Antenna, Circular Patch, MIMO, 5G.