Desain Dan Realisasi Double Stage Low Noise Amplifier Pada Frekuensi C-band 5,6 Ghz Untuk Aplikasi Radar Cuaca

Abstract

Abstrak Pentingnya mempelajari iklim dan cuaca di Indonesia menggunakan instrumen pemantau cuaca dengan cakupan wilayah yang luas sangat diperlukan. Instrumen pemantau cuaca yang paling efektif untuk jangkauan wilayah yang luas adalah menggunakan radar. Radar cuaca adalah radar yang mampu mendeteksi tetes hujan dengan ukuran diameter sangat kecil. Radar cuaca juga mampu memantau pergerakan hujan dan awan. Salah satu kendala yang dihadapi pada sistem radar yaitu sinyal pantulan yang memiliki daya yang rendah sehingga kualitas penerimaan menjadi kurang baik. Untuk mengatasi kendala tersebut, sinyal perlu diperkuat lagi oleh low noise amplifier (LNA) agar sinyal memiliki level daya yang cukup besar dengan noise yang rendah agar dapat diproses oleh stage selanjutnya. Pada Tugas Akhir ini dirancang dan direalisasikan LNA yang dapat bekerja pada frekuensi 5.500-5.700 Ghz. Spesifikasi LNA yang dirancang adalah memiliki gain sebesar ≥ 20 dB dan noise figure sebesar ≤ 5 dB. Dalam perancangan dan simulasi LNA digunakan software Agilent’s Advanced Design System 2015 dengan komponen aktif yang digunakan adalah BFP740 ESD dari Infineon. Pengujian kinerja LNA dilakukan dengan membandingkan data hasil pengukuran dengan spesifikasi awal perancangan. Hasil simulasi LNA pada frekuensi 5,6 GHz menghasilkan gain sebesar 31.146, dB, noise figure 1,643 dB, sementara VSWR input dan VSWR output yaitu 1,109 dan 1,042. Dari hasil pengukuran diperoleh gain yang dihasilkan pada frekuensi 5,6 GHz adalah 24.5 dB dengan noise figure 4,019 dB. VSWR input dan VSWR output 2,222 dan 2,103. Setelah penambahan capasitor trimming hasil VSWR input dan VSWR output adalah 1,442 dan 1,371. Berdasarkan hasil pengukuran LNA yang dirancang sudah memenuhi spesifikasi untuk aplikasi radar cuaca. Kata kunci : Radar Cuaca, LNA, gain, noise figure, VSWR Abstract The importance of studying climate and weather in Indonesia using instruments of weather monitoring with a wide area coverage is very necessary. The most effective weather monitoring instrument for a wide area is using radar. Weather radar is a radar that can detect rain drops with very small diameter sizes. Weather radar is also able to monitor the movement of rain and clouds. One of the obstacles faced by radar systems is reflected signals that have low power so that the reception quality is not good. To overcome this problem, the signal needs to be reinforced by a low noise amplifier (LNA) so that the signal has a large enough power level with low noise so that it can be processed by the next stage. In this Final Project LNA is designed and realized which can work at a frequency of 5,500-5,700 Ghz. The LNA specification designed is having a gain of ≥ 20 dB and a noise figure of ≤ 5 dB. In the design and simulation of LNA, the Agilent's Advanced Design System 2015 software was used with the active component being used was BFP740 ESD from Infineon. LNA performance testing is done by comparing the measurement data with the initial specifications of the design. The simulation results of LNA on the 5.6 GHz frequency produce a gain of 31,146, dB, noise figure 1,643 dB, while the VSWR input and VSWR output are 1,109 and 1,042. From the measurement results obtained the gain generated at the frequency of 5.6 GHz is 24.5 dB with a noise figure of 4.019 dB. VSWR input and VSWR outputs are 2,222 and 2,103. After the addition of the trimming capasitor the output of VSWR input and VSWR output is 1.442 and 1.371. Based on the measurement results of several parameters, the LNA designed has met the specifications so that it is suitable for weather radar applications at C-band frequencies of 5,500-5,700 Ghz. Keywords: weather radar, LNA, noise figure, gain, VSWR