Sistem Antena Reflektor Parabola Untuk Radar Cuaca Menggunakan Metamaterial Sebagai Feed Antena
Abstrak
Indonesia sebagai negara kepulauan di daerah tropis sering mengalami cuaca yang tidak stabil, sehingga dibutuhkan sistem pemantauan yang andal seperti radar cuaca. Penelitian ini mengembangkan antena mikrostrip berbasis reflektor untuk meningkatkan gain dan bandwidth pada sistem radar cuaca. Antena dirancang menggunakan struktur E-Shaped Microstrip Antenna (MSA) dengan penambahan metamaterial sebagai elemen peningkat performa. Substrat yang digunakan adalah Rogers RT 5880, dan antena dioperasikan pada frekuensi 5,8 GHz. Simulasi dan analisis dilakukan menggunakan perangkat lunak simulator desain antena dan simulator pemograman teknis. Hasil simulasi menunjukkan bahwa antena yang dikembangkan mampu mencapai gain sebesar 25,99 dBi, bandwidth 106,8 MHz, return loss -12,07 dB, dan nilai VSWR sebesar 1,04. Dengan performa tersebut, antena ini terbukti layak digunakan sebagai bagian dari sistem radar cuaca di Indonesia untuk meningkatkan akurasi dan keandalan pemantauan cuaca.
Unduhan
Referensi
[1] M. F. Manalu, M. Wildan, and , M.Faisal Yoga Dewantara, “Rancangan Antena Microstrip Rectangular Patch Dengan Tambahan Slot Untuk Aplikasi Antena Cuaca,” Jurnal Rekayasa Elektro Sriwijaya, vol. 5, no. 2, 2024.
[2] E. Wardoyo, “Analisis Interferensi Frekuensi Radar Cuaca C-Band di Indonesia,” Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol. 5, no. 2, p. 163, Feb. 2017, doi: 10.22441/incomtech.v5i2.1139.
[3] S. R. Emadian and C. Ghobadi, “Enhanced Double Negative Metamaterial Microstrip Antenna: Bandwidth, Gain Improvement, and Size Reduction for Radar applications,” IEEE Access, vol. 20, Nov. 2024, doi: 10.1109/ACCESS.2024.3498453.
[4] Munawar, “Antena Bowtie dengan Reflektor Parabola untuk Layanan Broadband Wireless Access,” J Teknol, vol. 23, no. 1, pp. 41–46, Apr. 2023.
[5] H. Wasel and Z. Guoping, “Enhancing 5G Patch Array Antenna Gain Using DNG Metamaterial,” International Journal of Energy Engineering, vol. 8, no. 4, pp. 93–96, 2018, doi: 10.5923/j.ijee.20180804.02.
[6] W. N. Hamid, “Studi Perancangan dan Eksperimental Antena Frekuensi 5,8 GHz Teknik Log periodic Array dengan penambahan Metamaterial untuk Aplikasi Energy harvesting,” 2024.
[7] S. Hossain, Md. S. Rana, and Md. M. Rahman, “Design and analysis of inverted E-Shaped slotted patch microstrip antenna for multiband applications,” in Data Engineering and Applications, vol. 1, J. Agrawal, S. Sharma, R. K. Shukla, and C.-S. Shieh, Eds., Springer, 2024, pp. 385–399. doi: 10.1007/978-981-97-2451-2_26.
[8] Z. Sokol, J. Szturc, J. Orellana-Alvear, J. Popová, A. Jurczyk, and R. Célleri, “The Role of Weather Radar in Rainfall Estimation and Its Application in Meteorological and Hydrological Modelling —A Review,” Jan. 20, 2021, MDPI AG. doi: 10.3390/rs13030351.
[9] L. Widomurti and D. K. Suswantoro, “Efektifitas Elevasi dan Produk Terbaik Estimasi Curah Hujan Radar Cuaca Berdasarkan Klasifikasi Awan,” Jurnal Widya Climago, vol. 2, no. 2, pp. 29–37, May 2020.
[10] S. Bin Oh, P. Kollias, J. S. Lee, S. W. Lee, Y. H. Lee, and J. H. Jeong, “Rain-rate Estimation Algorithm Using Signal Attenuation of Ka-band Cloud Radar,” Meteorological Applications, vol. 27, no. 1, pp. 1–13, Jan. 2020, doi: 10.1002/met.1825.
[11] A. S. Zhang, C. Y. Huang, S. Chen, P. F. Zhang, D. M. Hu, and L. S. Xiao, “Utilization of Specific Attenuation for Rainfall Estimation in Southern China,” Journal of Tropical Meteorology, vol. 27, no. 1, pp. 48–61, Mar. 2021, doi: 10.46267/j.1006-8775.2021.005.
[12] C. A. Balanis, Antenna theory analysis and design, 3rd ed. John Wiley & Sons, Inc., 2005. [Online]. Available: www.copyright.com.
[13] R. Yuwono, L. Julianto, Moch. A. Choiron, and A. Purnowidodo, “Perancangan Dimensi Antena Ultra Wide Band (Rugby Ball) Yang Paling Efektif Untuk Monostatic Microwave Radar,” TEKNO, vol. 8, Aug. 2007.
[14] M. M. Rahman, Y. Yang, and S. Dey, “Application of Metamaterials in Antennas for Gain Improvement: A Study on Integration Techniques and Performance,” IEEE Access, vol. 13, pp. 49489–49503, Mar. 2025, doi: 10.1109/ACCESS.2025.3552023.
[15] T. J. Cui, D. R. Smith, and R. Liu, Metamaterials: Theory, design, and applications. Springer US, 2010. doi: 10.1007/978-1-4419-0573-4.
[16] K. Quzwain, A. Ismail, and A. Sali, “Octagon fractal microstrip yagi antenna with a combined DNG and DPS layer structure,” Microw Opt Technol Lett, vol. 59, pp. 1988–1993, Jan. 2017, doi: 10.1002/mop.30666.
[17] M. Afkarulislam and H. Wijanto, “Perancangan dan Realisasi Antena Reflektor Parabola dengan Feed Point Mikrostrip untuk Stasiun Bumi Satelit GEO-KOMPSAT-2A,” e-Proceeding of Engineering, vol. 8, no. 5, p. 5368, Oct. 2021.
[18] Nasrul, “Pembuatan Antena Reflektor Parabola Lingkaran untuk Penerima Sinyal Televisi pada Jalur UHF,” POLI REKAYASA, vol. 13, no. 2, Apr. 2018.
[19] C. Apriono, B. P. A. Mahatmanto, and F. H. Juwono, “Rectangular Microstrip Array Feed Antenna for C-Band Satellite Communications: Preliminary Results,” Remote Sens (Basel), vol. 15, no. 4, Feb. 2023, doi: 10.3390/rs15041126.
[20] M. S. Rana et al., “For wireless applications, design and analysis of patch antenna at 2.45 GHz,” Telkomnika (Telecommunication Computing Electronics and Control), vol. 22, no. 4, pp. 799–811, Aug. 2024, doi: 10.12928/TELKOMNIKA.v22i4.25751.
[21] Rahman Dzul, “Desain dan Analisis Kinerja Antena Reflektor,” Penguin Group US, 2024.
