Perancangan Dan Analisis Antena Mikrostrip Berbasis Metamaterial Pada Frekuensi 3,5 Ghz Untuk Aplikasi 5g

Abstract

Abstrak Dalam perkembangan teknologi 5G keberadaan antena mikrostrip berperan besar, karena karakteristik fisiknya yang kecil, tipis, ringan. Akan tetapi antena ini memiliki kekurangan seperti bandwidth yang sempit, gain yang kecil, dan efisiensinya yang rendah. Masalah paling serius yang dihadapi oleh antena mikrostrip adalah sempitnya bandwidth yang dihasilkan. Pada Tugas Akhir akan dibahas peningkatan lebar bandwidth antena mikrostrip menggunakan metamaterial. Salah satu metode yang menggunakan metamaterial adalah metode Artificial Ground Structure (AGS) yang bertindak sebagai ground plane antena. Pada tugas akhir ini dilakukan perancangan, simulasi, dan analisis antena mikrostrip dengan patch rectangular pada frekuensi 3,5 GHz berbasis metamaterial. Perancangan menggunakan CST Studio Suite 2018, untuk substrat menggunakan FR-4 dengan permitivitas relatif 4,3 dan ketebalan 1,6 mm. Hasil yang diinginkan antena memiliki return loss dibawah -10 dB, VSWR kurang dari 2, dan gain yang lebih besar dari 2 dBi dengan pola radiasi omnidirectional. Saat simulasi antena tanpa AGS, antena bekerja pada frekuensi 3,5 GHz memiliki nilai return loss sebesar -36,38 dB dan VSWR 1,03 serta menghasilkan bandwidth sebesar 172,3 MHz. Sedangkan antena dengan AGS, pada frekuensi 3,5 GHz nilai return loss sebesar -35,106 dB, bandwidth sebesar 1,89 GHz, dan VSWR 1,03. Dengan metode AGS peningkatan bandwidth sebesar 90,88 %. Kata Kunci : antena mikrostrip, metamaterial, AGS, 5G. Abstract In the development of 5G technology, the presence of microstrip antenna plays a big role, because of its physical characteristics which are small, thin, light. But its have disadvantages, such as narrow bandwidth, small gain and low efficiency. But the most serious problem is how small bandwidth they produced. So, many researches are done to make microstrip antennas have wide bandwidth. In this final project, we will discuss the increase in the bandwidth of the microstrip antenna using metamaterials. One method that uses metamaterials is the Artificial Ground Structure (AGS) method which acts as a ground plane antenna. In this final project, designing, simulating and analyzing a microstrip antenna with a rectangular patch at a frequency of 3.5 GHz based on metamaterial. The design uses CST Studio Suite 2018, for the substrate using FR-4 with a relative permittivity of 4.3 and a thickness of 1.6 mm. The desired result of the antenna has a return loss below -10 dB, VSWR less than 2, and gain greater than 2 dBi with an omnidirectional radiation pattern. When simulating the antenna without AGS, the antenna working at frequency of 3.5 GHz has a return loss -36.38 dB and VSWR 1.03 and bandwidth of 172.3 MHz. While the antenna with AGS, at frequency of 3.5 GHz, antenna has return loss -35.106 dB, bandwidth of 1.89 GHz, and VSWR 1.03. With the AGS method, the bandwidth increase is 90.88%. Keyword: microstrip antenna, metamaterial, AGS, 5G.