Resonator Ortogonal untuk Pembangkit Polarisasi dengan Mengadaptasi Metode Integrasi Antena dan Filter

Polarisasi merupakan salah satu parameter antena yang telah banyak diteliti untuk menjawab kebutuhan aplikasi sistem komunikasi nirkabel. Polarisasi adalah parameter yang menunjukkan bagaimana medan listrik pada gelombang elektromagnetik beradiasi pada medan jauh. Keberagaman polarisasi menjadi salah satu cara dalam meningkatkan kapasitas transmisi sistem komunikasi nirkabel dan bergerak, karena penggunaan antena dengan polarisasi yang berbeda maka spektrum frekuensi dapat kembali digunakan. Beberapa metode untuk mengatur polarisasi telah diteliti baik untuk polarisasi linier maupun melingkar. Beberapa metode juga telah mengajukan pembangkit polarisasi dengan struktur yang serupa namun dengan tambahan rekonfigurasi dapat menghasilkan polarisasi linier dan melingkar. Dari metode terdahulu belum pernah menggunakan metode pembangkit polarisasi yang dapat juga menambahkan parameter antena dengan kemampuan seleksi sebagaimana sebuah filter. Kemampuan filter untuk melewatkan daya pada frekuensi operasi dan menahan daya di luar frekuensi operasinya merupakan fungsi yang penting untuk mencegah terjadinya interferensi pada sinyal telekomunikasi. Selama ini teknik pembangkit polarisasi dan teknik untuk menghasilkan selektifitas pada antena merupakan dua metode yang terpisah. Penelitian ini mengajukan sebuah metode yang menggabungkan teknik pembangkit polarisasi dan teknik pembentuk selektifitas menjadi satu metode yang sama, karena kebutuhan telekomunikasi nirkabel di masa yang akan datang adalah penggunaan perangkat yang terintegrasi dan multifungsi. Disertasi ini mengajukan sebuah metode untuk membangkitkan polarisasi berdasarkan teori polarisasi umum. Medan listrik berjalan yang mewakili polarisasi antena sesungguhnya dapat diuraikan menjadi dua komponen medan listrik maya dengan arah vertikal dan horisontal, sehingga kedua medan listrik yang ortogonal ini dapat diwakili masing-masingnya oleh resonator dengan arah arus permukaan vertikal dan horisontal. Saat penggabungan kedua resonator ini dilakukan, maka polarisasi dapat dibangkitkan menjadi vertikal, 75, 45 serta melingkar dengan mengubah variabel panjang dan lebar radiator, jarak antara radiator dan resonator serta jarak antara resonator. Integrasi komponen radiator dan resonator ini mengadaptasi integrasi antena-filter menggunakan pencatu tunggal. Metode yang diajukan dimodelkan pada radiator berbentuk persegi dengan arus permukaan vertikal serta resonator yang memberikan arus permukaan horisontal yang dapat direpresentasikan antara lain oleh dua jenis resonator yaitu, interdigital dengan lubang via dan hairpin, dimana kedua resonator ini membentuk komponen ortogonal jika masing-masingnya diintegrasi dengan radiator persegi. Pengujian model dilakukan secara simulasi dan diverifikasi dengan pembuatan sebuah purwarupa antena dengan polarisasi 45 dan dua buah antena dengan polarisasi melingkar serta divalidasi dengan pengukuran. Hasil desain antena-filter dengan resonator interdigital membuktikan bahwa metode yang diajukan berhasil membangkitkan polarisasi vertikal, 75, 45 pada frekuensi kerja 4.65 GHz, lebar pita impedansi -10 dB sebesar 300 MHz, dan perolehan masing-masing 5,4 dBi, 6,7 dBi dan 6,82 dBi. Antena-filter dengan polarisasi melingkar menggunakan sebuah resonator interdigital berhasil diperoleh dengan frekuensi kerja 4,65 GHz, perolehan 6,467 dBi, lebar pita impedansi -10 dB sebesar 224 MHz dan lebar pita rasio aksial 160 MHz. Antena-filter dengan polarisasi melingkar menggunakan sebuah resonator hairpin juga diperoleh dengan frekuensi kerja 2,58 GHz, lebar pita impedansi -10 dB sebesar 133 MHz, lebar pita rasio aksial 20 MHz dan perolehan 6,8 dBi yang dapat digunakan untuk aplikasi satelit broadcast. Seluruh antena juga memiliki respon perolehan seperti respon filter lolos-pita sebagaimana respon antena-filter. Maka dapat disimpulkan bahwa polarisasi dapat dibangkitkan dengan integrasi dua komponen resonator ortogonal mengadaptasi metode integrasi antena dan filter, dimana keseimbangan besar medan ortogonal dipengaruhi oleh panjang dan lebar radiator persegi, sedangkan perbedaan fasa dipengaruhi oleh besar celah antara radiator dengan resonator

Poster: Interdigital Filtering Antenna with a ± 15o Slant Polarization

The studies of the filtering antenna have performed many methods and type of resonators used in co-design between the filter and antenna. But none of the design using the interdigital resonator with a via through hole. Interdigital resonator with a via through hole has a unique characteristic for it is short-circuited at one end and open circuited at the other. This condition is expected to have an effect to the electric field and the surface current direction. This paper performs a second order of the interdigital filter co-design with a proximity fed rectangular patch antenna. The simulation shows that the interdigital resonator with a via through hole affects the polarization of the antenna from a vertical polarization alter to a slant polarization. The design is fabricated and measured, both the simulation and measurement show a good agreement with a bandwidth of 340 Mhz at 4.8 GHz resonance frequency, maximum gain of 8.2 dBi and a - 15o slant polarization