Dalam mempelajari waveguide optik, kita harus mengetahui beberapa persamaan penting yang biasa digunakan pada perancangan waveguide optik seperti, persamaan Maxwell, persamaan gelombang vektorial, dan juga persamaan Boundary Condition untuk elektromagnetik. Dalam posting kali ini akan dijelaskan tentang persamaan Maxwellnya dulu, untuk persamaan lainnya akan dijelaskan lain waktu.

Persamaan Maxwell

Medan listrik E (dalam volt per meter), medan magnet H (amper per meter), kerapatan medan listrik D (coloumb per meter), dan kerapatan medan magnet B (amper per meter persegi) yang memiliki hubungan satu dengan lainnya melalui persamaan berikut ini :

                                   

                                     

Dimana permitifitas  dan permibialitas  didefinisikan sebagai

                                   

                                   

Rapat arus J (dalam amper per meter persegi) pada sebuah material konduktif diberikan dengan persamaan

                                   

Dari persamaan-persamaan tersebut didapatkan persamaan Maxwell untuk  medan elektromagnetik [1] :

                                   

                                   

Referensi

(1) Kawano, Kenji and Kitoh, Tsutomu. Introduction to Optical Waveguide Analysis. John Wiley, New York. 2001.

Suatu saat, Einstein dan Mr Bean duduk berdampingan didalam sebuah penerbangan.

 

Einstein mengajak memainkan sebuah permainan.

 

Einstein: Aku akan mengajukan satu pertanyaan, jika Anda tidak tahu

jawabannya maka Anda membayar saya hanya $ 5, dan jika saya tidak

tahu jawabannya, saya akan membayar Anda $ 500.

 

Einstein mengajukan pertanyaan pertama:

Berapa jarak dari Bumi ke Bulan?

 

Mr. Bean tidak mengucapkan sepatah

kata pun, merogoh saku, mengeluarkan $ 5.

 

Sekarang, giliran Mr. Bean...

 

Dia bertanya kepada Einstein:

 

Apakah yang naik ke atas bukit dengan

3 kaki, dan akan turun di 4 kaki?

 

Einstein melakukan pencarian internet, dan meminta semua

teman-temannya yg cerdas. Setelah satu jam ia memberikan

Mr Bean $ 500.

 

Einstein sambil penasaran bertanya:

Nah, jadi apa naik keatas bukit dengan tiga kaki dan

turun dengan empat kaki ??

 

Mr Bean merogoh saku, dan memberikan Einstein $ 5.

Filter aktif RC adalah rangkaian pemilah frekuensi yang komponen-komponen pasifnya terdiri dari tahanan ( R ), kapasitor ( C ) dan Op Amp sebagai komponen aktifnya. Tidak digunakannya induktansi merupakan suatu keuntungan terutama dalam fabrikasi rangkaian terpadu. Ada empat jenis filter yang mempunyai tanggapan frekuensi ideal seperti ditunjukkan pada Gambar-1 dibawah ini:

Tanggapan frekuensi filter ideal pada Gambar-1 tersebut:

1. Lewat bawah (Low Pass), keluaran filter (yang mungkin merupakan penguatan), yang dinyatakan oleh H(j2pf) muncul untuk frekuensi-frekuensi rendah, dalam gambar ditunjukkan dari frekuensi nol sampai frekuensi batas atas f_H.
2. Lewat pita (Band Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2pf) muncul untuk frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas f2.
3. Lewat atas (High Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2pf) muncul untuk frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas tak terhingga.
4. Eliminasi pita / penolakan pita (Band Rejection), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2pf) tidak muncul untuk frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas f2.

Pada kenyataannya, tanggapan frekuensi sebuah filter tidak seideal seperti yang ditunjukkan pada Gambar-1. Tanggapan H(j2pf) tidak tetap besarnya, bervariasi antara harga maksimum H0 dan H1. Beda antara H0 dan H1 dinamakan kerutan (ripple). Untuk lebih jelasnya pada Gambar-2 akan terlihat karakteristik yang sesungguhnya dari suatu filter lewat bawah (Low Pass).

Sebenarnya nasihat yang berharga Rp.  ¼  Milyar ini sudah lama sekali diberikan oleh salah seorang penemu konsultan manajemen, Ivy Lee. Sekitar 65 tahun yang lalu, Ia memberikan jasa konsultasi kepada Charles Schwab, Presiden Betlehem Stell. “Tuliskan apa yang harus Anda kerjakan besok. Berikan nomor berdasarkan prioritas, kerjakan nomor satu, lalu ikuti nomor dua, dan seterusnya,” kata Ivy Lee.

Lee kemudian meminta Schwab untuk mencoba teknik yang diberikannya itu. Untuk masalah pembayaran, Lee meminta kepada presiden Betlehem Stell teersebut untuk mengirimkan cek sesuai sebagai harga konsultasi yang telah diberikannya, senilai dengan yang dianggap patut dan sesuai dengan manfaat teknik pembuatan jadwal harian bagi sukses hidup dan usahanya.

Dalam waktu beberapa minggu, Lee menerima cek senilai $25.000 (setara dengan Rp. 250 juta) dari Schwab.

Cerita tersebut diambil dari buku Life Skills yang ditulis oleh Richard J. Leider. Mungkin metode yang simple ini jarang kita lakukan. Padahal metode penyusunan jadwal harian ini bernilai besar sekali untuk kita yaitu, Rp ¼ Milyar. Kita cukup dengan menyisihkan waktu beberapa menit saja untuk membuat jadwal harian kita untuk esok hari.

Mulailah dari sekarang untuk menyusun jadwal harian. Anda telah memiliki teknik sukses senilai 250 juta rupiah. Manfaatkanlah!

 

“If you fail to plan, you are planning to fail.

Jika Anda gagal dalam berencana, Anda sedang berencana untuk gagal.”

Untuk mengetahui nilai kapasitansi kapasitor, beberapa kapasitor memiliki nilai kapasitansi dalam farad yang langsung tercetak  pada komponennya. Kapasitor yang langsung tercetak nilai kapasitansinya biasanya memiliki ukuran yang besar sehingga terdapat tempat yang cukup untuk mencetak nilai kapasitor dan juga lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco, disana dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.

Akan tetapi, Kapasitor  yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Untuk yang bertuliskan dua angka saja, maka satuannya adalah pF (pico Farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah  47 pF. 

Untuk kapasitor yang bertuliskan 3 digit pada bagian badan kapasitornya, maka angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104 seperti terlihat pada Gambar-1, maka  kapasitansinya  adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF.

Gambar-1. Kapasitor yang Memiliki Kode 104

            

Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Tabel-1 berikut.

Kode Pada Kapasitor	Nilai
nn (angka dari 01 - 99)	nn pF
101	0,0001 µF
102	0,001 µF
103	0,01 µF
104	0,1 µF
221	0,00022 µF
222	0,0022 µF
223	0,022 µF
224	0,22 µF
331	0,00033 µF
332	0,0033 µF
333	0,033 µF
334	0,33 µF
471	0,00047 µF
472	0,0047 µF
473	0,047 µF
474	0,47 µF

Tabel-1. Nilai Kapasitansi Kapasitor

Pada beberapa jenis kapasitor ada juga yang menggunakan toleransi yang biasanya menggunakan kode huruf. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada Tabel-2 berikut.

Tabel-2. Toleransi Kapasitor

Baiklah.. Cukup sekian postingan tentang Cara Membaca Nilai Kapasitansi Kapasitor. Terima kasih sudah membacanya.

Ketertarikan terhadap modulator optik yang memiliki performa yang tinggi telah dimulai sejak 1990. Ketertarikan ini dikarenakan kebutuhan yang besar terhadap modulator ini untuk sistem komunikasi. Sebagai contoh yaitu dalam merancang sistem telekomunikasi yang murah di dalam ruangan (indoor), maka dibutuhkan sebuah instalasi Multi Mode Fiber (MMF). Sistem MMF ini membutuhkan sebuah modulator optik dengan panjang gelombang 850 nm untuk indoor gigabit ethernet sistem [1].

Secara umum, terdapat empat jenis modulator optik. Modulator tersebut yaitu : (1) electro-optics, (2) acousto-optics, (3) magneto-optics, dan (4) electro-absorption [2]. Electro-Absorption Modulator (EAM) merupakan modulator yang memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan modulator lainnya. EAM memiliki keunggulan yaitu : modulasi berkecepatan tinggi, pengaturan dengan tegangan rendah, extinction ratio yang tinggi, dan mudah diintegrasikan dengan device lainnya.

Electro-Absorption Modulator (EAM) bekerja menggunakan prinsip dasar efek electroabsorption yaitu perubahan koefisien absorpsi berdasarkan pada perubahan medan listrik. Pada bulk semiknduktor, absorpsi disebabkan oleh bergeraknya elektron ke energi yang lebih rendah seiring dengan bertambahnya medan listrik yang disebabkan oleh kombinasi dari absorpsi band-to-band dan proses tunneling (Franz-Keldysh effect) [3].

Sedangkan pada quantum well (QW), transisi energi antara elektron dan hole yang terperangkap (confined) pada energi level berkurang ketika terdapat medan listrik yang diberikan pada growth direction (Quantum Confined Stark Effect, QCSE) [3]. Efek ini diilustrasikan pada Gambar-1.

 

Gambar-1. Quantum well band edges, quantum levels, dan elektron dengan fungsi gelombang (kanan) dan tanpa fungsi gelombang (kiri) yang diberikan medan listrik F (E g-bulk band gap, E ph-transition energy) [3].

Pada stark effect, ketika medan listrik bertambah, overlap dari fungsi gelombang (wavefunction) elektron dan hole berkurang seiring dengan berkurngnya kekuatan absorpsi pada energi transisi. Ketebalan dari quantum well memberikan keuntungan tersendiri untuk sensitifitas medan yang tinggi (efisiensi modulasi yang tinggi) dimana semakin tipis quantum wellnya akan memberikan absropsi yang lebih besar.

Penguatan absorbsi pada quantum well tersebut dikarenakan formasi dari pasangan elektron-hole (excitons) pada quantum well. Dibandingkan dengan bulk material, modulator tipe quantum well QCSE memiliki effisiensi modulasi yang tinggi (drive voltage yang rendah), namun, modulator ini memiliki optikal bandwidth yang tidak terlalu lebar. 

Untuk penjelasan lebih lanjut, tunggu postingan selanjutnya ya.. Oia, kalau ada yang mau komentar untuk postingan ini agar lebih bagus bisa ditulis dibawah.

DAFTAR REFERENSI

[1] C. Lethien, J-P. Vilcot, D. Decoster, ”850 nm Transmission Type ElectroAbsorption Modulator on SiO2 subtrate,” Abs. 227, 205th Meeting, © 2004 The Electrochemical Society, Inc.

[2]  B.E.A. Saleh and M.C. Teich, “Fundamentals of photonics,” John Wiley & Sons,Inc., ISBN 0-471-83965-5, 1991.

[3] J. Piprek, Y.-J. Chiu, S.-Z. Zhang, J. E. Bowers, C. Prott, and H. Hillmer, “High-Efficiency MQW Electroabsorption Modulators,” Electrochemical society proceedings, vol. 2002-4, pp.141-149.

Mungkin masih banyak yang belum mengetahui tentang Waveguide Optic. Padahal  sudah cukup banyak aplikasi yang memanfaatkan struktur Waveguide Optic, seperti kabel serat optik, Electroabsorbtion Modulation (EAM), dll.

Secara harfiah, makna dari Waveguide Optic (Pandu Gelombang Optik) adalah struktur fisik yang memandu gelombang elektromagnetik dalam spektrum optik. Berikut Gambar contoh Waveguide Optic yang berupa Electroabsorbtion Modulation (EAM).

Gambar-1. Contoh Waveguide Optic

Waveguides optic dapat diklasifikasikan menurut geometri (planar, strip, atau fiber waveguides), mode struktur (single-mode, multi-mode), distribusi indeks bias (step-indeks atau gradien indeks) dan material (kaca, polimer, semikonduktor).

Untuk penjelasan lebih lanjut, tunggu postingan selanjutnya ya.. Oia, kalau ada yang mau komentar (baca : komentarnya yang membangun ya..) untuk postingan-postingan saya, silahkan tulis dibawah.

oleh : Tomy Abuzairi

         Sebagai negara kepulauan terbesar di dunia, Indonesia memiliki tantangan tersendiri dalam menyelenggarakan infrastruktur telekomunikasi. Hambatan geografis yang ada ini menyebabkan ketersediaan layanan telekomunikasi di Indonesia, terutama di daerah pedesaan, masih sangat sedikit. 

Hal ini dibuktikan dengan adanya fakta bahwa Indonesia merupakan negara di Asia Tenggara, dengan teledensitas (2) yang rendah. Angka teledensitas di Indonesia sendiri masih berada di bawah rata-rata teledensitas negara-negara asia tenggara (ASEAN), dengan teledensitas telepon tetap 6,57 dan selular 28,30 telepon per 100 penduduk (3). Selain itu, berdasarkan data dari Departemen Komunikasi dan Informatika, bahwa pembangunan infrastruktur dasar telekomunikasi  baru mencapai setengah dari jumlah desa yang ada di Indonesia yaitu sejumlah 31.845 desa (4). Dengan kata lain, penetrasi akses layanan komunikasi ke daerah pedesaan masih kurang. Padahal sebagian besar penduduk Indonesia berada di pedesaan dengan jumlah desa diperkirakan lebih dari 7.200 desa yang tersebar di 17.504 pulau.

Salah satu penyebab utama dari sedikitnya layanan telekomunikasi di pedesaan yaitu tingginya biaya investasi untuk membangun layanan telekomunikasi di pedesaan. Investasi oleh penyelenggara telekomunikasi baik itu Capital Expenditure (CAPEX) yang meliputi infrastruktur jaringan seperti base station dan juga Operational Expenditure (OPEX) yang meliputi pemeliharaan infrastruktur dirasakan masih terlalu mahal untuk dilakukan. Berdasarkan data dari Konferensi Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi untuk Indonesia tahun 2006, biaya investasi per Satu Sambungan Telepon (SST) yang harus dikeluarkan untuk masyarakat pedesaan dapat mencapai 10 juta rupiah.

Masih mahalnya biaya investasi yang dikeluarkan oleh penyelengara jaringan telekomunikasi tersebut sebenarnya tidak terlepas dari teknologi yang mereka gunakan. Dengan teknologi terdahulu seperti Digital Subsciber line (DSL) dengan kabelnya (wireline) dan teknologi wireless lainnya yang coverage area-nya sempit/terbatas membuat biaya investasi menjadi mahal. Kini dengan adanya teknologi WiMAX, layanan telekomunikasi yang mudah dan murah akan dapat dinikmati masyarakat pedesaan dan juga diharapkan kemajuan desa segera bisa disongsong.

Mengapa WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar yang dibangun berdasarkan standar IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering) 802.16 yang didesain untuk memenuhi kondisi non LOS (Line of Sight) dan menggunakan teknik modulasi adaptif seperti QPSK, QAM 16, dan QAM 64 (5).

WiMAX menggunakan teknologi Ortogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). OFDM merupakan sebuah teknik multiplexing sinyal dimana sebuah sinyal dibagi menjadi beberapa kanal dengan pita frekuensi yang sempit dan saling berdekatan, dengan setiap kanal menggunakan frekuensi yang berbeda. Dengan menggunakan teknologi OFDM, WiMAX dapat mencapai coverage area yang luas (beberapa mil/sekitar 50-an kilometer) dengan kecepatan tinggi (sekitar 72 Mbps wireless). Sehingga CAPEX dan tarif layanan per bandwidth relatif akan jauh lebih murah dibanding teknologi sebelumnya yang telah digunakan.

Teknologi pendahulunya, yaitu WiFi (IEEE.802.11) yang sekarang masih dipakai di laboratorium, kampus, airport, ruang konferensi sampai coffee shop dan supermarket, hanya mampu menjangkau 20-100 meter dengan kecepatan beberapa puluh Mbps. Karena itulah WiMAX lebih menjanjikan untuk memperluas jaringan murah di pedesaan dibandingkan pembangunan infrastruktur dengan kabel yang cukup mahal. Mungkin inilah yang mendasari komentar para pakar WiMAX internasional, bahwa teknologi WiMAX adalah vital dan sangat cocok untuk diaplikasikan di negara-negara berkembang seperti Indonesia, dimana biaya investasi fixed communication masih tinggi.

OFDM Pada Teknologi WiMAX

OFDM mampu melayani data kecepatan tinggi karena efisiensinya yaitu dengan frekuensi overlapping (tumpang tindih) tapi dengan jaminan tidak rusak karena sinyal dalam setiap subcarrier-nya didesain untuk memenuhi syarat orthogonal (kecuali ada masalah lain seperti frequency offset karena efek Doppler/pergerakan).

Dengan karakter dasar OFDM di atas, dalam Standard WiMAX, OFDM akan mampu mencapai 72 Mbps (data bersih) atau sampai 100 Mbps (data plus bit untuk error correction coding) dalam spektrum 20 MHz. Artinya, OFDM dalam WiMAX mampu mengirimkan 3,6 bps per Hz. Misalnya terdapat alokasi bandwidth sebesar 90 MHz dan diimplementasikan pada frekuensi 2,3 GHz (yaitu 2,3-2,39 GHz), maka diperoleh 6 blok band (yaitu 6 x 15 MHz = 90 MHz). Setelah itu, akan diperoleh kapasitas 6x54 Mbps = 324 Mbps (dengan asumsi seluruh channel ditambahkan dan dengan satu kali frequency reuse). Kemudian dengan sektorisasi, maka total kapasitas suatu base station akan mencapai sekitar 1 Gbps, sebuah kecepatan sangat tinggi untuk wireless access.

Parameter Physical Layer (PHY) Pada Teknologi WiMAX

Ada tiga variant WiMAX PHY yaitu : OFDM 256-carrier, single carrier (opsional) dan 2048 OFDMA (opsional). OFDM 256 dipilih untuk diimplementasikan, yaitu dengan 256 Fast Fourier Transform (FFT) point, guard interval (GI) sebesar = 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 dan error koreksinya menggunakan convolutional coding (CC). Teknik modulasinya adalah adaptif (adaptif modulation) untuk BPSK, QPSK, 16QAM dan 64QAM dengan indikatornya dari level CINR (Carrier to Interference plus Noise Ratio). Jika lingkungan jelek atau jauh dari base station dipakai BPSK, sedangkan jika lingkungan baik dipakai 64QAM. Level Bit-Error-Rate (BER) dijaga dengan menggunakan teknik Automatic Repeat Request (ARQ).

Alokasi Frekuensi Pada Teknologi WiMAX

Beberapa negara yang telah memutuskan alokasi frekuensi untuk teknologi WiMAX, yaitu: Eropa pada 3,4 – 3,6 GHz, Korea dengan WiBro-nya pada 2,3 – 2,4 GHz, China 3,3 – 3.4 GHz, dan USA pada 2,5 – 2,7 GHz dan 3,65 – 3,70 GHz.

Khusus untuk Indonesia, Pemerintah melalui badan regulasi telekomunikasi yaitu Dirjen Postel, memutuskan bahwa teknologi WiMAX akan dialokasikan pada 2,3 GHz dengan lebar pita 90 MHz (dengan 6 blok, masing-masing 15 MHz, 6x15 MHz = 90 MHz). 

Penutup ; Pemerataan Layanan Komunikasi

Pemerataan kesempatan untuk mendapatkan informasi masih harus terus diperjuangkan untuk seluruh masyarakat Indonesia. WiMAX sebagai teknologi terkini dalam dunia telekomunikasi mampu menjawab berbagai tantangan akan kebutuhan penyelenggaraan telekomunikasi yang luas dan murah.

Oleh karena itu, dengan menerapkan teknologi WiMAX di Negara Indonesia tercinta ini, akan membuat masyarakat pedesaan dapat dengan mudah dan murah untuk memperoleh informasi dan juga dengan teknologi WiMAX tersebut diharapkan pemerataan pembangunan di pelbagai daerah di Indonesia dapat tercapai sepenuhnya.

Catatan Kaki

(1) Naskah ini ditulis dalam rangka mengikuti XL Award 2009-kategori karya tulis masyarakat umum.

(2) Teledensitas (teledensity) merupakan rasio pengguna jaringan telekomunikasi berbanding dengan jumlah populasi penduduk.

(3) International Telecommunication Union 2006. 

(4) Sambutan Kebijakan TI oleh Menteri Komunikasi dan Informatika, Tifatul Sembiring, pada "Workshop Nasional Konvergensi Jaringan dan Layanan Telekomunikasi, Jakarta 9 Desember 2009".

(5) www.standards.ieee.org

Referensi

Buku 

Wibisono, Gunawan dan Gunadi Dwi Hantoro. 2007. WiMAX Teknologi Broadband Wireless Access (BWA) Kini dan Masa Depan. Jakarta : Informatika. 

Ada seorang pemuda yang lama sekolah di luar negeri, kembali ke tanah air. Sesampainya di rumah ia meminta kepada orang tuanya untuk mencari seorang guru agama, kiyai atau siapa saja yang bisa menjawab 3 pertanyaannya. 

Akhirnya orang tua pemuda itu mendapatkan orang tersebut, seorang kiyai.

Pemuda           : Anda siapa Dan apakah bisa menjawab pertanyaan-pertanya an saya?

Kiyai               : Saya hamba Allah dan dengan izin-Nya saya akan menjawab pertanyaan anda.

Pemuda           : Anda yakin? Sedangkan Profesor dan ramai orang yang pintar tidak mampu menjawab pertanyaan saya.

Kiyai               : Saya akan mencoba sejauh kemampuan saya.

Pemuda           : Saya ada 3 pertanyaan:

1. Kalau memang Tuhan itu ada,tunjukan wujud Tuhan kepada saya. 
2. Apakah yang dinamakan takdir.
3. Kalau syaitan diciptakan dari api kenapa dimasukan ke neraka yang dibuat dari api, tentu tidak menyakitkan buat syaitan. Sebab mereka memiliki unsur yang sama. Apakah Tuhan tidak pernah berfikir sejauh itu?

Definisi resmi IEEE dari suatu antena yang diberikan oleh Stutman dan Thiele [1] adalah: “Bagian dari sistem pengiriman dan penerimaan yang dirancang untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik.” Antena microstrip merupakan salah satunya.

Konsep antena Mikrostrip diperkenalkan pada awal tahun 1950an di USA oleh Deschamps dan di Perancis oleh Gutton dan Baissinot, baru pada tahun 1970an dengan kedatangan teknologi printed-circuit [2,3], beberapa kemajuan pada area penelitian ini mulai menghasilan perkembangan antena praktis untuk pertama kalinya.

Bentuk paling sederhana dalam peralatan Mikrostrip adalah berupa sisipan dua buah lapisan konduktif yang saling paralel yang dipisahkan oleh suatu substrat dielektrik. Konduktor bagian atas adalah potongan metal yang tipis (biasanya tembaga atau emas), yang merupakan fraksi kecil dari suatu panjang gelombang [1]. Konduktor bagian bawah adalah bidang pentanahan yang secara teori bernilai tak-hingga. Keduanya dipisahkan oleh sebuah substrat dielektrik yang non-magnetik. Konstanta dielektrik dari substrat berkisar dari 1,17 sampai kisaran 25, dengan loss tangent­ mulai dari 0,0001 sampai 0,004. Konduktor atas dapat berupa bentuk apapun, bisa persegi-panjang, lingkaran, segi-tiga, elips, helix, cincin lingkaran, dsb. Keragaman desain yang memungkinkan dalam antena-antena Mikrostrip barangkali melebihi elemen antena tipe lainnya. Antena Mikrostrip digunakan dimana ukuran, berat, biaya, performa yang baik, kesesuaian dengan rangkaian terintegrasi gelombang milimeter dan gelombang mikro, ketahanan, kemampuan untuk menyesuaikan diri dengan bidang planar dan non-planar, dsb. Yang dibutuhkan [2,5].

Bandwidth dan efisiensi antena Mikrostrip bergantung pada ukuran, bentuk, ketebalan substrat, konstanta dielektrik substrat, tipe feed point, serta lokasinya, dsb.. Untuk kinerja antena yang baik, substrat dielektrik yang tebal dengan konstanta yang rendah cocok untuk bandwidth yang lebih besar, efisiensi dan radiasi yang lebih baik, dengan ukuran antena yang besar. Merancang antena yang kecil membutuhkan konstanta dielektrik yang besar, yang menyebabkan bandwidth dan efisiensi yang lebih kecil, serta loss tangent (faktor disipasi) yang lebih besar [2]. Teknik efektif lainnya untuk mengurangi ukuran antena adalah dengan menyisipkan shorting post yang akan digunakan pada antena yang diinginkan. Oleh karena itu, desain akhir membutuhkan titik temu antara dimensi dan kinerja antena, bergantung pada kebutuhan sistem. Lapisan konduktif atas, contohnya patch antena Mikrostrip adalah sumber radiasi yang meradiasi semata-mata karena medan rumbaian antara ujung patch dan bidang ground. Lapisan konduktif bawah berlaku mirip dengan bidang ground reflektif, memantulkan kembali energi melewati substrat dan ke ruang kosong.

Antena Mikrostrip merupakan divais dengan Q (quality factor) yang tinggi, kadang-kadang mencapai 100 untuk elemen yang lebih tipis. Namun, elemen dengan Q tinggi mempunyai bandwidth dan efisiensi yang kecil. Satu solusinya dapat dengan meningkatkan ketebalan substrat, tapi terdapat batasan-batasan dimana penambahan bagian dari total daya yang diberikan sumber menjadi gelombang permukaan. Gelombang permukaan merupakan power loss yang tidak diinginkan yang tersebar pada bengkokan dan diskontinuitas dielektrik yang ditunjukkan pada gambar 1. Ada dua teknik yang mungkin untuk mensuplai atau mentransmisikan energi elektromagnetik, contohnya, induce excitation pada antena Mikrostrip yang terdiri dari tipe contacting dan non-contacting. Pada teknik contacting, pensuplaian dilakukan langsung dengan menghubungkan element seperti jalur transmisi Microstrip dan probe coaxial. Pada teknik non-contacting seperti aperture dan proximity coupling, penggabungan medan elektromagnet dilakukan untuk mentransfer daya antara jalur Microstrip dan konduktor bagian atas [2,3].

Gambar 1. Jalur medan yang meradiasi dari patch antena; diilustrasikan dari formasi gelombang permukaan.

(θ_c = sudut kritis)

[1] Stutzman, W. L. and Thiele, G. A., Antenna Theory and Design, John Willey & Sons, Inc., 1998.

[2] C. A. Balanies, Antenna Theory : Analysis & Design, John Willey & Sons, Inc., 1997.

[3] Pozar and Schaubert, “Microstrip Antennas,” Proceedings of the IEEE, vol. 80, 1992.

[5] Waterhouse, R. B., Targonski, S. D., and Kokotoff, D. M., “Design and Performance of small Printed Antennas,” IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1998, vol. 46, pp. 1629-1633.