Desain Antena Mikrostrip Array 2x1 Elemen dengan Teknik Inset dan Slit untuk Sistem Komunikasi 5G

Authors

  • Atria Anindito Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta
  • Agam Putranto Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta
  • Syah Alam Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta http://orcid.org/0000-0002-0162-8364
  • Indra Surjati Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta http://orcid.org/0000-0001-6944-0213
  • Lydia Sari Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta
  • Rakesh Vaswani Program Studi Teknik Elektro, Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta Jl. Sunter Permai Raya, Jakarta Utara, DKI Jakarta

DOI:

https://doi.org/10.61769/telematika.v16i1.388

Keywords:

antena, mikrostrip, array, inset, slit, Generasi Kelima (5G)

Abstract

The Fifth Generation (5G) communication system promises high data transfer rates. It requires an antenna that can operate with gain and bandwidth at 3.4 – 3.6 GHz frequency range which complies with 5G frequency regulation. This study proposes an optimized 2x1 element array microstrip antenna using inset and slit techniques. The antenna is designed to operate at 3.5 GHz for 5G communication systems. The array method is used to increase the gain value, while inset and slit techniques are used to reduce the reflection coefficient (S11). From the design and simulation results, the reflection coefficient value is – 24 dB and the bandwidth is 360 MHz (3.32 GHz -3.68 GHz), or 10.28%, at a frequency of 3.5 GHz. The use of the array method worked in increasing the gain by 66.67% and the bandwidth by 70.43%, compared to single-element antennas.

 

 

Sistem komunikasi Generasi Kelima (5G) menjanjikan kecepatan transfer data yang sangat tinggi sehingga memerlukan antena yang dapat bekerja dengan penguatan dan bandwidth pada rentang frekuensi 3,4 hingga 3,6 GHz yang sesuai dengan regulasi frekuensi 5G. Penelitian ini mengusulkan desain antena mikrostrip array 2x1 elemen yang dioptimalisasi menggunakan teknik inset dan slit. Antena dirancang untuk bekerja pada frekuensi kerja 3.5 GHz untuk sistem komunikasi 5G. Metode array digunakan untuk meningkatkan nilai gain dari antena, sedangkan teknik inset  dan slit digunakan untuk mereduksi nilai koefisien refleksi (S11) dari antena yang diusulkan. Dari hasil perancangan dan simulasi didapatkan nilai koefisien refleksi – 24 dB dan bandwidth 360 MHz (3,32 GHz hingga 3,68 GHz), atau 10,28%, pada frekuensi 3,5 GHz. Penggunaan metode array berhasil meningkatkan gain sebesar 66,67% dan bandwidth sebesar 70,43% dibandingkan dengan antena single element.

Author Biographies

Atria Anindito, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta

Kelahiran kota Jakarta. Pendidikan S1 Teknik Elektro Universitas Trisakti. Saat ini penulis masih tercatat sebagai mahasiswa aktif di Program Studi Magister Teknik Elektro Universitas Trisakti. Minat penelitian di bidang antena progagasi, khususnya antena microstrip.

Agam Putranto, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta

Kelahiran kota Jakarta. Pendidikan D3 Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta. Saat ini penulis masih tercatat sebagai mahasiswa aktif di Program Studi Teknik Elektro Universitas Trisakti. Minat penelitian di bidang antena progagasi, khususnya antena microstrip.

Syah Alam, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta

Kelahiran Jakarta. Pendidikan S1 dan S2 diselesaikan di Program Studi Teknik Elektro di Universitas Pendidikan Indonesia dan Magister Teknik Elektro di Universitas Trisakti. Saat ini penulis masih tercatat sebagai Dosen Tetap di Program Studi Teknik Elektro Universitas Trisakti. Minat penelitian di bidang antena progagasi, khususnya antena microstrip.

Indra Surjati, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta

Kelahiran Bangkok, Thailand. Pendidikan S1 dan S2 diselesaikan di Program Studi Teknik Elektro dan Magister Teknik Elektro di Universitas Trisakti, sedangkan pendidikan S3 diselesaikan di Program Studi Doktor bidang Teknik Elektro Universitas Indonesia. Saat ini penulis masih tercatat sebagai Dosen Tetap dan Guru Besar di Program Studi Magister Teknik Elektro Universitas Trisakti. Minat penelitian di bidang antena progagasi, khususnya antena microstrip.

Lydia Sari, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, Jakarta Barat, DKI Jakarta

Kelahiran Jakarta. Pendidikan S1 diselesaikan di Program Studi Teknik Elektro, Universitas Trisakti, sedangkan S2 dan S3 diselesaikan di Departemen Teknik Elektro di Universitas Indonesia. Saat ini penulis masih tercatat sebagai Dosen Tetap di Program Studi Teknik Elektro Universitas Trisakti. Minat penelitian di bidang komunikasi nirkabel dan teori informasi pengkodean.

Rakesh Vaswani, Program Studi Teknik Elektro, Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta Jl. Sunter Permai Raya, Jakarta Utara, DKI Jakarta

Program Studi Teknik Elektro, Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta

Jl. Sunter Permai Raya, Jakarta Utara, DKI Jakarta

References

M. Höyhtyä, O. Apilo, dan M. Lasanen, “Review of latest advances in 3GPP standardization: D2D communication in 5G systems and its energy consumption models,” Futur. Internet, vol. 10, no. 1, 2018, doi: 10.3390/fi10010003.

A. Hikmaturokhman, K. Ramli, dan M. Suryanegara, “Spectrum considerations for 5G in Indonesia,” Proceeding - 2018 Int. Conf. ICT Rural Dev. Rural Dev. through ICT Concept, Des. Implic. IC-ICTRuDEv 2018, 2018, hlm. 23–28, doi: 10.1109/ICICTR.2018.8706874.

S. Alam dan I. Wibisono, Pengantar Antena dan Propagasi: Konsep Dasar dan Teori, vol. 45. DKI Jakarta: UTA 45 Jakarta Press, 2017.

I. Surjati, Antena Mikrostrip: Konsep dan Aplikasinya. DKI Jakarta: Universitas Trisakti, 2010.

M. Alaydrus, “Riset antena – State of the art,” J. Telekomun. dan Komput., vol. 6, no. 1, hlm. 1, 2017, doi: 10.22441/incomtech.v6i1.1146.

D. G. Fang, Antenna Theory and Microstrip Antennas. CRC Press, 2017.

D. Imran, dkk., “Millimeter wave microstrip patch antenna for 5g mobile communication,” 2018 Int. Conf. Eng. Emerg. Technol., no. April, 2019, hlm. 1–6, doi: 10.1109/ICEET1.2018.8338623.

W. An, Y. Li, H. Fu, J. Ma, W. Chen, dan B. Feng, “Low-profile and wideband microstrip antenna with stable gain for 5G wireless applications,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 17, no. 4, hlm. 621–624, 2018, doi: 10.1109/LAWP.2018.2806369.

N. Ferdous, G. Chin Hock, H. A. S. Hamid, M. N. A. Raman, T. Sieh Kiong, dan M. Ismail, “Design of a small patch antenna at 3.5 GHz for 5G application,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 268, no. 1, 2019, doi: 10.1088/1755-1315/268/1/012152.

D. Paragya and H. Siswono, “3.5 GHz rectangular patch microstrip antenna with defected ground structure for 5G,” Elkomika J. Tek. Energi Elektr. Tek. Telekomun. Tek. Elektron., vol. 8, no. 1, hlm. 31, 2020, doi: 10.26760/elkomika.v8i1.31.

H. Wang dan G. Yang, “Design of 4×4 microstrip Quasi-Yagi beam-steering antenna array operation at 3.5GHz for future 5G vehicle applications,” in 2017 International Workshop on Antenna Technology: Small Antennas, Innovative Structures, and Applications (iWAT), 2017, hlm. 331–334, doi: 10.1109/IWAT.2017.7915393.

M. A. Soliman, T. E. Taha, W. Swelam, dan A. Gomaa, “3.5/5 GHz dual-band 8 × 8 adaptive array antenna,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 34, no. August 2012, hlm. 85–98, 2012, doi: 10.2528/pierc12081513.

A. R. Pratiwi, E. Setijadi, dan G. Hendrantoro, “Design of two-elements subarray with parasitic patch for 5G Application,” in Proceedings - 2020 International Seminar on Intelligent Technology and Its Application: Humanification of Reliable Intelligent Systems, ISITIA 2020, 2020, hlm. 311–316, doi: 10.1109/ISITIA49792.2020.9163785.

L. M. Ramadhan, R. P. Astuti, dan B. S. Nugroho, “Simulation of design and analysis massive mimo array microstrip rectangular patch dualband 3.5 GHz and 26 GHz for 5G communications,” in 2019 IEEE Asia Pacific Conference on Wireless and Mobile (APWiMob), 2019, hlm. 28–32, doi: 10.1109/APWiMob48441.2019.8964213.

K. Da Xu, J. Zhu, S. Liao, dan Q. Xue, “Wideband patch antenna using multiple parasitic patches and its array application with mutual coupling reduction,” IEEE Access, vol. 6, hlm. 42497–42506, 2018, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2860594.

A. Pandey, Practical Microstrip and Printed Antenna Design. Artech House, 2019.

Downloads

Published

2021-12-16

Issue

Vol. 16 No. 1 (2021)

Section

Articles

License

 

You are free to:

  1. Share — copy and redistribute the material in any medium or format for any purpose, even commercially.
  2. Adapt — remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially.
  3. The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms.

Under the following terms:

  1. Attribution — You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
  2. ShareAlike — If you remix, transform, or build upon the material, you must distribute your contributions under the same license as the original.
  3. No additional restrictions — You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.

Notices:

You do not have to comply with the license for elements of the material in the public domain or where your use is permitted by an applicable exception or limitation.

No warranties are given. The license may not give you all of the permissions necessary for your intended use. For example, other rights such as publicity, privacy, or moral rights may limit how you use the material.