tugas akhir analisis karakteristik saluran transmisi mikrostrip departemen teknik elektro fakultas

71 Pages·2010·0.65 MB·Estonian

TUGAS AKHIR

ANALISIS KARAKTERISTIK SALURAN TRANSMISI
MIKROSTRIP

O
L
E
H

LEMUEL ARTIOS L. TOBING
05 0402 053

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
ABSTRAK

Saluran transmisi merupakan suatu media yang digunakan untuk mengirim
energi listrik dari satu titik ke titik lain dalam suatu rangkaian listrik. Ada beberapa
saluran transmisi yang digunakan secara umum pada saat ini seperti Two Wire Line,
kabel koaksial, Balanced Shielded Line, mikrostrip atau stripline dan bumbung
gelombang.
Mikrostrip merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya tidak berupa
kabel lentur akan tetapi bersifat kaku. Jenis saluran transmisi ini umumnya
dipergunakan untuk bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro. Pada Tugas
Akhir ini, akan dibahas tentang karakteristik dari saluran transmisi mikrostrip.
Parameter-parameter utama yang akan dianalisis adalah impedansi karakteristik,
rugi-rugi, attenuasi dan waktu propagasi dari saluran transmisi mikrostrip tersebut.
Dari hasil analisis yang dilakukan, didapatkan bahwa besar impedansi
karakteristik sebesar 50.606 ohm, rugi-rugi tembaga, rugi-rugi radiasi dan
attenuasinya mengalami kenaikan seiring bertambahnya frekuensi yang diberikan.
Sedangkan rugi-rugi dielektriknya cenderung tetap sebesar 43.8669 x 10-11 dB/m
dan rugi-rugi yang paling besar merupakan rugi-rugi konduktor. Besarnya waktu
propagasi saluran transmisi mikrostrip sebesar 0.195 ns/inchi, untuk semua
frekuensi uji.

Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, atas
berkat dan rahmatNya sehingga penulis diberikan kemampuan untuk dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini berjudul: “ANALISIS KARAKTERISTIK SALURAN
TRANSMISI MIKROSTRIP “. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat
untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyampaikan rasa hormat, bangga, dan terimakasih yang sebesar-
besarnya kepada kedua orangtua saya, Ayahanda R. L. Tobing dan Ibunda R.
Sitompul, yang telah membesarkan, mendidik dan selalu mendoakan saya, serta
rasa sayang kepada saudara-saudara saya Torael F. L. Tobing, Eklesia C. S. L.
Tobing, Euangelyne T. L. Tobing dan David R. R. L. Tobing.
Dalam kesempatan ini juga penulis menyampaikan rasa terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ali Hanafiah Rambe, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir, yang dengan ikhlas dan sabar memberikan masukan, dukungan,
bimbingan dan motivasi dalam penulisan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Riswan Dinzi, MT., selaku Dosen Wali selama saya mengikuti
perkuliahan.
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Ba’afai, selaku Pelaksana Harian Ketua
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan dalam memberikan bahan referensi Tugas
Akhir.
6. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bekal ilmu kepada saya
selama mengikuti perkuliahan.
7. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
8. Terimakasih kepada Ompu Parada di manapun, Nenek, Om Joe, Uak Ratna,
K’ Ratna, B’ El-Joe yang berada di Surabaya, terima kasih atas perhatian
kalian selama ini, ’JnILU’.
9. Terimakasih kepada teman-teman BEZALEEL, Bastanna E. Bangun, Budi
K. Sidabutar, Chriz D. Siregar, Roy H. Perangin-angin Sukatendel yang
selalu mendukung dan menguatkan saya di dalam banyak hal. Sahabat-
sahabat saya, Hans T. M. Sinaga, Septin E. K. G. M., Shera Zwi Hutabarat
(ItoqZ), Monalisa P., Ivan C. Tobing, K’ Ferina, Lidia Samosir yang
menjadi teman seperjuangan dan tempat berbagi, teman seru-seruan Akmal
dan teman-teman seperjuangan Samuel Simanjuntak, Chici ’Iban’ , Ica,
Rainhard T. dan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu...tetaplah
semangat, Papa ’JC’ memberkati kalian semua..
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
10. Terimakasih kepada Bang Samuel H. S.,ST., dan Kak Martha P.,S.Sos. atas
bimbingannya dan kesabarannya kepada kami..
11. Adik-adikku terkasih Samuel M.T., Agus H. H., Josua E. G., Johannes A.
B., Christian D. S., Reinhard F. B. yang membuat hidup ini berisi.
12. Teman-teman mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan
satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih sangat jauh dari sempurna,
baik dari segi materi maupun cara penyajiannya. Oleh karena itu, penulis siap
menerima saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi
pembaca dan penulis.

Medan, Desember 2009
Penulis

Lemuel Artios L. Tobing

Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
DAFTAR ISI

ABSTRAK …………………………………………………………………….. i
KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
BAFTAR GRAFIK ........................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1
I.2 Rumusan Masalah …………………………………………….............. 2
I.3 Tujuan Penulisan ……………………………………………................ 2
I.4 Batasan Masalah ………………………………………………............. 2
I.5 Metode Penulisan …………………………………………………....... 3
I.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 3

BAB II SALURAN TRANSMISI
2.1 Umum ………………………………………………………………. 5
2.2 Jenis Media Saluran Transmisi ........................................................... 6
2.3 Karakteristik Saluran Transmisi .......................................................... 11
2.3.1 Lumped Constant …………………………. ………………... 12
2.3.2 Distributed Constant ............................................................... 13
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
2.3.3 Impedansi Karakteristik Saluran .............................................. 16
2.3.4 Rufi-Rugi (Losses) pada Saluran Transmisi …………………. 19
2.4 Gelombang Elektromagnet dalam Sakuran Trasmisi .......................... 20
2.4.1 Kecepatan Rambat Gelombang ................................................ 21
2.4.2 Panjang Gelombang ................................................................. 22
2.5 Rangkaian Ekivalen dan Parameter Saluran Transmisi ……………… 23
2.6 Persamaan Umum Saluran Transmisi ……………………………….. 24

BAB III SALURAN TRANSMISI MIKROSTRIP
3.1 Umum .................................................................................................. 25
3.2 Impedansi Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip ....................... 26
3.3 Rugi-Rugi pada Saluran Transmisi Mikrostrip .................................... 28
3.4 Frequency Dependencies dari Saluran Transmisi Mikrostrip .............. 31
3.5 Attenuasi pada Saluran Transmisi Mikrostrip ...................................... 32
3.6 Waktu Propagasi Mikrostrip ................................................................ 33
3.7 Mikrostrip T-Junction .......................................................................... 34
3.8 Impedance Matching ............................................................................ 35
3.9 Teknik Pencatuan ................................................................................. 36
3.10 Kelebihan dan Kerugian Saluran Transmisi Mikrostrip ...................... 37

BAB IV ANALISIS KARAKTERISTIK SALURAN TRANSMISI
MIKROSTRIP
4.1 Umum ……………………………………………………………….. 38
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
4.2 Parameter Asumsi ............................................................................... 38
4.3 Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip ........................... 40
4.3.1 Analisis Impedansi Karakteristik Saluran Transmisi
Mikrostrip ……………………………………………………. 40
4.3.2 Rugi-Rugi Saluran Transmisi Mikrostrip.................................. 41
4.3.2.1 Rugi-Rugi Tembaga pada Saluran Transmisi
Mikrostrip ………………...………………………... 41
4.3.2.2 Rugi-Rugi Radiasi pada Saluran Transmisi
Mikrostrip ………………...………………………... 44
4.3.2.3 Rugi-Rugi Dielektrik pada Saluran Transmisi
Mikrostrip ………………...………………………... 46
4.3.3 Attenuasi pada Saluran Transmisi Mikrostrip ......................... 51
4.3.4 Waktu Propagasi Mikrostrip .................................................... 55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….. 57
5.2 Saran ………………………………………………….…………….. 58

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….……. 59
LAMPIRAN
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Seiring perkembangan zaman, semakin bertambah juga teknologi yang
dihasilkan. Untuk menghasilkan suatu teknologi, tentunya harus menggunakan
saluran transmisi dalam teknologi karena saluran transmisi merupakan suatu hal
yang penting dalam menggunakan teknologi tersebut walaupun hanya sedikit
mengunakan saluran transmisi. Saluran transmisi merupakan suatu media yang
digunakan untuk mengirim energi listrik dari satu titik ke titik lain dalam suatu
rangkaian listrik. Ada beberapa saluran transmisi yang digunakan secara umum
pada saat ini seperti Two Wire Line, kabel koaksial, Balanced Shielded Line,
mikrostrip atau stripline dan bumbung gelombang.
Mikrostrip merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya tidak berupa
kabel yang berupa lentur akan tetapi bersifat kaku. Jenis saluran transmisi ini
umumnya dipergunakan untuk bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro
(GHz) dan digunakan untuk menghubungkan piranti-piranti elektronika yang
berjarak cukup dekat. Pada Tugas Akhir ini, akan dibahas tentang karakteristik
saluran transmisi mikrostrip. Parameter-parameter utama yang akan dianalisis
adalah impedansi karakteristik, rugi-rugi, attenuasi dan waktu propagasi dari
saluran transmisi mikrostrip tersebut
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.
Untuk memperoleh kinerja saluran transmisi mikrostrip yang jauh lebih baik,
maka diperlukan adanya analisis dari saluran transmisi, termasuk menganalisis
karakteristik saluran transmisi tersebut.

1.2 RUMUSAN MASALAH
Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan,
yaitu:
1. Bagaimana impedansi karakteristik dari saluran transmisi mikrostrip?
2. Bagaimana rugi – rugi dari saluran transmisi mikrostrip?
3. Bagaimana attenuasi dari saluran transmisi mikrostrip?
4. Bagaimana waktu propagasi saluran transmisi mikrostrip?

1.3 TUJUAN PENULISAN
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah menganalisis karakteristik saluran
transmisi mikrostrip.

1.4 BATASAN MASALAH
Agar pembahasan lebih terarah, maka pembahasan dibatasi sebagai berikut:
1. Parameter – parameter yang dianalisis adalah impedansi karakteristik, rugi-rugi,
attenuasi dan waktu propagasinya.
2. Hanya membahas tentang saluran transmisi mikrostrip.
3. Hanya membahas saluran transmisi secara umum.
4. Frekuensi yang digunakan yaitu 1GHz, 2 GHz, 3 GHz, 4 GHz, 5 GHz.
Lemuel Artios L. Tobing : Analisis Karakteristik Saluran Transmisi Mikrostrip, 2010.