Perpustakaan Digital ITB

Satelit LEO (Low Earth Orbit) adalah sistem antena yang mengorbit bumi pada ketinggian 500 hingga 1200 km. Satelit LEO populer karena keunggulannya dalam menyediakan layanan komunikasi dengan latensi rendah. Starlink adalah salah satu perusahaan yang memiliki konstelasi satelit LEO terbesar, yang bertujuan untuk menyediakan layanan internet di seluruh dunia. Satelit LEO dari Starlink menggunakan frekuensi Ku-band, yang mencakup rentang 12-18 GHz. Sistem ini menggunakan frekuensi berbeda untuk transmisi downlink dan uplink, yaitu 10.7 – 12.7 GHz untuk downlink dan 14 – 14.5 GHz untuk uplink. Keuntungan menggunakan Ku-band adalah ukuran antena yang kecil namun mampu mencapai satelit LEO dengan bandwidth dan gain yang tinggi. Misalnya, antena bumi Starlink berukuran 30×50 cm dengan 1400 elemen susunan antena. Antena microstrip adalah antena yang terdiri dari lembaran logam tipis di atas substrat. Antena ini memiliki berbagai metode pencatuan, penyusunan, dan bentuk radiating patch. Kelebihan antena microstrip meliputi desain yang fleksibel, ukuran yang kompak, fabrikasi yang sederhana, dan mudah diintegrasikan. Salah satu metode pencatuan untuk memperoleh bandwidth frekuensi yang lebar adalah dengan menggunakan aperture coupled feed. Metode ini memungkinkan pengaturan bandwidth melalui variasi slot pada ground dan celah antara saluran transmisi dengan radiating patch. Antena microstrip aperture coupled feed menjadi pilihan yang baik untuk sistem antena stasiun bumi satelit LEO. Penelitian ini berfokus pada pengembangan sistem antena microstrip rectangular dengan metode aperture-coupled patch untuk stasiun bumi satelit pada pita frekuensi Ku-Band. Antena ini dirancang untuk bekerja pada dual frekuensi, yaitu frekuensi downlink 10,7-12,7 GHz dan frekuensi uplink 14-14,5 GHz, yang bertujuan untuk memperluas jangkauan dan meningkatkan kualitas penerimaan sinyal dari satelit Starlink. Sistem antena yang dikembangkan menggunakan substrat FR4 dengan konstanta dielektrik 4.3 dan ketebalan 1 mm. Dalam proses desain, dilakukan simulasi menggunakan perangkat lunak CST Studio Suite untuk mengoptimalkan parameter antena seperti return loss, VSWR, gain, dan pola radiasi. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa antena ini memiliki return loss di bawah -10 dB dan VSWR di bawah 2 pada seluruh frekuensi kerja, yang menunjukkan performa penyesuai impedansi yang baik. Berdasarkan pengukuran iii realisasi desain, frekuensi kerja pada sistem downlink sedikit bergeser. Gain antena yang didapatkan dari simulasi bervariasi yaitu pada downlink 15.33 dBi dan pada uplink 12 dBi, dengan half power beamwidth (HPBW) antara 6.3° hingga 7.7°. Sedangkan hasil pengukuran menunjukkan desain mampu memberikan penguatan sebesar 15,2 dBi untuk downlink dan 12 dBi pada uplink dengan HPBW sebesar 5°. Antena juga menunjukkan level side-lobe yang dapat diterima, berkisar antara -8.7 dB hingga -12.8 dB. Prototype antena yang dikembangkan memiliki kinerja yang linear dengan spesifikasi yang diharapkan dan dengan penelitian lebih lanjut dengan menambahkan susunan antena dan mengimplementasikan HPA dan LNA, desain ini dapat diterapkan untuk memperluas akses internet di wilayah Indonesia yang kurang terlayani, dengan mempertimbangkan aspek sosial dan ekonomi.