Perpustakaan Digital ITB

Komunikasi nirkabel telah menjadi bagian penting dalam teknologi modern yang memungkinkan pertukaran data melalui gelombang elektromagnetik antar perangkat. Dalam sistem ini, antena memiliki peran penting sebagai komponen utama untuk transmit dan receive gelombang sinyal. Salah satu frekuensi yang banyak digunakan dalam komunikasi nirkabel adalah 2,4 GHz karena ketersediaannya secara global dan bebas lisensi di banyak negara. Sistem komunikasi full duplex merupakan sistem komunikasi dimana transmit dan receive sinyal dapat dilakukan di frekuensi dan waktu yang sama sehingga spektral efisiensi dapat meningkat hingga 2 kali lipat. Namun sistem komunikasi ini memerlukan isolasi tinggi untuk mengatasi self-interference yang terjadi akibat sinyal transmit yang bocor ke port receive (Rx). Selain isolasi tinggi, bobot yang ringan juga menjadi salah satu parameter penting dalam realisasi antena untuk memastikan perangkat tetap efisien dan mudah diintegrasikan ke dalam sistem komunikasi nirkabel. Dalam hal ini, teknologi 3D printing muncul sebagai solusi karena memungkinkan pembuatan struktur antena dengan bobot yang lebih ringan. Oleh sebab itu, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan antena full duplex dengan isolasi tinggi dan berbobot ringan menggunakan teknologi 3D printing pada frekuensi 2,4 GHz untuk aplikasi komunikasi nirkabel. Metode penelitian ini melibatkan beberapa tahap seperti perancangan, optimasi, realisasi, pengukuran dan analisis hasil dari antena. Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak elektromagnetik untuk merancang antena yang optimal. Ada dua teknik isolasi yang digunakan pada desain yaitu diversitas polarisasi dan diversitas fasa menggunakan hybrid ring coupler dimana antena mikrostrip three-port dengan 180° hybrid coupler digunakan untuk meningkatkan isolasi antar port. Realisasi antena menggunakan bahan Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) yang dicetak dengan teknologi 3D printing sebagai substrat. Material ini dipilih karena memiliki massa jenis yang ringan (1,0–1,05 g/cm³), dibandingkan material konvensional seperti FR-4 yang memiliki massa jenis 1,7–1,9 g/cm³. Teknik pengecatan manual menggunakan tinta tembaga dengan asumsi ketebalan 0,1 mm diaplikasikan pada permukaan patch dan ground antena. ii Parameter-parameter utama yang diukur untuk memvalidasi hasil desain meliputi koefisien refleksi (S11, S22, S33), koefisien isolasi (S21, S13, S23), bandwidth, dan gain antena. Hasil penelitian menunjukkan bahwa antena mikrostrip full duplex yang direalisasikan memiliki performa yang baik dimana nilai S-parameter untuk ketiga port telah mencapai nilai dibawah -10 dB. Isolasi antara port transmit dan receive yang diukur adalah sebesar -46 dB dimana hal ini memenuhi kriteria isolasi untuk sistem full duplex. Meskipun demikian, terdapat beberapa perbedaan hasil antara simulasi dan realisasi akibat deformasi bentuk pada antena karena penggunaan material yang tipis. Deformasi ini memengaruhi panjang efektif dari antena yang kemudian berdampak pada pergeseran frekuensi resonansi. Selain itu, variasi konduktivitas cat hasil pengecatan manual juga mempengaruhi kedalaman dari antena yang diukur. Optimasi lanjutan sedang dilakukan untuk meningkatkan kinerja dari antena yang telah dirancang agar dapat bekerja lebih baik di frekuensi kerja yang diharapkan. Namun hasil yang dilaporkan saat ini telah mengindikasikan bahwa antena yang dikembangkan dapat digunakan untuk sistem komunikasi nirkabel.