Perancangan dan Simulasi Antena Mikrostrip MIMO 4×4 Rectangular Patch dengan Double U-Slot dan DGS pada Frekuensi 26 GHz untuk Aplikasi 5G

  • Mohammad Anthoni Program Studi Teknik Elektro, Institut Teknologi Sumatera, Jalan Terusan Ryacudu, Desa Way Hui, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan, 35365 Indonesia
  • Rheyuniarto Sahlendar Asthan Program Studi Teknik Elektro, Institut Teknologi Sumatera, Jalan Terusan Ryacudu, Desa Way Hui, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan, 35365 Indonesia
  • Anita Pascawati Pusat Teknologi Roket, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Jl. Raya Lapan Rumpin No.2 Mekarsari, Rumpin, Kab.Bogor, Jawa Barat 16350
  • Dick Maryopi Telkom University, Jalan Telekomunikasi Terusan Buah Batu No.1, Kecamatan Dayeuhkolot, Bandung, Jawa Barat 40257
  • Muhammad Reza Kahar Aziz Program Studi Teknik Elektro, Institut Teknologi Sumatera, Jalan Terusan Ryacudu, Desa Way Hui, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan, 35365 Indonesia

Abstract

Abstract: This paper proposes a microstrip antenna for fifth Generation (5G) technology with a carrier frequency of 26 GHz. Furthermore, the antenna is designed with double U-slots added to a rectangular patch using Defected Ground Structure (DGS) to increase the bandwidth and reduce mutual coupling. It is expected that the antenna has a directional radiation pattern and a linear polarization. For the feeding of the patch, the proximity coupled feed line method is used. The proximity coupled feed line is placed on a different substrate layer with the radiating element. The advantage of this feeding method is that it can increase the impedance bandwidth. The substrate material used is RT Duroid 5880, which is chosen because it can produce more oversized dimensions, work at high frequencies, and have a small material permittivity. The simulation results showed that the highest impedance bandwidth value is 1.6564 GHz, the mutual coupling value has a limit below -20 dB, and the gain value is 7,1151 GHz.


Keywords: MilimeterWave, MIMO, double U-Slot, Defected Ground Structure, 5G


 


Abstrak: Artikel ini mengusulkan antena mikrostrip untuk teknologi generasi ke-5 (5G) dengan frekuensi carrier 26 GHz. Antena dirancang dengan tambahan double U-slot pada bagian patch-nya serta menggunakan metode Defected Ground Structure (DGS) untuk meningkatkan bandwidth dan mengurangi efek mutual coupling. Antena yang dirancang memiliki pola radiasi directional dan berpolarisasi secara linier. Untuk catuan ke patch, digunakan metode proximity coupled. Pencatu proximity di tempatkan pada lapisan substrat yang berbeda dengan elemen peradiasi. Kelebihan dari metode pencatuan ini adalah dapat meningkatkan bandwidth impedansi. Bahan substrat yang digunakan adalah RT Duroid 5880, bahan ini dipilih karena mampu digunakan untuk menghasilkan bentuk dimensi yang lebih besar dan dapat bekerja di frekuensi tinggi serta memiliki permitivitas bahan yang kecil. Hasil simulasi menunjukkan bahwa 1) nilai bandwidth impedansi tertinggi sebesar 1,6564 GHz, 2) nilai mutual coupling memiliki batas di bawah -20 dB, dan 3) nilai gain sebesar 7,1151 dB.


Kata Kunci: milimeterWave, MIMO, double U-Slot, Defected Ground Structure, 5G

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] International Telecommunication Union, “Minimum Requirements Related to Technical Performance for IMT-2020 Radio Interface(s),” Radiocommunication Sector of ITU, Geneva, Rep. ITU-R M.2410-0, Date. Accessed: Sep. 7, 2020. [Online]. Available: https://itu.int/dms_pub/itu-r/opb/rep/R-REP-M.2410-2017-PDF-E.pdf
[2] K. J. A. Sinaga, L. B. Nur, and B. Syihabuddin, “Perancangan Antena Array 1×2 Rectangular Patch dengan U-Slot untuk Aplikasi 5G,” Seminar Nasional Inovasi Dan Aplikasi Teknologi Di Industri 2017 ISSN 2085-4218, Feb, 2017, Accessed: June 18, 2020, [Online]. Available: https://ejournal.itn.ac.id/index.php/seniati/article/view/1771
[3] K. J. A. Sinaga, L. B. Nur, and B. Syihabuddin, “Perancangan Antena MIMO 2×2 Array Rectangular Patch dengan U-Slot untuk Aplikasi 5G,” JNTETI, vol. 6, no.1, pp. 93 – 98, Feb. 2017, Accessed: Juni 18, 2020, [Online]. Available: http://ejnteti.jteti.ugm.ac.id/index.php/JNTETI/article/view/299
[4] F. W. Ardianto, S. Renaldy, F. F. Lanang, and T. Yunita “Desain Antena Mikrostrip Rectangular Patch Array 1×2 dengan U-Slot Frekuensi 28 GHz,” ELKOMIKA, ISSN (p): 2338-8323, ISSN (e): 2459-9638, vol. 7, no. 1, pp. 43 – 56, Jan. 2019, Accessed: June 18, 2020, [Online]. Available: https://ejurnal.itenas.ac.id/index.php/elkomika/article/view/1947
[5] M. Sholeh and Y. Rahayu, “Perancangan Antena MIMO Array 37 GHz untuk Jaringan Komunikasi 5G,” Jom FTEKNIK, vol. 5 no. 2, Des. 2018, Accessed: June 16, 2020, [Online]. Available: https://jom.unri.ac.id/index.php/JOMFTEKNIK/article/view/20679
[6] J. Haidi, “Meningkatkan Bandwidth Antena Mikrostrip Bentuk Lingkaran untuk Aplikasi Antena 5G dengan Menggunakan Metode DGS,” Seminar Nasional Inovasi, Teknologi dan Aplikasi (SeNITiA) ISBN: 978-602-5830-02-0, pp. 127 – 133, 2018, Accessed: June 18, 2020, [Online]. Available: http://senitia.ft.unib.ac.id/wp-content/uploads/2019/01/2018f-1-23-Junas-Haidi.pdf
[7] I. Shayea, “Real Measurement Study for Rain Rate and Rain Attenuation Conducted over 26 GHz Microwave 5G Link System in Malaysia,” IEEE Access, vol.7, pp. 19044 – 19064, Mar. 2018, Accessed: September 7, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2810855, [Online]. Available: https://ieeexplore.ieee.org/document/8306946
[8] C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd ed. John Wiley & Sons INC, 2012.
[9] A. T. Agtusia. “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Dualband Single Input Multi Output,” B.S. thesis, Dept. Elect. Eng., Indonesia University, Depok, Indonesia, 2011. [Online]. Available: https://lib.ui.ac.id
[10] S. Alam and R. F. Nugroho, “Perancangan Antena Mikrostrip Array 2×1 untuk Meningkatkan Gain untuk Aplikasi LTE pada Frekuensi 2.300 MHz,” Jurnal Teknik dan Ilmu Komputer, vol. 7 no. 28, pp. 365 – 378, Des, 2018, Accessed: June 18, 2020, [Online]. Available: https://www.researchgate.net/profile/Syah_Alam/publication/327594703_PERANCANGAN_ANTENA_MIKROSTRIP_ARRAY_2x1_UNTUK_MENINGKATKAN_GAIN_UNTUK_APLIKASI_LTE_PADA_FREKUENSI_2300_MHz/links/5b98fe9692851c4ba8144a47/PERANCANGAN-ANTENA-MIKROSTRIP-ARRAY-2x1-UNTUK-MENINGKATKAN-GAIN-UNTUK-APLIKASI-LTE-PADA-FREKUENSI-2300-MHz.pdf
[11] R. P. Silitonga, H. Wijanto and Y. Wahyu, “Perancangan dan Realisasi Antena Mikrostrip Rektangular Bercelah untuk Tripple Band (900 MHz, 1800 MHz, 2400 MHz),” ISSN : 2355-9365 e-Proceeding of Engineering vol.2, no.3, pp. 7204 – 7212, Desember 2015, Accessed: October 16, 2020, [Online]. Available: https://openlibrary.telkomuniversity.ac.id/home/epublication/id/61.html
[12] I. Fajar, “Desain Antena Mikrostrip Patch Array 28 GHz dengan CST Microwave Studio,” B.S. thesis, Dept. Elect. Eng., Indonesian Islamic University, Yogyakarta, Indonesia, 2018. [Online]. Available: http://dspace.uii.ac.id
[13] Y. X. Guo, K. M. Luk, K. F. Lee and Y. L. Chow, "Double U-Slot Rectangular Patch Antenna," Electronics Letters, vol. 34, no. 19, pp. 1805-1806, 1998. Accessed: January 12, 2021, doi: 10.1049/el:19981283. [Online]. Available: https://digital-library.theiet.org/content/journals/el/34/19
[14] O. W. Ata, M. Salamin, and K. Abusabha, “Double U Slot Rectangular Patch Antenna for Multiband Application,” 2018 International Symposium on Advanced Electrical and Communication Technologies (ISAECT), Rabat, Morocco, Nov. 2018, Accessed: January 12, 2020, [Online]. Available: https://ieeexplore.ieee.org/document/8618855
[15] M. I. Hidayat dan Y. Rahayu, “Perancangan Antena Mikrostrip Dual-Band Patch Persegi Panjang Plannar Array 6 Elemen dengan Defected Ground Structure Berbentuk Segitiga untuk Jaringan Komunikasi Nirkabel 5G” Jom FTEKNIK vol. 4, no. 1 Feb. 2017, Accessed: January 6, 2021, [Online]. Available: https://jom.unri.ac.id/index.php/JOMFTEKNIK/article/view/14985
[16] F.Y.Zulkifli, “Studi Tentang Antena Mikrostrip dengan Defected Ground Structure (DGS),” Ph.D. dissertation, Dept. Elect. Eng., Indonesian University, Depok, Indonesia, 2008.
[17] M. S. Samsul, “Perancangan Antena Mikrostrip Pada Frekuensi 2,3 Ghz Untuk Aplikasi LTE (Long Term Evolution),” B.S. thesis, Dept. Elect. Eng., Darma Persada University, Jakarta, Indonesia, 2015. [Online]. Available: https://www.slideshare.net/Uofa_Unsada/perancangan-antena-mikrostrip-pada-frekuensi-23-ghz-untuk-aplikasi-lte-long-term-evolution
[18] F. W. Ardianto, N. Mufti, and B. Syihabbudin, “Analisis Simulasi Antena MIMO 4×4 Susunan Persegi dan Sirkular pada Frekuensi 15 GHz,” JNTETI, vol.7, no. 2, pp. 174 – 182, Mei 2018, ISSN 2301-4156, Accessed: June 18, 2020, [Online]. Available: http://ejnteti.jteti.ugm.ac.id/index.php/JNTETI/article/view/420
[19] D. Angela, Y. Wahyu, and T. Parayau, “Desain dan Implementasi Antena Susunan Mikrostrip Patch Persegi Panjang Empat Elemen pada 2.3 GHz Menggunakan Teknik Pencatuan dengan Distribusi Dolp Tchebyscheff,“ Jurnal Telematika vol. 8, no.1, 2013, Accessed: October 16, 2020, [Online]. Available: https://journal.ithb.ac.id/telematika/article/view/63
[20] D. O. Pelawi dan A. H. Rambe, “Studi Perancangan Antena mikrostrip Patch Segiempat dengan Tipe Polarisasi melingkar Menggunakan Ansoft,” SINGUDA ENSIKOM vol. 3, no. 1, pp. 5 – 10, July 2013, Accessed: October 31, 2020, [Online]. Available: http://download.garuda.ristekdikti.go.id
Published
2021-07-22
How to Cite
ANTHONI, Mohammad et al. Perancangan dan Simulasi Antena Mikrostrip MIMO 4×4 Rectangular Patch dengan Double U-Slot dan DGS pada Frekuensi 26 GHz untuk Aplikasi 5G. Journal of Science and Applicative Technology, [S.l.], v. 5, n. 2, p. 371-382, july 2021. ISSN 2581-0545. Available at: <https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/article/view/336>. Date accessed: 20 sep. 2021. doi: https://doi.org/10.35472/jsat.v5i2.336.