realisasi dual band bandpass filter (bpf) …
TRANSCRIPT
REALISASI DUAL BAND BANDPASS FILTER (BPF)
MENGGUNAKAN METODA STEPPED IMPEDANCE
RESONATOR (SIR) MIKROSTRIP BENTUK E PADA
FREKUENSI 1749.9-1784.9 MHz dan 3410-3500 MHz
Realization of Dual Band Bandpass Filter (BPF) Using E-Shaped
Microstrip Stepped Impedance Resonator (SIR) at the Frequency 1749.9-1784.9
MHz dan 3410-3500 MHz
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan
Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi
Di Jurusan Teknik Elektro
Oleh: Laila Fathonah Fauziyah
NIM : 141331049
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017
iv
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : Laila Fathonah Fauziyah
NIM : 141331049
Tempat/Tanggal lahir : Ciamis, 14 Juni 1996
Alamat Tetap : Jl. Tegal Panjang. No.180A. Lingkungan
Karanggedang. Linggasari. Ciamis.
Telepon/HP : 085223829545
Email : [email protected]
Permulaan kuliah : September 2014. Di Politeknik Negeri Bandung
Riwayat Pendidikan
MIN 9 Ciamis lulus tahun 2008
SMPN 2 Ciamis lulus tahun 2011
SMAN 2 Ciamis lulus tahun 2014
Pelatihan/Seminar/Training
1. Panitia Lapangan PPKK Polban 2015
2. Pelatihan ESQ 2014 3. Pelatihan Instalasi Grounding 2015 4. Pelatihan Pengabdian Dan Bela
Negara 2014 5. Seminar Telcoknowledge III 2016 6. Seminar Telemotion ITB 2015 7. Seminar K3 2016 8. Seminar Student Entrepreneur 2016 9. Seminar SpjLpj 2016 10. Ccna Routing And Stwitching :
Introduction To Networks & Routing And Switching Essentials 2016
Prestasi yang pernah diraih
1. Juara II Desain Poster Hardiknas Tingkat Nasional 2017
2. Juara III Desain Poster Pajak Tingkat Nasional 2017
3. Top 40 Desain Poster Anti Korupsi Tingkat Nasional 2016
4. Peserta Festival Budaya Islam Surabaya 2016
5. Sekretaris Informasi Dan Komunikasi Himatel Polban 2016
6. Panitia Gloria Porseni Polban 2016 7. Panitia Lapangan PPKK Polban 2015 8. Mentor Himatel Polban 2015
Semua data yang saya isikan dan tercantum pada biodata ini benar dan dapat di
pertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata tidak sesuai
dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
v
LEMBAR PERSEMBAHAN
Allah Swt
Yang Telah Memberikan Rahmat Sehingga Dapat
Melancarkan Segala Hal
Orang Tua Tercinta Dan Keluarga
Yang Telah Memberikan Kasih Sayang Tiada Henti
Mendidik, Mendukung Dan Memberi Motivasi
Sahabat
Serta Orang-Orang Yang Membantuku Berjuang
Dalam Menggapai Tujuanku
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan
hidayahnya kepada kita semua, khususnya kepada penulis, sehingga Laporan Tugas
Akhir dengan judul “Realisasi Dual Band BandPass Filter (BPF) menggunakan
metoda Stepped Impedance Resonator (SIR) mikrostrip bentuk E pada frekuensi
1749.9-1784.9 MHz dan 3410-3500 MHz” dapat terselesaikan dengan baik.
Di dalam penyelesaiannya penulis banyak sekali dibantu oleh beberapa
pihak, oleh karenanya pada kesempatan ini, penulis mengucapkan rasa terima kasih
kepada :
1. Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan
kelancaran dan ridho untuk menyelesaikan laporan kerja praktik.
2. Orang tua tercinta yang selalu ikhlas dan sabar membesarkan dan mendidik
penulis selama ini. Somoga tuhan selalu merahmati.
3. Bapak Ir. Enceng Sulaeman, MT. selaku dosen pembimbing pertama yang
tak henti memberikan ilmu dan motivasi kepada penulis dalam
menyelesaikan laporanTugas Akhir ini
4. Bapak Slameta ST., M Eng. selaku dosen pembimbing kedua yang terus
membantu dan memberi koreksi dalam proses penyelesaian Laporan Tugas
Akhir.
5. Semua dosen dan staf Prodi D3 Telekomunikasi yang telah banyak
membantu dan bersahabat.
6. Rekan-rekan dalam Tugas Akhir Filter (Elin, Anisa, Sinta, Siti, Mayangsari,
Ela dan Gina) yang terus memberikan bantuan serta motivasi dalam
menyelesaikan Tugas Akhir.
7. Rekan-rekan satu kost (Rulita, Elin, Ajeng W.P, Ajeng M S dan Asvika)
yang terus memberi motivasi dan bantuan dalam menyelesaikan Tugas
Akhir.
8. Kepada seluruh teman 3TCB 2014 yang selalu memberikan bantuan,
semangat dan motivasi.
vii
9. Seluruh keluarga besar Civitas Akademika Program Studi Teknik
Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung yang
banyak memberikan bantuan dalam Tugas Akhir.
Penulis yakin masih banyak kesalahan dan kekurangan yang terdapat pada
laporan ini, baik dari segi penulisan maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran
dan ktitik yang sifatnya membangun sangatlah penulis harapkan. Sehingga
kesalahan dan kekurangan tersebut dapat diperbaiki pada penyusunan berikutnya.
Akhirnya penulis berharap, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak khususnya Penulis.
Bandung, 18 Juli 2017
Penulis
viii
ABSTRAK
Salah satu teknologi yang dibutuhkan pada zama ini yaitu teknologi.
Teknologi yang dibutuhkan pada zaman ini merupakan teknologi yang dapat
memenuhi kebutuhan masyarakat. Teknologi yang sedang bekerja pada band 4G
yaitu Long Term Evolution (LTE) memiliki kelebihan yang dapat memenuhi
kebutuhan masyarakat pada zaman ini. Dalam penggunaan LTE, membutuhkan
filter yang memiliki pita bandwidth yang cukup sempit. Dimana sebuah filter akan
meloloskan sinyal pada frekuensi tertentu. Tugas Akhir ini akan merancang dual
band bandpass filter (BPF) berbasis mikrostrip bentuk E menggunakan metoda
Stepped Impedance Resonator (SIR) dengan frekuensi 1749.9-1784.9 MHz dan
3410-3500 MHz. Pada filter ini menggunakan PCB Taconic RF35 dengan nilai h=
1,524 mm, ɛr= 3,5, dan loss tangent= 0,0018. Filter ini diharapkan dapat meloloskan
frekuensi yang diinginkan.Frekuensi yang akan digunakan pada realisasi filter tugas
akhir ini merupakan band frekuensi uplink LTE. Dalam melakukan tugas akhir ini
membutuhkan tahap pengukuran seperti nilai insertion loss serta nilai return loss.
Diharpkan tugas akhir ini dapat memenuhi insertion loss ≤ 2 dB dan return loss ≥
16 dB.
Kata Kunci: Dual-Band, Mikrostrip bentuk E, LTE
ix
ABSTRACT
Technology needed at this era is a technology that can meet the needs of
people. The technology is being worked on band 4G Long Term Evolution (LTE)
have advantages that can meet the needs of this era. In the use of LTE, need a filter
that has a bandwidth fairly narrow band. A filter will pass a signal at a particular
frequency. This final project will design a dual band bandpass filter (BPF) e-shaped
microstrip and Stepped Impedance Resonator (SIR) Metode at frequency 1749.9-
1784.9 MHz dan 3410-3500 MHz. This filter using Taconic RF35 PCB with h
=1.514 mm, ɛr = 3.5 and loss tangent = 0,0018. This filter expected to pass that
frequency. The frequency of which will be used to this filter is frequency band the
uplink on the LTE.In this project need a measurement step, thare are insertion loss
and return loss. This project expected to have passband insertion loss ≤ 2 dB and
the passband return loss ≥ 16 dB.
Keywords: Dual-Band, E-shaped microstrip, LTE
x
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan . ................................................................................... i
Pernyataan Penulis . .................................................................................... ii
Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi . .......................................... iii
Daftar Riwayat Hidup . ............................................................................... iv
Lembar Persembahan . ................................................................................ v
Kata Pengantar ........................................................................................... vi
Abstrak . ........................................................................................................ viii
Abstarct . ....................................................................................................... ix
Daftar Isi ...................................................................................................... x
Daftar Gambar ............................................................................................ xii
Daftar Tabel . ................................................................................................ xiii
Daftar Lampiran . ........................................................................................ xiv
Daftar Istilah . .............................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah …………………………...................... I-1
1.3 Tujuan Tugas Akhir ............................................................. I-2
1.4 Ruang lingkup dan batasan masalah ..................................... I-2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................. II-1
2.2 Landasan Teori ...................................................................... II-2
2.2.1 Long Term Evolution (LTE) . ....................................... II-2
2.2.2 Filter . ............................................................................ II-3
2.2.3 Mikrostrip . .................................................................... II-5
2.2.4 Lowpass Filter Prototipe ……. ..................................... II-7
2.2.5 Transformasi LPF ke BPF . ........................................... II-9
2.2.6 Stepped Impedance Resonator (SIR) . .......................... II-10
2.2.7 Shielding ....................................................................... II-11
xi
BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN
3.1 Metodologi Pelaksanaan . ..................................................... III-1
3.2 Konsep Sistem . ..................................................................... III-2
3.2.1 Ilustrasi Sistem Keseluruhan. ........................................ III-2
3.2.2 Diagram Blok Sistem Keseluruhan . ............................. III-3
3.2.3 Spesifikasi Teknik . ....................................................... III-4
3.3 Perhitungan Perancangan . .................................................... III-5
3.3.1 Menentukan Frekuensi Tengah . ................................... III-5
3.3.2 Menentukan Konstanta Dielektrik Efektif . .................. III-6
3.3.3 Menentukan parameter SIR. .......................................... III-8
3.3.4 Menentukan panjang saluran . ....................................... III-9
3.3.5 Menentukan lebar satuan catu . ..................................... III-9
3.3.6 Simulasi dengan Software AWR D E 2009 . ................ III-10
3.3.7 Pembuatan Film Negatif ................................................ III-12
3.3.8 Desain Casing . ............................................................... III-13
3.4 Realisasi . .............................................................................. III-15
3.4.1 Realisasi Film Negatif . ................................................. III-16
3.4.2 Realisasi pada PCB Taconic . ....................................... III-16
3.4.3 Realisasi pembuatan casing . ......................................... III-17
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Alat yang digunakan ............................................................. IV-1
4.2 Setup Pengukuran ................................................................. IV-1
4.3 Hasil Pengukuran . ................................................................ IV-2
4.4 Hasil Perbandingan dan Analisis .......................................... IV-4
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan .......................................................................... V-1
4.2 Saran ..................................................................................... V-2
DAFTAR PUSTAKA . ................................................................................. xvi
LAMPIRAN . ................................................................................................ xvii
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Respon frekuensi dari LPF ....................................................... II-4
Gambar II.2 Respon frekuensi dari HPF ....................................................... II-4
Gambar II.3 Respon frekuensi dari BPF ....................................................... II-4
Gambar II.4 Respon frekuensi dari LPF ....................................................... II-5
Gambar II.5 Jenis LPF prototipe ................................................................... II-8
Gambar II.6 Transformasi LPF ke BPF ........................................................ II-9
Gambar II.7 Struktur dasar Stepped Impedance Resonator (SIR) ................ II-10
Gambar III.1 Ilustrasi Sistem ........................................................................ III-3
Gambar III.2 Diagram Blok ........................................................................... III-4
Gambar III.3 Frekuensi Resonansi ................................................................ III-6
Gambar III.4 Lebar Saluran dan Jarak Antar Saluran ................................... III-7
Gambar III.5 Struktur dari Stepped Impedance Resonator ........................... III-8
Gambar III.6 Design awal dari Dual-bandpass filter .................................... III-10
Gambar III.7 Grafik hasil awal simulasi filter .............................................. III-11
Gambar III.8 Desain akhir dari Dual-bandpass filter ..................................... III-11
Gambar III.9 Grafik hasil akhir simulasi filter .............................................. III-12
Gambar III.10 Desain Filter pada Corel Draw .............................................. III-13
Gambar III.11 Desain Casing 3D .................................................................. III-13
Gambar III.12 Desain Casing 2D .................................................................. III-14
Gambar III.13 Diagram alir realisasi ............................................................ III-15
Gambar III.14 Film Negatif .......................................................................... III-16
Gambar III.15 Realisasi pada PCB ............................................................... III-16
Gambar III.16 Casing tampak atas dan tampak bawah ................................. III-17
Gambar III.17 Casing secara keseluruhan .................................................... III-17
Gambar IV.1 Setup pengukuran di PPET LIPI ............................................. IV-2
Gambar IV.2 Hasil Pengukuran pada S12 ...................................................... IV-3
Gambar IV.3 Hasil Pengukuran pada S11 ...................................................... IV-4
Gambar IV.4 Hasil Perbandingan Insertion Loss pengukuran dan simulasi IV-5
Gambar IV.5 Hasil Perbandingan Return Loss pengukuran dan simulasi. .... IV-6
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Penempatan Band Frekuensi pada Teknik Duplex FDD ............... . II-2
Tabel III.1 Spesifikasi Filter .......................................................................... . III-5
Tabel III.2 Spesifikasi Bahan Dielektrik ........................................................ . III-5
Tabel IV.1 Perbandingan antara hasil simulasi dengan pengukuran ............. . IV-6
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Data Sheet PCB Taconic RF-35 .................................................. . xvii
xv
DAFTAR ISTILAH
TDD : Time Division Duplex
FDD : Frequency Division Duplex
PCB : Printed Circuit Board
LTE : Long term evolution
RF : Radio Frequency
3GPP : The Third Generation Partnership Project
UMTS : Universal Mobile Telecommunications System
UL : Up-Link
DL : Down-Link
BW : Bandwidth
BPF : Band Pass Filter
HPF : High Pass Filter
LPF : Low Pass Filter
BSF : Band Stop Filter
xvi
DAFTAR PUSTAKA
[1] Emylia, Adzani Rizki, Realisasi BPF Untuk GSM Menggunakan Cross
Coupled dengan Resonator Stepped Impedance, Pada Tugas AkhirPoliteknik
Negeri Bandung, 2011.
[2] Raissa, Ria Herny, Realisasi Dual Band Bandpass Filter menggunakan dua
buah Stepped Impedance Resonator, Pada Tugas Akhir Politeknik Negeri
Bandung, 2013
[3] Nugraha, Arief. Dual Bandpass Filter dengan metoda Stepped Impedance
Resonator, Pada Tugas Akhir Politeknik Negeri Bandung, 2008.
[4] Sulaeman, Enceng. Bahan Ajar Bab 9 :Filter Gelombang Mikro, Politeknik
Negeri Bandung
[5] Sulaeman, Enceng. Filter RF, Program Studi Teknik Telekomunikasi,
Politeknik Negeri Bandung, 2003
[6] Sulaeman, Enceng. Bahan Ajar Bab 4 :Teknik Frekuensi Tinggi dan
Gelombang, Politeknik Negeri Bandung
[7] Martiningsih, Wahyuni. Jurnal Ilmiah, (Sistem kendali tenaga elektronika
telekomunikasi computer), Universitas Sultan Agung Tirtayasa, 2015
[8] Anonim. What is LTE - Long Term Evolution. 26 januari 2017.
http://freewimaxinfo.com/lte.html