Upload
vunhan
View
246
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
49
Simulasi Filter Lolos Bawah dengan Teknologi Mikrostrip menggunakan Software Sonnet
Mudrik Alaydrus
Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, Jakarta [email protected]
Abstrak Filter memainkan peranan yang penting dalam pemrosesan data. Di dalam teknik telekomunikasi, filter memilih sinyal terima/pancar yang diinginkan dengan membuang sinyal lainnya. Filter lolos bawah memiliki karakteristik membuang sinyal yang berfrekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut-off-nya. Salah satu aplikasi penting dari filter lolos bawah ini adalah sebagai filter lanjutan dari sebuah filter bandpass, sehingga harmonis yang dihasilkan oleh filter bandpass ini bisa dibuang. Di penelitian ini dirancang filter lolos bawah dalam teknologi mikrostrip dengan metoda step-impedansi, yaitu dengan memadukan mikrostrip berimpedansi tinggi dan mikrostrip yang berimpedansi rendah dengan suatu panjang tertentu. Di sini juga diperhatikan proses kompensasi panjang mikrostrip yang diakibatkan oleh keberadaan efek komponen di sekitarnya, sehingga dengan kompensasi ini, frekuensi cut-off yang ditetapkan pada saat pemberikan spesifikasi bisa dicapai lebih akurat. Dalam simulasi filter ordo N=3 dengan aproksimasi Butterworth dan Chebychev didapatkan hasil simulasi yang cukup baik, terbentuk kompensasi menggeser kembali frekuensi cut-off ke tempat yang seharusnya (lebih tinggi). Dalam implementasi filter lolos bawah ke sistim filter bersama-sama dengan filter bandpass didapatkan hasil proses kompensasi justru memberikan hasil yang lebih buruk dibandingkan tanpa, sedangkan pemilihan aproksimasi Butterworth atau Chebychev tidak memberikan perbedaan yang signifikan. Perbaikan berupa peredaman sinyal pada frekuensi harmonis, sekitar 6,4 GHz terjadi sekitar 7 dB.
Keywords: Filter lolos bawah, Mikrostrip, Step impedance
1. PENDAHULUAN
Filter memainkan peran penting dalam banyak sekali aplikasi berfrekuensi
tinggi (Radio Frequency/RF) dan gelombang mikro. Filter digunakan untuk memisahkan atau menggabungkan frekuensi yang berbeda [1]. Pita spektrum elektromagnetik adalah sumber yang terbatas (resource) dan harus dibagi. Filter digunakan untuk memilih atau membatasi sinyal RF atau gelombang mikro ini dalam batas spektral telah disepakati. Aplikasi-aplikasi telekomunikasi yang muncul, seperti komunikasi nirkabel, memberikan batasan-batasan yang sangat kritis, spesifikasi fikter yang diberikan harus memiliki kinerja yang sangat tinggi,
50
seunse
diC)koko
baTesimbateyamfrdidibasumya
2.
wtefrsin
ba
id
G
eperti perfontuk bisa dierta bisa dip
Tergantungifabrikasi d), ataupun oaxial atauoplanar atau
Di penelitawah yang eknologi samulasi denandpass yanerkopel paraang sangat
meloloskan sekuensi 6,iloloskan dikonsepkan andpass paukses dipak
mode-mode tang bisa bek
. APROKS
Secara idewilayah loloertentu (frekekuensi cunyal diteru
0 atau
, 0 dand) berlak
, ∞deal.
Gambar 1. Kir
Incom
ormansi yani-tuning, bi
produksi deng dari pe
dalam berbadengan me
upun dengaupun saluranian ini akadiaproksim
aluran transngan softwang bekerja alel (paralle
baik di sesinyal pada3 GHz sa
dengan cukuntuk dib
da frekuenkai pada ptingkat tingkerja di tiga
IMASI FIL
eal, sebuah s, yaitu di
kuensi cut-out-off sampuskan, artinu ,
dB. Pada saku kebalikan∞ dB. Gamb
ri: karakteristi
mTech, Jurna
ng lebih tisa direkonfngan biaya yersyaratan-pagai macamenggunakanan saluran n transmisi
an dilakukanmasikan densmisi yang are Sonnen pada freku
el coupled)ekitar frekua frekuensi ampai dengkup baik. buat secara
nsi tinggi berancangan
ggi, sedangka aplikasi be
LTER
filter lowpdalam inter
off ), seluai tak terh
nya faktor ∞ dB s
aat sinyal dnnya, yaitu bar 1 menu
ik refleksi ideaideal d
al Telekomun
inggi, fungfigurasi, ukyang rendahpersyaratan
m teknologi,n saluran tr
transmisi mikrostrip.n studi perngan pendek
digunakanv13.56 [2
uensi 3,2 G. Di peneliuensi yang harmonis
gan 6,5 GFilter loloa cascade
bisa dibuann filter bankan di [5] derbeda freku
ass memilikrval frekue
luruh sinyalhingga, selurefleksi da
sedangkan ditolak secar
1 atunjukkan k
al dari filter lodari filter lolos
nikasi dan Ko
sionalitas ykuran yang h.
yang dib seperti koransmisi, seplanar, se
rbandingan katan Butte
n adalah mi]. Dari pub
GHz, yang ditian itu did
diinginkandari 3,2 G
GHz didapas bawah y
dengan fing. Metoda ndpass dengimanfaatkanuensi (multi
ki karakterinsi 0 sampl akan diteruruh sinyalari sinyal d
faktor tranra sempurntau ,
karakteristik
olos bawah, ks bawah
omputer, vol.
yang lebih,mini, bobot
berikan di mponen diseperti waveeperti salur
perancangaerworth daniktrostrip dblikasi [3] dirancang ddapatkan pen. Tetapi fHz. Misaln
atkan juga yang diranilter terseb
stepped-imgan cara mn untuk meiband).
istik yang epai suatu freruskan, seda
akan tertodi frekuensinsmisinya na (di wilay0 dB dan
k dari filter
anan: karakter
.3, no.1, 201
, kemamput yang ring
atas, filtskrete (L deguide, kabran transm
an filter loln Chebychedan dilakukdiamati filt
dengan teknerforma filt
filter ini junya di sekit
sinyal yancang di sibut, sehingmpedance [memanfaatkerancang filt
ekstrim. Paekuensi batangkan muolak. Seluri ini berni
1 atyah tolak/stn 0 atr lolos baw
ristik transmis
2
uan gan
ter dan bel
misi
los ev.
kan ter nik ter
uga tar
ang ini
gga [4]
kan ter
ada tas lai uh lai tau op tau
wah
si
Mudrik Alaydrus, Simulasi Filter Lolos Bawah dengan Teknologi Mikrostrip 51
Filter ideal yang dibahas di atas secara praktis tidak mungkin untuk direalisasikan. Untuk tetap bisa membuat filter yang secara teknis bekerja dengan relatif baik, digunakan pendekatan-pendekatan. Pendekatan ini dilakukan dengan memodifikasi spesifikasi ideal di atas menjadi spesifikasi realistis. Spesifikasi yang realistis adalah dengan memberikan toleransi-toleransi dari karakteristik ideal tersebut. Gambar 2 menunjukkan tiga toleransi. Yang pertama adalah toleransi pada wilayah lolos, diperbolehkannya ada sebagian energi sinyal yang tidak diloloskan, sehingga menghasilkan yang sedikit di bawah nilai 1, atau sedikit di bawah nilai 0 dB. Toleransi kedua diberikan pada interval tolak, bahwa tidak seluruh energi sinyal harus ditolak, ada sebagian yang diteruskan, sehingga
sedikit di atas nilai 0, atau , ∞ dB. Toleransi ketiga diberikan pada transisi antar wilayah lolos dan tolak, bahwa perubahan tidak secara drastis terjadi.
Gambar 2. Karakteristik filter riil untuk faktor transmisi filter lolos bawah.
Dengan toleransi di gambar 2, ada beberapa pendekatan yang telah dilakukan, misalnya dengan karakteristik datar maksimal (maximally flat characteritics) atau aproksimasi Butterworth. Pendekatan ini cukup mudah, tetapi tidak memanfaatkan toleransi pertama di atas dengan optimal. Aproksimasi lainnya, misalnya Chebychev dan Elips, dengan effort yang sama, memberikan hasil yang lebih baik.
Pendekatan dengan fungsi-fungsi di atas dimasukkan ke dalam parameter S21, yaitu
| Ω | (1)
dengan konstanta ripple, Ω fungsi filter, dan Ω adalah variablefrekuensi,yangbiasanyadirancangpadaprototypefilterlolosbawahdenganfrekuensicut‐offc=1.
2.1 Aproksimasi Butterworth
Filter dengan pendekatan Butterworth mempunyai karakteristik
ω ωc
S21
0
1
S21,pass,min
S21,stop,max
toleransi wilayah lolos
toleransi wilayah
tolak
toleransi wilayah transisi
52 IncomTech, Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol.3, no.1, 2012
memberikan bentuk filter yang sedatar mungkin di wilayah lolos danmembesar/mengecildengantajamdiwilayahtolak.Gambar3menunjukkankurva peredamannya. Di wilayah lolos, f < fc, peredaman filter ideal 0 dB,didekati selama mungkin dari f=0 sampai mendekati fc. untuk f > fc, filterideal meredam sinyal secara sempurna atau S21 → -∞ dB, sedangkanpendekatanButterworthdiharapkanmembesarmenujunilaitersebutsecaracepat.SeberapabaikkualitasdaripendekatanButterworth ini, tergantungdari
seberapabanyakkomponenLC(inductordankapasitor)yangdipergunakan.Jumlah dari L dan C dinyatakan sebagai N indeks/ordo dari filter. MakinbesarnilaiNyangdigunakan,makindidekatikarakter idealdari filteryangdirancang. Di gambar 3 terlihat tiga buah filter dengan N yang berbeda.BerapanilaiNyangdipakaipadasuaturancangantergantungdarituntutanyangdiberikankepadafilterini.Padaprakteknyaakandiberikansuatunilaiminimal peredaman di frekuensi tertentu. Berdasarkan tuntutan ini akanmunculnilaiNminimalyangharusdigunakan. JikadigunakanNyang lebihkecil(rangkaianmenjadilebihsederhanadanmurah),tuntutantersebuttakterpenuhi, sedangkan jika nilai N yang lebih besar digunakan (rangkaianmenjadi lebih kompleks dan besar/mahal), tuntutan terpenuhi lebih baik,tetapimungkintakdiperlukan.
Gambar 3. Faktor transmisi S21 dengan pendekatan Butterworth dengan ordo N=1, 3 dan 5.
Gambar4memberikanrealisasirangkaiandengankomponenLC,masing‐masing untuk nilai N genap dan ganjil, pasangan gambar berikutnyamerupakan rangkaian dual. Pemilihan apakah ingin L yang serial denganimpedansibebanatauCyangparalleltergantungdarikemungkinanrealisasifisikaldarifiltertersebutdengansalurantransmisi.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
S21
dB
N=1
N=3
N=5
Mu
frko
Tapag0
udrik Alaydru
Filter perekuensi Ωomponens
abel1memada table0=gn+1,g1=g
us, Simulasi
ndekatanΩ=Ωs=1 pesebagaiber
1
2 sin
mberikannini, filtergndanseter
T
Filter Lolos B
Gambar4
Butterworeredamanrikut
untuki
nilai‐nilaiuButterworrusnya.
Tabel 1 Nilai k
Bawah deng
RealisasiRan
rth yang mharus 3 d
=1sampa
untukordorth memili
komponen filt
an Teknolog
ngkaianLC
menggunakdB akan m
iN
odari1 samki struktu
ter Butterwort
gi Mikrostrip
kan nilaimemberika
mpai9.Sepr yang sim
th
acuan, paan nilai‐ni
(2)
(3)
perti terlihmetris, yai
53
dalai
hatitu
54
2.
wnikalomni
G
.2 Aproksim
Pendekatawilayahloloilai tertenarakteristikolos danmenunjukka
ilai-nilai kom
Gambar 5. Fa
0-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
S21
dB
Incom
masi Cheby
an Chebyshos(passbantu, misalnk dari penmembesaran responsmponen sam
aktor transmisi
Tabel2
0.5
mTech, Jurna
ychev
hev memand),peredanya 0,01 dndekatan Cr secara peredamampai dengan
i S21 pendekat
Nilaikomp
1
al Telekomun
anfaatkan camantidakdB, 0,1 dChebyshevmonotonan untuk fin ordo N=9
tan Chebychev
ponenuntu
1.5
N=5
nikasi dan Ko
celah padakharusnoldB atau nmenunjukdi wilayilter tipe in
9.
v (ripple 3dB)
ukFilterCh
2
omputer, vol.
a spesifikas,tapibolehilai lainnykkan rippleah tolak.ni.Tabel 2
) dengan ordo
hebyshev
2
N=3
N=1
.3, no.1, 201
si, bahwahmengambya. Sehinge di wilayGambar
2 memberik
o N=1, 3 dan 5
2.5
2
dibilggaah5
kan
5.
3
Mu
2.
didididifrdesebe
udrik Alaydru
.3 Transfor
Karena diibahas traniperlukan dibahas padilakukan paekuensi cutengan impeetiap komperikut ini
us, Simulasi
rmasi Impe
penelitian sformasi y
dalam setiapda bagian ada prototyt-off 1 = 1 edansi Zo (yponen yang
Filter Lolos B
edansi dan
ini hanya aang diperlu
p perancangsebelumnyaype filter srad/s. Untuang biasany
g terlibat h
Bawah deng
Frekuensi
akan dirancukan. Trang filter, kara (pendekastandard, yuk mendapaya di-set 50harus di-sca
an Teknolog
ang filter lonsformasi imrena, pendeatan Butteryaitu dengaatkan filter l0 ) dan freale dengan
gi Mikrostrip
olos bawahmpedansi dkatan peranworth dan
an impedanolos bawahekuensi cut-
hubungan
h, maka handan frekuenncangan ya Chebychensi 1 dh yang beker-off c, ma
n perhitung
(4)
(5)
55
nya nsi ng
ev) dan rja
aka gan
56 IncomTech, Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol.3, no.1, 2012
3. REALISASI FILTER LOLOS BAWAH DENGAN MIKROSTRIP
3.1 Saluran Transmisi Mikrostrip
Saluran transmisi mikrostrip sebagai bagian dari saluran transmisi planar adalah saluran transmisi yang secara teknik paling penting untuk aplikasi frekuensi radio (RF, Radio Frequency) dan gelombang mikro, juga untuk rangkaian digital dengan kecepatan tinggi (high-speed digital circuits). Bentuk planar dari rangkaian ini bisa dihasilkan dengan beberapa cara: misalnya dengan photolithografi dan etching atau dengan teknologi film tipis dan tebal (thin-film and thick-film technology). Seperti halnya pada saluran transmisi yang lain, saluran transmisi planar bisa juga dimanfaatkan untuk membuat komponen tertentu seperti filter, kopler, transformator ataupun percabangan. Jenis-jenis saluran transmisi planar lainnya adalah triplate (stripline). Saluran transmisi coplanar [6].
Di awal perkembangannya Triplate sering kali dipergunakan. Tetapi dewasa ini mikrostrip dan coplanar line yang sering dipakai. Dilihat dari strukturnya saluran transmisi planar adalah struktur elektromagnetika yang sangat kompleks, karena pada bidang penampangnya terdapat tiga buah material: dielektrika, metal dan udara. Sehingga dalam analisanya dengan persamaan-persamaan Maxwell, ketiga material ini akan membuat kondisi batas (boundary conditions) yang sangat kompleks, sehingga solusi dari persamaan Maxwell juga merupakan medan listrik dan magnet yang sangat kompleks pula.
Hanya pada Triplate kita masih bisa mendapatkan solusi TEM, karena di sana hanya ada dua material : metal dan dielektrika. Pada saluran transmisi planar lainnya, yang kita dapatkan adalah gelombang hybrida (bukan TE dan bukan TM). Gelombang hybrida adalah gelombang yang memiliki komponen H dan komponen E ke arah perambatannya. Gelombang ini disebut juga gelombang HE (perhatikan gelombang H adalah gelombang yang hanya memiliki komponen H ke arah perambatan dan gelombang E hanya memiliki E ke arah perambatannya). Jika demikian halnya, maka seperti halnya pada waveguide, kita tak bisa mendefinisikan impedansi gelombang, tegangan dan arus.
Jika saluran transmisi planar jenis mikrostrip dipergunakan pada frekuensi yang ‚cukup’ rendah maka jenis gelombang yang merambat menjadi gelombang quasi TEM (seolah-olah TEM), gelombang ini merupakan mode dasar pada saluran transmisi ini. Tipe gelombang yang merambat di dalam mikrostrip adalah gelombang
hybrid.Gelombangyangmemilikimedanlistrikdanmagnetpadakomponenaxial (longitudinal), disebut juga gelombang HE atau EH. Sebagaipembanding, di dalam waveguide, gelombang E dan gelombang H bisamerambat, tetapi gelombang TEM tidak bisa merambat. Di dalam kabelkoaksial, gelombang TEM sebagai mode dasar bisa merambat. GelombangTEM tidak bisa merambat di mikrostrip. Hal inilah yang mempersulitpembahasanmikrostripsecaraeksak.Tetapipadaprakteknya,seringkaligelombangyangmerambatdianggap
sebagaigelombangTEM(quasiTEM),yangmanaanggapaninihanyaberlakupadafrekuensirendah.Padafrekuensiinikomponenaxialdarimedanlistrikdan magnet jauh lebih kecil dibanding dengan komponen transversalnya.
Mu
Delyam
3.
pedidese
pespyapeNmge
udrik Alaydru
enganmodlektrostatikangtidakhmemilikiper
.2 Filter Lo
Di sinierubahanilakukan dengan suaepertiyang
Perancang
endekatan pesifikasi fiang lain berenggantinya
Nilai dari L mikrostrip te
elombang te‐ Nilai
koneklebar harus
us, Simulasi
del quasi Tka, sepertihomogenakrmitivitase
olos Bawah
dibahas pimpedansidengan cartu panjanggditunjukk
Gambar 6 Str
gan filter dseperti yan
ilter diberikrtugas menea memiliki ndan C diten
ersebut. Secertentu dengimpedansi
ktor memili(ZoC) harus lebih besar
Filter Lolos B
TEM,makahalnya pakandiaproefektifεr,eff.
Step-Impe
perancanga dari salura mengubg tertentuanolehgam
ruktur filter lorangk
dilakukan dng diterangkan, dihitunentukan lebnilai yang sntukan olehcara praktisgan beberapgelombang
iki nilai 50s lebih kecir
Bawah deng
a pengamatada kabel koksimasika.
endansi
an filteruran transbah lebaru dan menmbar6.
owpass dengankaian penggan
dari dua argkan di bang sampai pbar strip darama sepertih impedansis kita akanpa aturan: g saluran tr0 ohm. Impil dari 50 oh
an Teknolog
tan bisa dikoax. Tetapndengans
lowpassmisi microdari stripnggabungka
n perubahan lntinya.
rah. Arah pagian sebepada nilai Lri mikrostripi L dan C dii gelomban
n mengamb
ansmisi mikpedansi gelhm dan poto
gi Mikrostrip
ireduksimpi, struktustrukturho
dengan mostrip. Halsaluran t
annya seca
ebar strip dan
pertama delumnya, seL dan C. Sp ini sehingitemui di ata
ng dan panjail suatu nil
krostrip penlombang poongan yang
menjadi kasur mikrostromogenya
menggunakl ini mudtransmisi iara berbar
n
engan metoehingga, ji
Sekarang argga rangkaias. ang potonglai impedan
nyambung otongan yag sempit (Zo
57
usripng
anahiniris
oda ika rah ian
gan nsi
ke ng oL)
58 IncomTech, Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol.3, no.1, 2012
‐ Nilai ZoC jangan terlalu kecil, karena jika terlalu kecil, lebar saluran transmisi ini terlalu besar yang bisa berakibat pada terjadinya resonansi transversal
‐ Nilai ZoL jangan terlalu besar, jika ya, akan menghasilkan strip yang terlalu tipis, yang secara teknologis lebih sulit untuk dibuat.
Setelah mendapatkan lebar dari masing-masing strip (W) dan juga permitivitas
relatif efektif dari masing-masing potongan strip ini, bisa dihitung panjang gelombang efektif yang bekerja di sana, hal ini penting untuk menentukan panjang dari masing-masing strip (l).
Dengan pendekatan sederhana bahwa sebuah induktor bisa dibuat dari potongan mikrostrip, maka panjang dari saluran transmisi ini bisa dihitung dengan
sin ⇒ sin (6)
Demikian halnya juga dengan perhitungan panjang mikrostrip untuk model kapasitor bisa dihitung dengan
sin ⇒ sin (7)
Seperti yang akan dilihat nanti, pendekatan ini tidak terlalu memberikan hasil
yang tepat, karena adanya pengaruh komponen di sekitarnya (reaktansi serial dan parallel), sehingga panjang yang didapatkan di atas terlalu besar dibandingkan yang dibutuhkan, sehingga nilai L dan C yang didapatkan lebih besar dari seharusnya, yang mengakibatkan frekuensi cut-off akan bergeser ke nilai yang lebih kecil. Dengan memasukkan pengaruh impedansi serial dan admitansi parallel ke rumus di atas, maka dengan dua persamaan yang saling terkait berikut ini
sin tan (8)
sin tan (9)
Persamaan di atas adalah sistim persamaan dengan dua variable yang saling
terkait secara non-linier. Metoda solusi persamaan tidak linier ini adalah metoda iterasi, yaitu memulai dengan suatu nilai tebakan tertentu misalnya dengan lC yang didapatkan pada persamaan di atas, kemudian menghitung nilai lL dengan persamaan di bawah ini
sin (10)
Langkah selanjutnya adalah menghitung nilai lC yang telah diperbaiki dengan persamaan
sin tan (11)
Proses ini dilakukan secara iteratif, sampai nilai-nilai lL dan lC tidak berubah lagi secara signifikan, yang artinya proses telah berkonvergensi.
Mudrik Alaydrus, Simulasi Filter Lolos Bawah dengan Teknologi Mikrostrip 59
4. SIMULASI Untuk realisasi filter digunakan PCB dengan type RO TMM10 dari perusahaan
Rogers Corp (www.rogerscorp.com) dengan ketebalan 0,762 mm (0,03 inch). Substrate dengan tipe RO TMM10 ini memiliki permitivitas relative sebesar 9,2 dan loss tangent 0,0022. Supaya memiliki impedansi gelombang sebesar 50 Ohm, mikrostrip yang dibuat di atas substrat dengan data tersebut, harus memiliki lebar 0,8 mm. Strip dengan lebar 0,8 mm ini akan digunakan sebagai saluran transmisi penghubung gerbang (port) dan filter yang dirancang.
Target dari penelitian ini adalah untuk merancang filter lolos bawah dengan teknik step-impedansi dengan pendekatan Butterworth dan Chebychev. Tujuan lanjutannya adalah mengimplementasikan filter lolos bawah ini secara cascade dengan filter bandpass yang dirancang di [3] untuk meredam efek harmonis yang terjadi pada frekuensi 6,3 .. 6,5 GHz.
Dengan tujuan di atas, di penelitian ini ditetapkan frekuensi cut-off dari filter lolos bawah ini 4 GHz.
4.1 Filter Lolos Bawah Step-Impendansi dengan Aproksimasi Butterworth
Pada perancangan awal digunakan aproksimasi Butterworth ordo N =3. serta menggunakan model L-C-L, filter yang tebentuk dari struktur impendansi tinggi-rendah-tinggi. Untuk Z0L digunakan nilai 93 ohm dan untuk Z0C dipakai 24 ohm. Dari data-data ini (PCB yang digunakan TMM10 dengan permitivitas relatif 9,2 dan tebal 0,762 mm) didapatkan lebar dan panjang gelombang relatif seperti ditunjukkan di tabel 3.
Tabel 3 Data lebar dan panjang gelombang setiap strip
Mikrostrip feed Impedansi besar Impedansi kecil Nilai impedansi 50 93 24 Lebar strip 0,7891 mm 0,1517 mm 2,6336 mm Panjang gelombang 30,0761 mm 31,4213 mm 28,2787 mm
Nilai panjang masing-masing strip dengan pendekatan pertama adalah
lL1=2,8386 mm dan lC1 = 5,7924 mm. Sedangkan perhitungan yang lebih baik memberikan hasil adalah lL1=2,0172 mm dan lC1 = 4,6111 mm.
Gambar 7 menunjukkan model filter mikrostrip untuk kasus dikompensasi. Besaran-besaran dibulatkan sampai suatu besaran tertentu (akurasi 0,025 mm) sehingga memory RAM yang dibutuhkan tidak terlalu besar, dalam hal ini 16 MB. Jika dibuat akurasi 0,01 mm dibutuhkan 69 MB, jika terus diturunkan menjadi 0,005 mm atau 5 mikrometer maka diperlukan RAM sebesar 226 MB. Besarnya RAM yang diperlukan ini berbanding dengan waktu yang diperlukan untuk mensimulasikan problem sampai didapatkan hasil.
.
60
GGambar 7 Tam
0,8
Incom
mpilan tiga dim
Gamba
tak terkom
0,15
mTech, Jurna
mensi filter lo
ar 8 Filter lowp
mpensasi
S11
2
4,6
al Telekomun
owpass dalam
wpass dengan a
,65
nikasi dan Ko
program Sonn
aproksimasi B
2,025
omputer, vol.
net (seluruh u
Butterworth
terkompe
.3, no.1, 201
unit dalam mm
ensasi
S21
2
m)
Mu
3,ditidtedB
4.
0,di
mha
takamm
BuKpa
udrik Alaydru
Dari gamb,2 GHz, siperhatikan dak terkom
erkompensasB.
.2 Filter Lo Pada peran
,1 dB serta jidapatkan le
Nilai panjamm dan lC1
asil adalah l
Kembali dak terkompeasus terkom
memberikan memberikan
Perbandingutterworth
Kemungkinaada aproksim
us, Simulasi
bar 8 terlihaedangkan pada hasil
mpensasi mesi, yaitu sek
olos Bawah
ncangan denjuga mengg
ebar dan panang masing= 2,6251 mlL1=2,612 m
Gamba
di gambar 9ensasi memmpensasi, dintuisi, apahasil yang lgan gambadan Cheb
n dengan mmasi Cheby
Filter Lolos B
at frekuensisetelah terdi atas adal
emiliki perekitar 8 dB, s
Step-Impe
ngan aproksgunakan monjang gelom-masing str
mm. Sedangmm dan lC1 =
ar 9 Filter low
9 didapatkanberikan per
dalam hal ikah denganlebih baik.ar 8 dan bychev tidamempertinggychev.
tak terkompe
Bawah deng
i cut-off parkompensaslah, pada fredaman -S2
sedangkan k
endansi den
simasi Chebodel L-C-L(mbang efektrip dengan pgkan perhitu= 1,915 mm
wpass dengan a
an hasil, padredaman yaini sekitar n merendahk
9 menunjak membergi ripple did
ensasi
S
an Teknolog
ada kondisi si sebesar ekuensi sek
21 yang lebikasus terkom
ngan Aprok
bychev deng(93 ohm-24tif yang sampendekatan ungan yang
m.
aproksimasi C
da frekuensang lebih ba8,5 dB dankan frekuen
jukkan hasrikan perbdapatkan pe
S11
gi Mikrostrip
tak terkom4,1 GHz.
kitar 6,5 GHih besar dampensasi ha
ksimasi Ch
gan ordo N ohm-93 oh
ma seperti dipertama ad
g lebih baik
Chebychev
si sekitar 6,aik dibandinn sekitar 5
nsi cut-off ke
sil dengan edaan yanredaman ya
terk
mpensasi paYang per
Hz, filter yaari versi yaanya sekitar
hebychev
=3 dan ripphm), sehingi bagian 4.1dalah lL1=2,k memberik
,5 GHz, vengkan deng5 dB. Hal ike 3 GHz ak
aproksimang signifikaang lebih ba
kompensasi
S21
61
ada rlu
ang ng r 7
pel gga
94
kan
rsi gan ini
kan
asi an. aik
62
4.
sem
hipe
.3 Impleme
Performa ecara cascad
menunjukkan
Gambar 1
ijau menunengulangan
Gamba
Filter band
Incom
entasi Filter
filter lolosde dengan n model tiga
Gambar 1
1 menunjuknjukkan kas
wilayah lol
ar 11 S21 tiga fButterwor
pass
mTech, Jurna
r Lolos Baw
s bawah infilter band
a dimensi d
0 Filter lowpa
kkan perbansus hanya los pada fre
filter (hijau) hrth terkompen
al Telekomun
wah pada S
ni akan ditdpass yang dari struktur
ass cascade de
andingan tigfilter band
ekuensi 2x d
hanya filter bansasi, dan (mer
nikasi dan Ko
Sistim Filte
unjukkan ddipublikasiini.
engan filter ba
ga buah fakdpass, terlihdari frekuen
ndpass, (biru)rah) tidak terk
omputer, vol.
er [3]
dalam implikan di [3]
andpass di [3]
ktor transmihat dengan nsi dasarnya
ditambah filtkompensasi
Filter lolos
.3, no.1, 201
lementasi-n]. Gambar
isi S21, kur jelas terja
a.
ter lowpass
s bawah
2
nya 10
rva adi
Mu
pastpadBbe
kepem
5.
peelaksesidadiya
udrik Alaydru
Penambahada kurva epped-impeanjang terkoB. Kasus tesar).
Gamba
Gambar
eseluruhan enggunaan
menunjukkan
. KESIMPU
Filter loloerancangan lektromagnekurat. Pada ebuah filter gnifikan, yan Chebychigunakan tidang jauh.
us, Simulasi
an filter lowarna meredance yangompensasi. tak terkomp
ar 12 S21 tiga fChebyche
12 menamditampilkaripple yan
n kelebihann
ULAN
os bawah deyang mud
etika secarakasus yang bandpass b
yaitu sampahev tidak medak terlalu
Filter Lolos B
olos bawah rah dan birg tidak dikoTerlihat ter
pensasi me
filter (hijau) hev terkompens
mpilkan haan hasil yang kecil mnya.
engan teknikah secara ta numerik diamati, pe
bisa mereduai dengan 1emberikan pbesar, sehi
Bawah deng
dengan apru, yang mompensasi (rjadi tamba
emberikan p
hanya filter bansasi, dan (mera
asil untuk ang tidak bmenyebabk
k stepped imteori rangka(full-wave
enambahan uksi nilai tr10 dB. Penperbedaan yingga untuk
an Teknolog
proksimasi Bmana kasus
(dikoreksi) ahan peredaperedaman
ndpass, (biru)ah) tidak terko
aproksimaberbeda secan aproksi
mpedance maian dan si
solution) filter lolos ransmisi di ggunakan ayang signifik N=3 mas
gi Mikrostrip
Butterworthpertama undan kasus k
aman antarayang lebih
ditambah filtompensaso
asi Chebyccara signifiimasi Cheb
memiliki keimulasi denmemberikabawah secastop band
aproksimasiikan. Didugih belum a
h ditunjukkuntuk panjakedua denga 5 sampai h baik (leb
ter lowpass
chev. Secafikan. Didubychev tid
elebihan yaingan softwaan hasil yaara cascade secara cuk
i Butterworga rippel yaada perbeda
63
kan ng
gan 10
bih
ara uga dak
itu are ang ke
kup rth ng
aan
64 IncomTech, Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol.3, no.1, 2012
REFERENCES [1] J.-S. Hong, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, 2nd ed. Wiley, 2011.
[2] N.N. Sonnet v13.56, www.sonnetsoftware.com
[3] M. Alaydrus, Designing microstrip bandpass filter at 3,2 GHz, Intel. Journal on Electrical Engineering & Informatics, Vol.2, no.2, 2010. www.ijeei.org
[4] Y.-C. Chiou, Planar Multiband Bandpass Filter with Multimode Stepped-Impedance Resonators, Progress In Electromagnetics Research, Vol. 114, 129-144, 2011
[5] W.-Y. Chen, M.-H. Weng, S.-J. Chang, H. Kuan, and Y.-H. Su, A New Tri-band Bandpass Filter for GSM, WiMax and Ultra-Wideband Responses by using Asymmetric Stepped Impedance Resonators, Progress In Electromagnetics Research, Vol. 124, 365-381, 2012
[6] M. Alaydrus, Saluran Transmisi Telekomunikasi, Graha Ilmu, Jogjakarta, 2009.