PEMODELAN DAN PENGUJIAN PURWARUPA SPLIT RING RESONATOR YANG BEKERJA PADA FREKUENSI 950 MHz DENGAN SOFTWARE COMPUTER SIMULATION TECHNOLOGY

Ahmad Raditya C. B., Dr.Eng. F. Danang Wijaya, S.T., M.T. ; Eka Firmansyah, S.T., M.Eng., Ph.D.

2017 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Penggunaan split ring resonator (SRR) sebagai pemanen energi elektromagnetik dapat meningkatkan fleksibilitas perangkat elektronik karena daya yang bisa diisi tidak memerlukan koneksi kabel dan penggantian baterai. Energi elektromagnetik pada frekuensi 950 MHz menyiratkan salah satu frekuensi jaringan nirkabel yang digunakan secara massal dalam ruangan. Keberatan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana merancang SRR yang memiliki frekuensi resonansi sekitar 950 MHz, dan bagaimana mengetahui karakteristiknya. Berdasarkan penelitian sebelumnya, variasi dilakukan dengan tiga parameter ukuran yang dilakukan secara terpisah dan disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak CST untuk mencapai frekuensi resonansi 950 MHz. Setelah mendapatkan desain yang sesuai, purwarupa SRR dibuat dan diuji dengan VNWA. Hasil simulasi dan proses perancangan dengan software CST adalah tiga model SRR yang kemudian diberi nama SRR 1, SRR 2, dan SRR 3. SRR 1 memiliki lebar cincin 5,6 mm, SRR 2 memiliki lebar celah 10,8 mm, sedangkan SRR 3 memiliki panjang sisi dering 32,25 mm. Desain ini selanjutnya diwujudkan menjadi purwarupa dan diuji. Hasil pengujian purwarupa menunjukkan bahwa SRR 1, SRR 2, dan SRR 3 masing-masing memiliki frekuensi resonansi sebesar 983 MHz, 978 MHz, dan 997 MHz. Hal ini mengindikasikan pergeseran frekuensi resonansi saat model direalisasikan menjadi purwarupa. Nilai tanggapan frekuensi dalam dB juga didapat dari hasil pengujian. Selanjutnya dengan memodifikasi persamaan S11, nilai efisiensi dapat dihitung. Dari ketiga pengujian tersebut, SRR 2 memiliki frekuensi resonansi terbaik karena memiliki pergeseran terkecil, yaitu 2,94%. Sedangkan dari sisi efisiensi, SRR 3 menjadi desain terbaik dengan nilai efisiensi tertinggi yaitu sebesar 40,7%.

The use of split ring resonator (SRR) as electromagnetic energy harvester can increase the flexibility of electronic devices because the power can be charged neither need cable connection and battery replacement. Electromagnetic energy at 950 MHz of frequency implies the one of wireless network frequency that is used massively indoor. The objection of this research is to know how to design SRR which has resonance frequency at 950 MHz, and how to know its characteristic. Based on previous research, variations were performed with three size parameters performed separately and simulated using CST software to achieve a resonance frequency of 950 MHz after obtaining the appropriate design, SRR prototypes were made and tested using VNWA. The results of simulation and design process with CST software are three SRR models which are then named SRR 1, SRR 2, and SRR 3. SRR 1 has ring width of 5,6 mm, SRR 2 has a gap width of 10.8 mm, while SRR 3 has ring sides length of 32.25 mm. This design is further embodied into prototypes and tested. The result of prototype test shows that SRR 1, SRR 2, and SRR 3 have resonance frequency of 983 MHz, 978 MHz, and 997 MHz respectively. This indicates a resonance frequency shift when the model is realized to be a prototype. The value of the frequency response in dB is also obtained from the test results. Furthermore by modifying the S11 equation, the efficiency value can be calculated. Of the three tests, SRR 2 has the best resonance frequency because it has the smallest shift, which is 2.94%. While from the aspect of efficiency, SRR 3 becomes the best design with the highest efficiency value, that is equal to 40,7%.

Kata Kunci : Split ring resonator, pemanenan energi, gelombang mikro, frekuensi resonansi, parameter penghamburan, efisiensi. / Split ring resonator, energy harvesting, mikrowave, resonance frequency, scattering parameter, efficiency.