ABSTRAKSI: Ground Penetrating RADAR (GPR) adalah salah satu pengembangan aplikasi RADAR yang digunakan untuk mencitrakan benda-benda di bawah pemukaan tanah. Seperti RADAR pada umumnya, antena merupakan salah satu bagian paling penting pada GPR. Pada tugas akhir akan disimulasikan sebuah antena yang digunakan untuk transmisi pulsa dengan durasi 5 ns (frekuensi tengah 200 MHz).
Antena dalam aplikasi GPR diharapkan mampu mentransmisikan pulsa dengan level late-time ringing yang minimal. Salah satu antenna yang baik digunakan untuk keperluan tersebut adalah antenna TEM horn [11]. Untuk mengatasi masalah impedance matching dengan medium tanah, dilakukan modifikasi dengan mengisikan bahan dielektrik ke dalam antenna TEM horn. Kemudian akan dilakukan penambahan 4 layer dielektrik sebagai transisi dari antena ke medium untuk memperbesar amplitudo pulsa yang berhasil ditransmisikan ke dalam medium [9]. Secara sederhana, profil layer dielektrik ditentukan secara linear dimana transisi nilai rε dari layer dielektrik pertama ke layer dielektrik berikutnya bernilai konstan dengan ketebalan yang sama. Simulasi dilakukan dengan meggunakan metode FDTD (Finite-Difference Time-Domain) yang dalam aplikasinya digunakan software FDTD3D agar dapat diamati pulsa yang berhasil ditransmisikan antena dalam domain waktu.
Hasil simulasi menunjukkan desain antena TEM horn yang disimulasikan mampu mentransmisikan pulsa dengan level late-time ringing yang kecil sebesar 1.6 % - 4.95 %. Dengan melakukan penambahan layer dielektrik mampu meningkatkan ampiltudo peak to peak pulsa yang berhasil ditransmisikan ke dalam medium sebesar 0.38 % – 8.34 %. Dari hasil analisis impedansi input dan VSWR, telah dibuktikan bahwa kedua antena TEM horn sebagai antena UWB dengan fractional bandwidth sebesar 162.39 % dan 213.15 %. Dengan level late-time ringing yang kecil dan bandwidth yang cukup, maka rancangan antena TEM horn yang dihasilkan layak digunakan sebagai antena GPR.
Kata Kunci : antena GPR, layer dielektrik, amplitudo peak to peak, late-time ringing, FDTDABSTRACT: Ground Penetrating RADAR (GPR) is one of RADAR application development which used for landscape imaging. As RADAR in general, antenna is one of important part in GPR. Within this final assignment, an antenna is used simulating pulse transmision with 5 ns duration (center frequency: 200 MHz).
Antenna within GRP application expected to transmit pulses with minimum late-time ringing level. One of antenna being used for that matter is TEM horn antenna [11]. To overcome impedance matching problem with ground medium, modification being done by filling dielectric matter inside TEM horn antenna. Then 4 layer dielectric addition made as transition from antenna to medium to enlarge pulse amplitude which successfully transmitted within medium [9]. In simple way, dielectric layer profile is given in linier where value transmission from first dielectric layer to next layer constantly valued with identical gauge. Simulation done by FDTD (Finite-Difference Time-Domain) method which in application being done using FDTD3D software so that pulses which successfully transmitted by antenna within time domain can be observed.
The result of simulation shows that simulated TEM horn antenna design can transmitt pulses with small late-time ranging lever of 1,6% - 4,5%. By doing dielectric layers addition, it can improve peak to peak pulse amplitude which succesfully transmitted within medium of 0.38% - 8.34%. From result of input impedance analysis and VSWR, proved that both TEM horn antennas as UWB antenna with 162,39% and 213.15% fractional bandwidth. With small late-time ringing level and adequate bandwidth, then TEM horn antenna design which resulted eligible for being used as GPR antenna.
Keyword: GPR antenna, dielectric layer, peak to peak amplitude, late-time ringing, FDTD