DESIGN AND CONSTRUCTION OF PATCH ANTENNA ON RECTENNA IN ELECTROMAGNETIC WAVE ENERGY HARVESTING TECHNOLOGY
Kemajuan teknologi mendorong penggunaan dan pemanfaatan energi yang sudah ada menjadi energi alternatif terbarukan. Salah satu sumber energi dengan jumlah yang tidak terbatas serta ramah lingkungan adalah gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik dapat dipanen dan diubah menjadi tegangan DC. Teknik pemanenan ini dinamakan energy harvesting. Dalam energy harvesting gelombang elektromagnetik diperlukan sebuah perangkat yang bernama rectenna yang terdiri dari rectifier dan antena. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang antena patch untuk perangkat rectenna dan mengetahui kinerja dari perangkat rectenna pada teknologi energy harvesting gelombang elektromagnetik. Rectenna merupakan perangkat yang dapat mengubah gelombang elektromagnetik yang ditangkap oleh antena dan disearahkan oleh rangkaian rectifier menjadi tegangan DC. Penelitian ini menggunakan tiga jenis antena patch yaitu antena monopole, antena circular, dan antena vivaldi, dan menggunaka tiga rectifier dengan jumlah stage yang berbeda, yaitu 3-stages, 4-stages, dan 5-stages. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen, dengan menguji masing-masing antena patch yang diintegrasikan dengan masing-masing rectifier pada tiga lokasi pengukuran yang berbeda yaitu dalam ruangan, di atas gedung, dan di lapangan bola. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari perangkat rectenna. Tahap ini mencakup perancangan alat yaitu penentuan spesifikasi dan bahan, perancangan antena, perancangan rectifier, fabrikasi antena dan rectifier, dan pengujian perangkat rectenna. Hasil kinerja antena yang diperoleh pada penelitian ini adalah antena circular dengan nilai efisiensi sebesar 223%, antena vivaldi sebesar 89.4% dan antena monopole sebesar 45.8% dan hasil kinerja rectenna yang diperoleh pada penelitian ini adalah tegangan maksimum yang dihasilkan oleh perangkat rectenna adalah sebesar 22 mV menggunakan antena circular dan rangkaian rectifier 5-stages dengan efisiensi kinerja rectenna sebesar 93%. Perangkat rectenna yang diukur pada ketinggian di atas gedung memiliki tegangan yang lebih besar daripada di dalam ruangan dan di lapangan bola.
Technological advances encourage the use and utilization of existing energy into renewable alternative energy. One source of energy with an unlimited amount and environmentally friendly is electromagnetic waves. Electromagnetic waves can be harvested and converted into DC voltage. This harvesting technique is called energy harvesting. In energy harvesting electromagnetic waves, a device called rectenna is needed which consists of rectifier and antenna. The purpose of this research is to design a patch antenna for rectenna devices and determine the performance of rectenna devices in electromagnetic wave energy harvesting technology. Rectenna is a device that can convert electromagnetic waves captured by the antenna and rectified by rectifier voltage into DC voltage. This research uses three types of patch antennas, namely monopole antennas, circular antennas, and vivaldi antennas, and uses three rectifiers with different numbers of stages, namely 3-stages, 4-stages, and 5-stages. The method used in this research is the experimental method, by testing each patch antenna integrated with each rectifier at three different measurement locations, namely indoors, on top of a building, and in a soccer field. This aims to determine the performance of the rectenna device. This stage includes the tool design stage, namely determining specifications and materials, designing antennas, designing rectifiers, fabricating antennas and rectifiers, and testing rectenna devices. The antenna performance results obtained in this study are circular antenna with efficiency value of 223%, vivaldi antenna of 89.4% and monopole antenna of 45.8% and rectenna performance results obtained in this study are the maximum voltage generated by rectenna device is 22 mV using circular antenna and 5-stages rectifier circuit with rectenna performance efficiency of 93%. The rectenna device measured at a height above the building has a greater voltage than indoors and on the soccer field.