Rancang Bangun Sensor Kelembapan Tanah Berbasis Antena Mikrostrip Hibrida CSRR-SRR Pada Frekuensi 2,5 GHz Dengan Peningkatan Depth Resonance Dip

LLANO KUSUMA DEWA, . (2026) Rancang Bangun Sensor Kelembapan Tanah Berbasis Antena Mikrostrip Hibrida CSRR-SRR Pada Frekuensi 2,5 GHz Dengan Peningkatan Depth Resonance Dip. Sarjana thesis, UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA.

	Text COVER.pdf Download (988kB)
	Text BAB I.pdf Download (423kB)
	Text BAB II.pdf Restricted to Registered users only Download (967kB) | Request a copy
	Text BAB III.pdf Restricted to Registered users only Download (688kB) | Request a copy
	Text BAB IV.pdf Restricted to Registered users only Download (2MB) | Request a copy
	Text BAB V.pdf Restricted to Registered users only Download (400kB) | Request a copy
	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf Download (375kB)
	Text LAMPIRAN DISERTASI.pdf Restricted to Registered users only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini mengembangkan purwarupa sensor prediktif awal kelembapan tanah berbasis antena mikrostrip hibrida Complementary Split-Ring Resonator–Split-Ring Resonator (CSRR-SRR) yang bekerja pada frekuensi 2,5 GHz, dengan struktur CSRR disisipkan pada ground plane dan struktur SRR pada patch antena. Penelitian menggunakan metode Research and Development (R&D) dengan pendekatan rapid prototyping, meliputi perhitungan dimensi, simulasi menggunakan CST Microwave Studio Suite 2019, fabrikasi pada substrat FR-4, serta pengukuran karakteristik menggunakan Vector network analyzer (VNA) LiteVNA64. Hasil pengukuran menunjukkan antena beresonansi pada 2,5 GHz dengan return loss (S11) sebesar −41 dB dan VSWR sebesar 1,01, mendekati hasil simulasi (S11 −42 dB) dan memenuhi kriteria kelayakan antena sebagai elemen peradiasi (S11 ≤ −10 dB, VSWR ≤ 2). Simulasi menunjukkan penambahan CSRR berkaitan dengan pengurangan dimensi patch dan substrat tanpa mengubah frekuensi kerja, sedangkan penambahan SRR berkaitan dengan peningkatan depth resonance dip dari −17 dB menjadi −42 dB. Analisis distribusi arus permukaan, medan listrik, dan medan magnet memperkuat mekanisme kerja CSRR dan SRR sebagai resonator elektromagnetik berbasis rangkaian ekuivalen LC. Pada pengujian terhadap sampel tanah liat, peningkatan nilai Gravimetric water content (GWC) acuan dari 0,35% hingga 14,39% menyebabkan frekuensi resonansi antena bergeser dari 2500 MHz menjadi 2410 MHz. Hubungan tersebut dimodelkan melalui regresi linear sederhana, menghasilkan persamaan GWC(%) = 0,4454 + 0,1546Δf dengan R² sebesar 0,9922, MAE sebesar 0,35 GWC(%), dan RMSE sebesar 0,43 GWC(%). Nilai-nilai tersebut menunjukkan kesesuaian model yang baik pada satu rangkaian data, tetapi belum membuktikan keterulangan (repeatability) pembacaan sensor, karena setiap variasi GWC hanya diukur satu kali. Hasil penelitian ini masih terbatas sebagai bukti konsep (proof of concept) purwarupa prediktif awal pada kondisi laboratorium dan satu jenis tanah, sehingga pengujian keterulangan, variasi jenis tanah, pengaruh suhu, salinitas, serta kondisi lapangan masih perlu dilakukan pada penelitian selanjutnya. ***** This study developed an early-stage predictive soil moisture sensor prototype based on a hybrid Complementary Split-Ring Resonator–Split-Ring Resonator (CSRR-SRR) microstrip antenna operating at 2,5 GHz, with the CSRR structure embedded in the ground plane and the SRR structure on the antenna patch. The research applied a Research and Development (R&D) method with a rapid prototyping approach, covering dimensional calculation, simulation using CST Microwave Studio Suite 2019, fabrication on an FR-4 substrate, and characterization using a LiteVNA64 Vector network analyzer (VNA). Measurement results show the antenna resonates at 2.5 GHz with a return loss (S11) of −41 dB and a VSWR of 1.01, closely matching the simulation results (S11 of −42 dB) and satisfying the antenna feasibility criteria as a radiating element (S11 ≤ −10 dB, VSWR ≤ 2). Simulation results indicate that adding the CSRR structure is associated with a reduction in patch and substrate dimensions without altering the operating frequency, while adding the SRR structure is associated with an increase in depth resonance dip from −17 dB to −42 dB. Surface current, E-field, and H-field distribution analyses support the working mechanism of CSRR and SRR as electromagnetic resonators based on an equivalent LC circuit. In testing on clay soil samples, an increase in reference Gravimetric water content (GWC) from 0,35% to 14,39% shifted the antenna's resonant frequency from 2500 MHz to 2410 MHz. This relationship was modeled through simple linear regression, producing the equation GWC(%) = 0,4454 + 0,1546Δf with an R² of 0,9922, an MAE of 0,35 GWC(%), and an RMSE of 0,43 GWC(%). These values indicate good model fit on a single dataset but do not demonstrate the repeatability of the sensor response, since each GWC condition was measured only once. The findings remain limited to a laboratory-scale proof-of-concept prototype tested on a single soil type; repeatability testing, other soil types, temperature effects, salinity effects, and field conditions still need to be examined in future research.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Additional Information:	1). Prof. Dr. Efri Sandi, S.Pd., M.T; 2). Dr. Baso Maruddani, S.T, M.T.
Subjects:	Sains > Sains, Ilmu Pengetahuan Alam Sains > Fisika Sains > Statistika Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Elektronika
Divisions:	FT > S1 Pendidikan Teknik Elektronika
Depositing User:	Llano Kusuma Dewa .
Date Deposited:	10 Aug 2026 07:39
Last Modified:	10 Aug 2026 07:39
URI:	http://repository.unj.ac.id/id/eprint/69442

Actions (login required)

View Item