ABSTRAKSI: Satelit nano Iinusat-1 yang tengah dikembangkan oleh IT Telkom dan 6 institusi lainnya mengorbit pada orbit LEO dengan ketinggian 700 km dan bekerja pada frekuensi S-band (2,4 -2,45 GHz). Sinyal yang dikirimkan oleh satelit tersebut akan diterima oleh stasiun bumi penerima. Karena level daya sinyal yang diterima sangat kecil, maka setelah dikuatkan oleh antena, sinyal akan diperkuat lagi oleh penguat daya berderau rendah agar sinyal memiliki level daya yang cukup besar dengan derau yang rendah untuk bisa diproses oleh stage selanjutnya.
Pada tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan sebuah penguat berderau rendah (low noise amplifier) yang bekerja pada frekuensi 2,4 – 2.45 GHz sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh stasiun bumi penerima satelit nano. Penguat berderau rendah yang dibuat berbasis mikrostrip. Spesifikasi penguat derau rendah yang diinginkan adalah sebagai berikut: penguatan 45 dB, dan noise figure maksimum sebesar 2 dB. Digunakan sebuah hetero junction field effect transistor sebagai komponen aktif untuk menguatkan sinyal yang diterima dari pemancar. Transistor yang digunakan pada tugas akhir ini adalah CEL NE3509M04 yang merupakan transistor stabil dengan syarat karena tidak memenuhi kriteria kestabilan tanpa syarat, yaitu K>1 dan ∆S < 1. Untuk itu dibuat lingkaran kestabilan dan lingkaran penguatan konstan pada smith chart untuk mendapatkan koefisien pantul yang bekerja pada daerah kestabilannya dan menghasilkan penguatan yang diinginkan. Transistor tersebut hanya memiliki penguatan maksimum sebesar 18 dB, sehingga dirancang 3 buah penguat secara kaskade menggunakan transistor ini untuk mendapatkan penguatan 45 dB.
Pengujian kinerja penguat berderau rendah dilakukan dengan membandingkan hasil yang didapat dari hasil pengukuran dengan spesifikasi perancangan. Dari hasil pengukuran diketahui LNA kaskade yang dibuat memiliki penguatan tertinggi pada frekuensi 1,38 GHz dengan penguatan sebesar 15,24 dB, sedangkan noise figure yang diukur menggunakan metode gain didapatkan sebesar 24,84 dB.
Kata Kunci : penguat berderau rendah, derau, penguatanABSTRACT: Iinusat-1 nano satellite being developed by IT Telkom and another 6 institutions is going to orbit in LEO orbit with the height of 700 km and work in S-Band frequency (2,4-2,45 GHz). The signal transmitted by the satellite will be received by the ground station. Because the received signal power level will be very low, after being amplified by the receiver antenna, it will be re-amplified by the low noise amplifier in order that the signal will have big enough power level of which low noise is processed by the next stage.
In this final assignment, a low noise amplifier is designed and realized to works in frequency range 2,4-2,45 GHz according to the specification needed by the nano satellite receiver ground station. The low noise amplifier is made based on microstrip. The low noise amplifier specification is assigned as follow: gain of 45 dB, and maximum noise figure is 2 dB. Is used a hetero junction field effect transistor as the active component for amplifying power received from the transmitter. The transistor used in this final assignment is CEL NE3509M04 which is a conditionally stable transistor because it doesn’t fulfill the criteria of unconditionally stable transistor, which K > 1 and ∆S < 1 . Stability circles and constant gain circle on Smith Chart are made for getting reflection coefficient which works in stable region and produce the desired gain. Only does it has maximum gain of 18 dB, therefore 3 amplifiers are designed to make a cascade amplifier for getting gain of 45 dB.
Performance test of the low noise amplifier has been conducted by comparing the result from the measurement and the design specification. From the measurement it’s known that the cascade LNA has the highest gain at frequency 1,38 GHz with the gain of 15,24 dB, and the noise figure according to gain method measurement is 24,48 dB.
Keyword: low noise amplifier (LNA), noise, gain