Temuan Utama

Penelitian ini mengembangkan dan mengevaluasi antena mikrostrip yang diintegrasikan dengan interdigital capacitor (IDC) sebagai sensor pH berbasis gelombang mikro yang bersifat non-kontak dan label-free. Antena dirancang bekerja pada frekuensi 2,45 GHz dengan penambahan struktur Defected Ground Structure (DGS) untuk miniaturisasi dan peningkatan performa resonansi. Hasil simulasi menunjukkan nilai return loss sebesar −32,19 dB, VSWR 1,05, dan Q-factor 644,74 yang menandakan pencocokan impedansi yang sangat baik. Prototipe antena berhasil difabrikasi dan diuji menggunakan Vector Network Analyzer (VNA). Hasil pengukuran menunjukkan pergeseran frekuensi resonansi sebesar 12 MHz dibandingkan hasil simulasi, dengan penurunan Q-factor sekitar 4,5% menjadi 615,5. Pengujian sensor dilakukan pada larutan dengan rentang pH 3 hingga pH 10 menggunakan volume 5 ml. Hasil eksperimen menunjukkan adanya hubungan linier antara kenaikan nilai pH dan peningkatan frekuensi resonansi antena. Sensitivitas sensor yang diperoleh mencapai rata-rata 1,14 MHz/pH dengan total pergeseran frekuensi sekitar 8 MHz pada seluruh rentang pengujian. Temuan ini membuktikan bahwa antena mikrostrip berbasis IDC mampu mendeteksi perubahan sifat dielektrik larutan akibat variasi pH secara stabil dan berulang, sehingga berpotensi diaplikasikan sebagai sensor kimia non-kontak berbiaya rendah.

Potensi Manfaat

Hasil penelitian ini memiliki potensi pemanfaatan dalam pengembangan sensor pH berbasis gelombang mikro yang non-kontak, reusable, dan tidak memerlukan elektroda atau indikator kimia. Teknologi ini relevan untuk aplikasi pemantauan kualitas air, industri kimia, biomedis, dan lingkungan. Selain itu, desain antena yang kompak dan kompatibel dengan fabrikasi PCB memungkinkan integrasi mudah ke dalam sistem IoT dan perangkat monitoring cerdas, sehingga membuka peluang pengembangan lanjutan menuju sistem sensor terintegrasi dan komersialisasi.