SWR Matching Pemancar - Kabel - Antena

Alat ukur dasar atau wajib yang sangat diperlukan oleh para teknisi yang bekerja pada Radio Frequency adalah SWR Meter atau kadang ada yang menyebut dengan lengkap VSWR Meter.

Sebelum membicarakan cara membuat SWR/VSWR meter ini, supaya kita sedikit memiliki bekal knowledge tentang SWR/VSWR dalam dunia per-radio-an ini akan disinggung tentang SWR/VSWR.

SWR atau lebih lengkapnya VSWR adalah singkatan dari Voltage Standing Wave Ratio, atau kalau diterjemahkan secara bebas adalah, Perbandingan Tegangan Gelombang Berdiri. Mungkin kata “berdiri” di sini akan menimbulkan kesan atau pertanyaan tersendiri.

Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah transmitter RF yang dilalukan sebuah transmisi line (misal: cable coax, feeder, dll) tidak lagi memiliki bentuk sebagai sinyal sinusoidal yang sempurna, namun mirip dengan sinyal sinusoidal yang telah disearahkan oleh sebuah diode rectifier, dimana porsi negatif dari sinyal sinusoidal dibalik menjadi positif semua, makanya kesan pertama yang bisa dilihat oleh para researcher saat itu adalah berdiri atau “Standing Wave”.

Sifat dari gelombang elektromagnetik ini adalah dapat terpantul (reflected) bila menemui impedansi yang tidak sama (matched) dengan impedansi saluran transmisi yang dilaluinya. Sesuai dengan kaidah “Setengah Daya Maksimum”, dimana daya di beban akan maksimum pada saat impedansinya sesuai dengan impedansi saluran transmisi. Atau dengan kata lain, tidak ada gelombang terpantul yang kembali ke saluran transmisi, yang mengakibatkan transceiver menjadi saturasi atau efeknya transistor final akan mati atau rusak.

Pada kondisi impedansi antenna dan impedansi saluran transmisi tidak sesuai (matched), biasanya ditunjukkan dengan VSWR > 1, maka beberapa efek berikut akan dirasakan:

Daya RF yang sampai di antenna tidak maximum, sehingga pancaran tidak akan jau
Bercampurnya gelombang maju (forward) dan gelombang pantul (reflected) kemungkinan akan mempengaruhi kualitas suara pancaran, mungkin saja terdengar parau atau tidak bulat.
Nilai VSWR yang terlalu tinggi (VSWR > 2), akan membuat RF Linear Amplifier mengalami saturasi, yang biasanya terasa “over heating” dan bila dibiarkan terus-terusan akan membuat rusak komponen di Final.

Dalam notasi matematis, VSWR atau SWR tidak memiliki dimensi karena merupakan perbandingan 2 buah variable yang berdimensi sama (voltage). Dengan rumus sebagai berikut:

SWR = [1 + Rc] / [1 - Rc]

Dimana:

RC = | [ZL - Zo] / [ZL + Zo] |
ZL = impedansi input antenna (beban)
Zo = impedansi saluran transmisi (coax, feeder, dll)
Bila ZL atau Zo merupakan bilangan imajiner atau khayal, maka ZL atau Zo ini merupakan magnitudo dari bilangan tersebut.

Kita ambil contoh:

Contoh 1: Zo (Transmittion Line) = 50 Ohm, ZL (Antenna) = 50 Ohm

Maka, RC = [50-50]/[50+50]=0, maka SWR=[1+0]/[1-0]=1 (kondisi ini disebut matched)

Contoh 2: Zo = 50 Ohm, ZL = 100 Ohm, maka SWR = 2

Contoh 3: Zo = 50 Ohm, ZL = 25 Ohm, maka SWR = 2

Sebuah antenna dipole 1/4 lambda (masing-masing sayap panjangnya 1/4 lambda, total kedua sayap 1/2 lambda) memiliki impedansi input yang hampir murni dengan nilai mendekati 50 Ohm, makanya antenna ini akan memberikan pembacaan VSWR atau SWR mendekati 1 (matched).

berikut ini jenis swr yg ada dipasaran
1.madol swr

cara menggunakanya untuk proses pengetriman
1.hubungkan outpout swr ke dummyload 50ohm
2.hubungkan input swr ke boster atau pemancar yg di mau ditrim
3.perahatikan pososisi salkar misal kita buat pemancar pakek 1971 yg keluarnya kira2 5watt posisi saklar kiri pada level 12watt dan yg kanan pada swr posisi potensio di posisi 0.

CARA MENGHITUNG dB DARI ANTENNA

Sebelum kita bisa memperkirakan ( menghitung ) seberapa jauh coverage area sebuah repeater, maka berapa total ( hasil akhir ) penguatan dan EIRP ( Effective Isotropic Radiated Power ) yg dihasilkan dari sebuah antenna beserta rangkaiannya sangatlah diperlukan terlebih dulu.

Memperkirakan seberapa jauh coverage sebuah repeater sangat diperlukan untuk tujuan kordinasi ( agar tidak terjadi saling ganggu atau tumpang tindih antar 2 atau lebih repeater , mengatur / membagi penempatan dsb ). Kegunaan lainnya adalah agar bisa dilakukan pengawasan ( monitoring ) secara periodik.
Menghitung EIRP bukanlah hal yang sulit karena bisa dilakukan secara langsung hanya dengan cara mengalikan PEP output dari pemancar dengan penguatan ( gain ) dan seluruh rugi2 ( losses ) yang terjadi / ada dalam rangkaian antenna. Terbaik / termudah adalah menggunakan satuan dB ( decibel ) sehingga sebagian besar perhitungan menjadi makin sederhana karena tinggal melakukan penjumlahan dan pengurangan saja , dan barulah kemudian dikonversi sesuai dengan factor perkaliannya.

Berikut ini adalah sebuah contoh urutan menghitung :

Feed-line loss _____ dB
Duplexer loss _____ dB
Isolator loss _____ dB
Cross-band coupler loss _____ dB
Cavity filter loss _____ dB
_____________
Jumlah Rugi2 ( Total losses ) (L) _____ dB

G (dB) = antenna gain (dBi) – L

dimana G = gain dari antenna. ( Jika gain antenna dinyatakan dalam dBd, tambahkan 2.14 dB ke nilai dBi yang ada.)

M = 10G/10

dimana M = factor perkalian

EIRP dalam watt = Output pemancar (PEP) M
CONTOH

Sebuah pemancar repeater memiliki power output 50 W PEP (FM transmitter 50 watt ). Total losses dari panjang coax yang dipakai ( tergantung jenis & panjangnya ) misalnya sebesar 1.8 dB.
Rugi2 duplexer misalnya 1.5 dB, dan circulator pada transmitter port memiliki losses 0.3 dB. Tidak ada cavity filter atau cross-band coupler yang terpasang pada system. Gain dari Antenna yang digunakan 5.6 dBi.

Kita hitung :
Feed line loss 1.8 dB
Duplexer loss 1.5 dB
Isolator loss 0.3 dB
Cross-band coupler loss 0 dB
Cavity filter loss 0 dB
_____________
Jumlah losses (L) 3.6 dB

Total Penguatan dari keseluruhan sistem antenna dalam dB = Gain antenna dikurangi rugi2 , jadi G = (dBi) – L
G = 5.6 dBi – 3.6 dB = 2 dB

Faktor Perkalian ( Multiplying Factor ) = M = 10G/10
M = 102/10 = 1.585

EIRP pemancar dalam watt = transmitter output (PEP) M
EIRP = 50 W 1.585 = 79.25 W

PENTING :
Didalam praktek sering ditemukan adanya rangkaian system antenna yang sangat tidak effisien. Bila total rugi2 yang ada sangat besar ( tanpa disadari pemiliknya ) , maka hasil hitungan ( G ) nilainya BISA NEGATIF ( alias factor perkaliannya menjadi kurang dari 1 ).

Ketika situasi semacam ini yang terjadi maka antenna kita akan memancarkan EIRP yang lebih rendah ( kecil ) daripada Output Power Pemancar.

Losses Penangkal Petir ( Lightning Arrester / Arrestor ) juga harus dimasukkan dalam hitungan.

Cara penghitungan diatas adalah cara umum ( General ) , artinya prosedurnya bisa dipakai untuk menghitung pada berbagai macam antenna. Jadi kalau diatas contoh yang diberikan adalah sebuah antenna Repeater , maka itu hanya sebuah contoh saja.

Mungkin yang bisa sangat berbeda beda pada setiap kasus ( = masing2 sistem antenna ) dan perlu dicermati adalah jumlah total dari Rugi2 "Insertion Loss" yang AKAN SANGAT TERGANTUNG dari alat apa saja yg terpasang / dipakai antara Pemancar dengan antenna , misalnya kalau pakai SWR meter ya losses SWR meternya dihitung , kalau pakai Tuner / Coupler ya nilai Tunernya ikut dihitung.

Demikian juga ada berapa macam dan berapa jumlahnya connector , sambungan connector , sambungan T , antenna switch dsb. yang terpasang. Itupun insertion loss nya masing2 ( dalam dB ) bukanlah sebuah angka yang fixed melainkan besarnya tergantung dari frekuensi ( sebuah connector yg sama akan memiliki losses yg lebih tinggi ketika digunakan di UHF dibanding jika digunakan di VHF

BLF578XR RF

Skema BLF578 yang barkualitas dan udah teruji kemampuan daya pancaran

Alat pengujian RF

mengapa Anda harus! menjadi anggota .
Sebuah probe RF adalah sirkuit untuk peralatan pengujian yang mengubah sinyal frekuensi tinggi menjadi tegangan DC. Dengan cara ini sangat mudah untuk mengukur tegangan RF baik untuk pengujian atau penyesuaian dari pemancar, penerima, modulator.

RF Probe Circuit Diagram

Rangkaian RF Probe dijelaskan di sini adalah cocok untuk sinyal dengan rentang frekuensi dari sekitar 100 kHz sampai 1000 MHz. Meskipun diode digunakan di sini dapat, pada prinsipnya, naik ke 3 GHz, impedansi dari koneksi tanah buruk akan mempengaruhi pengukuran pada frekuensi sangat tinggi. Juga, harap diingat untuk menggunakan penyelidikan ini hanya pada daya RF rendah.

RF Probe Komponen daftar

1 diode 1SS99
1 x 100P kapasitor keramik
1 x 10N kapasitor keramik
1 x 47K resistensi
1 kecil x VU meter

Bagaimana jangkauan pemancar fm anda

T2 dan T3 bekerja sebagai tahap penyangga, T2 sebagai penguat tegangan dan T3 sebagai amp saat ini. Tahap penyangga sangat penting bagi stabilisasi freq karena merupakan sirkuit tampon antara osilator dan amplifier preamp dan final. Hal ini juga diketahui bahwa desain pemancar miskin cenderung untuk memodifikasi freq. saat Anda mengatur tahap akhir. Dengan tahap ini, T2 T3 ini tidak akan terjadi lagi!

T4 adalah preamplifier untuk pemancar fm dan digunakan sebagai penguat rf listrik tegangan dan akan memberikan daya yang cukup untuk transistor T5 akhir. Seperti yang Anda lihat T4 memiliki pemangkas kapasitor di kolektor, ini digunakan untuk membuat sirkuit resonansi yang akan memaksa T4 untuk memperkuat lebih baik dan menyingkirkan orang-orang yang tidak diinginkan harmonik. L2 dan L3 kumparan harus berada pada 90 derajat sudut satu ke yang lain, ini adalah untuk menghindari frekuensi dan kopling parasit.

Tahap akhir dari pemancar rf jarak jauh yang dilengkapi dengan transistor daya rf yang memiliki setidaknya 1 watt daya output. Menggunakan transistor 2N3866 seperti, 2N4427, 2N3553, BLX65, KT920A, 2N3375, BLY81, 2SC1970 atau 2SC1971 jika Anda ingin memiliki pemancar fm pro dengan kekuatan yang cukup untuk menutupi area jarak jauh. Jika Anda menggunakan 2N2219 Anda akan mendapatkan tidak lebih dari 400mW. Gunakan heatsink yang baik untuk transistor T5 karena mendapat sedikit panas. Gunakan minimal catu daya yang baik 12V/1Amp stabil.

Jangkauan pemancar fm Panjang sirkuit diagram

klik pada gambar skematik untuk tampilan yang lebih besar

T1 = T2 = T3 = T4 = BF199
T5 = 2N3866, 2N4427 atau 2SC1970 untuk 1Watt, / 2SC1971 BLX65, BLY81, KT920A atau 2N3553 untuk 1,5 untuk daya 2W.
L1 = 5 putaran / tembaga 0.6mm / 4mm perak
L2 = 6 putaran / 0.8mm / 6mm dienamel tembaga
L3 = 3 putaran / 1mm / tembaga perak 7mm
L4 = 6 putaran / 1mm / tembaga dienamel 6mm
L5 = 4 putaran / 1mm / tembaga perak 7mm

Gunakan tembaga perak untuk L3 dan L5 jika Anda ingin mendapatkan karakteristik yang lebih baik.

Penyesuaian dari pemancar jarak jauh

Mulailah dengan konstruksi tahap osilator, solder kawat kecil untuk kapasitor 10pF T1 keluar dan mendengarkan penerima fm , memangkas sampai pot 10k Anda bisa "mendengar" suara kosong atau Anda Anda pasang di sumber audio Anda dapat mendengar musik. Dengan kawat 70cm Anda dapat menutupi 2 - 3 area meter hanya dengan tahap osilator.

Kemudian terus membangun sisa dari pemancar rf, gunakan perisai yang tepat seperti yang ditunjukkan dalam skema sirkuit. Ketika Anda selesai pembangunan pemancar menghubungkan antena atau lebih baik 50 atau 75 Ω beban resistif dan menggunakan pemeriksaan rf , Anda dapat menggunakan 1N4148 dioda bukan dioda probe.

Sesuaikan lagi panci 10k ke freq yang diinginkan. dan kemudian pergi ke tahap T4 dan memangkas pemangkas kolektor pertama untuk indikasi tegangan maksimum pada multimeter. Kemudian lanjutkan dengan pemangkas berikutnya dan seterusnya. Kemudian kembali ke pemangkas pertama dan menyesuaikan lagi sampai Anda mendapatkan tegangan tertinggi pada multimeter. Untuk 1 watt daya rf Anda dapat mengukur Tegangan 12 sampai 16. Rumusnya adalah P (dalam watt) adalah sama dengan U 2 / Z, dimana Z adalah 150 untuk 75Ω resistor atau 100 untuk resistor 50Ω, tetapi Anda harus ingat bahwa kekuatan rf sebenarnya adalah rendah.

Setelah penyesuaian tersebut, jika semuanya berjalan dengan baik menghubungkan antena, terus menggunakan probe rf, menyesuaikan lagi semua pemangkas mulai dari T3. Pastikan Anda tidak memiliki harmonik, periksa TV dan set radio untuk melihat apakah ada gangguan pada band. Periksa ini di ruangan lain, jauh dari pemancar fm atau antena.

Itu semua orang  ... Ini adalah desain saya untuk transmiter jangka panjang dan bekerja dengan baik. Saya menggunakan 2SC1971 yang memiliki gain 12dB listrik di 88 ... 108 MHz band, ini adalah sekitar 15 kali amplifikasi rf. Sebagai T4 memberikan sekitar 80 sampai 100 mW daya rf tahap akhir memiliki daya yang cukup untuk memberikan antara 1 sampai 2W tergantung penggunaan transistor.