PRAKTIKUM ANTENA DAN PROPAGASI Pengukuran Impedansi Antena
Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Praktikum Antena dan Propagasi Semester 4 PEMBIMBING : M. Taufik, ST, MT.
Kelompok 4 JTD-2B Nama
No.Absen
NIM
Elyada Renova Sari
11
1341160050
Fida Annisa Imron
13
1341160072
M. Iskandar Zulkarnain
19
1341160019
Risqi Nurfadillah
23
1341160075
JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2015
PENGUKURAN IMPEDANSI ANTENA 1. Tujuan
Mengukur dan mengetahui nilai impedansi antenna, Z, koefisien pantul |Γ|, dan VSWR
2. Peralatan yang digunakan
RF Impedance Analyzer
Konektor adapter APC-7 to N female to BNC female
Kabel koaksial 50Ω (0.5 m)
Antenna folded dipole dan antenna dipole λ/2
3. Pendahuluan RF Impedance Analyzer HP model 4191 A adalah suatu alat ukur yang dirancang untuk mengukur bermacam-macam parameter impedansi. Perameter-parameter ini didaftar seperti pada gambar 1. Frekuensi uji dapat diatur pada lebar bidang frekuensi dari 1 MHz sampai 1000 MHz. sumber sinyal dapat juga menyediakan pengukuran dengan frekuensi yang disapu ( sweep frequency measurment ). Pembiasan DC-pun tersedia untuk pengukuran yang tergantung pada tegangan. |Z| = nilai mutlak dari vector impedansi |Y| = nilai mutlak dari vector admitansi |Γ| = nilai mutlak dari vector koefisien pantul θ = sudut fasa dalam derajat dan radian R = resistansi X = reaktansi B = suseptansi = bagian riil dari koefisien pantul = bagian imajiner dari koefisien pantul R = ekivalen resistansi seri G = konduktansi parallel D = factor disipasi Q = factor kualitas Alat ukur RF Impedance Analyzer ini dilengkapi dengan konektor APC-7. Agar dapat mengukur bermacam-macam komponen, juga tersedia esesoris-asesoris tambahan. Salah satu kelengkapannya adalah 1 buah konektor APC-7 to N. Konektor APC-7 sangat peka terhadap debu. Untuk menjaga kontak elektris yang optimum, jangan menyentuh kontak terminal dengan jari atau dengan bahan-bahan seperti metal.
4. Prosedur operasi alat Setelah menekan saklar jala-jala alat ukur ini ( power line), Impenace Analyzer membutuhkan waktu 10-15 menit untuk melakukan pemanasan, selama waktu pemanasan pada display A tertampil kode H-17 dan alat ini tidak dapat melakukan pengukuran besaran apapun (Catatan : pemakai tidak diperbolehkan menekan tombol apapun). Setelah pemanasan selesai, maka akan muncul angka-angka secara acak pada display A dan display B. Sebelum melakukan pengukuran, pastikan Impedance Analyzer telah siap digunakan untuk pengukuran dengan cara 1. Pasang terminasi 50Ω pada titik ukur Impedance Analyzer 2. Pilih fungsi DISPLAY A dan indicator pada posisi |Z| dan θ (deg) 3. Inputkan data frekuensi dengan menekan tombol-tombol pada PARAMETER SPOT FREQ dan DATA pada frekuensi secara acak 10MHz, 50MHz, 100MHz, 250MHz, 500MHz, dan 1000MHz. apabila setiap frekuensi yang dientrikan, DISPLAY A menunjukkan 50Ω atau mendekati 50Ω dan DISPLAY B menunjukkan θ (deg) = 0° atau mendekati 0°, maka Impedance Analyzer sudah bisa dan siap digunakan untuk pengukuran. 4. Apabila ketika dientrikan data frekuensi dan frekuensi yang dimaksud diatas ternyata tidak menunjukkan angka 50Ω dan 0°, maka perlu dilakukan kalibrasi. 5. Kalibrasi impedance analyzer 1. Tekan tombol CALIBRATION untuk melakukan kalibrasi secara otomatis dengan program kalibrasi sendiri yang akan dimemori oleh instrument. Kalibrasi dilakukan dengan pengukuran 3 macam terminasi standart (0 Ω, 0 S, 50 Ω) Prosedur kalibrasi : a. Pasang terminasi 0 Ω, kemudian tekan tombol CALIBRATION, indicator display A menunjukkan pada R dan display B pada X artinya instrument ini terkalibrasi pada 0Ω, kemudian tekan tombol START, frekuensi akan running secara otomatis mulai dari 1 MHz sampai 1000 MHz, setelah frekuensi 1000 MHz berhenti, pada display muncul karakter CAL dan pada display B muncul karakter END yang artinya kalibrasi untuk 0Ω sudah selesai. Lepas terminasi 0Ω. b. Pasang terminasi 0 S ( ), ganti indicator display A pada G dan display B pada B artinya instrument ini terkalibrasi pada 0 S, kemudian tekan tombol START, frekuensi akan running secara otomatis mulai dari 1 MHz sampai 1000 MHz, setelah frekuensi 1000 MHz berhenti, pada display muncul karakter CAL dan pada display B muncul karakter END yang artinya kalibrasi untuk 0 S sudah selesai. Lepas terminasi 0 S. c. Pasang terminasi 50 Ω, kemudian tekan tombol START, frekuensi akan running secara otomatis mulai dari 1 MHz sampai 1000 MHz, setelah frekuensi 1000 MHz berhenti, pada display muncul karakter CALL dan pada display B muncul karakter
END yang artinya kalibrasi untuk 50Ω sudah selesai. Tekan tombol CALIBRATION untuk mengembalikan operasi instrument pada kondisi normal. Terminasi 50Ω maish dalam kondisi terpasang, pastikan untuk dummy load (beban tiruan) 50Ω tersebut pada frekuensi 1 MHz sampai 1000 MHz nilai resistansinya sama dengan atau mendekati 50Ω dengan cara meletakkan indicator pada display A adalah |Z| dan indicator pada display B pada θ (deg) dan tekan tombol SPOT FREQ dengan masukkan angka mulai 1 MHz sampai 1000 MHz secara bertahap sehingga nilai resistansinya sama dengan 50Ω, apabila nilainya tidak sama dengan 50Ω, maka instrument perlu kalibrasi ulang.
Gambar 1 Skema rangkaian pengkalibrasian RF Impedansi analyzer 6. Prosedur memilih ELEC LG untuk test adapter (termasuk juga saluran transmisi) Mengkompensasi pannjang saluran transmisi pada titik ukur a. Pasang test adapter b. Pilih frekuensi kerja device yang akan diukur c. Letakkan parameter pengukuran pada |Γ| d. Hubungkan kabel yang akan digunakan untuk pengukuran (panjang kabel tidak boleh lebih besar dari 99,999 cm panjang elektrik), tanpa beban e. Memfungsikan tombol berlabel ELEC LG dengan terlebih dahulu menekan tombol berwarna biru f. Masukkan angka ‘coba-coba’ ELEC LG dan coba lagi dengan angka-angka yang berbeda, sehingga display A menunjukkan angka 1 (Γ = 1) atau mendekati 1 dan display B menunjukkan angka 0° atau mendekati.
Gambar 2 Skema rangkaian 7. Bagaimana memilih frekuensi a. Tekan tombol PARAMETER SPOT FREQ untuk mengaktifkan fungsi pengaturan frekuensi b. Masukkan angka frekuensi uji yang diinginkan melalui tombol DATA c. Tekan tombol ENTER Contoh : frekuensi uji 720.2 MHz
Gambar 3 Contoh memilih frekuensi 8. Bagaimana memilih panjang elektrik (ELEC LG) 1. Tekan tombol dan lalu tekan ELEC LG untuk mengaktifkan fungsi input data Blue panjang gelombang. 2. Masukkan angka panjang gelombang untuk text fixture yang dipasang melalui tombol input DATA. Contoh : ELEC LG = 80.6 cm
Gambar 4 Contoh memilih panjang gelombang pada RF Impedansi Analyzer
9. Pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul, |Γ | antena folded dipole 1. Set-up seperti gambar
Gambar 5 Skema rangkaian pada pengukuran impendansi 2. Tentukan frekuensi resonansi dari antenna yang diukur pada Impedance Analyzer sesuai pada table A 3. Tentukan parameter pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul |Γ| pada Impedance Analyzer 4. Amati dan catat pada display A dan display B 5. Atur frekuensi sesuai dengan table A dan catat impedansi dan koefisien pantul antenna. 6. Pada frekuensi berapa didapatkan impedansi 75Ω dan koefisien pantulnya |Γ| 7. Pada frekuensi berapa koefisien pantul, |Γ| yang terkecil dan berapa impedansinya 10. Pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul, |Γ| antena dipole λ/2 1. Ukur panjang fisik antenna dipole λ/2 dan berapa panjang gelombang (λ) antenna tersebut 2. Hitung frekuensinya dan digunakan sebagai referensi frekuensi tengah 3. Pergunakan interval frekuensi 8 MHz untuk 5 kanal ke bawah dan 5 kanal ke atas seperti table A 4. Ulangi langkah 1 sampai 7 seperti pada pengukuran sebelumya
11. Hasil pengamatan A. Pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul, |Γ| antena folded dipole Tabel A untuk antena folded dipole Ferkuensi (MHz) 174 181 188 195 202 209 217 224 231 237
Display A Z (Ω) 42.54
Display B (degree °) 77.71
Display A |Γ| 0.8
Display B (degree °) -99.42
28.51 19.21 13.56 12.70 16.98 25.78 36.54 53.03 75.04
-68.65 -54.08 -28.19 9.19 38.96 56.66 65.34 70.74 73.60
0.72 0.66 0.619 0.59 0.60 0.617 0.65 0.706 0.76
-122.43 -143.86 -164.54 175.02 154.23 130.42 109.22 88.5 66.78
VSWR
9 6.142 4.88 4.25 3.88 4 4.22 4.71 5.80 7.33
B. Pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul, |Γ| antenna dipole Tabel B untuk antenna dipole λ/2 Ferkuensi (MHz) 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81
Display A Z (Ω) 26.85
Display B (degree °) -5.09
Display A |Γ| 0.25
Display B (degree °) -164.6
VSWR
35.68 40.45 50.15 62.35 75.2
-14.54 -42.77 -61.05 -70.47 -88.06
0.29 0.4058 0.58 0.76 0.9095
-125.12 -109.10 -90.57 -76.93 -67.64
1.667 1.81 2.36 3.76 7.3 20.97
92.05 110.76 145.35 156.32 194.50
-95.63 -109.21 -126.97 -134.49 -145.64
1.0885 1.3675 1.3852 1.5232 1.5882
-56.99 -42.06 -33.58 -30.29 -17.84
-26 -6.55 -6.26 -4.82 -4.4
Grafik 1. Impedansi antena folded dipole
Impedansi 75.04
53.03 42.54 36.54 28.51
25.78 19.21 13.56
174
181
188
195
202
16.98 12.7
209
217
224
231
237
Grafik 2. Koefisien pantul antena folded dipole
Koefisien Pantul 0.8 0.76 0.72
0.706 0.66
0.65 0.619
0.617 0.59
174
181
188
195
202
209
0.6
217
224
231
237
Grafik 3. VSWR antena folded dipole
VSWR 9
7.33
6.142 5.8 4.88
4.71 4.25 3.88
174
181
188
195
202
4.22
4
209
217
224
231
237
Grafik 4. Impedansi antena dipole λ/2
Impedansi
194.5
145.35
156.32
110.76 92.05 75.2 62.35 26.85
1
9
35.68
17
40.45
25
50.15
33
41
49
57
65
73
81
Grafik 5. Koefisien pantul antena dipole λ/2
Koefisien Pantul 1.5882 1.5232 1.3675 1.3852
1.0885 0.9095 0.76 0.58 0.4058 0.29
0.25
1
9
17
25
33
41
49
57
65
73
81
Grafik 6. VSWR antena dipole λ/2
VSWR 20.97
7.3 1.667 1
9
1.81 17
2.36 25
3.76 33
41
49
57
-26
65 73 -4.82 81 -4.4 -6.26 -6.55
12. Analisa data
Elec LG adalah panjang gelombang yang terjadi pada saluran transmisi. karena kecepatan rambat gelombang di udara lebih cepat dari pada di media transmisi maka panjang gelombang menjadi besar. Pada frekuensi 237 MHz didapat koefisien pantulnya sebesar 0.76 dan Vswrnya 7,33 Vswr didapat dari perhitungan :
13. Kesimpulan
Semakin tinggi frekuensi , maka Impedansi dan VSWR pada antenna juga akan semakin besar pula. Dari hasil percobaan, Elec LG tiap antenna yang digunakan pasti berbeda. Pada saat impedansi nya mendekati impedansi kabel koaksial, kofisien pantul yang terukur menjadi lebih kecil.
