DTH2F3 Teknik Transmisi Radio · Tuliskan persamaan gelombang datang dan pantul dalam saluran ... Beda fasa antara koefisien pantul tegangan dan koefisien ... Perputaran 1 lingkaran
Post on 23-Mar-2019
218 Views
Preview:
Transcript
Teknik Transmisi
Radio
DTH2F3
KONSEP PANTULAN DALAM SALURAN TRANSMISI
By : Dwi Andi Nurmantris Yuyun Siti Rohmah
Where Are We?
Pre-Test
1. Apakah penyebab pantulan dalam saluran transmisi?
2. Apa pengaruh pantulan dalam saluran transmisi?
3. Tuliskan persamaan gelombang datang dan pantul dalam saluran
Lossy dan lossless
4. Apa yang dimaksud dengan koefisien pantul? tuliskan persamaannya?
5. Apa yang dimaksud SWR dan VSWR? Tuliskan persamaan VSWR?
6. Apakah nilai koefisien pantul di sepanjang saltran selalu sama untuk saluran
lossy dan lossless?
7. Apakah nilai VSWR di sepanjang saltran selalu sama untuk saluran lossy dan
lossless?
8. Apa yang dimaksud dengan return Loss?
9. Apa hubungan koefisien pantul, VSWR, dan RL?
10. Berapakah nilai koefisien pantul, VSWR, dan return loss untuk kondisi saluran
berikut? a) infinite length saltran b) saltran denga ZL=Z0 c) saltran dengan
terminasi OC d) saltran dengan terminasi SC
Content
1. Pendahuluan
2. Koefisien Pantul
3. VSWR
4. Return Loss
5. Missmatch Loss
6. Daya kirim, daya pantul dan daya yang
diserap
Pendahuluan
Pantulan dalam saluran transmisi terjadi jika sebagian atau seluruh
gelombang yang dikirim/merambat dalam saluran dipantulkan kembali
kearah sumber dari gelombang tersebut.
Ada dua sebab utama gelombang dalam saluran transmisi mengalami
pantulan yaitu :
a. Karakteristik saluran transmisi sepanjang titik tidak seragam (tidak
uniform) adanya perbedaan konstanta primer saluran di sepanjang
saluran
b. Adanya impedance missmatch antara saluran dengan komponen yang
terhubung dengan saluran tersebut (Fokus kita)
Akibat dari pantulan pada saluran transmisi adalah :
a. Gelombang yang kembali dan sampai ke perangkat generator bisa
merusak/membakar komponen-komponen di dalamnya
b. Daya yang di kirim akan berkurang karena sebagian hilang karena
dipantulkan
Pendahuluan
Ada empat besaran yang saling berhubungan yang menjelaskan adanya
fenomena pantulan gelombang dan efektifitas pentransmisian daya dari
suatu saluran transmisi ke beban :
1. Reflection coefficient
2. VSWR
3. Missmatch Loss
4. Return Loss
Z
γz
0 eVV(z) γz-
0 eVV(z)
γz-
0 eII(z) z-
0 eII(z)
Reflection Coefficient
Adalah besaran yang menyatakan perbandingan gelombang
pantul terhadap gelombang datang
Koefisien pantul tegangan
Koefisien pantul arus
Magnitude koefisien pantul arus = magnitude koefisien pantul
tegangan
Beda fasa antara koefisien pantul tegangan dan koefisien pantul
arus adalah 180o
1)(0 (z)V
(z)V)( v
-
v
zz
1)(0 )(I
)(I)( i
-
i
zz
zz
)((z)V
(z)V-
Z(z)V
Z(z)V-
(z)I
(z)I)( v
-
0
0
-
-
i zz
Reflection Coefficient
γz2
0
0
γz
0
γz
0
-
v eV
V
eV
eV
(z)V
(z)V)(
z
0
0
0γ02
0
0
-
vV
Ve
V
V
0)(zV
0)(zV)0(
z
Sehingga :
Pada Z=0 , maka:
z2jz2
0
)zj(2
0
γz2
0
γz2
0
0v eeeee
V
V)(
z
Magnitude
Phase
z2
0v e)( z z2
Penurunan Koefisien Pantul (diukur dari sumber)
ZL
L
Z d 0
)(v z
Reflection Coefficient
γz2
0
0
γz
0
γz
0
-
v eV
V
eV
eV
(z)V
(z)V)(
z
L
γL2
0
0
-
v eV
V
L)(zV
L)(zV)(
Lz
Sehingga :
Pada Z=L , maka:
d2jd2
L
)dj(2
L
γd2γL2
0
d)-γ(L2
0
0v eeeeee
V
V)(
z
Magnitude
Phase
d2
Lv e)( d d2
Penurunan Koefisien Pantul (diukur dari beban)
ZL
L
Z d
L
Reflection Coefficient
Jadi Perlu Dipahami!!!
ZL
L
L1 L2
222 L2jL2
23 ee 11 L2jL2
21 ee
Reflection Coefficient
Jika saluran transmisinya Lossless (α=0)
z2j
0v e)( z
0v )( z
z 2
Artinya Apa???
Z
0v )0( z zjez 2
0v )(
Hubungan Koefisien Pantul dengan Impedansi karakteristik dan impedansi saluran
(z)V)((z)V
(z)V
(z)V)( v
--
v
zz
))((z)(1V
)((z)V(z)V(z)V(z)VV(z)
v
v
-
z
z
0
v
0
v
0
00
-
Z
(z))-(z)(1V
Z
(z)(z)V
Z
(z)V
Z
(z)V
Z
(z)V(z)I(z)II(z)
Reflection Coefficient
(z))-(1
))((1ZZ(z)
Z
(z))-(z)(1V
))((z)(1V
I(z)
V(z))(
v
v0
0
v
v
zzzZ
(z))Z)((
(z))((z)ZZ)(
(z)ZZ(z))()(
v0
vv00
v00v
zZ
zZzZ
zZzZ
0
0v
Z)(
Z)((z)
zZ
zZ Sehingga
ZL
0
0vv
Z
Z0)(dL)(z
L
L
Z
Z
L
Z d
LosslessZ
Z
Z
Z
L
L
L
L
d2j
0
0
d2jd2
0
0v
eZ
Z
eeZ
Z(d)
Koordinat Gaus Kompleks
Koefisien Pantul dalam saluran transmisi biasanya kompleks dan dapat
direpresentasikan dalam bentuk visualisasi dalam koordinat gaus kompleks
A
11
j
j
d2j
AB e
z2j
AC e
Besarnya magnitude ditunjukkan oleh
panjang anak panah (jika lossless
panjang konstan)
Besarnya phase ditunjukkan oleh
sudut yang dibentuk oleh garis
tersebut dengan sumbu riil positif
Perubahan besar koefisien pantul dari
suatu titik saluran menuju generator
direpresentasikan dengan perputaran
searah jarum jam.
Perputaran 1 lingkaran penuh
(kembali ke titik semula)
merepresentasikan pergerakan
sepanjang saluran lamda/2
Koefisien pantul saluran
lossless pada koordinat gaus
kompleks
A
A
22
2222
ddd
Contoh Soal
Suatu saluran transmisi lossless sepanjang 2,3 lamda
dengan Z0 = 50 Ω dihubungkan dengan suatu beban :
a) Gambarkan koefisien pantul pada koordinat gaus
komplek jika beban ZL=OC, ZL=SC, ZL=J50 Ω , ZL= -J50
Ω, ZL=50 Ω
b) hitung dan plot di koordinat gaus komplek koefisien
pantul di input saluran transmisi Jika beban ZL=75 Ω
Gelombang Berdiri dan VSWR
Gelombang berdiri terjadi jika dua buah
gelombang yang arahnya saling
berlawanan, bersuperposisi
Gelombang datang pada saluran transmisi
yang bersuperposisi dengan gelombang
yang dipantulkan bisa membentuk
gelombang berdiri .
VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)adalah perbandingan magnitude tegangan maksimum dengan magnitude tegangan minimum pada gelombang berdiri pada suatu titik di saluran transmisi
V(z)max
V(z)min
min
max
V(z)
V(z))( zVSWR
Gelombang Berdiri dan VSWR
E
jarak
ztY
ztY
cosA
cosA
22
11
Misal
ztztYYYt cosAcosA 2121
Jika A1=A2
zt
ztztYYYt
cosA.2cos
coscosA21
ztYt cos2Acos GELOMBANG BERDIRI MURNI
Gelombang Berdiri dan VSWR
Aje 0A
11
j
j
d2j
AB e
z2j
AC e
Tegangan Maksimum dan Tegangan Minimum
)((z)V(z)V(z)V(z)VV(z) v
- z
(z)V)((z)VV(z) vmax
z
(z)V)((z)VV(z) vmin
z
Riil Positive Riil Negative
Gelombang Berdiri dan VSWR
Tegangan Maksimum dan Tegangan Minimum
Suatu saluran transmisi lossless sepanjang lamda dengan
impedansi karakteristik Z0 dan dihubungkan dengan suatu
beban dengan impedansi ZL , gambarkanlah pola gelombang
berdiri disepanjang saluran transmisi jika :
a) ZL= SC
b) ZL= OC
c) ZL= Z0
d) ZL= 1/3 Z0
e) ZL= 3 Z0
Gelombang Berdiri dan VSWR
Sehingga:
Penurunan Rumus VSWR
)((z)V(z)V(z)V(z)VV(z) v
- z
Tegangan maksimum V(z)max terjadi apabila disuatu titik disaluran,
teg datang dan teg pantul sefasa
)((z)V(z)V(z)V(z)VV(z) v
-
max z
Tegangan minimum V(z)min terjadi apabila disuatu titik disaluran,
teg datang dan teg pantul berbeda fasa 1800
)((z)V(z)V(z)V(z)VV(z) v
-
min z
)(1
)(1
(z)V))((1
(z)V))((1
)((z)V(z)V
)((z)V(z)V
V(z)
V(z))(V
v
v
v
v
v
v
min
max
z
z
z
z
z
zzSWR
z2
0
z2
0
z2jz2
0
z2jz2
0
v
v
e1
e1
ee1
ee1
)(1
)(1)(V
z
zzSWR
Gelombang Berdiri dan VSWR
Penurunan VSWR
ZL
L
Z1
Jika saluran lossless
d1
0
0
11
1)(V
zzSWR
0
0
1
1)(V
LzSWR
0L
0L
1
1)0(V
ZZ
ZZdSWR
0L
0L
11
1)(V
ZZ
ZZddSWR
0
0
1
1)0(V
zSWR
Apa Kesimpulannya???
Contoh Soal
1.
Γ=…
VSWR=…
L=0,1λ
2.
Power Flow and Return Loss
Power Flow dalam saluran transmisi yang lossless bisa dilihat
dari gambar dibawah ini :
Pabs=Pinc-Pref
Power Flow dan Return Loss
Adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara daya
yang dipantulkan dengan daya yang datang
2
v
2-
2
2-
inc
ref )((z)V
(z)V
R(z)V
R(z)V
P
P)( zzRL
Z
Pref
Pinc
)(log20)(log10 P
Plog10)( v
2
v
inc
ref zzzRL
Penurunan Return Loss
Missmatch Loss
Adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara daya
yang diteruskan dengan daya yang datang
2
v
datang
2
vdatang
datang
2
vdatangdatang
datang
pantuldatang
datang
terus
)(1
P
)(1P
P
)(PP
P
PP
P
P)(
z
zzzLossMissmatch
Ppantul
Pdatang
2
v )(1log10)( zzLossMissmatch
Penurunan Missmatch Loss
ZL
L
Pterus
Latihan Soal
VSWR |Г| RL (dB) Missmatch Loss (dB)
1 …. …. ….
…. 0,01 …. ….
…. …. -30 ….
…. 0,1 …. ….
1,5 …. …. ….
…. …. -10 ….
2 …. …. ….
2,5 …. …. ….
Apa Artinya VSWR 1,5 ???
Delivered Power
Vg
Zg
Zin
Iin
Vin
imin
vmin
tItI
tVtV
cos
cos
Daya sesaat
ivmmivmm
imvm
ininin
tIVIV
tItV
tItVtP
2cos2
1cos2
1
coscos
Daya Rata-rata
ininivmm
T
inin
IVIV
dttPT
avP
Re2
1cos2
1
1
0
in
Rin
inR
VavP
2
21
ininin RIavP2
21
inRinin IVavP2
1
ininin
ggg
jXRZ
jXRZ
in
inin
inRin V
jXR
RV
Delivered Power
Vg
Zg
Zin
Iin
Vin
7030
0120
jZ
voltV
in
in
Contoh
????.......avPin
Delivered Power
ZL
L
Pterus
Ppantul
Pdatang
Vg
Zg
Zin
Vg
Zg
Zin
iningg
g
ing
g
injXRjXR
V
ZZ
VI
in
inging
g
in
iningg
g
in
ing
g
ininin
RXXRR
V
RjXRjXR
V
RZZ
VRIP
22
2
2
2
2
21
21
21
21
gin
gin
XX
RR
jikamaksimumAkan
gin ZZ
TRANSFER DAYA MAKSIMUM
Delivered Power
ZL
L
Pabs
Pref
Pinc
Vg
Zg
Zin
0
2
0
2
0
2
0
2
2
0
2
0
00
22
221
2
.........
Re2
1
Re2
1
Re2
1
Re2
1
Re2
1
Z
V
Z
V
Z
V
Z
V
Z
VP
VVVVZ
Z
V
Z
VVV
IIVV
IIVV
IVP
LL
LLL
L
L
abs
LLLLLL
LLL
LLL
LLLLLL
LLLL
LLabs
Pinc
Pref
Pabs=Pinc-Pref
PADA SALURAN LOSSLESS
)(
Re2
1
LosslessKarenaP
IVPP
in
LLLabs
ininin IVP Re2
1
L
LL
LL
LLL
-
LLL
1
VV
)(1V
VVVVV
Delivered Power Contoh-contoh Kasus
λ/4
ZL Vg
Zg
volt010
500Z 50
Hitung Pin dan PL……???
λ/4
ZL Vg
Zg
volt010
750Z5,112
50
50
λ/4
ZL Vg
Zg
volt010
750Z 75
50
λ/4
ZL Vg
Zg
volt010
500Z20j
50
λ/4
ZL Vg
Zg
volt010
20500 jZ
2050 j
2050 j
Goal of Transmission Line Kesimpulan Kasus-kasus
ZL
L
Z0
Vg
Zg
Zin Kasus 1 Common Condition
g*
in
0in0L
ZZ
ZZZZ
sayangnya
sehingga
Kasus 2 Bad Condition
g*
in
0in0L
ZZ
ZZZZ
ditambah
sehingga
Kasus 3 Prefered Condition
g*
in
0in0L
ZZ
ZZZZ
untungnya
sehingga
Kasus 4 Ideal Condition
g*
in
0in0L
ZZ
ZZZZ
ditambah
sehingga
Questions???
top related