Laporan Praktikum Antena [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ANTENA & PROPAGASI Pengukuran Impedansi Antena Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Praktikum Antena dan Propagasi Semester 6



Dosen Pengajar : KOESMARIJANTO, ST., MT



Disusun oleh: EL WILDATUL ULA JTD-3A / 1541160122 KELOMPOK 2



PROGRAM STUDI JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2018



BAB III PENGUKURAN IMPEDANSI ANTENNA



1. Tujuan a) Mengukur dan mengetahui nilai impedansi antenna (Z), koefisien pantul |Г|, dan SWR. 2. Alat Yang Digunakan a) RF impedance analyser b) Konektor adapter APC-7 to N female to BNC female c) Kabel coaxsial 50Ω (0.5 m) d) Antenna Folded Dipole dan antenna Dipole λ/2 3. Set-Up Perangkat Setelah menekan saklar alat ukur ini (power line), impedance analyser 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 selama pemanasan). Setelah waktu pemanasan selesai, maka akan muncul angka secara acak pada display A dan display B. Sebelum melakukan pengukuruan, pastikan Impedance Analyzer telah siap digunakan untuk pengukuran dengan cara : a.



Pasang terminasi 50Ω pada titik ukur Impedance Analyzer



b.



Pilih fungsi Display A dan indicator pada posisi |Z| dan θ (deg)



c.



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 dientrykan, display A menunjukkan 50Ω atau mendekati 50Ω dan display B menunjukkan θ (deg) = 0o atau mendekati 0o , maka Impedance Analyzer sudah bisa dan siap digunakan untuk pengukuran.



d.



Apabila ketika dientrykan data frekuensi dan frekuensi yang dimaksud di atas ternyata tidak menunjukkan angka 50Ω dan 0o, maka perlu dilakukan kalibrasi.



3.1 Kalibrasi Impedance Analyzer



Tekan tombol CALIBRATION untuk melakukan kalibrasi secara otomatis dengan program kalibrasi sendiri yang akan dimemori oleh instrumen. Kalibrasi dilakukan dengan pengukuran 3 macam terminasi standart (0Ω, 0S, 50Ω). Prosedur kalibrasi : a. Pasang terminasi 0Ω, kemudian tekan tombol CALIBRATION, indikator 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 1Mhz higgan 1000Mhz, setelah frekuensi 1000Mhz berhenti, pada display A muncul karakter CAL dan pada display B muncul karakter END yang artinya kalibrasi untuk 0Ω sudah selesai. Lepas terminasi 0Ω. b. Pasang terminasi 0S (∞ Ω), ganti posisi indicator display A pada G dan display B pada B artinya instrument ini terkalibrasi 0S, kemudian tekan tombol START, frekuensi akan running secara otomatis mulai dari 1Mhz higgan 1000Mhz, setelah frekuensi 1000Mhz berhenti, pada display A muncul karakter CAL dan pada display B muncul karakter END yang artinya kalibrasi untuk 0S sudah selesai. Lepas terminasi 0S. c. Pasang terminasi 50Ω, kemudian tekan tombol START, frekuensi akan running secara otomatis mulai dari 1Mhz higgan 1000Mhz, setelah frekuensi 1000Mhz berhenti, pada display A muncul karakter CAL dan pada display B muncul karakter END yang artinya kalibrasi untuk 0Ω sudah selesai. Tekan tonbol CALIBRATION untuk mengembalikan operasi intrumen pada kondisi normal. d. Terminasi 50Ω masih dalam kondisi terpasang. Inputkan data frekuensi dengan menekan tombol – tombol pada PARAMETER SPOT FREQ dan DATA pada frekuensi secara acak 1Mhz, 10Mhz, 50Mhz, 100Mhz, 250Mhz, 500Mhz dan 1000Mhz. apabila setiap frekuensi yang dientrykan, display A menunjukkan 50Ω atau mendekati 50Ω dan display B menunjukkan θ (deg) = 0o atau mendekati 0o, maka impedance anlyzer sudah bisa dan siap digunakan untuk pengukuran. Tabelkan nilai yang terukur. Apabila ketika dientry kan data frekuensi dimaksud ternyata tidak menunjukkan angka mendekati 50Ω dan 0o atau, maka perlu dilakukan dikalibrasi ulang.



Gambar 1 Skema Rangkaian Pengkalibrasian RF Impedance Analyzer 4. Prosedur Pengukuran 4.1 Prosedur Memilih ELEC LG Untuk Test Adapter (Termasuk Juga Saluran Transmisi) Mengkompensasi panjang saluran transmisi pada titik ukur. 1.



Pasang test adapter



2.



Pilih frekuensi kerja device yang akan diukur (202 MHz)



3.



Letakkan parameter pengukuran pada |Γ|.



4.



Hubungkan kabel yang akan dipergunakan untuk pengukuran (50 cm, 50 Ω) (panjang kabel tidak boleh lebih besar dari 99,999 cm panjang elektrik), tanpa beban.



5.



Tekan tombol berwana biru kemudian tekan tombol berlabel ELEC LG, maka display ketiga yang semula indikator LED MHz akan berubah menjadi cm.



6.



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 0o (electric length lebih panjang dari panjang fisik, artinya electric length lebih panjang 50 cm).



4.2 Bagaimana Memilih Fungsi Pengukuran Gunakan tombol/knop pada bagian display A dan display B untuk memilih parameter yang akan diukur (lihat gambar 2)



Gambar 2 Indicator Impedance Analyzer 4.3 Bagaimana Memilih Frekuensi 1.



Tekan tombol PARAMETER SPOT FREQ untuk mengaktifkan fungsi pengaturan frekuensi.



2.



Masukkan angka frekuensi uji yang diinginkan melalui tombol DATA.



3.



Tekan tombol ENTER.



Gambar 3 Memilih Frekuensi 4.4 Pengukuran Impedansi (Z) Dan Koefisien Pantul | Γ | Antenna Folded Dipole



Gambar 4 Skema Rangkaian pada Pengukuran Impedansi



1.



Set-up seperti gambar di atas



2.



Tentukan frekuensi resonansi dari antenna yang diukur pada impedansi analyzer, sesuai pada tabel A.



3.



Tentukan parameter pengukuran impedansi, Z dan koefisien pantul | Γ | pada impedance Analyzer



4.



Amati dan catat pada dislay A dan display B.



5.



Atur frekuensi sesuai dengan tabel A dan catat impedansi dan koefisien pantul antenna.



6.



Pada frekuensi berapa didapatkan impedansi 75 Ω dan koefisien pantulnya | Γ |.



7.



Pada frekuensi berapa koefisien pantul, | Γ | yang terkecil dan berapa impedansinya.



4.5 Pengukuran Impedansi (Z) Dan Koefisien Pantul |R| Antenna 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.



Tentukan electric length (Panjang listrik) saluran yang digunakan untuk frekuensi tengah pada antenna dipole λ/2.



4.



Pergunakan interval frekuensi 8 MHz untuk 5 kanal kebawah dan 5 kanal keatas, seperti Tabel A.



5.



Ulangi langkah 2 sampai 7 seperti pada pengukuran sebelumnya



6.



Pada frekuensi berapa didapatkan impedansi 75 Ω dan koefisien pantulnya | Γ |.



7.



Pada frekuensi berapa koefisien pantul, | Γ | yang terkecil dan berapa impedansinya.



5. Hasil Percobaan dan Analisis 5.1 Tabel Kalibrasi Table 1 Kalibrasi FREKUENSI (MHz) 1 10 50 100 250 500 1K



DISPLAY A Z(Ω) 50,07 50,44 50,11 50,1 49,97 50,32 49,77



DISPLAY B deg(⁰) 0,04 0,63 0,01 0,14 0,25 0,26 0,43



5.2 Pengukuran Impedansi, Z dan Koefisien Pantul, |Γ| Antena Folded Dipole Table 2 Pengukuran Impedansi dan Koefisien Pantul Antena Folded Dipole FREKUENSI (Mhz) 174 181 188 195 202 205.6 209 209.2 217 224 231



DISPLAY A Z(Ω) 107.61 124.6 132.1 117.08 92.41 75 55.8 57.05 31.06 39.81 42.06



DISPLAY B deg(⁰) -58.3 -45.57 -29.8 -12.85 0.08 8.56 15.65 17.86 59.11 83.52 89.65



DISPLAY A |г| 0.6532 0.5909 0.5192 0.4181 0.2949 0.219 0.1671 0.156 0.6183 0.9485 0.9442



DISPLAY B deg(⁰) -45.25 -34.24 -23.67 -12.86 -0.54 21.86 60.28 17.86 122.08 97.4 99.76



SWR



RL



4.76 3.88 3.6 2.44 1.84 1.56 1.4 1.36 4.24 37.83 34.84



-3.699 -4.56 -5.69 -7.57 -10.6 -13.19 -15.54 -16.13 -4.176 -0.45 -0.49



Table 3 Electric Length Antena Folded Dipole DISPLAY A |Γ| 1.1967



DISPLAY (degree °) 0.00°



ELEC LG (cm) 74.35cm



a. Pada frekuensi 205.6 MHz didapatkan impedansi 75 Ω dengan θ sebesar 8.56° dan koefisien pantulnya sebesar |Γ| 0.219 dengan θ sebesar – 21,86° b. Koefisien pantul terkecil terjadi pada frekuensi 209.2 MHz dengan nilai |Γ| sebesar 0.156.



DISPLAY A Z(Ω) Impendansi (ohm)



140 120 100



124.6



132.1



117.08



107.61



80



92.41



60



75 55.8 57.05



40 20



31.06



39.81 42.06



0 174



181



188



195



202



205.6



209



209.2



217



224



231



Frekuensi (MHz) DISPLAY A Z(Ω)



Gambar 5 Grafik Impedansi pada Antena Folded Dipole



Koefisien Pantul



DISPLAY A |г| 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0



0.9485 0.9442



0.6532



0.6183



0.5909 0.5192 0.4181 0.2949



0.219



174



181



188



195



202



205.6



0.1671 0.156



209



209.2



217



224



231



Frekuensi (MHz)



Gambar 6 Grafik Koefisien Pantul pada Antena Folded Dipole



SWR 40



37.83



35



34.84



VSWR



30 25 20 15 10



4.76



3.88



3.6



5



2.44 1.84



1.56



1.4



1.36



205.6



209



209.2



4.24



0 174



181



188



195



202



217



224



231



Frekuensi (MHz) SWR



Gambar 7 Grafik SWR pada Antena Folded Dipole



Return Loss (dB)



RL 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18



-0.45 -0.49 -3.699



-4.56



-4.176 -5.69 -7.57 -10.6 -13.19 -15.54 -16.13



174



181



188



195



202



205.6



209



209.2



217



224



Frekuensi (MHz) RL



Gambar 8 Grafik Return Loss pada Antena Folded Dipole



231



5.3 Pengukuran Impedansi, Z dan Koefisien Pantul, |Γ| Antenna Dipole λ /2 Table 4 Hasil Pengukuran Impedansi dan Koefisien Pantul Antena Dipole λ /2 FREKUENSI (Mhz) 451 459 467 467.8 475 483 491 499 507 515 523 531



DISPLAY A Z(Ω) 62.43 61.9 65.13 63.344 69.96 75.04 94.24 85.81 63.38 44.15 36.87 35.91



DISPLAY B deg(⁰) 24.53 19 8.7 29.78 -6.65 -18.03 -38.67 -84.22 -98.52 -101.82 -93.42 -72.54



DISPLAY A |г| 0.2456 0.1967 0.1526 0.1337 0.1783 0.2604 0.5019 0.898 1.1808 1.1976 1.047 0.8348



DISPLAY B deg(⁰) 63.45 55.85 29.1 7.67 -11.33 -35.79 -44.07 -60.3 -72.39 -100.13 -106.44 -111.27



SWR



RL



1.65 1.49 1.36 1.308 1.43 1.7 3.01 18.6 -11.99 -11.12 -43.55 11.1



-12.19 -14.12 -16.32 -17.47 -14.97 -11.68 -5.987 -0.934 1.443 1.566 0.398 -1.568



Table 5 Electric Length Antena Dipole λ/2 DISPLAY A |Γ|



DISPLAY B (degree °)



ELEC LG (cm)



0.53



0.08°



63.66cm



a. Pada frekuensi 483 MHz didapatkan impedansi 75,04 Ω dengan θ sebesar – 18,03° dan koefisien pantulnya sebesar |Γ| 0.2604 dengan θ sebesar – 35,79 °. b. Koefisien pantul terkecil terjadi pada frekuensi 467,8 MHz dengan nilai |Γ| sebesar 0,1337.



impedansi Ohm



DISPLAY A Z(Ω) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0



94.24 85.81 62.43 61.9 65.13 63.344



69.96



75.04 63.38 44.15



451



459



467 467.8 475



483



491



499



507



515



36.87 35.91



523



531



Frekuensi (Mhz) DISPLAY A Z(Ω)



Gambar 9 Impedansi pada Antena Dipole λ /2



DISPLAY A |г| 1.4



Koefisien Pantul



1.2



1.18081.1976 1.047



1 0.898



0.8



0.8348



0.6 0.5019 0.4 0.2604 0.2 0.24560.1967 0.15260.13370.1783 0 451 459 467 467.8 475 483 491



499



507



515



523



Frekuensi (MHz)



Gambar 10 Koefisien Pantul pada Antena Dipole λ /2



531



SWR 30 20



18.6



11.1



10 1.49



VSWR



0



3.01



1.7



1.308 1.43



1.36



-10



-11.99 -11.12



-20 -30 -40



-43.55



-50 451



459



467



467,8



475



483



491



499



507



515



523



Frekuensi (MHz) SWR



Gambar 11 Grafik SWR pada Antena Dipole λ /2



RL Return Loss (dB)



5 1.443 1.566



0



-0.934



-5



0.398 -1.568



-5.987



-10 -12.19 -15



-11.68 -14.12 -16.32



-14.97 -17.47



-20 451



459



467 467.8 475



483



491



499



507



515



523



Frekuensi (MHz) RL



Gambar 12 Grafik Return Loss pada Antena Dipole λ /2



531