DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Sumber artikel ini saya ambil dari postingannya Om Djoko Haryono di Facebook Group HOME BREW PROJECT ( CB RADIO, ANTENNA, SWR, AUDIO, MICROPHONE, BOOSTER, etc )

DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Isipan catatan ( pengamatan ) pribadi : Polemik atau diskusi semacam ini sudah saya baca di majalah amatir radio Amerika & Inggris ( QST dsb ) sejak puluhan tahun lalu. Berdasar pengamatan itu saya memberanikan diri untuk meyakini bahwa masalah yang “susah2 gampang” atau “sepele” ini MASIH AKAN TERUS ADA YANG MENDISKUSIKAN / MEMPERDEBATKANYA SAMPAI PULUHAN TAHUN KEDEPAN. Bagi sebagian orang hal ini dianggap sepele ( mungkin juga karena terlalu rumit memahaminya ) tetapi bagi HANYA SEBAGIAN KECIL HAM ( terutama bagi mereka yang suka mempelajari masalah2 paling dasar dari transmission lines ) mereka akan bisa memahami apa saja yang sebenarnya bisa terjadi pada tiap titik sepanjang saluran transmisi ). Jadi sekali lagi , JANGAN TERKEJUT jika suatu ketika –PULUHAN TAHUN KEDEPAN- anda membaca ulang jenis perdebatan yang sama tapi dilakukan oleh kelompok atau orang2 berbeda.

DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Didekat antenna ataukah didekat transceiver ?

Kedua – duanya sama baiknya , ASALKAN PRAKTISI / PEMILIKNYA MEMAHAMI BETUL APA KONSEKWENSI DARI PILIHANNYA.

Saya berikan ringkasan sbb. :

001
Jika yang diinginkan adalah akurasi pembacaan SWR maka lokasi / posisi pemasangan terbaik adalah diatas ( didekat antenna ).

002
Jika yang dimaksudkan dengan “terbaik” itu adalah segi KEPRAKTISAN kerja , maka yang terbaik adalah SWR meter dipasang dekat transceiver ( di ham shack / ruangan pemancar ) , dengan syarat , praktisi / operatornya HARUS PAHAM bahwa pemasangan didekat pemancar itu memiliki 2 kemungkinan :

AAA
SWR meter BISA memberikan penunjukan akurat.
Artinya bisa menunjukkan nilai SWR yang sebenarnya ( “nilai SWR antenna yang berada jauh diatas sana dan mengirimkan nilai itu kebawah untuk dibaca langsung dari jauh/dari bawah” dalam keadaan bacaan yg masih sama dengan kalau meternya diatas ).

BBB
Tetapi pada kondisi2 tertentu ( yg ini sebenarnya cukup sering terjadi tanpa disadari oleh operator ) SWR meter juga bisa/sering menipu ( berbohong ). Nilai yang ditunjukkannya BUKAN NILAI SWR YANG SESUNGGUHNYA.
Angka palsu ( bo’ong ) yang lebih sering muncul adalah penunjukan SWR yang lebih rendah dari SWR real yang terjadi/muncul ( diatas sana / di antenna ).

Nah , PADA KONDISI APA/BAGAIMANA penunjukan SWR meter yg dipasang didekat TX itu bisa terjadi ? itulah yang membutuhkan pemahaman yang lebih mendalam tentang kabel saluran transmisi ( sebetulnya bukan hanya bisa terjadi pada kabel tetapi juga bisa terjadi pada wave guide atau “talang udara” saluran gelombang antara TX dengan antenna pada microwave : radar dsb ) dan juga pemahaman rambatan gelombang.

003
Pada dekade2 awal diciptakan / ditemukannya SWR meter , pengukuran SWR dilakukan didekat antenna. Ya itu wajar saja karena kondisi mismatch itu adanya / letaknya ada diantara antenna dan ujung atas coax , DAN BUKAN DIBAWAH DEKAT PEMANCAR ( kalau ujung bawah coax sudah tidak perlu diukur lagi karena terminal output TX sudah didesign 50 ohm dan impedansi karakteristik coax yg dihubungkan kesana juga sudah 50 ohm , jadi sudah match )

Tapi melakukan pengukuran SWR didekat antenna pada masa itu tidaklah serepot seperti kalau dilakukan pada era sekarang. Mengapa ? Karena jaman dulu SWR itu cukup diukur 1 X saja KARENA SEMUA SIARAN RADIO / KOMUNIKASI HANYA DILAKUKAN PADA ( SATU ) FREKUENSI PILIHAN TERTENTU.
Setelah antenna dibuat , dinaikkan , diukur , di stel dan lalu sudah match , ya sudah , SWR meter dilepas lagi , ujung atas kabel disambung langsung ke antenna , lalu siaran / atau adakan QSO dan nggak perlu lagi tiap hari naik turun mengukur SWR.

004
Tetapi setelah kemudian ditemukan pemancar2 multi band ( yang bisa berpindah pindah frekuensi kerja ) , pengukuran yang dilakukan didekat antenna MENJADI SANGAT MEREPOTKAN JIKA ORANG HARUS SERING “naik turun” tower , tiang atau tangga.

Maka ditemukanlah “akal” untuk membuat agar pengukuran bisa dilakukan secara lebih praktis , yaitu pindah dari “ujung atas coax” ke “ujung bawah cox” alias didekat TX.

Itulah sebabnya lama2 “seluruh” pengukuran SWR meter sekarang dilakukan dibawah diruangan TX ( didekat TX ). SATU2 NYA ALASAN UNTUK ITU ADALAH “DEMI KEPRAKTISAN KERJA” SAJA.

Kata “seluruh” diatas saya beri tanda kutip karena sebetulnya tidak benar2 seluruh pengukuran SWR. Sebagian para ahli radio yg berpengalaman masih sering mengukur SWR dengan menempatkannya didekat antenna. Ini paling banyak dipraktekkan pada pemancar2 yangmemancar hanya pada 1 fixed frequency yaitu umumnya pada saat men-setting antenna Repeater ( naik mendekati antenna bisa dilakukan dengan mudah karena repeater yang sudah ditempatkan diketinggian gunung tidak memerlukan tower tinggi lagi tapi umumnya sudah cukup menggunakan tiang rendah saja ).

005
Pada kondisi2 tertentu SWR meter yang dipasang didekat TX mudah menunjukkan penunjukan palsu / semu karena kebanyakan SWR meter melakukan pengukuran dengan berbasis tegangan / mengambil Voltage sampling dari saluran / coax – padahal yang akan “dihitung” adalah power / watt maju dibanding power pantulan- ( itulah sebabnya SWR meternya disebut Voltage Standing Wave ratio ).

Kalau diinginkan pengukuran SWR ( yang dipasang didekat TX ) yang lebih akurat , maka sebaiknya tidak menggunakan meter yang mengambil sampling voltage seperti hampir semua SWR meter yang banyak dipasaran , melainkan menggunakan SWR meter “Yang Sebenarnya” alias “Yang langsung mengukur power / watt” atau seing disebut “Thrue line Watt meter” atau “Real watt meter” seperti yang tampak pada gambar diatas” ( digambar tampak 2 alat ukur. Yang dibawah VSWR meter dan yang diatasnya SWR meter jenis Thru line Watt Meter yang tentu saja mahal harganya. Yang ada digambar adalah produk lama , namun produk2 terbaru bentuknya masih tetap mirip dengan model lama itu )

006
AGAR KITA BISA BEKERJA LEBIH PRAKTIS ( TIDAK PERLU TURUN NAIK MENDEKATI ANTENNA ) , SWR METER KITA PASANG DIBAWAH , DIRUANGAN TX. TADI DIKATAKAN BAHWA KALAU SWR DIPASANG DISINI ( SEBELUM COAX ) MAKA PENUNJUKAN SWR BISA BENAR TETAPI JUGA BISA PALSU / SEMU ( = MENIPU ).

LALU BAGAIMANA CARANYA AGAR KITA TETAP BISA MEMASANG SWR DIBAWAH SEPERTI ITU , TETAPI KITA JUGA TERHINDAR DARI “DITIPU” PENUNJUKAN SWR YG. MENUNJUKKAN ANGKA PALSU ( YANG KEBANYAKAN LEBIH RENDAH DARI NILAI YANG SEBENARNYA ) ?

Wah ini penjelasannya bisa panjang lebar ( sangat teknis ). Tetapi karena saya sudah sering menuliskannya , maka akan lebih praktis kalau saya tidak perlu mengulangnya lagi untuk kesekian kalinya.

Ada baiknya coba ditelusuri lagi ( pada Timeline FB ) tulisan2 seputar hal ini di FB Group ORARI (Organisasi Amatir keajaiban arsitektur besar Indonesia) atau di FB Group HOME BREW PROJECT (CB Radio , Antenna , SWR , Audio , Microphone , Booster , etc). Ada banyak saya tulis dan cukup panjang/detil. Tapi semua tanggalnya saya tidak ingat. Mungkin 4 bulan lalu , ada yang 5 atau 6 bulan lalu dsb. Jadi ya perlu menelusuri sendiri.

007
Sebetulnya bisa dihitung secara teoretis kok , kalau misalnya kita bekerja di 2 meter band pada frekuensi X , kondisi SWR diujung atas dekat antenna misalnya sebesar Y ( atau bisa juga misalnya impedansinya terukur sekian plus atau minus j sekian ohm ) , panjang coax nya 7,25 lambda electric , maka berapakah angka “palsu” yang akan ditunjukkan oleh SWR meter yang dipasang dekat TX.
Ya itu bisa dihitung.

Atau contoh lain :

Kita punya antanna 5 band ( multiband ) yang terdiri dai 5 bh half wave dipole yang digabungkan feed point nya menjadi 1 agar bisa dicatu dari 1 coax yang sama. Antenna sudah di set dan ke 5 nya. Pengukuran “diatas” sana misalnya menunjukkan SWR = 1,7 : 1 sedangkan kalau dibawah terukur 1,1 : 1

Dan pada kondisi itulah TX bekerja sehari-hari ( ini hanya pemisalan )

Suatu hari , tiba2 SWR ( yang terpasang dibawah ) menunjukkan ada perubahan penunjukan pada 80 meter band nya , mendadak SWR terbaca 1,5 : 1. Kita yakin terjadi sesuatu gangguan atau kerusakan pada system antenna kita.
Maka itupun bisa dihitung dibawah sebelumnya untuk mengetahui …. “Menjadi berapakah nilai SWR atas ( jika akan diukur diatas ) ?”

Tentu saja kalau kita ingin bisa mengetahui “apakah nilai pembacaan SWR dibawah akan Real , ataukah yang akan muncul justru penunjukan palsunya ( dan berapa nilai palsu yang akan ditunjukkan SWR ) , maka kita perlu menguasai dulu cara menghitung menggunakan tabel Smith ( SMITH CHART ) yaitu salah satu “senjata rahasianya para ahli radio / saluran transmisi”.

Silahkan dipelajari misalnya dari beberapa link berikut ini :

APAKAH SMITH CHART ( TABEL SMITH ) ITU
http://en.wikipedia.org/wiki/Smith_chart

TABEL SMITCH CHART http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/SWR/SmithChart.pdf

CONTOH PENGGUNAAN SMITH CHART
http://nanohub.org/resources/11811/download

BELAJAR SMITH CHART 1.
http://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/smith_chart_tutorial.pdf

BELAJAR SMITH CHART 2
Disini ada slide ruler yg bisa anda geser2 untuk mempelajari perubahan2 kondisi.
http://www.fourier-series.com/rf-concepts/smithchart.html

CONTOH 2 MENGHITUNG MENGGUNAKAN SMITH CHART
http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/742

BEBERAPA CONTOH LAIN PENGGUNAAN
http://www.youtube.com/watch?v=zzXs0DtnFQ4

Setelah kita memahami masalah gelombang radio / matching tsb dengan mengenal sifat2 distribusi gelombangnya maupun “pengulangan2 / terulangnya transformasi impedansi” MAKA KITA AKAN MAKIN MEMAHAMI MENGAPA KALAU SWR METER DIPASANG DIDEKAT TX , DIA BISA MENUNJUKKAN NILAI YANG BENAR ( REAL ) TETAPI JUGA BISA MENIPU KITA DAN MENUNJUKKAN NILAI SWR YANG PALSU.

Jadi sebaiknya kita JANGAN BURU2 SENANG kalau SWR meter kita ( yg didekat TX ) menunjukkan angka yang rendah atau bahkan nyender tidak bergerak di 1 : 1.

Kalau angka itu memang nilai real yg ditunjukkan , ya nggak apa2. Kita memang harus senang. Tapi banyak sekali kejadian operatornya “keburu” bangga karena SWR nya terbaca rendah , padahal meternya sedang menipunya. Kalau ini yang terjadi , maka anda sebenarnya sedang bekerja dengan effisiensi rendah ( meskipun anda merasa sudah berhasil melakukan QSO jarak jauh , tetapi seharusnya anda bisa “lebih jauh lagi”. Jauh tidaknya pancaran kita , tidak hanya ditentukan oleh .... “angka rendah berarti SWR kita sudah optimal / baik dan antenna kita sudah baik” saja , melainkan juga ditentukan oleh : 1. Propagasi. 2. Seberapa kuat antenna station lawan ).

Smith chart - Wikipedia, the free encyclopedia

en.wikipedia.org

The Smith chart, invented by Phillip H. Smith (1905–1987),[1][2] is a graphical aid or nomogram designed for electrical and electronics engineers specializing in radio frequency (RF) engineering to assist in solving problems with transmission lines and matching circuits.[3] Use of the Smith chart ut...

Dibawah ini adalah contoh diskusi tentang “Dimanakah penempatan SWR yang akan memberikan hasil pembacaan yang lebih akurat ?”

( tetapi apa yang dibahas dinegara lain ini agak sedikit berbeda , sebab yang terlibat tidak hanya TX – Coax – dan Antenna saja , melainkan juga ada Amplifier / Booster. Pada diskusi yang lain lagi dan bukan dicontoh dibawah ini , keberadaan Tuner juga jadi bahasan mengenai “SWR nya ditaruh dimana ?”. Namun saya tidak akan membahas yang lain2 itu , melainkan saya hanya ingin menunjukkan bahwa di manca Negara / luar negeripun ada bermacam tingkat pemahaman ).

Pada contoh2 diskusi yang ada pada link dibawah , juga ada sebagian pemahaman peserta diskusi yang keliru. Namun saya juga tidak akan membahas yang keliru itu.

Dalam link dibawah ini SAYA HANYA INGIN MENUNJUKKAN SATU CONTOH saja dari salah seorang peserta diskusi ( Joey Migs ) yang mengatakan :

SWR is totally unaffected by length of transmission line. The apparent change in SWR is due to the properties of the SWR meter and not the SWR itself. It is only when you use a current-(ISWR) or voltage-based (VSWR) SWR meter (which most are) that the SWR seems to be affected by line length. SWR is the ratio of impedance not the ratio of Voltage or Current. True SWR is Load impedance/Surge impedance or surge impedance/load impedance depending on which is the greater value.

Yang terjemahan bebasnya adalah :

SWR ( maksudnya nilai SWR yang ada diantara antenna dan coax ) tidak dipengaruhi oleh panjang kabel coax. Jika terjadi PERUBAHAN PEMBACAAN SWR ( yang umumnya dipasang dibawah / dekat TX ) itu adalah disebabkan oleh SWR METER nya sendiri dan BUKAN KARENA NILAI SWR REALNYA ( yang ada antara antenna dan ujung atas coax ) yang berubah.

DAN PERUBAHAN PENUNJUKAN SEMACAM ITU ( MAKSUDNYA ADALAH BACAAN ATAU PENUNJUKAN PALSU METER YANG PALSU , TIDAK MENUNJUKKAN NILAI SEBENARNYA ) HANYA BISA TERJADI KALAU ANDA MENGGUNAKAN VSWR METER ATAU ISWR METER ( SWR meter yang mengambil sampling voltage atau SWR meter yang menggunakan sampling arus ) , SEPERTI KEBANYAKAN / HAMPIR SEMUA YANG DIJUAL DIPASARAN. SWR JENIS VSWR MAUPUN JENIS ISWR MEMANG PENUNJUKANNYA BISA DIPENGARUHI OLEH PANJANG COAX. Ingat bahwa SWR adalah Ratio dari Impedansi DAN BUKAN RATIO DARI TEGANGAN ATAU ARUS sehingga kalau alat yang anda gunakan berbasis tegangan atau arus , ia akan bisa salah baca ( salah penunjukan ).

SWR YANG “BENAR2 SWR METER” ADALAH METER YG DASAR KERJANYA MENGUKUR IMPEDANSI BEBAN / IMPEDANSI SURJA ATAU IMPEDANSI SURJA / IMPEDANSI BEBAN ( yang dimaksud penulis disini adalah sama dengan SWR meter jenis THRULINE WATT METER dalam tulisan saya sebelum ini ).

Bagi saya , penulis yang satu ini ( Joey Migs ) saya anggap memahami betul masalah SWR.

http://www.copper.com/discus4/messages/34/105164.html?1265485401

Copper Talk: Proper SWR Meter Placement For True/Accurate Reading

www.copper.co

Sekarang kita perhatikan jawaban seorang amatir radio . Mike / N2MG pada diskusi yang lain lagi dengan topik yang sama ( penempatan SWR meter dan pengaruhnya ).
Mike:
While these may be "elementary" questions, they are still very legitimate.

Improved SWR readings with longer cable is usually caused simply by the increased loss of the cable. RG-8/RG-213 coax has approx 2.5dB loss per 100feet at 2meter frequencies (this loss is worse at higher freq, better at lower freq). So any reduction in reflected power (for the same forward power) will make the SWR look better. In most cases, as in your case, I'm sure, the SWR meter is near the transmitter end, so by adding 80 feet to the line, any reflected power seen at the radio/SWR meter is reduced by the loss of 160 feet of coax and the forward power measured is NOT reduced. This is because the forward power is reduced by the loss of 80 extra feet of coax on the way TO the antenna, then once reflected, it sees another 80feet of loss on the return trip to the radio/SWR meter.

If you located your SWR bridge near the antenna, you'd get a much more accurate reading.

Formulas and graphs get a little cumbersome in this forum, so try to look up SWR in a handbook.

And no, your coax is not radiating - all the loss is in heat form.

Hope this helps.

73 Mike N2MG

Disini juga jelas bahwa Mike sudah biasa/sering berurusan dengan topik SWR karena ia menyebut bahwa jenis pertanyaan ttg. “Penempatan SWR” maupun “hubungan penunjukan semu/palsu dari SWR dengan panjang kabel” adalah masalah pengetahuan dasar / elementary ( yang sangat perlu untuk dipahami betul oleh setiap ham ).

Namun disini kasusnya juga berbeda , yaitu ketika seseorang memiliki kabel coax yang kependekan ( entah kependekan waktu beli/salah ukur , ataukah karena ruangan TX nya pindah sehingga butuh coax lebih panjang ) maka ia menambah panjang coaxnya. Ternyata penunjukan SWR nya MALAH menjadi makin rendah ( atau disebut penunjukannya membaik/meningkat ).

Dari pertanyaan seseorang itu , Mike langsung berani menebak ….. “pasti anda memasang SWR meter tersebut didekat TX !!” …. Mike berani memastikan ( menebak ) semacam itu –seperti saya juga pasti akan menebak hal yang sama- ………. karena Mike TAHU BETUL bahwa kasus semacam itu TIDAK AKAN PERNAH MUNCUL jika SWR kita pasang didekat antenna ( jika SWR meter didekat antenna , berapapun panjang coax - atau meskipun coax dipotong sedikit demi sedikit - penunjukan SWR meter tidak akan berubah. SWR BARU AKAN BERUBAH JIKA IMPEDANCE ANTENNA BERUBAH alias antenna dirubah settingannya ).
Mike juga menjelaskan ….. “kalau anda menempatkan SWR meter didekat antenna , penunjukan meter anda akan lebih akurat !” ……..

Dari diskusi ini saya juga termasuk orang yang yakin bahwa Mike cukup menguasai masalah SWR meter dan saluran transmisi karena ia paham bahwa SWR meter yg ditempatkan didekat antenna akan “hanya melihat kondisi SWR/mismatch yang ada” saja serta tidak mudah terganggu oleh masalah losses kabel , masalah efek transformasi impedansi dsb.” ( meskipun seorang ham yang berpengalaman JUGA BISA SAJA sudah tahu caranya meminimalisir / menghindari penunjukan palsu / semu SWR meter nya jika dipasang didekat TX )
Dibagian lain , ada komentar amatir radio lainnya , William / N4QA ( dalam tulisan ditulis Bill karena dibarat orang yg bernama William panggilannya biasanya Bill ) :

……. that the coax is terminated at both ends in its characteristic impedance such as 50 ohms. In the case of 50 ohm coax, if the rig's output impedance is 50 ohms, the ONLY instance of a vswr (or iswr) of 1 as measured by an swr bridge...(lets measure at the rig end of the circuit for convenience)... is when the impedance presented at the load (antenna or matching device) end of the circuit is 50 ohms resistive.

Disini Bill juga sangat paham bahwa kasus “penunjukan SWR yg menipu/palsu” itu hanya bisa terjadi jika SWR meter yang kita pakai adalah jenis VSWR atau jenis ISWR ( bukan WSWR / thruline Wattmeter ). Disini Bill juga langsung menebak bahwa “SWR meternya pasti anda pasang didekat rig demi kenyamanan anda”/ lets measure at the rig end of the circuit for convenience.

Demikianlah , menurut saya , apa yang terjadi pada kasus2 semacam ini , sering kali mudah untuk ditebak oleh para ham yang rajin mendalami masalah matching sampai ke basicnya ( ke masalah radiasi/rambatan gelombang , kabel transmisi dsm ).

coax feedline length and SWR

www.eham.net

Bill Allen: Good Morning,I have questions concerning SWR and coax feedline length.  I am using a homebrew SuperJ antenna at home for 2 meter operations.  The antenna is mounted on the top of my tower at about 40ft.  The existing coax to this antenna is about 55ft.  When I xmit a 50wts, I get an SWR…

 

Read More

MATCHING DEVICE ¼ LAMBDA , PANJANGNYA TIDAK SELALU HARUS ¼ LAMBDA.

MATCHING DEVICE ¼ LAMBDA , PANJANGNYA TIDAK SELALU HARUS ¼ LAMBDA.

MATCHING DEVICE ¼ LAMBDA , PANJANGNYA TIDAK SELALU HARUS ¼ LAMBDA.

By : Djoko Haryono

“Peralatan matching ¼ lambda” ( quarter wave matching device ) dengan bermacam versi bentuknya , apakah yang dibuat dari sepotong kabel coax ¼ lambda , atau dari bahan pipa kaku sebagai outer/selongsongnya , atau berupa power divider pipa segi 4 , adalah impedance transformer atau peralatan matching yang sangat populer karena sederhana dan mudah dibuat.

Peralatan matching ¼ lambda pertama kali diperkenalkan oleh seorang ham / amatir radio FRANK REGIER ( Callsign OD5CG ) dalam publikasi pertamanya di tahun 1970 dalam buku ARRL Antenna.

Meski kebanyakan ( atau “hampir semua” ) matching transformer ( yang impedansinya bisa juga dihitung agar berfungsi sebagai divider / combiner ) dibuat dengan ukuran panjang ¼ lambda , tetapi TAHUKAH ANDA BAHWA PERALATAN MATCHING ¼ LAMBDA ITU PANJANGNYA TIDAK HARUS ¼ LAMBDA ?

Penjelasannya begini :

01
Peralatan tsb. sebagian besar / kebanyakan dibuat dengan panjang ( dalam sistem pecahan ) ¼ lambda alias ( dalam sistem decimal ) 0.25 lambda , atau bisa juga kita sebut ( dalam sudut siklus gelombang radio ) panjangnya 90 derajat.

Ukuran panjang ¼ lambda itu sebetulnya hanyalah ukuran paling praktis atau ukuran “rata-rata”dimana pada jarak atau panjang tersebut akan muncul dan terjadi efek transformasi impedansi pada kabel saluran transmisi.

Dengan kata lain , kalau kita membuat / memotong panjang coaxnya ( atau pipa jika transformernya dibuat dari pipa ) LANGSUNG TEPAT ¼ LAMBDA , maka umumnya alat tsb. juga ( sudah / akan ) LANGSUNG BISA BEKERJA DENGAN CUKUP BAIK. Kalaupun ada kekurang cocokan , misalnya impedansi yang dihasilkan belum benar2 menghasilkan perfect match , ataupun misalnya panjang alat tsb. –supaya menghasilkan matching sempurna 100% - ternyata seharusnya tidak tepat ¼ lambda , ternyata ( kalau memang terjadi / ada ) kemelesetan itu umumnya masih bisa ditoleransi dan hasil dari pemasangan matching device ¼ lamda itu seringkali sudah bisa kita anggap sebagai SUDAH MATCH atau SUDAH CUKUP MATCH.

02
Namun tidak semua ham selalu membuat matching device yang panjangnya tepat ¼ lambda ketika ia merasa perlu membuat device ¼ lambda.

Sebagian ham ( yang sudah semakin mendalami pengetahuan tentang antenna & saluran transmisi , dan umumnya adalah para ham senior yang cermat banyak mempelajari masalah gelombang dengan lebih detil ) terkadang SENGAJA MEMBUAT MATCHING DEVICE 1/4 LAMBDA ( = 0.25 LAMBDA ) YANG PANJANGNYA TIDAK 0.25 LAMBDA , tetapi mungkin sengaja dibuat 0.27 lambda , atau 0.29 lambda , 0.32 lambda , 0.22 lambda , 0.21 lambda dsb.

Pada kasus2 tertentu , angka2 ukuran panjang yang BUKAN ¼ LAMBDA itu , setelah didahului dengan perhitungan2 yang lebih cermat , justru mereka temukan SEBAGAI UKURAN PANJANG YANG LEBIH TEPAT ( DIBANDINGKAN DENGAN ¼ LAMBDA ) YANG MENGHASILKAN IMPEDANSI YANG LEBIH “PERSIS”/MATCH DARIPADA JIKA MENGGUNAKAN ¼ LAMBDA.

03
Mengapa ukuran panjang yang “tidak persis” ¼ lambda itu seringkali / terkadang lebih baik dibanding dengan kalau ¼ lambda ? HAL ITU KARENA PANJANG TERTENTU PADA COAXIAL ( ATAU JARAK TERTENTU DALAM “LAMBDA” MAUPUN DALAM SUDUT ) MEMILIKI PENGARUH DAN ADA HUBUNGANNYA DENGAN TRANSFORMASI IMPEDANSI.

Sehingga , jika ketika kita sedang mendesign matching transformer ternyata impedansi yang “dihasilkan” sedikit meleset dan tidak tepat memenuhi besaran impedansi yang kita harapkan , SEBENARNYA SOLUSINYA SEDERHANA SAJA , YAITU YANG KITA BUTUHKAN HANYALAH SEKEDAR “MENGGESER” ALIAS MERUBAH PANJANG COAX ATAU MATCHING DEVISE , KEARAH UKURAN PANJANG “DIMANA IMPEDANSI YANG KITA INGINKAN ITU BERADA”.

Tentu saja perubahan panjang coax / device itu bisa menjadi “lebih panjang” dari ¼ lambda , ataupun menjadi “kurang / lebih pendek” dari ¼ lambda , SEMUANYA TERGANTUNG APAKAH POSISI PERTAMA KITA TADI KURANG INDUKTIF ATAUKAH KURANG KAPASITIF.

Kalau arah kita “menggeser” tsb. keliru , tentu saja hasilnya akan makin buruk ( makin menjauh dari perfect match ) , tapi kalau arahnya benar , kita akan mendapatkan kondisi matching yg lebih baik daripada ¼ lambda.

Para ham yang menggeluti komunikasi radio pantulan (permukaan ) bulan ( Moonbounce / Earth Moon Earth / EME communication ) maupun para teknisi radio yang sering mempraktekkan Conjugate Matching , sering membuat matching device yang PANJANGNYA TIDAK PERSIS ¼ LAMBDA.

Kita bisa merancang ( = menghitung ) matching device semacam itu dengan bantuan ( menggunakan ) Smith Chart.

Atau mempelajari pengetahuan basicnya dari berbagai referensi.

Karena saya bukan seorang ham senior , maka kalau ingin mengetahui dasar2 pengetahuannya , silahkan mempelajarinya sendiri dari salah satu referensi yang saya pilihkan dibawah ini , yaitu apa yang ditulis oleh seorang ham yang sudah sangat dikenal didunia , W4RNL ( L.B. Cebik ) berikut ini.

Djoko Haryono / 19 Januari 2015

WHEN QUARTER WAVE IS NOT QUARTER WAVE

Read More

RUMUS PANJANG UNTUK PANJANG KABEL DARI PEMANCAR KE SWR BAGAIMANA ?

Sumber artikel ini saya ambil dari postingannya Om Djoko Haryono di Facebook Group HOME BREW PROJECT ( CB RADIO, ANTENNA, SWR, AUDIO, MICROPHONE, BOOSTER, etc )

RUMUS PANJANG UNTUK PANJANG KABEL DARI PEMANCAR KE SWR BAGAIMANA ?
By : Djoko Haryono

Untuk menyikapi pertanyaan dari “Biru Hitam” yang ….. “Rumus untuk panjang kabel dari pemancar ke SWR bagaimana ?” saya tulis jawaban sesuai dengan pandangan saya sebagai berikut. :

01
Untuk bagian "pada TX & SWR mtr." cukuplah gunakan patokan kabel jumpernya "sependek mungkin" , itu saja ( tentu saja gunakan kabel yg baik , yang rendah lossesnya ).
Ingin gunakan patokan panjang "1/2 lambda efisien" ikut bisa tetapi kan kelak dapat tidak berkelanjutan sebab 1/2 lanbda efisien itu cuma wajar digunakan pada frekuensi2 yg tinggi sekali di UHF saja ( jika VHF dengan fisik akan kepanjangan walau dengan elektrik benar ditambah lagi VHF "bagian bawah" seperti 50 MHz masak jumpernya butuh 3 mtr..

Belum juga jika patokan itu digunakan di HF contohnya 80 meterband kan jika patokan itu digunakan , masak perlu kabel jumper yg panjangnya seputar 35 mtr. ? ).

Lainnya masalah jika yang dibicarakan bagian yang lain ( yakni pada antenna & SWR mtr. ) , permasalahannya BISA SEDERHANA ( buat yg telah kuasai basicnya ) tetapi JUGA BISA SANGAT KOMPLEKS ( butuh ketelitian ).


02
KALAU KABEL COAX YANG “DISISI LAIN YAITU SISI ANTENNA ( ALIAS COAX ANTARA TERMINAL ANTENNA & SWR METER ) , Ya ITULAH BAGIAN YANG LEBIH PERLU DIPERHATIKAN sebab ADA BERBAGAI KEMUNGKINAN ATAU HASIL POSITIP MAUPUN AKIBAT NEGATIP ( kenyataan timbulnya/terjadinya efek negatip ini seringkali tidak diakui beberapa ham / pegiat.

Saat effisiensi sistem antennanya tengah anjlok / rendah , mereka seringkali tidak tahu serta masih senang dengan transmisinya cuma sebab mereka meyakini jika SWR nya telah 1 : 1 atau dikit di atas itu. Ada banyak yang belumlah dapat memperbedakan pada penunjukan 1 : 1 yang asli dengan penunjukan nilai 1 : 1 yang palsu / semu yang dibarengi turunnya efisiensi ) YANG BISA MUNCUL

TERJADI PADA SISI TERSEBUT. 

Untuk setelah itu , berikut ini kita cuma mengulas “Sisi pada Antenna dengan SWR meter” itu saja ( pada posting ini saya akan tidak mengulas dengan lebih detail kembali kabel di “Sisi pada SWR mtr. dengan / serta TX” ).

03 KABEL COAX ANTARA SWR METER SAMPAI KE ANTENNA ( dengan anggapan SWR meternya ditempatkan di dalam ruangan Tx / didekat Tx serta bukan lakukan pengukuran langsung pada terminal antenna ) – SELAMA TOTAL ATTENUATION / LOSSESNYA TETAP TERJAGA RENDAH – SEBETULNYA BISA / BOLEH MENGGUNAKAN PANJANG BEBAS ALIAS BERAPAPUN SECUKUPNYA SESUAI JARAK DARI ANTENNA SAMPAI KE SWR METER. Dalam kata lainnya , tak perlu panjangnya mesti “sekian lambda”, NAMUN KONDISI “PANJANG SEMBARANG / SEBARANG” SEMACAM INI IDEALNYA HANYA LAYAK DILAKUKAN JIKA :

03-A Si pegiat / ham nya cukup sudah mengerti PENGETAHUAN DASAR KABEL TRANSMISI / COAX ( distribusi arus serta tegangan , impedansi , transformasi impedansi , losses dll ) & MATCHING , DENGAN CUKUP BAIK.
KALAU PENGETAHUAN DASAR ITU CUKUP DIKUASAI , jadi seseorang pegiat bisa menjadi makin siaga. Dia akan dapat bertambah cepat “mencurigai” serta atau temukan / memperbedakan apa satu penunjukan SWR mtr. ( tengah ) benar2 tunjukkan nilai SWR sebenarnya yang ada “di antenna” atau mungkin dia ( tengah ) memberikan nilai SWR yang “salah” sebab timbulnya transformasi impedansi karena keadaan antenna yang ( masih tetap ) reactive & dampak panjang kabel.

03-B Pegiat / ham berkaitan sudah mengetahui persis KONDISI KABEL coax yang barusan / sudah dipasangnya :

03-B-1 Tahu berapakah persisnya panjang kabelnya ( berapakah mtr. lebih berapakah cm ) “mulai dari ujung connector ke ujung lainnya connectornya ). Tahu dengan pas panjang kabel transmisi sebelum dipasang ialah satu rutinitas yang baik.

03-B-2 Kenal karakter kabel yang dipakai ( tidak hanya merk/typenya , ikut yang penting VELOCITY FACTORnya dan ATTENUATIONnya dengan spesifik pada / di sekitar frekwensi kerja spesifik yang akan digunakan ).

03-B-3 Dengan awal mulanya ( sebelum beroperasi ) si pegiat sudah tahu ke-2 perihal di atas ( terpenting 03-B-1 ) jadi walau “sekarang” dia belumlah kuasai mengenai “manfaat / keuntungan apakah yg dapat diperoleh dari mempunyai catatan panjang & spec. kabel” itu , tapi KAPANPUN ( masa datang ) kelak dia telah makin kenal faedahnya mempunyai data itu , dia AKAN MENJADI LEBIH MUDAH UNTUK MELAKUKAN KOREKSI ATAU PERHITUNGAN ULANG MEMPERBAIKI / MENINGKATKAN EFISIENSI DARI SISTEMNYA TANPA PERLU HARUS “BARU MENGUKUR” KABELNYA DENGAN ME-MANJAT2 TOWER/TIANG YANG ITU AKAN SULIT KARENA ADANYA BELOKAN2 / TEKUKAN PADA JALUR KABELNYA DSB., ATAU MENURUNKAN KABELNYA UNTUK MENGUKURNYA.

03-C Orang spesifik yang lain yang ( lebih ) mempunyai kekebasan untuk pilih “berapapun panjang coaxnya” ialah mereka yang dikit banyak ( telah ) kuasai langkah pemakaian Smith Chart untuk “melakukan matching” serta atau “menelusuri impedansi selama kabel”.
Demikian 3 keadaan yang akan dapat membuat seorang akan dapat “mencurigai” , “menengarai” serta bahkan juga “menemukan / memastikan” APAKAH ANGKA / NILAI YANG DITUNJUKKAN SWR METERNYA ‘KALI INI’ MASUK AKAL ATAU TIDAK. Ada banyak amatir radio yang alami “penunjukan SWR meternya lebih baik / makin rendah” tapi tidak sadar atau tidak paham jika nyatanya ( kadang ) pancarannya malah semakin melemah yang itu berlangsung pada saat SWR mtr. tengah “nakal” tunjukkan nilai yang salah.
Tapi buat mereka yang bisa memakai Smith Chart serta “mampu mengatakan dengan persis / pas berapakah panjang fisik kabelnya” , jadi dia akan dapat cepat memperbedakan apa meternya “sedang jujur” atau mungkin tengah “berbohong”, hingga bila dibutuhkan , dia dapat selekasnya bertindak koreksi.

04 Dengan tahu / mengetahui :

a. PANJANG FISIK kabel ( contohnya …. Demikian mtr. lebih demikian cm ).
b. Frekwensi kerja ( MHz )
c. Velocity Factor kabel. 

Jadi ham / amatir radio tsb. akan dapat tahu “berapa lambda / wavelength” PANJANG ELEKTRIK kabel itu.

Serta dengan tahu berapakah PANJANG ELEKTRIK / EFEKTIF nya , jadi MESKIPUN IA ( sesudah lakukan pengukuran diujung bawah kabel coax pentingnya yang ujung atasnya tersambung ke antenna , contohnya memakai Antenna Analyzer ) HANYA MENGETAHUI NILAI IMPEDANSI YANG TERBACA DIUJUNG BAWAH COAX ( contohnya 32 + j 15.5 ohm atau 41 – j 22.1 ohm dll. ) , MAKA JIKA IA MAMPU MENGGUNAKAN SMITH CHAR , IA AKAN TAHU ( BISA MENGHITUNG ) BERAPAKAH “IMPEDANSI SESUNGGUHNYA DIATAS SANA” ALIAS IMPEDANSI REAL PADA ANTENNA.

05 Dengan temukan berapakah sebetulnya impedansi di antenna , dia pada akhirnya akan dapat tahu BERAPAKAH NILAI SWR YANG SEBENARNYA ( yang berada di antenna di atas tower sana , serta BUKAN sebatas nilai SWR –atau impedansi- yang muncul diujung bawah coax yang terkadang benar tetapi ikut terkadang dapat salah ).

06 Jadi , semestinya BIASAKANLAH utuk bukan sekedar tahu merk , attenuation dari Coax anda ( dan frekwensi kerja anda ) tapi ikut ketahui berapakah PANJANG FISIK coax anda ( yang itu akan membuat anda/kita ketahui panjang “wavelength / lambda”nya menjadi BEKAL UTAMA dalam membuat coretan2 perhitungan di atas Smith Chart.

Sebenarnya Smith Chart memberi banyak keringanan pada kita. Salah satunya perumpamaannya ialah :

Contohnya kabel coax kita panjangnya 14,15 lambda ( wavelength ) , jadi saat kita memakai Smith Chart , untuk lakukan perhitungan , KITA TIDAK PERLU MENGHITUNG “SATU PERSATU” ALIAS “LAMBDA PER LAMBDA” , atau mungkin dengan kata lainnya …….. KITA TIDAK PERLU MENGHITUNG SEPANJANG ( tujuannya dalam berjalan memutari tabel Smith saat mengkalkulasi ) 14.15 lambda !!

Ya , KITA TIDAK PERLU BER-PUTAR2 PULUHAN KALI ikuti “Lingkaran Impedansi” pada tabel. YANG PERLU KITA HITUNG HANYA “SISA”NYA SAJA ALIAS “ANGKA DIBELAKANG KOMA”NYA SAJA , dalam perihal ini yang butuh kita kalkulasi hanya sisi yang 0,15 lambda saja , sedang yang 14 lambda bisa kita “buang” atau acuhkan saja.
Kenapa demikian ? Itu sebab …. 1 putaran ( 360 derajat ) pada Smith Chart itu ( telah ) merepresentasikan “JARAK ½ LAMBDA”.

Jadi untuk mengkalkulasi sisi yang 14 lambda , kita tak perlu pusing “berputar-putar” sampai 28 x ( = 28 x ½ lambda ) sebab toh tiap-tiap jarak ½ lambda elektrik pada coax , kita akan berjumpa kembali dengan keadaan yang sama serta tetap terulang lagi.

BUKANKAH ITU MEMBUAT PEKERJAAN MENJADI LEBIH SEDERHANA ? 

( Walau katakanlah contohnya –sekedar contoh- coax kita panjangnya 360,25 lambda , kita tak perlu mengkalkulasi detail ( 720 x ) + ( 0,25 x ) tetapi cukuplah mengkalkulasi pergeseren babak yang 0,25 alias ¼ lambda saja !!

07 Mungkin bagian-bagian tulisan di atas cukup sangat tehnis atau memusingkan , baik , jika demikian saya catat pilihkan berikut ini BAGIAN2 PENGETAHUAN PRAKTISNYA SAJA yang ( ikut ) terkait dengan “Berapakah PANJANG IDEAL KABEL COAX DIANTARA ANTENNA DAN SWR METER ).

08 PADA KONDISI DIMANA SISTEM SUDAH MATCHING ATAU MENDEKATI MATCH ( dalam perihal ini terutamanya pada antenna & kabel transmisi ) , impedansi antenna telah sesuai dengan dan tidak reaktif kembali , -selama cable attenuation / losses dapat dijaga tidak tinggi- pada prinsipnya PANJANG KABEL ADALAH BEBAS ( BOLEH BERAPAPUN DAN TIDAK ADA KEHARUSAN HARUS MERUPAKAN KELIPATAN “SEKIAN LAMBDA” ).
Pada keadaan ini , arus serta tegangan akan terdistribusikan dengan rata selama kabel.

09 NAMUN JIKA KONDISI BEBAN ( ANTENNA ) MASIH REACTIVE – ini yang butuh lebih kita waspadai- SISTEM MENJADI LEBIH SENSITIF. Semakin besar reactancenya / semakin besar unmatchnya , semakin peka.

PADA KONDISI INI , PANJANG COAX AKAN SANGAT MEMPENGARUHI BAGAIMANA SWR METER AKAN BERSIKAP/MERESPONS. Pergantian nilai impedansi ( diujung bawah coax yg tersambung ke SWR mtr. diruang TX ) berlangsung hingga impedansi disana tak akan sama juga dengan realnya / di antenna. DISINILAH NILAI PENUNJUKAN SWR METER AKAN “PALSU” DAN MENIPU KITA ( KETIKA SWR MENUNJUK RENDAH , NILAI SEBENARNYA –YANG TIDAK TERBACA- ADALAH TINGGI.

CIRI2 APA YANG MUNCUL DAN MUDAH KITA TANDAI KETIKA INI TERJADI ? Pada keadaan ini , PANJANG KABEL COAX TIDAK LAGI “BISA BEBAS / SEMBARANG”. ARTINYA , SETIAP KALI PANJANGNYA KITA RUBAH ( MISALNYA COAX KITA PRUNING / TRIM DENGAN MEMOTONGNYA SEIKIT DEMI SEDIKIT , MAKA PENUNJUKAN SWR METERNYA JUGA BER-UBAH2 NAIK ATAU TURUN TERUS , TERGANTUNG DARI PANJANG COAXNYA.

10. Sebab siklus distribusi arus/ tegangan / impedansi gelombang radio tetap berulang tiap-tiap ½ lambda , MAKA UNTUK MENGHINDARI TERJADINYA “PENUNJUKAN SALAH DARI SWR METER” , KITA BISA MENGGUNAKAN KABEL COAXIAL YANG PANJANGNYA KITA BUAT AGAR MERUPAKAN “KELIPATAN ½ LAMBDA ELEKTRIK/EFEKTIF DARI FREKUENSI YANG DIGUNAKAN’. Dengan langkah tersebut kita dapat jamin jika nilai yang diperlihatkan oleh SWR mtr. ialah sama juga dengan nilai / keadaan sebetulnya yang berada di antenna di atas sana.

Akan tetapi cara ini sangat baik bila dipakai cuma pada station radio yang kerja pada frekwensi tunggal ( ataukah tidak tunggal akan tetapi bandwidth nya tidaklah terlalu lebar )
Untuk bandwidth2 yang lebar ( atau multiband ) jadi pandangan pada manfaat serta pemakaian Smith Chart yang baik ( dan dasar2 dari pengetahuan sekitar Aliran Transmisi & Matching ) semakin lebih diperlukan.

KETERANGAN PENUTUP 
Pada semua sisi dari tulisan ini , saya memakai anggapan jika SWR mtr. dipasang di dalam ruang TX ( ham shack ) , MESKIPUN BANYAK TULISAN SAYA LAINNYA YANG MENJELASKAN BAHWA PEMBACAAN SWR METER YANG PALING AKURAT ADALAH APABILA METER DIPASANG LANGSUNG TERHUBUNG KE TERMINAL ANTENNA ( = SEDEKAT MUNGKIN KE ANTENNA ).

Anggapan jika SWR mtr. di tempat ini dipasang ikuti langkah yg sangat popular/praktis yakni didekat TX ialah se-mata2 UNTUK MENGAITKANNYA DENGAN PERTANYAAN YANG DIAJUKAN yang memakai anggapan mtr. dipasang “dibawah” dekat TX.

Kesempatan ini saya tidak mengulas detail mengenai “Pengukuran yang sedekat mungkin dengan antenna tsb”.

Read More