modul iii pengukuran dgn na

S12

Jaringan2 port1 2

S21

S11 S22

a1

b1

a2

b2

Pengukuran dengan Network Analizer

MODUL III

PENGUKURAN RF (RADIO FREKUENSI DEVICE) MENGGUNAKAN PERANGKAT NETWORK ANALYZER

A. Parameter S

Dalam perancangan RF Device, seringkali diinginkan menghubungkan

komponen aktif dan elemen pasif. Parameter S sudah diakui digunakan pada RF dan

frekuensi gelombang mikro sebagai pemodelan komponen, spesifikasi komponen dan

desain rangkaian.

Gambar 3.1 Jaringan Dua Port dan Parameter-S

Pada jaringan dua port seperti Gambar 3.1 diperoleh parameter S sebagai

berikut:

S11=b1

a1

|a 2=0=Γ1= koefisien pantul pada port 1 jika a2 = 0

S21=b2

a1

|a1=0=T 21= koefisien transmisi dari port 1 ke port 2 jika a2 = 0

S22=b2

a2

|a1=0=Γ 2= koefisien pantul pada port 2 jika a1 = 0

S12=b1

a2

|a1=0=T 12= koefisien transmisi dari port 2 ke port 1 jika a1 = 0

Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung


Pengukuran parameter RF Device, melibatkan parameter-S, untuk mengetahui

kinerja dari perangkat dan kesesuaian dengan perancangan. Parameter-S sebenarnya

adalah bilangan kompleks sebagai berikut (Rectangular-Polar) :

S=Sℜ+ j Sℑ=|S|φ

Pada proses pengukuran biasa dinyatakan sebagai berikut:

Tabel 3.1 Format Diagram Rectangular



Tabel 3.2. Format Diagram Polar

B. Network Analyzer

Gambar 3.1. Network Analizer

1. Definisi

Network analyzer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur dan

mengetahui parameter dari DUT (Device under Test), dalam hal ini adalah RF Device.

Range frekuensinya bermacam-macam, dan yang akan digunakan memiliki range 300

MHz – 3.2 GHz.

Network Analyzer memilki sumber sinyal RF yang menghasilkan sinyal yang

dapat digunakan untuk merangsang perangkat yang kita tes. Perangkat merespon

dengan merefleksikan bagian sinyal yang terjadi dan mentrasmisikan sinyal sisa. Dari

sinyal yang direfleksikan inilah dapat ditentukan respon DUT tersebut. Adapun blok

diagram bahwa Device Under Test (DUT) merespon rangsangan sumber RF.



Gambar 3.2. Prinsip Dasar Network Analizer

DUT yang diukur dikelompokkan menjadi dua yaitu :

Komponen Pasif

Disebut komponen pasif karena komponen tersebut tidak memerlukan catuan.

Dalam komponen pasif, sinyal yang ditransmisikan akan diserap,

mengindikasikan bahwa perangkat “lossy”. Contoh komponen pasif adalah

antena dan filter.

Gambar 3.3. Contoh Low-pass filter

Gambar 3.4. Contoh Antena

Komponen Aktif



Komponen aktif merupakan komponen yang memerlukan catuan. Pada

komponen aktif, sinyal yang ditransmisikan akan diperkuat, mengindikasikan

bahwa perangkat memiliki gain. Yang termasuk komponen aktif adalah mixer

dan amplifier.

Gambar 3.5. Contoh Komponen Aktif

(hybrid integrated T/R modules used in Raytheon’s Ground Based Radar system, contains phase shifters, amplifiers, switches, couplers, a ferrite circulator, and

associated control and bias circuitry)

2. Pengoperasian

Dalam pengunaan NA sebagai alat ukur, hal yang perlu diperhatikan adalah tidak

diperkenankan memberikan catuan kepada DUT, dalam hal ini komponen aktif seperti

amplifier dan mixer, melebihi batas tegangan yang diijinkan atau yang tertera pada

spesifikasi perangkat NA. Hal ini dapat merusak perangkat NA. Pengoperasian NA

sebagai alat ukur, terdiri dari beberapa tahap, yang perlu dilakukan untuk memperoleh

data yang akurat. Tahapan tersebut adalah:

a. Kalibrasi

Kalibrasi merupakan tahap yang paling penting dalam memulai pengukuran, karena

keakuratan hasil pengukuran tergantung pada keberhasilan proses kalibrasi. Setiap

perangkat NA dilengkapi dengan calibration tool kit. Pada NA PROTEK A333,

kalibrasi dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu:

- Full-one port calibration



Dengan skema seperti di atas, lakukan proses sebagai berikut:

Tekan tombol “CAL” pada panel depan.

Pilih menu “CALIBRATE”

Pilih menu “ Full one-port calibration”

Pilih port yang akan dikalabrasi pada “Select Port”. Untuk full one-

port calibration, maka dapat dipilih S11 atau S22.

Pasang calibration kit sesuai dengan urutan yang tertera di layar dan beri

checklist apabila calibration kit sudah terpasang dan diakhiri dengan menekan tombol

“APPLY”. Tunggu beberapa saat sehingga tampilan layar akan sebagai berikut:

Gambar 3.6 Tampilan Full one-port calibration

- One path- two port calibration



Gambar 3.7 Skema One path- two port calibration

- Full-two port calibration

Gambar 3.8 Skema Full two port calibration

Dengan skema seperti di atas, lakukan proses sebagai berikut:

Tekan tombol “CAL” pada panel depan.



Pilih menu “CALIBRATE”

Pilih menu “ Full two-port calibration” seperti pada gambar di bawah ini.

Pilih port yang akan dikalabrasi pada “Select Port”. Untuk full two-port

calibration, maka dapat dipilih S12 atau S21.

Pasang calibration kit sesuai dengan urutan yang tertera di layar dan beri

checklist apabila calibration kit sudah terpasang dan diakhiri dengan menekan tombol

“APPLY”.

Gambar 3.9 Full two-port calibration

Untuk pengukuran RF device dapat digunakan full one port calibration untuk

perangkat pasif seperti antena dan full two port calibration untuk perangkat aktif

seperti filter, amplifier, dan mixer.



b. Pengukuran

Berikut ini adalah contoh gambar pengukuran perangkat RF berupa Antena:

Gambar 3.10 Gambar pengukuran perangkat RF berupa Antena

Untuk menampilkan menu awal pada layar tekan tombol “PRESET”, kemudian

device dapat dipasang pada port yang dimiliki NA. Sebelum memulai pengukuran

parameter sebaiknya membatasi jarak sudut pandang agar lebih mudah dalam

melakukan analisa dengan cara membatasi tampilan hanya pada frekuensi kerja

device. Proses tersebut dapat dilakukan dengan cara menekan tombol “Stimulus” pada

panel depan NA, kemudian klik “Start” pada layar dan memasukkan nilai batas bawah

dan klik “Stop” kemudian memasukkan batas frekuensi bawah, dapat juga

memasukkan nilai frekuensi tengah, seperti pada gambar di bawah ini.



Proses di atas berlaku untuk semua device. Setelah itu maka dapat dilakukan

pengukuran parameter-parameternya.

SWR

Tekan tombol “Format”, kemudian pilih menu “SWR”.

Return loss

Tekan tombol “Measure”, kemudian pilih S11 atau S22. Tekan tombol “Format”,

kemudian pilih menu “Log Mag”.



Impedansi

Tekan tombol “Format”, kemudian pilih menu “Smith Chart”.

Koefisien Pantul

Tekan tombol “Measure”, kemudian pilih S11 atau S22. Tekan tombol “Format”,

kemudian pilih menu “Lin Mag”.



Bandwidth

Tekan tombol “Marker”, kemudian pilih “Add Marker”. Buat 2 marker. Arahkan

marker sampai pada frekuensi dengan SWR paling kecil, di batas bawah dan

batas atas. Maka nilai bandwidth diambil dari hasil pengurangan frekuensi atas

dan frekuensi bawah dengan batas SWR tertentu.



Respon frekuensi (untuk filter)

Tekan tombol “Measure”, kemudian pilih “S21” atau “S12”. Tekan tombol

“Format” dan pilih menu “Log Mag”.


modul iii pengukuran dgn na

Documents