DTG2A3. By : Dwi Andi Nurmantris

(1)

Teknik

Teknik Saluran

Saluran

Transmisi

DTG2A3

1. KONSEP PANTULAN DALAM SALURAN TRANSMISI

(2)

Where Are We?

(3)

Pre

Pre--Test

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

(4)

Content

1. Pendahuluan

2. Koefisien Pantul

3. VSWR

4. Return Loss

5. Missmatch Loss

6. Daya kirim, daya pantul dan daya yang

diserap

(5)

Pendahuluan

q Pantulan dalam saluran transmisi terjadi jika sebagian atau seluruh gelombang yang dikirim/merambat dalam saluran dipantulkan kembali kearah sumber dari gelombang tersebut.

q Ada dua sebab utama gelombang dalam saluran transmisi mengalami pantulan yaitu :

a. Karakteristik saluran transmisi sepanjang titik tidak seragam (tidak uniform) àadanya perbedaan konstanta primer saluran di sepanjang saluran

b. Adanya impedance missmatch antara saluran dengan komponen yang terhubung dengan saluran tersebut (Fokus kita)

q 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

(6)

Pendahuluan

q 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 q … Z γz 0

e

V

V(z)

+

=

+ -γz -0

e

V

V(z)

-

=

γz -0

e

I

I(z)

-

=

_I(z)

+

₌

_I

₀+

_e

-gz

(7)

Reflection Coefficient

q Adalah besaran yang menyatakan perbandingan gelombang

pantul terhadap gelombang datang

q Koefisien pantul tegangan

q Koefisien pantul arus

q Magnitude koefisien pantul arus = magnitude koefisien pantul

tegangan

q Beda fasa antara koefisien pantul tegangan dan koefisien pantul

arus adalah 1800

1 )

(

0 (z)

V

(z)

V

)

(

_v -v

=

£

G

£

G

z

₊

z

1 )

(

0 )

(

I

)

(

I

)

(

_i -i

=

£

G

£

G

₊

z

) ( (z) V (z) V -Z (z) V Z (z) V -(z) I (z) I ) ( _v -0 0 -i z = = = = -G z G ₊ ₊ ₊

(8)

Reflection Coefficient

γz 2 0 0 γz 0 γz 0 -v

e

V

e

V

e

V

(z)

V

(z)

V

)

(

₊ + -+ + -+

=

G

z

0 0 0 γ0 2 0 0 -v

V

e

V

0)

(z

V

0)

(z

V

)

0 (

=

G

=

G

₊ -+ + -+

z

Sehingga :

q Pada Z=0 , maka:

z 2 j z 2 0 )z j ( 2 0 γz 2 0 γz 2 0 0 v

e

V

)

(

₊ + + + a+ b + a + b

-G

=

G

=

G

=

G

z

Magnitude _Phase z 2 0 v

(

)

e

a +

G

=

G

z

f

G

=

2b

z

(9)

Reflection Coefficient

q Jika saluran transmisinya Lossless (α=0)

z 2 j 0 v

(

)

e

b +

G

=

G

z

0 v

(

)

=

G

z

b

f

_G

=

2

Artinya Apa??? Z 0 v( =0) =G G z

_G

_v

₍

_z

₎

₌

_G

₀

_e

j2bz

Hubungan Koefisien Pantul dengan Impedansi beban dan impedansi saluran

(z) V ) ( (z) V (z) V (z) V ) ( - _v -v + + Þ = G = G z z V (z)(1 ( )) ) ( (z) V (z) V (z) V (z) V V(z) v v -z z G + = G + = + = + + + + 0 v 0 v 0 0 0 -Z (z)) -(z)(1 V Z (z) (z)V Z (z) V Z (z) V Z (z) V (z) I (z) I I(z) G = G -= -= + = + + + -+ +

(10)

Reflection Coefficient

(z))

-(1

))

(

(1

Z

Z(z)

Z

(z))

-(z)(1

V

))

(

(z)(1

V

I(z)

V(z)

)

(

v v 0 0 v v

G

+

=

Þ

G

+

=

₊ +

z

Z

(z)

)

Z

)

(

(z)

)

(

(z)

Z

)

(

(z)

Z

(z)

)

(

)

(

v 0 v v 0 0 v 0 0 v

G

+

=

G

+

G

=

-G

+

=

G

-z

Z

z

Z

z

Z

z

Z

z

Z

0 0 v

Z

)

(

Z

)

(

(z)

+

-=

G

z

Z

z

Z

Sehingga _ZL 0 0 v v

Z

0)

(d

L)

(z

+

-=

=

G

=

G

L L

Z

L Z d

Lossless

Z

L L L L

Þ

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

-=

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

-=

G

-d 2 j 0 0 d 2 j d 2 0 0 v

e

Z

e

Z

(d)

b b a

(11)

Reflection Coefficient

Jadi Perlu Dipahami!!! ZL L L₁ L₂ 2

G

2 2 j2 L L 2 2 3

e

b a

-G

=

G

2 L1 j2 L1 2 1

e

b a + +

G

=

G

(12)

Gelombang

Gelombang Berdiri

Berdiri dan

dan VSWR

VSWR

q Gelombang berdiri terjadi jika dua buah

gelombang yang arahnya saling

berlawanan, bersuperposisi

q Gelombang datang pada saluran transmisi

yang bersuperposisi dengan gelombang

yang dipantulkan bisa membentuk

gelombang berdiri .

q VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)àadalah

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)

)

(

z

=

VSWR

(13)

Gelombang

Gelombang Berdiri

Berdiri dan

dan VSWR

VSWR

Sehingga: Penurunan VSWR

)

(

(z)

V

(z)

V

(z)

V

(z)

V

V(z)

=

+

-

=

+

G

_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)

V

V(z)

_max

=

+

-

=

+

G

_v

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)

V

V(z)

_min

=

+

-

=

+

-

+

G

_v

z

)

(

1 )

(

1 (z)

V

)

(

(1

(z)

V

)

(

(1

)

(

(z)

V

(z)

V

)

(

(z)

V

(z)

V

V(z)

)

(

V

v v v v v v min max

z

SWR

G

-G

+

=

G

-G

+

=

G

-G

+

=

+ + + + + + z 2 0 z 2 0 z 2 j z 2 0 z 2 j z 2 0 v v

e

1 e

e

1 e

e

1 )

(

1 )

(

1 )

(

V

a a b a b a + + + + + +

G

-G

+

=

G

-G

+

=

G

-G

+

=

z

SWR

(14)

Gelombang

Gelombang Berdiri

Berdiri dan

dan VSWR

VSWR

Penurunan VSWR

ZL L

Z₁

Jika saluran lossless

d₁ 0 0 1 1 1 ) ( V G -G + = = z z SWR 0 0 1 1 ) ( V G -G + = = L z SWR 0 L 0 L 1 1 ) 0 ( V Z Z Z Z d SWR + -+ = = 0 L 0 L 1 1 1 ) ( V Z Z Z Z d d SWR + -+ = = 0 0 1 1 ) 0 ( V G -G + = = z SWR Apa Kesimpulannya???

(15)

Contoh

Contoh Soal

Soal

1.

Γ=… VSWR=…

L=0,1λ

(16)

Power

Power Flow and Return Loss

Flow and Return Loss

q Power Flow dalam saluran transmisi yang lossless bisa dilihat

dari gambar dibawah ini :

(17)

Power Flow

Power Flow dan

dan Return Loss

Return Loss

q 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

)

(

z

RL

_÷÷

=

G

ø

ö

çç

è

æ

=

₊ + Z

P

_ref

P

_inc

)

(

log

20 )

(

log

10 P

P

log

10 )

(

_v 2 _v inc ref

z

RL

_÷

÷

=

G

=

G

ø

ö

ç

è

æ

=

(18)

Missmatch

Missmatch Loss

Loss

q Adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara daya

yang diteruskan dengan daya yang datang

(

)

2 v datang 2 v datang datang 2 v datang datang datang pantul datang datang terus

)

(

1 P

)

(

1 P

P

)

(

P

)

(

z

Loss

Missmatch

G

-=

G

-=

G

-=

=

P

_pantul

P

_datang

(

2

)

v

(

)

1 log

10 )

(

z

Loss

Missmatch

=

-

G

Penurunan Missmatch Loss

ZL L

(19)

Latihan

Latihan Soal

Soal

VSWR

|Г|

RL (dB)

Missmatch Loss

(dB)

1 ….

….

0,01

….

-30

….

0,1

….

1,5

….

-10

….

2 ….

….

2,5

….

(20)

Delivered Power

+ -Vg Zg Zin I_in V_in

( )

(

)

( )

_m

(

_i

)

in v m in

t

I

t

I

t

V

t

V

q

w

q

w

+

=

+

=

cos

Daya sesaat

( )

(

)

(

)

(

_v _i

)

_m _m

(

_v _i

)

m m i m v m in in in

t

I

V

I

V

t

I

t

V

t

I

t

V

t

P

q

w

q

w

q

w

+

-=

+

´

+

=

´

=

2 cos

2

1 cos

2

1 cos

cos

Daya Rata-rata

( )

(

)

{

*

}

=

-=

=

_ò

in in i v m m T in in

I

V

I

V

dt

t

P

T

av

P

Re

2

1 cos

2

1

0

q

( )

( ) in R in in

R

V

av

P

2

1 =

( )

_in _in in

av

I

R

P

2

1 =

( )

_in_{( )}_R _in in

av

V

I

P

2

1 =

in in in g g g

jX

R

Z

jX

R

Z

+

=

+

=

( ) in in in in R in

V

jX

R

V

+

=

(21)

Delivered Power

+ -Vg Zg Zin I_in V_in

=

-

W

°

Ð

=

70

30

0

120 j

Z

volt

V

in in Contoh

( )

av

=

...

????

P

_in

(22)

Delivered Power

ZL L P_terus P_pantul Pdatang Vg Zg Zin Vg Zg Zin

(

_g _g

)

(

_in _in

)

g in g g in

jX

R

jX

R

V

Z

V

I

+

=

+

=

(

)

(

)

(

) (

)

in in g in g g in in in g g g in in g g in in in R X X R R V R jX R jX R V R Z Z V R I P 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 + + + = + + + = + = = g in g in X X R R jika maksimum Akan -= = *

=

_g in

Z

(23)

Delivered Power

ZL L Pabs Pref Pinc Vg Zg Zin

{

}

(

)(

)

{

}

(

)(

)

{

}

(

)

(

)(

)

{

}

(

)

0 2 0 2 0 2 0 2 2 0 2 0 0 0 2 2 2 2 1 2 ... Re 2 1 Re 2 1 Re 2 1 Re 2 1 Re 2 1 Z V Z V Z V Z V Z V P V V V V Z Z V Z V V V I I V V I I V V I V P L L L L L L L abs L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L abs -+ + + + * + + + + * + + + + * + + + + * -+ -+ * -= G -= G -= = G -G + = ï þ ï ý ü ï î ï í ì ÷ ÷ ø ö ç ç è æ G -G + = G -G + = + + = =

P

_inc

_P

_ref

P

_abs

=P

_inc

-P

_ref

PADA SALURAN LOSSLESS

{

}

)

(

Re

2

1 Lossless

Karena

P

I

V

P

in L L L abs

=

*

{

*

}

=

_in _in in

V

I

P

Re

2

1

L L L L L L L L -L L L

1 V

V

)

(1

V

G

+

=

G

+

=

G

+

=

+

=

+ + + + +

(24)

Delivered Power

Contoh-contoh Kasus λ/4 ZL Vg Zg volt ° Ð0 10 W = 50 0 Z ₅₀_W Hitung P_in dan P_L……??? λ/4 ZL Vg Zg volt ° Ð0 10 W = 75 0 Z ₁₁₂_,₅_W W 50 W 50 λ/4 ZL Vg Zg volt ° Ð0 10 W =75 0 Z ₇₅_W W 50 λ/4 ZL Vg Zg volt ° Ð0 10 W =50 0 Z _W 20 j W 50 λ/4 ZL Vg Zg volt ° Ð0 10 20 50 0 j Z = + W + 20 50 j W - 20 50 j

(25)

Goal of Transmission Line

Kesimpulan Kasus-kasus ZL L Z₀ Vg Zg

Zin Kasus 1 àCommon Condition

g * in 0 in 0 L Z Z Z Z Z Z ¹ = = sayangnya sehingga

Kasus 2 àBad Condition g * in 0 in 0 L Z Z Z Z Z Z ¹ ¹ ¹ ditambah sehingga

Kasus 3 àPrefered Condition g * in 0 in 0 L Z Z Z Z Z Z = ¹ ¹ untungnya sehingga

Kasus 4 àIdeal Condition g * in 0 in 0 L Z Z Z Z Z Z = = = ditambah sehingga

(26)

Questions???

(27)