SEBAGAI MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM DASAR TRANSMISI
Yuniar Hardiani¹, Tengku Ahmad Riza², Budi Syihabuddin³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom Abstrak
Sirkulator adalah perangkat pasif gelombang mikro yang memiliki tiga buah terminal atau lebih, dan fungsi setiap terminal pada sirkulator berbeda-beda. Sirkulator bersifat non-reciprocal yaitu arah gelombang input tidak dapat menjadi arah gelombang output, atau sebaliknya. Salah satu fungsi sirkulator adalah sebagai peredam sinyal pantul yang diakibatkan karena ketidaksetaraan (unmatch) antara impedansi karakteristik dengan impedansi beban. Sinyal pantul yang tidak diredam dapat merusak sinyal generator, oleh karena itu dibutuhkan sirkulator untuk meredam sinyal tersebut.
Pada proyek akhir ini, direalisasikan suatu sirkulator bentuk Y yang berfungsi sebagai peredam sinyal pantul. Sirkulator yang direalisasikan dibuat dengan bahan sterofoam dan ferit yang terdiri dari campuran air, gips stone, serta pasir besi. Spesifikasi yang diinginkan dari sirkulator ini yaitu berimpedansi karakteristik 50 Ω, VSWR ≤ 1.5, insertion loss -3dB yang dapat beroperasi pada frekuensi 800MHz – 1100 MHz.
Sirkulator ini diuji dengan Network Analyzer. Hasil pengukuran sirkulator bantuk Y untuk insertion loss port 1 dan 2 berkisar antara -3.5 dB sampai -6 dB, insertion loss port 3 berkisar antara -3.5 dB sampai -5.5 dB. Hasil pengukuran return loss port 1 dan 2 berkisar antara -6 dB sampai -14 dB, return loss port 3 berkisar antara -7 dB sampai -14 dB. VSWR yang mendekati 1.5 terletak pada frekuensi 1080MHz yaitu 1.525 (port 1); 1.4965 (port 2); dan 1.52 (port 3).
Impedansi yang mendekati hasil perancangan terletak pada frekuensi 1080MHz yaitu 70.605Ω (port 1); 68.1Ω (port 2); dan 70.87Ω (port 3).
Kata Kunci : Sirkulator bentuk Y, Ferit dan Frekuensi.
Abstract
Circulator is one of passive microwave device that have three or more ports, and the functions of each port are different. The characteristic of circulator is non-reciprocal, it means the direction of input wave not be used for direction of output wave, or backside. One of the functions of the circulator is blocking the reflection wave, that caused by unmatched between characteristic impedance and load impedance. The unblock of reflection wave is caused broken of signal generator; therefore circulator can used for blocking the reflection wave.
At this final project, a Y circulator is realized and that can block the reflection wave. Circulator that realized is make by sterofoam and ferit that mixed by water, gips stone and iron powder. Specification that wanted from this circulator are characteristic impedance is 50Ω, VSWR < 1.5, insertion loss -3dB that can use at frequency 800MHz-1100MHz.
Circulator was tested by Network Analyzer. Results of the measurement are insertion loss port 1 and 2 between -3.5 dB to -6 dB, insertion loss port 3 between -3.5 dB to -5.5 dB. Return loss port 1 and 2 between -6 dB to -14 dB, return loss port 3 between -7 dB to -14 dB. VSWR that approach to 1.5 at frequency 1080MHz are 1.525 (port 1); 1.4965 (port 2); and 1.52 (port 3). Impedance that approach to design at frequency 1080MHz are 70.605Ω (port 1); 68.1Ω (port 2); and 70.87Ω (port 3)
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perangkat pendukung menjadi salah satu faktor utama yang mempengaruhi performansi suatu perangkat. Perangkat pendukung menjadi faktor utama, supaya perangkat utama dapat bekerja dengan baik. Perangkat pendukung juga perlu dibuat sedetail mungkin, supaya dapat meminimalkan kerusakan yang mungkin akan terjadi pada perangkat utama.
Sirkulator adalah perangkat pendukung dari perangkat slotted line. Sirkulator digunakan sebagai sarana pembelajaran dalam praktikum pada Laboratorium Dasar Transmisi. Pembuatan sirkulator bentuk Y ini dilatar belakangi oleh kerusakan yang terjadi pada signal generator laboratorium dasar transmisi. Kerusakan signal generator dapat disebabkan oleh beberapa faktor, salah satunya adalah tidak adanya pembatas antara signal generator dengan slotted line. Sirkulator digunakan sebagai pembatas antara signal generator dengan slotted
line, fungsi sirkulator sebagai pembatas bertujuan agar tidak ada sinyal pantul
yang dapat kembali lagi ke signal generator. Dengan tidak adanya sinyal pantul yang kembali ke signal generator akan meminimalkan kerusakan yang mungkin akan terjadi di signal generator.
Sirkulator adalah sebuah perangkat pasif dengan tiga atau lebih terminal yang memiliki fungsi berbeda di tiap terminalnya. Sirkulator bersifat non-reciprocal yaitu arah sinyal input tidak dapat menjadi arah sinyal output atau sebaliknya. Pada proyek akhir ini dirancang sebuah sirkulator yang dapat meredam sinyal pantul yang mungkin akan masuk kembali ke sinyal generator. Sinyal pantul tersebut harus diredam karena jika sinyal pantul tersebut kembali ke sinyal generator, akan menyebabkan kerusakan pada sinyal generator tersebut. Sirkulator yang akan dirancang terbuat dari bahan sterofoam dan ferit yang terdiri dari campuran pasir besi, gips stone, serta air dengan perbandingan 3:2:1. Saluran strip yang digunakan pada sirkulator terbuat dari lempeng tembaga.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan Masalah yang akan dibahas pada Proyek Akhir ini adalah:
a. Bagaimana cara merancang sirkulator pada frekuensi kerja 800MHz-1100MHz menggunakan pasir besi?
b. Bagaimana cara membuat atau merealisasikan sirkulator pada frekuensi kerja 800MHz-1100MHz menggunakan pasir besi?
c. Bagaimana cara mengukur sirkulator yang telah dibuat untuk dibandingkan dengan spesifikasi perancangan?
1.3 Tujuan
Tujuan dari Proyek Akhir ini antara lain:
a. Dapat merancang dan merealisasikan sirkulator pada frekuensi 800MHz-1100MHz menggunakan pasir besi.
b. Dapat membuat sirkulator pada frekuensi 800MHz-1100MHz menggunakan pasir basi sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
c. Mampu menguji dan mengukur sirkulator yang telah dibuat.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Proyek Akhir ini antara lain:
a. Perancangan sirkulator bekerja pada frekuensi 800MHz-1100MHz. b. Sirkulator yang direalisasikan adalah bentuk Y.
c. Pembuatan bahan sirkulator terdiri dari sterofoam dan ferit yang terdiri dari campuran pasir besi, gips stone, serta air.
d. Saluran strip dan groundplane pada sirkulator menggunakan lempeng tembaga murni.
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM 1.5 Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah dalam proyek akhir ini adalah :
a. Studi Literatur dan eksperimen
Mempelajari teori-teori yang dibutuhkan dalam menyelesaikan proyek akhir ini melalui berbagai jenis buku yang berhubungan dengan proyek perancangan sirkulator. Serta membuat beberapa bahan sample untuk diukur. b. Perancangan dan realisasi
Setelah studi literatur dilaksanakan, kemudian dilanjutkan dengan proses implementasi dari teori-teori yang ada dalam rancang bangun sirkulator. c. Pengukuran
Setelah diimplementasikan hasil pengukuran tersebut, langkah selanjutnya adalah melakukan serangkaian pengukuran berdasarkan parameter yang telah dianalisis untuk mendapatkan gambaran terhadap performansi kerjanya. d. Analisa
Data yang didapat dari hasil pengukuran, kemudian akan dianalisa apakah sesuai dengan spesifikassi perancangan awal.
1.6 Sistematika Penulisan
Secara umum sistematika penulisan proyek akhir ini adalah sebagai berikut: a. BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini berisi uraian singkat mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metoda penelitian dan sistematika penulisan.
b. BAB II: DASAR TEORI
Berisikan uraian dasar-dasar teori yang berkaitan dengan sirkulator bentuk Y yang dirancang.
c. BAB III: PERANCANGAN DAN REALISASI
Bab ini akan membahas mengenai tahapan perancangan sirkulator bentuk Y.
d. BAB IV: PENGUKURAN DAN ANALISIS
Membahas dan menganalisa data yang diperoleh dari pengujian serta membandingkan berbagai besaran yang diperoleh dari pengujian dan teori yang berkaitan.
e. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya, serta berisikan saran untuk perbaikan kinerja sistem yang telah dibuat.
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari keseluruhan proses perencanaan, perancangan, pembuatan dan pengukuran sirkulator bentuk Y dapat disimpulkan beberapa hal:
1. Pada proyek akhir ini, sirkulator yang dirancang dapat direalisasikan pada frekuensi 800MHz-1100MHz dan dengan menggunakan pasir besi. 2. Sirkulator yang direalisasikan pada frekuensi 800MHz-1100MHz, sesuai
dengan nilai perancangan pada saat frekuensi 1080MHz. Ketidaksesuaian hasil pengukuran pada frekuensi lainnya dikarenakan dimensi saluran strip dan ferit tidak sesuai dengan nilai dimensi pada perancangan alat.
3. Sirkulator yang direalisasikan, dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsi tiap port pada sirkulator tersebut. Fungsi tiap port pada sirkulator adalah port 1 sebagai input, port 2 sebagai output dan port 3 sebagai isolator.
4. Sirkulator yang direalisasikan dapat digunakan sebagai modul praktikum laboratorium dasar transmisi.
5.2 Saran
Beberapa saran untuk memperbaiki proses rancang bangun sirkulator bentuk Y.
1. Dalam pembuatan sirkulator harus memperharikan jarak antar dielektrik, supaya tidak ada udara diantara dielektrik. Adanya udara diantara dielektrik dapat membuat pengukuran tidak presisi.
2. Dalam perancangan dan pembuatan sirkulator harus memperhatikan ketepatan ukuran, karena sirkulator yang dirancang bekerja pada frekuensi tinggi. Ketidaktepatan ukuran beberapa milimeter saja dapat mempengaruhi spesifikasi teknis sirkulator.
3. Sebaiknya untuk pembuatan ferit menggunakan cetakan supaya padat sehingga tidak terjadi keratakan.
4. Riset lanjut untuk memperhatikan penggunaan bahan ferit yang digunakan. Serta membuat simulasi perancangan sirkulator, agar dapat membandingkan hasil perancangan dengan hasil pengukuran serta agar lebih teliti dalam pembuatan dan pengukuran.
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM DAFTAR PUSTAKA
1. Helszajn, Joseph. 2008.The Stripline Circulator Theory and Practice.Canada: John Wiley & Sons,inc
2. Iskander, Magdy F.2000.Electromagnetic Fields and Waves. United States of America: Waveland Press, inc
3. Junior, William H Hayt. 1989. Engineering Electromagnetics Fifth Edition. Singapore: McGraw-Hill Book Company
4. Munarkhi, Rudi. 2008. Rancang Bangun Sirkulator Variable 1500 MHz – 2500 MHz Menggunakan Pasir Feromagnetik. Bandung: IT Telkom
5. Perdana, Galang Ananto. 2009. Impedansi. [Online]. Tersedia:
http://galangpa.wordpress.com/2009/03/12/el2246-impedansi/. [2012, Mei 4]
6. Pozar. David M. 2000. Microwave and RF Design of Wireless Systems. United States of America: John Wiley & Sons,inc
7. Putro, Anggoro. 2010. Rekayasa Saluran Bercelah Transparan Bahan Akrilik Berbasis Lima Kawat Konduktor Untuk 500MHz-3000MHz Bersirkulator. Bandung: IT Telkom
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
