Panduan Lengkap untuk VSWR dari FMUSER [Diperbarui 2022]

Dalam teori antena, VSWR disingkat dari voltage standing wave ratio. 

VSWR adalah pengukuran tinggi gelombang berdiri pada saluran feeder, juga dikenal sebagai rasio gelombang berdiri (SWR). 

Kita tahu bahwa gelombang berdiri, yang menjelaskan rasio gelombang berdiri, merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan bagi para insinyur ketika melakukan penelitian teknis RF pada antena.

Meskipun gelombang berdiri dan VSWR sangat penting, seringkali teori dan perhitungan VSWR dapat menutupi pandangan tentang apa yang sebenarnya terjadi. Untungnya, adalah mungkin untuk mendapatkan pandangan yang baik tentang topik, tanpa menggali terlalu dalam ke dalam teori VSWR.

Tapi apa sebenarnya VSWR dan apa artinya untuk penyiaran? Blog ini adalah panduan terlengkap tentang VSWR, termasuk apa itu VSWR, cara kerjanya, dan semua yang perlu Anda ketahui tentang VSWR. 

Mari terus menjelajah!

Sharing adalah merawat!

1. Apa itu VSWR? Dasar-dasar Rasio Gelombang Tegangan Berdiri

1) Tentang VSWR 

-VSWR Definisi

Apa VSWR? Sederhananya, VSWR didefinisikan sebagai rasio antara gelombang berdiri tegangan yang ditransmisikan dan yang dipantulkan dalam a frekuensi radio (RF) sistem transmisi listrik. 

-Singkatan dari VSWR

VSWR disingkat dari rasio gelombang berdiri tegangan, it kadang-kadang diucapkan sebagai "viswar".

-Bagaimana VSWR Pekerjaan

VSWR dianggap sebagai ukuran seberapa efisien daya RF ditransmisikan - dari sumber daya dand kemudian pergi melalui saluran transmisi, dan akhirnya pergi ke dalam beban.

-VSWR dalam Penyiaran

VSWR is digunakan sebagai ukuran efisiensi untuk segala sesuatu yang menyampaikan RF termasuk saluran transmisi, kabel listrik, dan bahkan sinyal di udara. Contoh umum adalah penguat daya yang terhubung ke antena melalui saluran transmisi. Itu sebabnya Anda juga dapat mempertimbangkan VSWR sebagai rasio tegangan maksimum ke minimum pada saluran tanpa rugi-rugi.

2) Apa yang Utama? Ffungsi VSWR?

VSWR banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti di antena, telekomunikasi, gelombang mikro, frekuensi radio (RF), Dll 

Berikut beberapa aplikasi utama beserta penjelasannya:

Aplikasi VSWR	Fungsi utama VSWR
Mengirimkan Antena	Rasio Gelombang Berdiri Tegangan (VSWR) adalah indikasi jumlah ketidaksesuaian antara sokongannna dan saluran umpan yang menghubungkannya. Ini juga dikenal sebagai Standing Wave Ratio (SWR). Kisaran nilai VSWR adalah dari 1 hingga ∞. Nilai VSWR di bawah 2 dianggap cocok untuk sebagian besar aplikasi antena. Antena dapat digambarkan memiliki "Pertandingan yang Baik". Jadi ketika seseorang mengatakan bahwa antena kurang cocok, sangat sering itu berarti nilai VSWR melebihi 2 untuk frekuensi yang diinginkan.
Telekomunikasi	Dalam telekomunikasi, rasio gelombang berdiri (SWR) adalah rasio amplitudo gelombang berdiri parsial pada antinode (maksimum) dengan amplitudo pada node yang berdekatan (minimum) dalam saluran transmisi listrik.
Microwave	Ukuran kinerja umum yang terkait dengan jalur dan sirkuit transmisi gelombang mikro adalah VSWR, koefisien refleksi dan kembalin rugi, serta koefisien transmisi dan kerugian penyisipan. Ini semua dapat diekspresikan menggunakan parameter hamburan, lebih sering disebut parameter S.
RF	Rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR) didefinisikan sebagai rasio antara gelombang berdiri tegangan yang ditransmisikan dan dipantulkan dalam transmisi listrik frekuensi radio (RF). sysmemiliki. Ini adalah ukuran seberapa efisien daya RF ditransmisikan dari sumber daya, melalui saluran transmisi, dan ke beban

3) Pelajari Cara Mengekspresikan VSWR dari Teknisi Jimmy

Berikut adalah daftar pengetahuan RF dasar yang disederhanakan yang disediakan oleh teknisi RF kami Jimmy. mari kitadapatkan lebih tentang VSWR melalui berikut: isi: 

- Mengekspresikan VSWR Menggunakan Tegangan

Menurut definisi, VSWR adalah rasio tegangan tertinggi (amplitudo maksimum gelombang berdiri) dengan tegangan terendah (amplitudo minimum gelombang berdiri) di mana saja antara sumber dan beban.

VSWR = | V (maks) | / | V (menit) |

V (maks) = amplitudo maksimum gelombang berdiri
V (min) = amplitudo minimum gelombang berdiri

- Mengekspresikan VSWR Menggunakan Impedansi

Menurut definisi, VSWR adalah rasio impedansi beban dan impedansi sumber.

VSWR = ZL / Zo

ZL = impedansi beban
Zo = impedansi sumber

Berapa Nilai Ideal dari VSWR?
Nilai VSWR yang ideal adalah 1: 1 atau secara singkat dinyatakan sebagai 1. Dalam hal ini daya yang dipantulkan dari beban ke sumber adalah nol.

- Mengekspresikan VSWR Menggunakan Refleksi dan Kekuatan Maju

Menurut definisi, VSWR sama dengan

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

di mana:

Pr = Daya yang dipantulkan
Pf = Daya maju

3) Mengapa Saya Harus Peduli VSWR? Mengapa Penting?

Definisi VSWR memberikan dasar untuk semua perhitungan dan formula VSWR. 

Dalam saluran yang terhubung, ketidakcocokan impedansi dapat menyebabkan refleksi, yang terdengar seperti gelombang yang memantul kembali dan menuju arah yang salah. 

Alasan utama: Semua energi dipantulkan (misalnya, oleh hubung singkat atau hubung singkat) di ujung saluran, kemudian tidak ada yang diserap, menghasilkan "gelombang berdiri" yang sempurna di saluran. 

Hasil dari gelombang lawan adalah gelombang berdiri. Ini mengurangi daya yang diterima antena dan dapat digunakan untuk menyiarkan. Bahkan dapat membakar pemancar. 

Nilai VSWR menunjukkan daya yang dipantulkan dari beban ke sumber. Ini sering digunakan untuk menggambarkan berapa banyak daya yang hilang dari sumber (biasanya Penguat Frekuensi Tinggi) melalui saluran transmisi (biasanya kabel koaksial) ke beban (biasanya antena).

Ini adalah situasi yang buruk: Pemancar Anda terbakar karena energi yang terlalu tinggi.

Faktanya, ketika daya yang dimaksudkan untuk dipancarkan kembali ke pemancar dengan kekuatan penuh, biasanya perangkat elektronik di sana akan terbakar.

Sulit dimengerti? Berikut adalah contoh yang dapat membantu Anda:

Gelombang laut yang bergerak menuju pantai membawa energi menuju pantai. Jika mengalir ke pantai yang landai, semua energi diserap, dan tidak ada gelombang yang kembali ke lepas pantai. 

Jika pantai yang landai bukannya ada dinding laut vertikal, maka gelombang yang masuk akan dipantulkan sepenuhnya, sehingga tidak ada energi yang diserap di dinding. 

Gangguan antara gelombang masuk dan keluar dalam hal ini menghasilkan "gelombang berdiri" yang tidak terlihat seperti sedang bergerak sama sekali; puncaknya tetap pada posisi spasial yang sama dan hanya naik dan turun.

Fenomena yang sama terjadi pada saluran transmisi radio atau radar. 

Dalam hal ini, kita ingin gelombang pada saluran (tegangan dan arus) berjalan satu arah dan menyimpan energinya ke beban yang diinginkan, yang dalam hal ini dapat berupa antena yang akan dipancarkan. 

Jika semua energi dipantulkan (misalnya, dengan sirkuit terbuka atau pendek) di ujung saluran, maka tidak ada yang diserap, menghasilkan "gelombang berdiri" yang sempurna pada saluran. 

Tidak perlu sirkuit terbuka atau pendek untuk menyebabkan gelombang pantul. Yang diperlukan hanyalah ketidaksesuaian impedansi antara saluran dan beban. 

Jika gelombang pantul tidak sekuat gelombang maju, maka beberapa pola "gelombang berdiri" akan diamati, tetapi nolnya tidak akan sedalam atau puncaknya seperti untuk pemantulan sempurna (atau ketidakcocokan total).

2. Apa itu SWR?

1) SWR Definisi

Menurut Wikipedia, rasio gelombang berdiri (SWR) didefinisikan sebagai:

'' Ukuran pencocokan impedansi beban dengan impedansi karakteristik saluran transmisi atau pandu gelombang dalam teknik radio dan telekomunikasi. SWR, dengan demikian, rasio antara gelombang yang ditransmisikan dan dipantulkan atau rasio antara amplitudo gelombang berdiri pada maksimumnya, dengan amplitudo minimal, SWR biasanya didefinisikan sebagai rasio tegangan yang disebut VSWR ”.

SWR yang tinggi menunjukkan efisiensi saluran transmisi yang buruk dan energi yang dipantulkan, yang dapat merusak pemancar dan menurunkan efisiensi pemancar. 

Karena SWR umumnya mengacu pada rasio tegangan, biasanya dikenal sebagai rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR).

2) Bagaimana VSWR Mempengaruhi Kinerja Sistem Transmitter? 

Ada beberapa cara VSWR mempengaruhi kinerja sistem pemancar, atau sistem apa pun yang dapat menggunakan RF dan impedansi yang cocok.

Meskipun istilah VSWR biasanya digunakan, baik tegangan dan gelombang berdiri saat ini dapat menyebabkan masalah. Beberapa pengaruhnya dirinci di bawah ini:

-Penguat Daya Pemancar Bisa Rusak

Meningkatnya level tegangan dan arus yang terlihat pada feeder sebagai akibat dari gelombang yang berdiri, dapat merusak output transistor dari pemancar. Perangkat semikonduktor sangat andal jika dioperasikan dalam batas yang ditentukan, tetapi tegangan dan gelombang saat ini pada feeder dapat menyebabkan kerusakan yang sangat besar jika mereka menyebabkan alat untuk beroperasi di luar batas mereka.

-PA Protection Mengurangi Daya Keluaran

Mengingat bahaya yang sangat nyata dari level SWR tinggi yang menyebabkan kerusakan pada power amplifier, banyak pemancar menggabungkan sirkuit perlindungan yang mengurangi output dari pemancar ketika SWR naik. Ini berarti bahwa kecocokan yang buruk antara pengumpan dan antena akan menghasilkan SWR tinggi yang menyebabkan output menjadi berkurang dan karenanya kehilangan daya transmisi yang signifikan.

-Tegangan Tinggi dan Level Arus dapat Merusak Pengumpan

Ada kemungkinan bahwa level tegangan dan arus tinggi yang disebabkan oleh rasio gelombang berdiri tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada pengumpan. Meskipun dalam kebanyakan kasus feeder akan dioperasikan dengan baik dalam batas-batasnya dan penggandaan tegangan dan arus harus dapat ditampung, ada beberapa keadaan di mana kerusakan dapat terjadi. Maxima saat ini dapat menyebabkan pemanasan lokal yang berlebihan yang dapat merusak atau melelehkan plastik yang digunakan, dan tegangan tinggi diketahui menyebabkan timbulnya busur dalam beberapa keadaan.

-Penundaan yang Disebabkan oleh Refleksi dapat Menyebabkan Distorsi:   

Ketika sinyal dipantulkan oleh ketidakcocokan, itu dipantulkan kembali ke sumbernya, dan kemudian dapat dipantulkan kembali ke arah antena. 

Sebuah penundaan diperkenalkan sama dengan dua kali waktu transmisi sinyal sepanjang feeder. 

Jika data sedang ditransmisikan, ini dapat menyebabkan interferensi antar-simbol, dan dalam contoh lain di mana televisi analog sedang ditransmisikan, gambar "hantu" terlihat.

Menariknya, hilangnya level sinyal yang disebabkan oleh VSWR yang buruk tidak sebesar yang dibayangkan beberapa orang. 

Setiap sinyal yang dipantulkan oleh beban, dipantulkan kembali ke pemancar dan karena pencocokan pada pemancar dapat memungkinkan sinyal untuk dipantulkan kembali ke antena lagi, kerugian yang terjadi pada dasarnya adalah yang diperkenalkan oleh pengumpan. 

Ada bit penting lainnya yang harus diukur dalam efisiensi antena: koefisien refleksi, kerugian ketidakcocokan, dan kerugian kembali untuk beberapa nama. VSWR bukanlah akhir dari semua teori antena, tetapi ini penting.

3) VSWR vs SWR vs PSWR vs ISWR

Istilah VSWR dan SWR sering terlihat dalam literatur tentang gelombang berdiri dalam sistem RF, dan banyak yang bertanya tentang perbedaannya.

-VSWR

VSWR atau rasio gelombang berdiri tegangan berlaku khusus untuk gelombang berdiri tegangan yang dipasang pada saluran pengumpan atau transmisi. 

Karena lebih mudah untuk mendeteksi gelombang berdiri tegangan, dan dalam banyak kasus tegangan lebih penting dalam hal kerusakan perangkat, istilah VSWR sering digunakan, terutama dalam area desain RF.

-SWR

SWR adalah singkatan dari rasio gelombang berdiri. Anda dapat melihatnya sebagai ekspresi matematis dari ketidakseragaman medan elektromagnetik (medan EM) pada saluran transmisi seperti kabel koaksial. 

Biasanya, SWR didefinisikan sebagai rasio tegangan frekuensi radio (RF) maksimum dengan tegangan RF minimum di sepanjang saluran. Rasio gelombang berdiri (SWR) memiliki tiga fitur:

SWR memiliki fitur-fitur berikut:

● Ini menggambarkan tegangan dan gelombang berdiri saat ini yang muncul di saluran. 

● Ini adalah deskripsi umum untuk gelombang berdiri arus dan tegangan. 

● Ini sering digunakan dalam kaitannya dengan meter yang digunakan untuk mendeteksi rasio gelombang berdiri. 

MELIHAT: Baik arus dan tegangan naik dan turun dengan proporsi yang sama untuk ketidakcocokan tertentu.

SWR yang tinggi menunjukkan efisiensi saluran transmisi dan energi pantulan yang buruk, yang dapat merusak pemancar dan menurunkan efisiensi pemancar. Karena SWR biasanya mengacu pada rasio tegangan, biasanya dikenal sebagai rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR).

● PSWR (Power Standing Wave Ratio):

Rasio gelombang daya berdiri istilah, yang juga terlihat beberapa kali, didefinisikan hanya sebagai kuadrat dari VSWR. Namun ini adalah kekeliruan lengkap karena daya maju dan pantulan konstan (dengan asumsi tidak ada kerugian pengumpan) dan daya tidak naik dan turun dengan cara yang sama seperti bentuk gelombang berdiri tegangan dan arus yang merupakan penjumlahan dari elemen maju dan dipantulkan.

● ISWR (Rasio Gelombang Berdiri Saat Ini):

SWR juga dapat didefinisikan sebagai rasio arus RF maksimum dengan arus RF minimum pada saluran (rasio gelombang berdiri saat ini atau ISWR). Untuk sebagian besar tujuan praktis, ISWR sama dengan VSWR.

Dari pemahaman sebagian orang tentang SWR dan VSWR pada bentuk dasarnya adalah 1: 1 yang sempurna. SWR berarti bahwa semua daya yang Anda masukkan ke saluran sedang didorong keluar dari antena. Jika SWR tidak 1: 1 maka Anda mengeluarkan lebih banyak daya daripada yang dibutuhkan dan sebagian dari daya itu kemudian dipantulkan kembali ke saluran menuju pemancar Anda dan kemudian menyebabkan tabrakan yang akan menyebabkan sinyal Anda tidak bersih dan bersih.

Tapi, apa perbedaan VSWR dan SWR? SWR (standing wave ratio) adalah sebuah konsep, yaitu rasio gelombang berdiri. VSWR sebenarnya adalah cara Anda melakukan pengukuran, dengan mengukur tegangan untuk menentukan SWR. Anda juga dapat mengukur SWR dengan mengukur arus atau bahkan daya (ISWR dan PSWR). Tetapi untuk sebagian besar maksud dan tujuan, ketika seseorang mengatakan SWR yang mereka maksud adalah VSWR, dalam percakapan umum mereka dapat dipertukarkan.

Anda tampaknya memahami gagasan bahwa ini terkait dengan rasio antara berapa banyak daya yang diteruskan ke antena vs. berapa banyak yang dipantulkan kembali dan (Dalam kebanyakan kasus) daya didorong keluar ke antena. Namun, pernyataan "Anda mengeluarkan lebih banyak daya daripada yang dibutuhkan" dan "kemudian menyebabkan benturan yang akan menyebabkan sinyal Anda menjadi tidak bersih" adalah salah

VSWR vs.Kekuasaan yang Dipantulkan Kembali

Dalam kasus SWR yang lebih tinggi, beberapa atau banyak daya hanya dipantulkan kembali ke pemancar. Ini tidak ada hubungannya dengan sinyal yang bersih dan segala sesuatu yang berkaitan dengan melindungi pemancar Anda agar tidak terbakar dan SWR terlepas dari jumlah daya yang Anda keluarkan. Ini berarti bahwa pada frekuensi, sistem antena tidak seefisien radiator. Tentu saja, jika Anda mencoba memancarkan pada frekuensi, Anda lebih suka antena Anda memiliki SWR serendah mungkin (Biasanya apa pun yang kurang dari 2: 1 tidak terlalu buruk pada pita yang lebih rendah dan 1.5: 1 baik pada pita yang lebih tinggi) , tetapi banyak antena multi-band mungkin berada pada 10: 1 pada beberapa band dan Anda mungkin menemukan bahwa Anda dapat mengoperasikannya dengan baik.

4) VSWR dan Efisiensi Sistem
Dalam sistem yang ideal, 100% energi disalurkan dari tahapan daya ke beban. Ini membutuhkan kecocokan yang tepat antara impedansi sumber (impedansi karakteristik saluran transmisi dan semua konektornya), dan impedansi beban. Tegangan AC sinyal akan sama dari ujung ke ujung karena melewati tanpa gangguan.

VSWR vs.% Kekuatan yang Tercermin

Dalam sistem nyata, impedansi yang tidak cocok menyebabkan sebagian daya dipantulkan kembali ke sumber (seperti gema). Refleksi ini menyebabkan interferensi konstruktif dan destruktif, yang mengarah ke puncak dan lembah tegangan, yang bervariasi menurut waktu dan jarak di sepanjang jalur transmisi. VSWR mengukur varians tegangan ini, oleh karena itu definisi lain yang umum digunakan untuk Rasio Gelombang Berdiri Tegangan adalah rasio tegangan tertinggi ke tegangan terendah, di titik mana pun pada saluran transmisi.

Untuk sistem yang ideal, tegangan tidak berubah. Oleh karena itu, VSWR-nya adalah 1.0 (atau lebih biasanya dinyatakan sebagai rasio 1: 1). Ketika refleksi terjadi, tegangan bervariasi dan VSWR lebih tinggi, misalnya 1.2 (atau 1.2: 1). Peningkatan VSWR berkorelasi dengan penurunan efisiensi saluran transmisi (dan karenanya secara keseluruhan pemancar).

Efisiensi saluran transmisi meningkat sebesar:
1. Meningkatkan tegangan dan faktor daya
2. Meningkatkan tegangan dan menurunkan faktor daya
3. Penurunan tegangan dan faktor daya
4. Penurunan tegangan dan peningkatan faktor daya

Ada empat besaran yang menggambarkan keefektifan transfer daya dari sebuah saluran ke beban atau antena: VSWR, koefisien refleksi, mismatch loss, dan return loss. 

Untuk saat ini, untuk mengetahui maknanya, kami tunjukkan secara grafis pada gambar berikutnya. Tiga kondisi: 

● Garis-garis terhubung ke beban yang sesuai;
● Saluran yang terhubung ke antena monopole pendek yang tidak cocok (impedansi masukan antena adalah 20 - j80 ohm, dibandingkan dengan impedansi saluran transmisi 50 ohm);
● Saluran terbuka di ujung tempat antena seharusnya telah dihubungkan.

Kurva Hijau - Gelombang berdiri pada garis 50-ohm dengan beban 50-ohm yang cocok di ujungnya

Dengan parameter dan nilai numeriknya sebagai berikut:

parameter	Nilai numerik
Beban Impedansi	ohm 50
Koefisien Refleksi	0
VSWR	1
Kerugian Tidak Cocok	0 dB
Mengembalikan kerugian	- ∞ dB
Perhatikan: [Ini sempurna; tidak ada gelombang berdiri; semua daya masuk ke antena / beban]

Kurva Biru - Gelombang berdiri pada garis 50-ohm menjadi antena monopole pendek

Dengan parameter dan nilai numeriknya sebagai berikut:

parameter	Nilai numerik
Beban Impedansi	20 - j80 ohm
Koefisien Refleksi	0.3805 - j0.7080
Nilai Mutlak Koefisien Refleksi	0.8038
VSWR	9.2
Kerugian Tidak Cocok	- 4.5 dB
Mengembalikan kerugian	-1.9 DB
Perhatikan: [Ini tidak terlalu bagus; daya ke beban atau antena turun –4.5 dB dari yang tersedia travelling ke saluran

Kurva Merah - Gelombang berdiri on line dengan sirkuit terbuka di ujung kiri (terminal antena)

Dengan parameter dan nilai numeriknya sebagai berikut:

parameter	Nilai numerik
Beban Impedansi	∞
Koefisien Refleksi	1
VSWR	∞
Kerugian Tidak Cocok	- 0 dB
Mengembalikan kerugian	0 dB
Pemberitahuan: [Ini sangat buruk: tidak ada daya yang ditransfer melewati akhir saluran]

▲KEMBALI▲

3. Indikator parameter penting SWR

1) Garis Trasmisi dan SWR

Setiap konduktor yang membawa arus AC dapat diperlakukan sebagai saluran transmisi, seperti raksasa di atas kepala yang mendistribusikan daya utilitas AC di seluruh lanskap. Memasukkan semua bentuk saluran transmisi yang berbeda akan berada jauh di luar cakupan artikel ini, jadi kami akan membatasi pembahasan pada frekuensi dari sekitar 1 MHz hingga 1 GHz, dan pada dua jenis saluran yang umum: koaksial (atau "membujuk") dan konduktor paralel (alias, kabel terbuka, garis jendela, garis tangga, atau kabel ganda seperti yang akan kita sebut) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Penjelasan: Kabel koaksial (A) terdiri dari konduktor tengah padat atau terdampar yang dikelilingi oleh plastik isolasi atau dielektrik udara dan pelindung tubular yang berupa jalinan kawat padat atau anyaman. Jaket plastik mengelilingi pelindung untuk melindungi konduktor. Twin-lead (B) terdiri dari sepasang kabel paralel solid atau terdampar. Kabel ditahan di tempatnya dengan plastik yang dicetak (garis jendela, timbal ganda) atau dengan isolator keramik atau plastik (garis tangga).

Arus mengalir di sepanjang permukaan konduktor (lihat sidebar di "Efek Kulit") ke arah yang berlawanan. Anehnya, energi RF yang mengalir di sepanjang saluran tidak benar-benar mengalir di konduktor di mana arusnya berada. Ia bergerak sebagai gelombang elektromagnetik (EM) di ruang antara dan di sekitar konduktor. 

Gambar 1 menunjukkan di mana bidang terletak di coax dan twin-lead. Untuk membujuk, medan sepenuhnya terkandung di dalam dielektrik antara konduktor tengah dan pelindung. Untuk timbal ganda, medan terkuat di sekitar dan di antara konduktor tetapi tanpa perisai di sekitarnya, beberapa bidang meluas ke ruang di sekitar garis.

Inilah sebabnya mengapa coax sangat populer - tidak memungkinkan sinyal di dalam berinteraksi dengan sinyal dan konduktor di luar saluran. Sebaliknya, timbal ganda harus dijauhkan (beberapa lebar garis sudah cukup) dari jalur umpan lain dan segala jenis permukaan logam. Mengapa menggunakan timbal ganda? Ini umumnya memiliki kerugian yang lebih rendah daripada coax, jadi adalah pilihan yang lebih baik ketika kehilangan sinyal menjadi pertimbangan penting.

Tutorial Saluran Transmisi untuk Pemula (Sumber: AT&T)

Apa itu Efek Kulit?

Di atas sekitar 1 kHz, arus AC mengalir di lapisan yang semakin tipis di sepanjang permukaan konduktor. Ini adalah efek kulit. Ini terjadi karena arus eddy di dalam konduktor menciptakan medan magnet yang mendorong arus ke permukaan luar konduktor. Pada 1 MHz dalam tembaga, sebagian besar arus dibatasi pada bagian luar konduktor 0.1 mm, dan pada 1 GHz, arus dimasukkan ke dalam lapisan yang tebalnya hanya beberapa µm.

2) Koefisien Refleksi dan Transmisi

Koefisien refleksi adalah bagian dari sinyal insiden yang dipantulkan kembali dari ketidakcocokan. Koefisien refleksi dinyatakan sebagai ρ atau Γ, tetapi simbol-simbol ini juga dapat digunakan untuk merepresentasikan VSWR. Ini terkait langsung dengan VSWR oleh

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Gambar. Itu adalah fraksi sinyal yang dipantulkan kembali oleh impedansi beban, dan kadang-kadang dinyatakan sebagai persentase.

Untuk kesesuaian yang sempurna, tidak ada sinyal yang dipantulkan oleh beban (yaitu, sinyal diserap seluruhnya), sehingga koefisien pantulannya adalah nol. 

Untuk hubung singkat atau terbuka, seluruh sinyal dipantulkan kembali, sehingga koefisien pantulan pada kedua kasus adalah 1. Perhatikan bahwa pembahasan ini hanya membahas besaran koefisien pantulan.  

Γ juga memiliki sudut fasa terkait, yang membedakan antara hubung singkat dan hubung singkat terbuka, serta semua keadaan di antaranya. 

Misalnya, refleksi dari sirkuit terbuka menghasilkan sudut fase 0 derajat antara gelombang datang dan gelombang pantul, yang berarti bahwa sinyal yang dipantulkan bertambah dalam fase dengan sinyal yang masuk di lokasi sirkuit terbuka; yaitu amplitudo gelombang berdiri dua kali lipat dari gelombang masuk. 

Sebaliknya, hubung singkat menghasilkan sudut fasa 180 derajat antara sinyal yang datang dan dipantulkan, yang berarti bahwa sinyal yang dipantulkan berlawanan dalam fasa dengan sinyal yang masuk, sehingga amplitudonya berkurang, menghasilkan nol. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 1a dan b.

Di mana koefisien refleksi adalah bagian dari sinyal insiden yang dipantulkan kembali dari ketidaksesuaian impedansi dalam rangkaian atau saluran transmisi, koefisien transmisi adalah bagian dari sinyal insiden yang muncul pada keluaran. 

Ini adalah fungsi dari sinyal yang dipantulkan serta interaksi rangkaian internal. Ia juga memiliki amplitudo dan fase yang sesuai.

3) Apakah Return Loss dan Insertion Loss?

Return loss adalah rasio tingkat daya sinyal yang dipantulkan dengan tingkat daya sinyal input yang dinyatakan dalam desibel (dB), yaitu,

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Gambar 2. Kerugian pengembalian dan kerugian penyisipan dalam sirkuit lossless atau saluran transmisi.

Pada Gambar 2, sinyal 0-dBm, Pi, diterapkan ke saluran transmisi. Daya yang dipantulkan, Pr, ditampilkan sebagai −10 dBm dan return loss adalah 10 dB. Semakin tinggi nilainya, semakin baik kecocokannya, yaitu, untuk kecocokan yang sempurna, kerugian pengembalian, idealnya, adalah ∞, tetapi kerugian pengembalian 35 hingga 45 dB, biasanya dianggap kecocokan yang baik. Demikian pula, untuk korsleting atau korsleting, daya datang dipantulkan kembali. Kerugian pengembalian untuk kasus ini adalah 0 dB.

Kehilangan penyisipan adalah rasio tingkat daya dari sinyal yang ditransmisikan ke tingkat daya sinyal input yang dinyatakan dalam desibel (dB), yaitu,

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

Mengacu pada Gambar 2, Pr dari -10 dBm berarti bahwa 10 persen daya insiden dipantulkan. Jika sirkuit atau saluran transmisi tidak memiliki rugi, 90 persen daya datang ditransmisikan. Kehilangan penyisipan oleh karena itu kira-kira 0.5 dB, menghasilkan daya pancar -0.5 dBm. Jika terjadi kerugian internal maka kerugian penyisipan akan lebih besar.

4) Apa itu parameter-S?

Angka. Representasi S-parameter dari sirkuit gelombang mikro dua port.

Menggunakan S-parameter, kinerja RF rangkaian dapat sepenuhnya dikarakterisasi tanpa perlu mengetahui komposisi internalnya. Untuk tujuan ini, sirkuit biasanya disebut sebagai "kotak hitam". Komponen internal bisa aktif (yaitu, amplifier) ​​atau pasif. Satu-satunya ketentuan adalah bahwa parameter-S ditentukan untuk semua frekuensi dan kondisi (misalnya, suhu, bias penguat) yang diinginkan dan rangkaian harus linier (yaitu, keluarannya berbanding lurus dengan masukannya). Gambar 3 merupakan representasi dari rangkaian gelombang mikro sederhana dengan satu masukan dan satu keluaran (disebut port). Setiap port memiliki sinyal insiden (a) dan sinyal pantulan (b). Dengan mengetahui parameter-S (yaitu, S11, S21, S12, S22) dari rangkaian ini, seseorang dapat menentukan pengaruhnya pada sistem apa pun di mana ia dipasang.

Parameter-S ditentukan dengan pengukuran dalam kondisi terkontrol. Menggunakan peralatan uji khusus yang disebut penganalisis jaringan, sinyal (a1) dimasukkan ke Port 1 dengan Port 2 diakhiri dalam sistem dengan impedansi terkontrol (biasanya 50 ohm). Penganalisis mengukur dan mencatat secara bersamaan a1, b1 dan b2 (a2 = 0). Proses tersebut kemudian dibalik, yaitu dengan memasukkan sinyal (a2) ke Port 2, alat analisa mengukur a2, b2 dan b1 (a1 = 0). Dalam bentuknya yang paling sederhana, penganalisis jaringan hanya mengukur amplitudo sinyal ini. Ini disebut penganalisis jaringan skalar dan cukup untuk menentukan besaran seperti VSWR, RL dan IL. Untuk karakterisasi rangkaian lengkap, bagaimanapun, fase diperlukan juga dan membutuhkan penggunaan penganalisis jaringan vektor. Parameter S ditentukan oleh hubungan berikut:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

S11 dan S22 masing-masing adalah koefisien refleksi port input dan output sirkuit; sedangkan S21 dan S12 adalah koefisien transmisi maju dan mundur rangkaian. RL terkait dengan koefisien refleksi oleh hubungan

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | dan RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL terkait dengan koefisien transmisi sirkuit oleh hubungan

Idari Port 1 ke Port 2 (dB) = -20 log10 | S21 | dan Idari Port 2 ke Port 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Representasi ini dapat diperluas ke sirkuit gelombang mikro dengan jumlah port yang berubah-ubah. Jumlah parameter-S naik dengan kuadrat dari jumlah port, sehingga matematika menjadi lebih terlibat, tetapi dapat dikelola dengan menggunakan aljabar matriks.

5) Apakah Impedance-Matching itu?

Impedansi adalah pertentangan yang dihadapi oleh energi listrik saat bergerak menjauh dari sumbernya.  

Sinkronisasi beban dan impedansi sumber akan membatalkan efek yang mengarah ke transfer daya maksimum. 

Ini dikenal sebagai teorema transfer daya maksimum: Teorema transfer daya maksimum sangat penting dalam rakitan transmisi frekuensi radio, dan khususnya, dalam pengaturan antena RF.

Pencocokan impedansi sangat penting untuk berfungsinya pengaturan RF yang efisien di mana Anda ingin memindahkan voltase dan daya secara optimal. Dalam desain RF, pencocokan sumber dan impedansi beban akan memaksimalkan transmisi daya RF. Antena akan menerima transfer daya maksimum atau optimal di mana impedansinya disesuaikan dengan impedansi keluaran sumber transmisi.

Impedansi 50Ohm adalah standar untuk merancang sebagian besar sistem dan komponen RF. Kabel koaksial yang mendukung konektivitas dalam berbagai aplikasi RF memiliki impedansi tipikal 50 Ohm. Penelitian RF yang dilakukan pada tahun 1920-an menemukan bahwa impedansi optimal untuk transfer sinyal RF adalah antara 30 dan 60Ohms tergantung pada tegangan dan transfer daya. Memiliki impedansi yang relatif standar memungkinkan pencocokan antara kabel dan komponen seperti antena WiFi atau Bluetooth, PCB dan peredam. Sejumlah jenis antena utama memiliki impedansi 50 Ohm termasuk ZigBee GSM GPS dan LoRa

Koefisien Refleksi - Sumber: Wikipedia

Ketidakcocokan dalam impedansi menyebabkan refleksi tegangan dan arus, dan dalam pengaturan RF ini berarti bahwa daya sinyal akan dipantulkan kembali ke sumbernya, proporsinya sesuai dengan tingkat ketidaksesuaian. Hal ini dapat dicirikan dengan menggunakan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) yang merupakan ukuran efisiensi transfer daya RF dari sumbernya menjadi beban, seperti antena.

Ketidaksesuaian antara impedansi sumber dan beban, misalnya antena 75Ohm dan kabel coax 50 Ohm, dapat diatasi dengan menggunakan berbagai perangkat pencocokan impedansi seperti resistor seri, transformator, bantalan pencocokan impedansi yang dipasang di permukaan, atau tuner antena.

Dalam elektronik, pencocokan impedansi melibatkan pembuatan atau pengubahan rangkaian atau aplikasi elektronik atau pengaturan komponen sehingga impedansi beban listrik cocok dengan impedansi daya atau sumber penggerak. Sirkuit direkayasa atau diarahkan agar impedansnya tampak sama.

Ketika melihat sistem yang menyertakan saluran transmisi, perlu dipahami bahwa sumber, saluran transmisi / pengumpan, dan muatan semuanya memiliki impedansi karakteristik. 50Ω adalah standar yang sangat umum untuk aplikasi RF meskipun impedansi lain kadang-kadang terlihat di beberapa sistem.

Untuk mendapatkan transfer daya maksimum dari sumber ke saluran transmisi, atau saluran transmisi ke beban, baik itu resistor, masukan ke sistem lain, atau antena, tingkat impedansinya harus sesuai.

Dengan kata lain untuk sistem 50Ω sumber atau generator sinyal harus memiliki impedansi sumber 50Ω, saluran transmisi harus 50Ω dan demikian pula bebannya.

Masalah muncul ketika daya ditransfer ke saluran transmisi atau pengumpan dan bergerak ke arah beban. Jika ada ketidaksesuaian, yaitu impedansi beban tidak cocok dengan saluran transmisi, maka tidak mungkin semua daya ditransfer.

Karena daya tidak dapat hilang, daya yang tidak ditransfer ke beban harus pergi ke suatu tempat dan di sana ia bergerak kembali di sepanjang saluran transmisi kembali ke sumbernya.

Ketika ini terjadi, tegangan dan arus gelombang maju dan yang dipantulkan dalam feeder menambah atau mengurangi pada titik yang berbeda di sepanjang feeder sesuai dengan fase. Dengan cara ini gelombang berdiri diatur.

Cara di mana efek terjadi dapat ditunjukkan dengan panjang tali. Jika satu ujung dibiarkan bebas dan yang lainnya digerakkan ke atas ke bawah, gerakan gelombang dapat terlihat bergerak ke bawah sepanjang tali. Namun jika salah satu ujungnya diperbaiki, gerakan gelombang berdiri diatur, dan titik-titik getaran minimum dan maksimum dapat dilihat.

Ketika resistensi beban lebih rendah dari tegangan impedansi pengumpan dan besarnya arus diatur. Di sini arus total pada titik beban lebih tinggi dari pada garis yang cocok sempurna, sedangkan tegangannya lebih kecil.

Nilai arus dan tegangan di sepanjang pengumpan bervariasi di sepanjang pengumpan. Untuk nilai kecil daya pantulan, bentuk gelombangnya hampir sinusoidal, tetapi untuk nilai yang lebih besar ia menjadi lebih seperti gelombang sinus yang diperbaiki. Bentuk gelombang ini terdiri dari tegangan dan arus dari daya maju plus tegangan dan arus dari daya yang dipantulkan.

Pada jarak seperempat panjang gelombang dari beban, tegangan gabungan mencapai nilai maksimum sementara arus minimum. Pada jarak setengah panjang gelombang dari beban, tegangan dan arus sama dengan beban.

Situasi serupa terjadi ketika resistansi beban lebih besar dari impedansi feeder namun kali ini total tegangan pada beban lebih tinggi dari nilai garis yang cocok sempurna. Tegangan mencapai minimum pada jarak seperempat panjang gelombang dari beban dan arus maksimum. Namun pada jarak setengah panjang gelombang dari beban, tegangan dan arus sama dengan pada beban.

Kemudian ketika ada sirkuit terbuka yang ditempatkan di ujung garis, pola gelombang berdiri untuk pengumpan mirip dengan sirkuit pendek, tetapi dengan pola tegangan dan arus terbalik.

▲KEMBALI▲

6) Apa itu Energi yang Dipantulkan?
Ketika gelombang yang ditransmisikan mencapai batas seperti yang antara saluran transmisi lossless dan beban (Lihat Gambar 1. di bawah), sebagian energi akan ditransmisikan ke beban dan sebagian akan dipantulkan. Koefisien refleksi menghubungkan gelombang masuk dan gelombang pantul sebagai:

Γ = V- / V + (Persamaan 1)

Di mana V- adalah gelombang yang dipantulkan dan V + adalah gelombang yang masuk. VSWR terkait dengan besarnya koefisien refleksi tegangan (Γ) dengan:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Persamaan 2)

VSWR dapat diukur secara langsung dengan SWR meter. Instrumen uji RF seperti penganalisa jaringan vektor (VNA) dapat digunakan untuk mengukur koefisien refleksi dari port input (S11) dan port output (S22). S11 dan S22 masing-masing setara dengan Γ pada port input dan output. VNA dengan mode matematika juga dapat secara langsung menghitung dan menampilkan nilai VSWR yang dihasilkan.

Kehilangan pengembalian pada port input dan output dapat dihitung dari koefisien refleksi, S11 atau S22, sebagai berikut:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (Persamaan 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (Persamaan 4)

Koefisien refleksi dihitung dari impedansi karakteristik saluran transmisi dan impedansi beban sebagai berikut:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Persamaan 5)

Dimana ZL adalah impedansi beban dan ZO adalah impedansi karakteristik saluran transmisi (Gambar 1).

VSWR juga dapat diekspresikan dalam bentuk ZL dan ZO. Mengganti Persamaan 5 ke Persamaan 2, kami memperoleh:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

Untuk ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Karena itu:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Persamaan 6)
Untuk ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Karena itu:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Persamaan 7)

Kami mencatat di atas bahwa VSWR adalah spesifikasi yang diberikan dalam bentuk rasio relatif terhadap 1, sebagai contoh 1.5: 1. Ada dua kasus khusus VSWR, ∞: 1 dan 1: 1. Rasio tak terhingga satu terjadi ketika beban adalah sirkuit terbuka. Rasio 1: 1 terjadi ketika beban sangat cocok dengan impedansi karakteristik saluran transmisi.

VSWR didefinisikan dari gelombang berdiri yang muncul pada saluran transmisi itu sendiri dengan:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Persamaan 8)

Di mana VMAX adalah amplitudo maksimum dan VMIN adalah amplitudo minimum dari gelombang berdiri. Dengan dua gelombang super-dikenakan, maksimum terjadi dengan interferensi konstruktif antara gelombang yang masuk dan yang dipantulkan. Demikian:

VMAX = V + + V- (Persamaan 9)

untuk gangguan konstruktif maksimum. Amplitudo minimum terjadi dengan interferensi dekonstruktif, atau:

VMIN = V + - V- (Persamaan 10)

Mengganti Persamaan 9 dan 10 menjadi hasil Persamaan 8


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (Persamaan 11)

Pengganti Persamaan 1 ke Persamaan 11, kami memperoleh:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Persamaan 12)

Persamaan 12 adalah Persamaan 2 yang disebutkan di awal artikel ini.

▲KEMBALI▲

4. Kalkulator VSWR: Bagaimana Menghitung VSWR? 

Ketidaksesuaian impedansi menghasilkan gelombang berdiri di sepanjang saluran transmisi, dan SWR didefinisikan sebagai rasio amplitudo gelombang berdiri parsial pada antinode (maksimum) dengan amplitudo pada node (minimum) di sepanjang saluran.

Rasio yang dihasilkan biasanya dinyatakan sebagai rasio, misalnya 2: 1, 5: 1, dll. Kecocokan sempurna adalah 1: 1 dan ketidakcocokan lengkap, yaitu sirkuit pendek atau terbuka ∞: 1.

Dalam praktiknya, ada kerugian pada feeder atau saluran transmisi mana pun. Untuk mengukur VSWR, daya maju dan mundur terdeteksi pada titik tersebut di sistem dan ini diubah menjadi angka untuk VSWR. 

Dengan cara ini, VSWR diukur pada titik tertentu dan tegangan maksimum dan minimum tidak perlu ditentukan sepanjang saluran.

Komponen tegangan gelombang berdiri dalam saluran transmisi seragam terdiri dari gelombang maju (dengan amplitudo Vf) yang ditumpangkan pada gelombang yang dipantulkan (dengan amplitudo Vr). Refleksi terjadi sebagai akibat dari diskontinuitas, seperti ketidaksempurnaan pada saluran transmisi yang seragam, atau ketika saluran transmisi diakhiri dengan selain impedansi karakteristiknya.

Jika Anda tertarik untuk menentukan kinerja antena, VSWR harus selalu diukur pada terminal antena itu sendiri daripada pada keluaran pemancar. Karena kehilangan ohmik pada kabel pemancar, ilusi akan dibuat dengan antena VSWR yang lebih baik, tetapi itu hanya karena kehilangan ini mengurangi dampak pantulan yang tiba-tiba pada terminal antena.

Karena antena biasanya terletak agak jauh dari pemancar, diperlukan saluran umpan untuk mentransfer daya di antara keduanya. Jika saluran umpan tidak memiliki kerugian dan cocok dengan impedansi keluaran pemancar dan impedansi masukan antena, maka daya maksimum akan dikirim ke antena. Dalam hal ini, VSWR akan menjadi 1: 1 dan tegangan dan arus akan konstan di seluruh panjang saluran umpan.

1) Perhitungan VSWR

Return loss adalah ukuran dalam dB dari rasio daya dalam gelombang datang dengan gelombang yang dipantulkan, dan kami mendefinisikannya sebagai nilai negatif.

Kerugian pengembalian = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Misalnya, jika suatu beban memiliki pengembalian rugi -10 dB, maka 1/10 daya datang akan dipantulkan. Semakin tinggi kerugian pengembalian, semakin sedikit daya yang hilang.

Yang juga menarik adalah kerugian mismatch. Ini adalah ukuran seberapa besar daya yang dipancarkan dilemahkan karena refleksi. Itu diberikan oleh relasi berikut:

Kerugian Tidak Cocok = 10 log (1 -p2)

Misalnya, dari Tabel # 1 antena dengan VSWR 2: 1 akan memiliki koefisien refleksi 0.333, kehilangan ketidaksesuaian -0.51 dB, dan kehilangan balik -9.54 dB (11% dari daya pemancar Anda dipantulkan kembali )

2) Bagan Perhitungan VSWR Gratis

Berikut bagan perhitungan VSWR sederhana. 

Ingatlah selalu bahwa VSWR harus berupa angka yang lebih besar dari 1.0
VSWR	Koefisien Refleksi (Γ)	Daya Tercermin (%)	Rugi Tegangan	Daya Tercermin (dB)	Mengembalikan kerugian	Mismatch Loss (dB)
1	0.00	0.00	0	-tak terhingga	Angka tak terbatas	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Bacaan Ekstra: VSWR di antena Rasio Gelombang Berdiri Tegangan (VSWR) adalah indikasi jumlah ketidaksesuaian antara antena dan saluran umpan yang terhubung dengannya. Ini juga dikenal sebagai Standing Wave Ratio (SWR). Kisaran nilai VSWR adalah dari 1 hingga ∞.  Nilai VSWR di bawah 2 dianggap cocok untuk sebagian besar aplikasi antena. Antena dapat digambarkan memiliki "Pertandingan yang Baik". Jadi ketika seseorang mengatakan bahwa antena kurang cocok, sangat sering itu berarti nilai VSWR melebihi 2 untuk frekuensi yang diinginkan.  Return loss adalah spesifikasi lain yang menarik dan dibahas lebih rinci di bagian Teori Antena. Konversi yang biasanya diperlukan adalah antara return loss dan VSWR, dan beberapa nilai ditabulasikan dalam bagan, bersama dengan grafik nilai-nilai ini untuk referensi cepat.

Dari mana asal kalkulasi ini? Nah, mulailah dengan rumus VSWR:

Jika kita membalik rumus ini, kita dapat menghitung koefisien refleksi (, atau return loss, s11) dari VSWR:

Koefisien refleksi ini sebenarnya didefinisikan dalam istilah tegangan. Kami benar-benar ingin tahu seberapa besar kekuatan yang dipantulkan. Ini akan sebanding dengan kuadrat tegangan (V ^ 2). Oleh karena itu, daya yang dipantulkan dalam persen adalah:

Kita dapat mengubah daya yang dipantulkan menjadi desibel dengan mudah:

Terakhir, daya dipantulkan atau dikirim ke antena. Jumlah yang dikirim ke antena ditulis sebagai (), dan sederhana (1- ^ 2). Ini dikenal sebagai kerugian ketidakcocokan. Ini adalah jumlah daya yang hilang karena ketidakcocokan impedansi, dan kami dapat menghitungnya dengan cukup mudah:

Dan hanya itu yang perlu kita ketahui untuk bolak-balik antara VSWR, s11 / return loss, dan mismatch loss. Saya harap Anda mengalami saat-saat yang menyenangkan seperti yang saya alami.

Tabel konversi - dBm ke dBW dan W (watt)

Pada tabel ini kami menyajikan bagaimana nilai daya dalam dBm, dBW dan Watt (W) saling bersesuaian.

Daya (dBm)	Daya (dBW)	Daya ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 KW
70	40	10 KW
60	30	1 KW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 W
-20	-50	10 W
-30	-60	1 W
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
di mana: dBm = desibel-milliwatt dBW = desibel-watt MW = megawatt KW = kilowatt W = watt mW = miliwatt W = mikrowatt nW = nanowatt pW = pikowatt

▲KEMBALI▲

3) Formula VSWR

Program ini merupakan applet untuk menghitung Voltage Standing Wave Ratio (VSWR).

Saat memasang antena dan sistem pemancar, penting untuk menghindari ketidaksesuaian impedansi di mana saja dalam sistem. Ketidakcocokan berarti sebagian gelombang keluaran dipantulkan kembali ke pemancar dan sistem menjadi tidak efisien. Ketidakcocokan dapat terjadi pada antarmuka antara berbagai peralatan misalnya pemancar, kabel dan antena. Antena memiliki impedansi, yang biasanya 50 ohm (ketika antena memiliki dimensi yang benar). Ketika refleksi terjadi, gelombang berdiri diproduksi di kabel.

Rumus VSWR dan koefisien refleksi:

Persamaan 1	Koefisien refleksi Γ didefinisikan sebagai	Persamaan 2	VSWR atau rasio gelombang berdiri tegangan
Rumus		Rumus
Gamma	ZL = Nilai dalam ohm beban (biasanya antena) Zo = Impedansi Karakteristik saluran transmisi dalam ohm	Sigma	Mengingat bahwa ρ akan bervariasi dari 0 hingga 1, nilai yang dihitung untuk VSWR akan dari 1 hingga tak terbatas.
Nilai yang dihitung	antara -1 ≦ Γ ≦ 1.	Nilai yang dihitung	1 atau rasio 1: 1.
Jika nilainya "-1".	Berarti refleksi 100% terjadi dan tidak ada daya yang ditransfer ke beban. Gelombang yang dipantulkan adalah 180 derajat di luar fase (terbalik) dengan gelombang datang.	Dengan sirkuit terbuka	Ini adalah kondisi sirkuit terbuka tanpa antena yang terhubung. Artinya ZL tak berhingga dan suku Zo akan menghilang pada Persamaan 1, meninggalkan Γ = 1 (100% refleksi) dan ρ = 1. Tidak ada daya yang ditransfer dan VSWR tidak terbatas.
Jika nilainya adalah "1".	Berarti refleksi 100% terjadi dan tidak ada daya yang ditransfer ke beban. Gelombang yang dipantulkan berada dalam fase dengan gelombang datang.	Dengan korsleting	Bayangkan ujung kabel mengalami korsleting. Artinya ZL adalah 0 dan Persamaan 1 akan menghitung Γ = -1 dan ρ = 1. Tidak ada daya yang ditransfer dan VSWR tidak terbatas.
Jika nilainya adalah "0".	Berarti tidak ada pantulan dan semua daya dipindahkan ke beban. (IDEAL)	Dengan antena yang cocok dengan benar.	Ketika antena yang cocok terhubung dengan benar, maka semua energi ditransfer ke antena dan diubah menjadi radiasi. ZL adalah 50 ohm dan Persamaan 1 akan menghitung Γ menjadi nol. Jadi VSWR akan tepat 1.
N / A	N / A	Dengan antena yang tidak cocok.	Ketika antena yang dicocokkan secara salah terhubung, impedansi tidak akan lagi menjadi 50 ohm dan ketidaksesuaian impedansi terjadi dan bagian dari energi dipantulkan kembali. Jumlah energi yang dipantulkan tergantung pada tingkat ketidakcocokan sehingga VSWR akan menjadi nilai di atas 1.
Saat menggunakan kabel dengan impedansi karakteristik yang salah Kabel / saluran transmisi yang digunakan untuk menghubungkan antena ke pemancar harus memiliki impedansi karakteristik yang benar.  Biasanya, kabel koaksial berukuran 50ohms (75ohms untuk televisi dan satelit) dan nilainya akan dicetak pada kabel itu sendiri.  Jumlah energi yang dipantulkan tergantung pada tingkat ketidaksesuaian dan VSWR akan bernilai di atas 1.

ulasan:

Apakah gelombang berdiri itu? Sebuah beban dihubungkan ke ujung saluran transmisi dan sinyal mengalir di sepanjang itu dan memasuki beban. Jika impedansi beban tidak sesuai dengan impedansi saluran transmisi, maka bagian dari gelombang berjalan dipantulkan kembali ke sumbernya.

Ketika refleksi terjadi, ini berjalan kembali ke saluran transmisi dan bergabung dengan gelombang datang untuk menghasilkan gelombang berdiri. Penting untuk dicatat bahwa gelombang yang dihasilkan tampak seperti diam dan tidak merambat seperti gelombang normal dan tidak mentransfer energi ke arah beban. Gelombang memiliki area amplitudo maksimum dan minimum yang masing-masing disebut anti-node dan node.

Saat menghubungkan antena, jika VSWR 1.5 diproduksi, maka efisiensi daya 96%. Ketika VSWR 3.0 diproduksi, maka efisiensi daya adalah 75%. Dalam penggunaan aktual, tidak disarankan untuk melebihi VSWR 3.

▲KEMBALI▲

5. Bagaimana Mengukur Rasio Gelombang Berdiri - Penjelasan Wikipedia
Banyak metode berbeda dapat digunakan untuk mengukur rasio gelombang berdiri. Metode yang paling intuitif menggunakan slotted line yang merupakan bagian dari saluran transmisi dengan slot terbuka yang memungkinkan probe mendeteksi tegangan aktual di berbagai titik di sepanjang saluran. 

Dengan demikian nilai maksimum dan minimum dapat dibandingkan secara langsung. Metode ini digunakan pada VHF dan frekuensi yang lebih tinggi. Pada frekuensi yang lebih rendah, garis seperti itu sangat panjang. Skrup terarah dapat digunakan di HF melalui frekuensi gelombang mikro. 

Beberapa gelombang seperempat atau lebih panjang, yang membatasi penggunaannya pada frekuensi yang lebih tinggi. Jenis lain dari directional coupler mengambil sampel arus dan tegangan pada satu titik di jalur transmisi dan secara matematis menggabungkannya sedemikian rupa untuk mewakili daya yang mengalir dalam satu arah.

Jenis SWR / meteran daya yang umum digunakan dalam operasi amatir mungkin berisi penggandeng arah ganda. Jenis lainnya menggunakan penggandeng tunggal yang dapat diputar 180 derajat untuk mendapatkan daya sampel yang mengalir di kedua arah. Skrup searah jenis ini tersedia untuk berbagai rentang frekuensi dan tingkat daya dan dengan nilai sambungan yang sesuai untuk meter analog yang digunakan.

Alat pengukur watt terarah menggunakan elemen penggandeng arah yang dapat diputar

Daya maju dan pantulan yang diukur dengan skrup terarah dapat digunakan untuk menghitung SWR. Perhitungan dapat dilakukan secara matematis dalam bentuk analog atau digital atau dengan menggunakan metode grafis yang dibangun ke dalam meteran sebagai skala tambahan atau dengan membaca dari titik persimpangan antara dua jarum pada meter yang sama.

Alat ukur di atas dapat digunakan "sejajar" yaitu, daya penuh pemancar dapat melewati alat ukur tersebut sehingga memungkinkan pemantauan SWR secara terus menerus. Instrumen lain, seperti penganalisis jaringan, skrup pengarah daya rendah, dan jembatan antena menggunakan daya rendah untuk pengukuran dan harus dihubungkan menggantikan pemancar. Sirkuit jembatan dapat digunakan untuk mengukur secara langsung bagian nyata dan imajiner dari impedansi beban dan menggunakan nilai tersebut untuk memperoleh SWR. Metode ini dapat memberikan informasi lebih dari sekedar SWR atau meneruskan dan daya pantulan. [11] Penganalisis antena yang berdiri sendiri menggunakan berbagai metode pengukuran dan dapat menampilkan SWR dan parameter lain yang diplot terhadap frekuensi. Dengan menggunakan penggandeng terarah dan jembatan dalam kombinasi, dimungkinkan untuk membuat instrumen sejajar yang membaca langsung dalam impedansi kompleks atau dalam SWR. [12] Penganalisis antena yang berdiri sendiri juga tersedia yang mengukur beberapa parameter.

▲KEMBALI▲

6. Pertanyaan yang sering diajukan

1) Apa Penyebab VSWR Tinggi?

Jika VSWR terlalu tinggi, ada potensi terlalu banyak energi yang dipantulkan kembali ke power amplifier, menyebabkan kerusakan pada sirkuit internal. Dalam sistem yang ideal, akan ada VSWR 1: 1. Penyebab nilai VSWR yang tinggi dapat berupa penggunaan beban yang tidak tepat atau sesuatu yang tidak diketahui seperti saluran transmisi yang rusak.

2) Bagaimana Anda Mengurangi VSWR?

Salah satu teknik untuk mengurangi sinyal yang dipantulkan dari input atau output perangkat apa pun adalah dengan menempatkan peredam sebelum atau sesudah perangkat. Atenuasi mengurangi sinyal yang dipantulkan dua kali nilai atenuasi, sedangkan sinyal yang ditransmisikan menerima nilai redaman nominal. (Tips: Untuk menekankan betapa pentingnya VSWR dan RL bagi jaringan Anda, pertimbangkan penurunan kinerja dari VSWR 1.3: 1 menjadi 1.5: 1 - ini adalah perubahan dalam Pengembalian Kerugian 16 dB menjadi 13 dB).

3) Apakah S11 Return Loss?

Dalam praktiknya, parameter yang paling sering dikutip sehubungan dengan antena adalah S11. S11 merepresentasikan berapa banyak daya yang dipantulkan dari antena, dan karenanya dikenal sebagai koefisien refleksi (kadang-kadang ditulis sebagai gamma: atau return loss .... Daya yang diterima ini dipancarkan atau diserap sebagai rugi-rugi di dalam antena.

4) Mengapa VSWR Diukur?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), adalah ukuran seberapa efisien daya frekuensi radio ditransmisikan dari sumber daya, melalui saluran transmisi, ke dalam beban (misalnya, dari penguat daya melalui saluran transmisi, ke antena) . Dalam sistem yang ideal, 100% energi ditransmisikan.

5) Bagaimana cara Memperbaiki VSWR Tinggi?

Jika antena Anda dipasang di bagian bawah kendaraan, seperti di bumper atau di belakang kabin truk pickup, sinyal dapat memantul kembali ke antena, menyebabkan SWR tinggi. Untuk mengatasinya, pertahankan setidaknya 12 inci atas antena di atas garis atap, dan posisikan antena setinggi mungkin di kendaraan.

6) Apa itu Bacaan VSWR yang Baik?
Pembacaan terbaik adalah 1.01: 1 (kerugian pengembalian 46dB), tetapi biasanya pembacaan di bawah 1.5: 1 dapat diterima. Di luar dunia yang sempurna, kerugian 1.2: 1 (pengembalian 20.8dB) tepat dalam banyak kasus. Untuk memastikan pembacaan yang akurat, yang terbaik adalah menghubungkan meteran di dasar antena.

7) Apakah 1.5 SWR Baik?
Ya itu! Kisaran ideal adalah SWR 1.0-1.5. Ada ruang untuk peningkatan ketika kisarannya adalah SWR 1.5 - 1.9, tetapi SWR dalam kisaran ini masih memberikan kinerja yang memadai. Kadang-kadang, karena instalasi atau variabel kendaraan, tidak mungkin untuk mendapatkan SWR lebih rendah dari ini.

8) Bagaimana cara Memeriksa SWR Saya Tanpa Pengukur?
Berikut langkah-langkah untuk menyetel radio CB tanpa meteran SWR:
1) Temukan area dengan gangguan terbatas.
2) Pastikan Anda memiliki radio tambahan.
3) Setel kedua radio ke saluran yang sama.
4) Bicaralah ke satu radio dan dengarkan melalui radio lainnya.
5) Jauhkan satu radio dan catat bila suaranya jelas.
6) Sesuaikan antena Anda sesuai kebutuhan.

9) Apakah Semua Antena CB Perlu Disetel?
Meskipun penyetelan antena tidak diperlukan untuk mengoperasikan sistem CB Anda, ada sejumlah alasan penting mengapa Anda harus selalu menyetel antena: Peningkatan Kinerja - Antena yang disetel dengan benar SELALU akan bekerja lebih efisien daripada antena yang tidak disetel.

10) Mengapa SWR Saya Naik Saat Saya Berbicara?

Salah satu penyebab paling umum dari pembacaan SWR tinggi adalah salah menghubungkan pengukur SWR Anda ke radio dan antena Anda. Jika dilampirkan dengan tidak benar, pembacaan akan dilaporkan sebagai sangat tinggi meskipun semuanya dipasang dengan sempurna. Silakan lihat artikel ini tentang memastikan meteran SWR Anda dipasang dengan benar.

7. Online Gratis Terbaik Kalkulator VSWR pada tahun 2021

https://www.microwaves101.com/calculators/872-vswr-calculator
http://rfcalculator.mobi/vswr-forward-reverse-power.html
https://www.everythingrf.com/rf-calculators/vswr-calculator
https://www.pasternack.com/t-calculator-vswr.aspx
https://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php
http://www.flexautomotive.net/flexcalc/VSWR2/VSWR.aspx
https://www.allaboutcircuits.com/tools/vswr-return-loss-calculator/
http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html
https://www.ahsystems.com/EMC-formulas-equations/VSWR.php
http://cgi.www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_14.php
https://chemandy.com/calculators/return-loss-and-mismatch-calculator.htm
https://www.atmmicrowave.com/calculator/vswr-calculator/
http://www.emtalk.com/vswr.php

▲KEMBALI▲

Sharing adalah merawat!

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan