Post on 28-Oct-2015
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 Page 1
Pengukuran dengan Network Analizer
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
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 2
Pengukuran dengan Network Analizer
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.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 3
Pengukuran dengan Network Analizer
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
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 4
Pengukuran dengan Network Analizer
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
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 5
Pengukuran dengan Network Analizer
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
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 6
Pengukuran dengan Network Analizer
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.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 7
Pengukuran dengan Network Analizer
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.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 8
Pengukuran dengan Network Analizer
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.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 9
Pengukuran dengan Network Analizer
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”.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 10
Pengukuran dengan Network Analizer
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”.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 11
Pengukuran dengan Network Analizer
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.
Laboratorium Sistem Komunikasi ITTelkom Bandung Page 12