1. Saluran Transmisi Beban Open
Saluran transmisi beban open adalah ketika ujung saluran transmisi yang seharusnya terhubung ke antena malah dibiarkan terbuka dan tidak ada antena yang terpasang. Dengan kata lain, impedansi beban sama dengan tak terhingga (𝑍𝐿 = ∞) seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Skematik Saluran Transmisi Beban Open.
Sebagai dampak dari 𝑍𝐿 = 0 maka koefisien refleksinya (Γ) ditunjukkan pada Persamaan (1).
(1)Sehingga nilai Standing Wave Ratio (SWR) bisa dituliskan seperti pada Persamaan (2).
Di samping itu, pengaruh 𝑍𝐿 = 0 juga berdampak pada impedansi di input saluran transmisi. Impedansi input akan selalu bersifat reaktif (murni imajiner tanpa terdapat komponen riil). Hal ini ditunjukkan dalam Persamaan (3).
(3)2. Saluran Transmisi Beban Short
Saluran transmisi beban short adalah ketika ujung saluran transmisi yang seharusnya terhubung ke antena malah dihubung singkat. Dengan kata lain, impedansi beban sama dengan nol (𝑍𝐿 = 0) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Skematik Saluran Transmisi Beban Short.
Sebagai dampak dari 𝑍𝐿 = 0 maka koefisien refleksinya (Γ) ditunjukkan pada Persamaan (4).
(4)Dampak berikutnya adalah nilai Standing Wave Ratio (SWR) bisa dituliskan seperti pada Persamaan (5).
(5)Di samping itu, pengaruh 𝑍𝐿 = 0 juga berdampak pada impedansi di input saluran transmisi. Impedansi input akan selalu bersifat reaktif (murni imajiner tanpa terdapat komponen riil). Hal ini ditunjukkan dalam Persamaan (6).
(6)3. Simulasi Saluran Transmisi Beban Open dan Short
Untuk menyimulasikan pengukuran impendasi input pada beban open dan short pada saluran transmisi mikrostrip menggunakan aplikasi CST Studio Suite, dibutuhkan :
a. Satu unit komputer atau laptop
b. Aplikasi CST Studio Suite yang sudah terinstall dan lisensinya terverifikasi.
Adapun langkah-langkah untuk menyimulasikan pengukuran impendasi input pada beban open adalah :
1) Desain saluran transmisi mikrostrip yang akan dibuat sesuai dengan Gambar 3. dengan parameter/dimensi sebagai berikut :
Gambar 3. Desain Saluran Transmisi dan Parameternya.
𝑓𝑚𝑖𝑛 = 2 𝐺𝐻𝑧 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 4 𝐺𝐻𝑧
𝑓𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟 = 3 𝐺𝐻𝑧 𝑊𝑔 = 40 𝑚𝑚
𝑊 = 3,633 𝑚𝑚 𝑙𝑔 = 150 𝑚𝑚
ℎ = 1,52 𝑚𝑚 𝑡 = 0,017 𝑚𝑚
Bahan konduktor : PEC Bahan substrat : RO3003 (loss free)
2) Sebelum simulasi dilakukan, cukup satu ujung saluran transmisi saja yang dibuatkan port dan ujung lainnyadibiarkan terbuka. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
3) Atur Boundaries menjadi magnetic (Ht=0) pada semua koordinat kecuali Ymin yang diatur menjadi electric (Et=0). Setelah itu, simulasi bisa dijalankan dengan mengklik ikon Start Simulation pada Ribbon panel.
4) Karena hanya terdapat satu port pada saluran transmisi mikrostrip, maka analisa S-Parameter yang bisa dilakukan adalah hanya 𝑆11 yang pada Praktikum III sebelumnya disebutkan bahwa 𝑆11 bisa digunakan untuk mendapatkan informasi return loss dan impedansi. Pada simulasi ini, kita akan mengamati nilai impedansi yang terukur pada input saluran (𝑍𝑖𝑛). Caranya adalah pilih 1D Results di Navigation Tree, kemudian buka folder S-Parameters lalu klik S1,1 (hanya ada 𝑆11 saja). Setelah itu, gunakan Curve Markers untuk menandai kurva di frekuensi 3GHz seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 6. Hasil Simulasi 𝑆11 Ketika Disajikan dalam Bentuk Impedansi pada Smith Chart.
6) Simpan project CST dengan mengklik tombol File lalu pilih Save. Ketikkan nama project (untuk saluran transmisi beban open) anda lalu klik tombol Save.
7) Klik menu File lalu pilih Save As untuk menggandakan project anda (untuk saluran transmisi beban short). Ketikkan nama project baru kemudian klik Save.
8) Seperti pada Percobaan 2 dan Percobaan 3, tambahkan panjang 𝑙𝑔 mulai 𝑙𝑔 = 150 𝑚𝑚 sampai dengan 𝑙𝑔 = 220 𝑚𝑚 dengan pertambahan tiap 3,5 mm. Kemudian catat hasilnya pada Tabel 1. Selain itu, screenshot tampilan smith chart dan amati perubahan letak/posisi titiknya.
9) Buka kembali project yang telah disimpan pada Langkah 7 sebelumnya.
10) Manfaatkan menu navigasi untuk menampakkan sisi ujung saluran transmisi yang tidak dipasangi port.
11) Klik menu Modelling lalu pilih Brick dan langsung tekan tombol Esc. Kemudian isikan parameter di seperti pada Gambar 7 untuk menghubung singkat ground plane dengan microstrip line. Klik Preview untuk memastikan posisi konduktor tepat berhimpit dengan microstrip line dan ground plane. Bila dirasa posisi sudah tepat bisa diklik tombol OK.
12) Untuk memastikan ketiganya (Line, jumper dan Ground) benar-benar tersambung, maka klik Components di Navigation Tree, lalu klik component1 lalu pilih Line. Klik menu Modelling lalu pilih menu Boolean di ribbon menu dan pilih Add. Setelah itu klik jumper di Navigation Tree lalu tekan tombol Enter. Maka komponen jumper akan dijadikan satu dengan Line dan komponen jumper akan hilan dari daftar komponen.
13) Ulangi lagi Langkah 12 untuk menggabungkan Line dengan Ground.
14) Seperti pada kasus beban open, lakukan simulasi dengan menambahkan panjang 𝑙𝑔 mulai 𝑙𝑔 = 150 𝑚𝑚 sampai dengan 𝑙𝑔 = 220 𝑚𝑚 dengan pertambahan tiap 3,5 mm. Kemudian catat hasilnya pada Tabel 2 berikut ini. Selain itu, screenshot tampilan smith chart dan amati perubahan letak/posisi titiknya.
Tabel 2 Data Simulasi Saluran Transmisi Beban Short.
@bannerkuy kadang rejeki ga melulu soal uang, punya temen suportif juga rejeki loh💙 #bannersidangmalang #cetakbannermalang #desainbanner #sidangskripsi #mahasiswaakhir ♬ Ini Abadi - Perunggu
4. Rangkuman
Dari penjelasan di atas, bisa dirangkum menjadi :
- Dari observasi menggunakan rumus, impedansi di input saluran ketika beban open ataupun short keduanya samasama menghasilkan impedansi yang reaktif, murni imajiner tidak terdapat komponen riil.
- Meskipun kondisinya berbeda bertolak belakang, namun perilaku gelombang pada kondisi open dan short mempunyai banyak kesamaan.
5. Tugas
- Amati pola perubahan titik di smith chart untuk kedua kasus beserta nilai impedansinya dan bandingkan dengan teori!
- Analisa dan simpulkan di laporan!
