Top Banner
Teori Saluran Transmisi (3) TTG4D3 – Rekayasa Gelombang Mikro Oleh Budi Syihabuddin – Erfansyah Ali 1
17

Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Dec 24, 2019

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Teori Saluran Transmisi (3)TTG4D3 – Rekayasa Gelombang Mikro

Oleh

Budi Syihabuddin – Erfansyah Ali

1

Page 2: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Outline

• Konsep Pantulan pada Saluran Transmisi

• Voltage Standing Wave Ratio

2

Page 3: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Konsep Pantulan Pada Saluran Transmisi

• Pantulan pada saluran terjadi akibat Zin saluran ≠ Z0.• Artinya : Sebagian gelombang datang akan dipantulkan , dan pantulan ini

terjadi di tiap titik di saluran

• Kondisi dimana Zin saluran ≠ Z0 disebut kondisiunmatched/missmatched

• Pada kondisi praktis, disaluran transmisi pasti terjadi pantukan

3

Page 4: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Gelombang Berdiri

4

Jika ZR = Z0 maka Zin = Z0, sehingga persamaan tegangan dan arus :

2x eAV

0

2x e

Z

AI

Tetapi jika ZR ≠ Z0 dan Zin ≠ Z0, maka ditiap titik di saluran akanTerjadi pantulan. Gelombang di tiap titik di saluran merupakanPenjumlahan dari gelombang datang dan gelombang pantul.Gelombang hasil penjumlahan ini disebut Standing Wave atauGelombang berdiri

xx γ

2

γ

1x eAeAV

Teg pantul=V - Teg datang = V+

)eAeA(1

I xx γ

2

γ

1

0

x

Z

Arus pantul=I - Arus datang = I+

Page 5: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Koefisien Pantul

• Adalah besaran yang menyatakan perbandingan gelombang pantul terhadapgelombang datang• Koefisien pantul tegangan (ku atau k)

• Koefisien pantul arus (kI)

5

1k0 V

Vk V

_

V

1k0 I

Ik I

_

I

Page 6: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Analisis Persamaan Koefisien Pantul Tegangan(Koefisien Pantul)(1)

6

dRRdRRd

dRRdRRd

dd

R

dd

Rd

RRd

eZZI

eZZI

V

eZIV

eZIV

V

eeZI

eeVV

γdZIγdVV

22

22

22

sinhcosh

00

00

0

0

Dari pers tegangan jika parameter beban diketahui :

Teg datang = V+

Teg pantul=V -

Page 7: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Analisis Persamaan Koefisien Pantul Tegangan(Koefisien Pantul)(2)• Maka koefesien pantul tegangan di suatu titik sejauh ‘d’ dari beban :

7

d

R

Rd

dRR

dRR

d

dud

eZZ

ZZk

eZZI

eZZI

V

Vk

2

0

0

0

0

2

2

Persamaan koefesien pantultegangan di suatu titikdisaltran sejauh ‘d’ daribeban

Page 8: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Analisis Persamaan Koefisien Pantul Tegangan(Koefisien Pantul)(3)• Jika d = 0 maka :

• Sehingga :

8

0

00 jika

ZZ

ZZkk

R

RRdd

d

Rd ekk 2

kR adalah koefisien pantul di beban

Page 9: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

xx γ

2

γ

1x eAeAV

Teg pantul=V - Teg datang = V+

)eAeA(1

I xx γ

2

γ

1

0

x

Z

Arus pantul=I - Arus datang = I+

Hubungan Tegangan Pantul vs Arus Pantul danHubungan Tegangan Datang vs Arus Datang

9

0

0

1

1 Z

Z

eA

eA

I

Vx

x

x

x

0

0

2

2 Z

Z

eA

eA

I

Vx

x

x

x

Teg pantul : Arus pantul Teg datang : Arus datang

0ZI

V

x

x

0ZI

V

x

x

Page 10: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Koefisien Pantul Arus (kI)

• Magnitude koefisien pantul arus = magnitude koefisien pantultegangan

• Beda fasa antara koefisien pantul tegangan dan koefisien pantul arusadalah 1800

10

kkk

kkV

V

ZV

ZV

I

Ik

uI

uI

0

0

/

/

Page 11: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Koefisien Pantul pada Saluran Lossless

11

rad . 22222 djd

R

djd

R

d

Rd eekeekekk

Jika saluran lossless (α = 0) :

rad 2 dj

Rd ekk

Magnitude koefisien pantul tegangan di sembarang titik padasaluran lossless adalah tetap yang berubah hanya fasanya

Page 12: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Kesimpulan (1)

• Agar tidak terjadi pantulan pada saluran maka Zin saluran harus samadengan Z0

• Jika pantulan pada saluran terlalu besar maka generator akan rusak

• Pada saluran matched (sepadan) berlaku : kd = 0

• Pada saluran lossless berlaku : magnitude kd = magnitude KR. Artinyadisepanjang saluran, magnitude koefisien pantul adalah tetap dan samadengan koefisien pantul di beban

• Pada saluran lossy, magnitude koefisien pantul terbesar ada di beban. Sedangkan magnitude koefisien pantul terkecil ada di input saluran(sumber)

12

Page 13: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Standing Wave Ratio(SWR) atau Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)• Menyatakan perbandingan antara tegangan maksimum terhadap

tegangan minimum di suatu titik disaluran. Notasi : SWR=VSWR=S

• Tegangan maksimum (Umax) terjadi apabila disuatu titik disaluran, tegdatang dan teg pantul sefasa

• Tegangan minimum (Umin) terjadi apabila disuatu titik disaluran, tegdatang dan teg pantul berbeda fasa 1800

13

d

dd

V

VS

min

max

VVVmax

VVVmin

Page 14: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Penurunan Persamaan VSWR

• Jika saluran bersifat lossless maka :

• Jika saluran bersifat lossy maka :

14

d

d

ddd

ddd

dd

dd

d

dd

k

k

VkV

VkV

VV

VV

V

VS

1

1

min

max

R

R

dk

kS

1

1

d

R

d

R

dek

ekS

2

2

1

1

SWR disepanjang saluran adalah tetap

SWR disepanjang saluran berbeda

d

R

d

R

d

d

dek

ek

k

kS

2

2

1

1

1

1

Page 15: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Kesimpulan (2)

• Pada saluran lossless, SWR di sepanjang saluran besarnya adalahtetap

• Pada saluran lossy berlaku : • SWR terbesar ada dibeban, sedangkan SWR terkecil ada di input saluran• Jika saluran transmisi makin panjang maka di input saluran (sumber) SWR

akan makin kecil

• Batasan SWR : SWR≥1

• Jika saluran sepadan (matched) maka berlaku : SWR = 1 danmagnitude k = 0

15

Page 16: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Referensi

• Transmission Lines & Network, Umesh Sinha

• Microwave Engineering 3rd Edition, David M. Pozar

16

Page 17: Teori Saluran Transmisi (3) - Telkom University · Gelombang Berdiri 4 Jika Z R = Z 0 maka Z in = Z 0, sehingga persamaan tegangan dan arus : x V x A 2 e x 0 2 x e Z A I Tetapi jika

Terima Kasih

17