sistem pemancar

SISTEM PEMANCAR Pengetahuan Praktis

JWPradana

8/8/2012

MC-GROWACK PUBLISHER, 2012

Jwpradana PT MAC SARANA DJAYA

www.gsm4baby.blogspot.com Page 1

DAFTAR ISI

Pendahuluan 2

Antenna 2

Transmission Line (Feeder) 5

Power Divider and Combiner 7

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) 8

RTWP (Received Total Wide Band Power) 11

Apendix 13

Daftar Pustaka 15



I. PENDAHULUAN.

I dunia Telco terutama dibidang yang berhubungan dengan pemancaran radio

frequency, pasti terdapat spesifikasi teknis yang selalu dijadikan acuan baik tidak nya

suatu system yang dibangun. Spesifikasi tersebut adalah VSWR/SWR.

VSWR adalah komponen spesifikasi tertua di dunia pemancaran radio, VSWR adalah komponen

penting untuk mengetahui seberapa andal suatu system (feeder + Antenna) mampu menyerap

daya (Power) yang dihasilkan oleh suatu transmitter.

Jika daya dicerap 100% oleh system maka VSWR dihasilakan oleh alat ukur adalah 1:1.

Pertanyaan yang mendasar adalah apa sesungguh nya VSWR itu ? kenapa harus ada ? dan

bagaimana alat ukur mendeteksi VSWR ? sebera besar transmission line (Fedeer) dan Antenna

mempengaruhi VSWR ?

Agar pembaca memahami secara integral dan tidak sepotong-sepotong maka diperlukan

pembahasan tiap bagian komponen dari suatu system pemancar. Dan komponen utama nya

adalah Antenna, Fedeer, Splitter dan combiner.

II. ANTENNA

ntenna adalah bagian terpenting dari suatu system pemancaran, antenna

berfungsi seperti garputala. Frequency yang dipancarkan atau dilalukan melalui

transmission line/feeder (coaxial) pada akhirnya akan beresonansi melalui

antenna. Gerakan arus bolak-balik di antenna akan menghasilkan gelombang

elektromagnetic yang kemudian akan dihantarkan melalui udara ke antenna penerima.

Apa yang dimaksud gelombang electromagnetic ? Elektromagnet adalah gelombang

magnetik yang dihasilkan akibat adanya arus bolak-balik, dimana terjadi di Antenna yang

mengakibatkan terjadinya gelombang elektromagnetik, yang kemudian merambat melalui

udara bebas.

Gelombang elektromagnetik memiliki komponen Listrik dan komponen magnet yang saling

tegak lurus dan merambat sejajar dengan arah rambatan. Bidang datar dari komponen

medan listrik disebut sebagai “Polarisasi Antenna”. Jika bidang datar dari medan listrik ini

D

A



tegak lurus terhadap bumi maka Antenna disebut memiliki “Polarisasi Vertical”. Dan jika

sejajar dengan bumi maka dikatakan memiliki “Polarisasi Horisontal”.

Polarisasi Antenna Penerima harus sama dengan Polarisasi antenna Pemancar, jika antenna

penerima memiliki Polarisasi Horisontal sedangkan antenna pemancar memiliki polarisasi

vertical (di sebut sebagai saling tegak ) maka antenna penerima tidak akan mampu

mencerap gelombang eletromagnetic yang diterima. Loss akibat polarisasi yang tidak sama

ini disebut sebagai “Cross Polarization Loss” nilai nya adalah 20 dB. Mobile

Telecommunication Antenna pada umumnya menggunakan “Polarization Vertical”.

Radiasi yang dipancarkan oleh antenna tidak merata ke semua arah, sebagai contoh

antenna dipole 1/2λ akan memancarkan energi dengan bentuk donat dan tidak berbentuk

bola.

(1) Gain Antenna

Antenna adalah peralatan passive, artinya hanya meneruskan power yang diterimanya

tanpa adanya penguatan (Gain). Tetapi radiasi pemancaran dari antenna bisa difokuskan

(dikonsentrasikan) di arah tertentu dan konsentrasi dari energy yang dipancarkan ini disebut

sebagai “Gain Atenna”. Dan nilai gain yang didapat adalah jika dibandingkan dengan omni

antenna yang memancarkan energy yang sama disemua arah horisontal. Analoginya bisa

digambarkan seperti dibawah ini, bahwa lampu senter akan terlihat lebih terang jika di

arahkan (difokuskan) ke subyek dibandingkan bola lampu dengan posisi yang sama dengan

watt yang sama.



Antenna Gain dalam rumus diatas tanpa satuan (unitless). Pada umumnya satuan

gain dari antenna yang ada dipasaran menggunakan satuan logaritmis (decibel atua

dB). Berikut adalah satuan yang umum digunakan :

dBi : menggunakan antenna Isotropic (ant. Teoritis) Sebagai

reference

dBd : Menggunakan antenna dipole sebagai reference

Hubungan antara dua satuan tersebut diatas adalah sebagai berikut :

(2) EFFECTIVE RADIATED POWER

ERP dan EIRP adalah satuan radiated power yang dipancarkan oleh antenna, karena sangat

sulit mengukur besaran radiasi yang dipancarkan sebuah antenna maka dipergunakanlah

sebuah antenna referensi (ideal antenna).

ERP (Effective Radiated Power), Radiasi power sebuah antenna yang dibandingkan

dengan antenna dipole.

EIRP (Effective Isotropic Radiated Power), Radiasi power sebuah antenna yang

dibandingkan dengan antenna teoritis (Isotropic Antenna).

Hubungan dari satuan-satuan tersebut adalah sebagai berikut :



(3) RADIATION PATTERN

Adalah Gambaran Radiasi dari antenna yang di plot diatas kertas Polar (jaring laba-laba),

Radiasi dari antenna digambarkan dalam dua posisi :

(a) Horisontal Pattern : Gambaran Radiasi terhadap fungsi Arah (Azimuth) yaitu Utara,

Selatan, Timur dan Barat.

(b) Vertical Pattern : Gambaran Radiasi Antenna terhadap Fungsi Elevasi Antenna (Z-

Axis)

Fungsi utama dari radiation pattern untuk engineer adalah untuk mengetahui karakteristik dari

antenna, berapa degree main lobe dari antenna tersebut, besaran main lobe ini menentukan

seberapa besar estimasi coverage yang akan didapatkan secara actual.

III. TRANSMISSION LINE (FEEDER)

Feeder adalah komponen terpenting kedua setelah antenna, ada banyak pabrikan feeder

saat ini terutama setelah terbuka nya negeri tirai bambu (China) ke dalam perdangan global.

Beberapa pabrikan yang dikenal sekarang adalah Andrew, NK, LGP, dll. Sangat sulit untuk



menentukan feeder mana yang terbaik dari sisi performance, hal ini disebabkan karena

feeder adalah komponen pasive. Artinya feeder hanya meneruskan apapun yang dilewatkan

kepadanya tanpa interupsi atau tambahan apapun sepanjang tidak ada cacat secara phisical

pada feeder itu sendiri. Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa pada umumnya feeder

ditempatkan di posisi yang terkena terpaan langsung dari udara terbuka. Sehingga faktor

utama untuk melihat apakah feeder tersebut dikatakan lolos performance adalah :

a. Ciri Phisik, ketebalan dari tembaga inti kabel (inner Conductor), tembaga pelindung

(outer Conductor) dan PVC jaket pelindung. Khusus untuk PVC jaket pelindung harus

diperhatikan jenisnya dan ketebalannya. Jenis PVC menentukan penempatan kabel

yang diijinkan, dibawah ini standard yag dipergunakan di AS,

Sumber : Andrew

b. Standard bending,specifikasi ini diperlukan untuk melihat seberapa besar tekukan yang

diijinkan tanpa mempengaruhi bentuk phisik dan VSWR peformance dari feeder

tersebut. Berikut contoh dari Bending radius dari feeder merk ANDREW.

c. Feeder VSWR, standard umum yang digunakan adalah satu (1).



d. Feeder Loss, tergantung dari jenis feeder yang digunakan serta ukuran dari feeder (1/2”,

7/8”, 1 ¼” etc) tersebut akan menentukan performance terhadap fungsi dari frequency

yang dilalukan.

IV. POWER DIVIDER & COMBINER

Untuk keperluan indoor coverage, dimana area yang diperlu dicover cukup luas dan terbagi

dalam beberapa storage atau segment. Maka diperlukan komponen passive yang mampu

membagi power yang ditransmisikan dari Transmiter ke seluruh antenna yang ada.

Berikut adalah jenis dari power divider :

a. Splitter/Power Divider, alat ini akan membagi power sama besar ke semua port output.

Pada umum nya Power spiltter memiliki dua (2) , 3 (Tiga) atau 4 (empat) port Output.

b. Tapper/ Coupler, Memiliki fungsi yang sama dengan power splitter tetapi power dibagi

tidak sama antara satu port output dengan port output yang lain. Ada tiga jenis tapper

yaitu tapper 4/1, tapper 10/1 dan tapper 15/1.



Hal terpenting dari komponen passive ini adalah bahwa standard VSWR max. Adalah

1,2. Hal kedua yang perlu diperhatikan daya kerja maximum yang diperbolehkan (pada

umumnya antara 150 -250 Watt).

c. Combiner, adalah passive komponen yang akan menggabungkan beberapa frequency

kedalam satu singgle output. Beberapa spesikasi penting dari combiner ini adalah :

i. Power Handling

ii. Return Loss (VSWR)

iii. Isolation Between Inputs

iv. Loss

v. 3rd Order Modulation

Diperlukan bab khusus untuk membahas spesifikasi dari combiner ini, dikarenakan

menyangkut detail teknis yang terlalu dalam yang jauh dari implentasi praktis

dilapangan. Untuk saat ini yang perlu diperhatikan adalah spesifikasi return loss yang

sangat berkaitan dengan VSWR dari system secara keseluruhan.

V. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

Pada topik-topik yang telah dibahas sebelumnya diketahui bahwa setiap komponen passive

yang terpasang pada suatu system pemancaran (Transmission System) memiliki standard

VSWR masing-masing sesuai spesifikasi yang dikeluarkan oleh pabrikan.

Penjelasan teoritis tentang VSWR tidak lagi dibahas pada bahasan saat ini, bagi yang

berminat untuk mengulang kembali sebagai pengingat dipersilahkan melihat di

www.gsm4baby.blogspot.com . Yang akan dibahas saat ini adalah bagaimana melakukan

analitis praktis di lapangan untuk menentukan apakah VSWR terukur bisa diterima atau

tidak. Dibawah ini adalah flow chart untuk meneliti VSWR untuk peralatan passive yang

terpasang :

http://www.gsm4baby.blogspot.com/



Contoh perhitungan :

Suatu system pemancar dengan diagram seperti dibawah ini :

START

Check Antenna VSWR (tanpa

feeder dan jumper)

Bandingkan dengan

antenna specification

VSWR ant_terukur < VSWR ant_spec REJECT antenna

TIDAK

YA

Konversi VSWR terukur ke Return

LossRL ant_terukur

Check DTF Cable (Feeder +

Jumper) tanpa antenna

SWR < 1.05 REJECT feeder+jumper

YATIDAK

Check Attenuation Cable+Jumper

Lc_terukur, bandingkan

dengan hasil perhitungan

Lc_terukur > Lc_perhitungan REJECT feeder+jumper

YA

TIDAK

Check VSWR system

(antenna+feeder+jumper)

convert ke Return Loss

RLsystem Bandingkan dengan

perhitungan

RL system_cal = RL ant_terukur + 2*Lc terukur



Spesikasi komponen terpasang sebagai berikut :

Komponen Merk Spesifikasi Quantity

Antenna LGP 15 dbi Gain; VSWR max. 1.5 1 Feeder Andrew LDF5-7/8”; Loss 4.36 dB/100m

VSWR Max 1.05 100

Konektor Andrew Insertion Loss 0.2 dB 4 Jumper Andrew ½” 1M Loss 0,07 dB 2

1. Lakukan pengukuran VSWR Antenna langsung dengan site master, hasil nya harus lebih kecil

dari spesifikasi. Jika tidak maka antenna tersebut tidak sesuai spesifikasi (Rejected)

2. Konversikan VSWR antenna ke Return Loss (RL), dalam contoh VSWR = 1.5 RL = - 14 dB

Gunakan Tabel pada appendix 1 atau gunakan rumus dibawah ini :

3. Langkah ke-2, lakukan DTF terhadap feeder , VSWR terukur harus < 1.05. Bandingkan hasil

pengukuran DTF (Lc_Terukur) dengan hasil perhitungan Loss berdasarkan spesifikasi

(Lc_Perhitungan).

Lc_Terukur < Lc_Perhitungan

Dalam contoh ini, peritungan Loss nya :

a) Loss Feeder 100 m : 4.36 dB

b) Konektor Insertion Loss @0.2 dB : 0.80 dB

c) Jumper 1M @0.7dB : 0.14 dB

d) Total Loss : 5.30 dB

Jadi Lc_Terukur < 5.30 dB, jika tidak maka feeder harus diganti

4. Langkah terakhir, lakukan pengukuran VSWR System dengan menggunakan site master dan

konversikan hasil VSWR terukur ke Return Loss. Maka hasil dari pengukuran harus mengikuti

rumus dibawah ini :

RL system_terukur < RL ant_spec + 2* Total Loss

RL system_terukur < -14 dB + 2 * (-5.30) dB

RL system_terukur < -19.30 dB

Note : pengali 2 menunjukan terjadi 2x losses, power ke arah antenna dan power dari

antenna yang berbalik ke arah pemancar (return Loss).



VI. RTWP (Received Total Wide Band Power)

Petunjuk detail untuk masalah RTWP ini sangat terbatas, istilah RTWP ini hanya digunakan di

BTS Huawei. Di dalam manula Book Huawei pun sangat terbatas rincianya. Pada dasarnya

RTWP ini berkaitan dengan Power control di 3G System. Seperti diketahui 3G menggunakan

power sharing untuk setiap user (MS) yang melakukan dedicated access ke network. Untuk

itu diperlukan system power control agar tidak terjadi interference satu user dengan user

yang lain.

Fungsi dari power control adalah :

1. Menghandle problem redaman (attenuation) karena jarak, fast fading,

shadowing,menekan interference yang ditimbulkan oleh user lain, serta untuk

meningkatkan kapasitas jaringan.

2. Membalancing UL Power, jika tidak maka Interference di sisi UL sangat mudah terjadi.

3. Disisi DL, power control diperlukan agar user pertama tidak menginterference user yang

lain dalam satu cell atau sebalik nya.

4. Menghandle problem “Near-Far-Effect”, yaitu bahwa MS yang terdekat dengan BTS

harus memancarkan power lebih rendah dibandingkan dengan MS yang jauh dari BTS.

Penjelasan lebih detail tentang power control ini diperlukan pembahasan tersendiri secara

terpisah, mengingat diperlukan pengetahuan dasar tentang UMTS terlebih dahulu.

Berdasarkan penjelasan diatas bisa dipastikan bahwa RTWP, sesuai dengan namanya,

diperlukan untuk memastikan tidak terjadinya power berlebih yang diterima oleh UL

channle board di BTS. Terutama power tambahan yang diakibat oleh berbaliknya power

kearah BTS akibat tidak propernya installasi atau component faulty (yang dalam istilah 2G

disebut sebagai return loss).

Dan berikut ini adalah standard teknis yang diberikan oleh Huwei :

1. No Load (Noservice) : -108 dBm

2. With Load : -106 dBm (Connected To TMA or live Network )

3. In Normal Service with 75% Loading traffic in UL RTWP > 6 dB than measured RTWP

with no service.

It means ± -102 dBm as value reference

4. If Value of RTWP = - 112 dBm for main antenna or -111.5 dBm for Diversity Antenna

it means any fault in one of the following :

WRFU, RHUB, or RRU, broken link, or faulty channell



Gb. Grafik untuk Normal RTWP

Gb. Grafik untuk High RTWP

-102

-102



APENDIX-1 :

Return Loss SWR Return Loss SWR

40.5 1.01 4 4.42

41 1.01 6 3.01

41.5 1.01 8 2.32

42 1.01 10 1.92

42.5 1.01 10.5 1.85

37 1.02 11 1.79

37.5 1.02 11.2 1.76

38 1.02 11.4 1.74

38.5 1.02 11.6 1.71

39 1.02 11.8 1.69

39.5 1.02 12 1.67

40 1.02 12.2 1.65

34.5 1.03 12.4 1.63

35 1.03 12.6 1.61

35.5 1.03 12.8 1.59

36 1.03 13 1.58

36.5 1.03 13.2 1.56

32.5 1.04 13.4 1.54

33 1.04 13.6 1.53

33.5 1.04 13.8 1.51

34 1.04 14 1.5

31 1.05 14.2 1.48

31.5 1.05 14.4 1.47

32 1.05 14.6 1.46

30 1.06 14.8 1.44

30.5 1.06 15 1.43

28.5 1.07 15.2 1.42

29 1.07 15.4 1.41

29.5 1.07 15.6 1.4

27.5 1.08 15.8 1.39

28 1.08 16 1.38

27 1.09 16.2 1.37

26 1.1 16.4 1.36

26.5 1.1 16.6 1.35

25.5 1.11 16.8 1.34

24.5 1.12 17 1.33

25 1.12 17.2 1.32

24 1.13 17.4 1.31

23.5 1.14 17.6 1.3

23 1.15 17.8 1.29

22.5 1.16 18 1.29

22 1.17 18.5 1.27

21.5 1.18 19 1.25

21 1.2 19.5 1.23

20.5 1.21 20 1.22

20 1.22 20.5 1.21



19.5 1.23

21 1.2

19 1.25

21.5 1.18

18.5 1.27

22 1.17

17.8 1.29

22.5 1.16

18 1.29

23 1.15

17.6 1.3

23.5 1.14

17.4 1.31

24 1.13

17.2 1.32

24.5 1.12

17 1.33

25 1.12

16.8 1.34

25.5 1.11

16.6 1.35

26 1.1

16.4 1.36

26.5 1.1

16.2 1.37

27 1.09

16 1.38

27.5 1.08

15.8 1.39

28 1.08

15.6 1.4

28.5 1.07

15.4 1.41

29 1.07

15.2 1.42

29.5 1.07

15 1.43

30 1.06

14.8 1.44

30.5 1.06

14.6 1.46

31 1.05

14.4 1.47

31.5 1.05

14.2 1.48

32 1.05

14 1.5

32.5 1.04

13.8 1.51

33 1.04

13.6 1.53

33.5 1.04

13.4 1.54

34 1.04

13.2 1.56

34.5 1.03

13 1.58

35 1.03

12.8 1.59

35.5 1.03

12.6 1.61

36 1.03

12.4 1.63

36.5 1.03

12.2 1.65

37 1.02

12 1.67

37.5 1.02

11.8 1.69

38 1.02

11.6 1.71

38.5 1.02

11.4 1.74

39 1.02

11.2 1.76

39.5 1.02

11 1.79

40 1.02

10.5 1.85

40.5 1.01

10 1.92

41 1.01

8 2.32

41.5 1.01

6 3.01

42 1.01

4 4.42

42.5 1.01



Daftar Pustaka :

1) John D Kraus Phd, “Antenna”, Mc Graw Hill, 1950

2) Schaum, “Electronic Communication”, Mc Graw Hill, 1979

3) Robert M Erwin,”Pengantar Telekomunikasi”, Elexmedia Komputindo, 1988

4) Joseph J Carr, “Pratical Radio Frequency & Test Meausurements”, Newnes, 1999

5) Hedex,”RTWP manual Reference”

sistem pemancar

Documents

sebagai contoh antenna

splitter dan combiner

timur dan barat

erp effective radiated

teoritis sebagai reference

horisontal pattern

combiner vswr voltage

jika daya dicerap