SWR meter frekuensi tinggi

            Sebuah transceiver akan mengeluarkan daya penuh bila antenna benar-benar sesuai. Jika antenna diabaikan akan timbul efek samping, seperti rusaknya transmitter / pemancar. Menempatkan sebuah antenna yang sesuai diperlukan SWR-meter. Alat ini mudah dibeli di toko elektronika, namun harganya cukup mahal.

Standing Wave Ratio (SWR) sering juga disebut Voltage Standing Wave Ratio (VSWR). Umumnya transceiver mempunyai impedansi antenna 50Ω, bila dipasangkan dengan antenna yang tidak sesuai ( tidak 50Ω ), maka dikatakan transmisinya tidak sesuai atau tidak matching. Hal ini menyebabkan timbulnya daya refleksi (reflected power) pada saluran yang berinterferensi dengan daya maju (forward power). Interferensi ini menghasilkan gelombang berdiri (standing wave) yang besarnya tergantung dari besarnya daya refleksi.

Pengertian matching / matched pada suatu perangkat telekomunikasi ialah bila keluaran impedansi pemancar (Tx), saluran transmisi (kabel antenna) dan antenenya mempunyai impedansi yang sama (50Ω).

Dalam notasi matematis, VSWR atau SWR tidak memiliki dimensi karena merupakan perbandingan 2 buah variable yang berdimensi sama (voltage). Dengan rumus sebagai berikut:

SWR = [1 + RC] / [1 – RC] 

Dimana:

• RC = | [ZL – Zo] / [ZL + Zo] |
• ZL = impedansi  antenna (beban)
• Zo = impedansi saluran transmisi (coax, feeder, dll)
• Bila ZL atau Zo merupakan bilangan imajiner atau khayal, maka ZL atau Zo ini merupakan magnitudo dari bilangan tersebut.

Kita ambil contoh:

Contoh 1: Zo (Transmittion Line) = 50 Ohm, ZL (Antenna) = 50 Ohm

Maka, RC = [50-50]/[50+50]=0, maka SWR=[1+0]/[1-0]=1 (kondisi ini disebut matching / matched)

Contoh 2: Zo = 54 Ohm, ZL = 60 Ohm, maka SWR = 1,1

Contoh 3: Zo = 60 Ohm, ZL = 54 Ohm, maka SWR = 1,1

Contoh 4: Sebuah antenna dipole 1/4 lambda (masing-masing sayap panjangnya 1/4 lambda, total kedua sayap 1/2 lambda) memiliki impedansi 75 Ohm, bila antenna ini dihantarkan dengan kabel 50 ohm akan memberikan pembacaan VSWR atau SWR  = 1,5

Ide rancangan untuk membuat SWR sendiri bisa kita lakukan, mengingat harga SWR ‘ternama’ cukup mahal. SWR buatan sendiri nantinya kita kalibrasikan dengan SWR yang sudah terkalibrasi.

SWR-1

SWR ini dirancang untuk bekerja pada frekuensi 3 – 30 MHZ (band HF). TR-1 adalah toroida Amidon T50-6 yang diberi lilitan primer 0,5 lilitan dengan email 1mm dan lilitan sekunder 30 lilitan dengan email 0,5 mm. Funsi TR-1 sebagai transformator dan meter menggunakan 100-250 µA. Tegangan maju adalah tegangan imbas dari Low Pass Filter C1, C3 dan R1 yang disearahkan oleh D1. Sedangkan tegangan balik (reflected power) didapat dari Low Pass Filter C2,C4 dan R2 yang disearahkan oleh D2. Hasilnya terbaca di meter M1.

SWR-2

 

SWR ini dirancang untuk bekerja pada band VHF / 2 meter band, (88 – 200 MHZ). Prinsipnya sama dengan SWR-1, hanya berbeda pada trafo dan penyesuaian nila komponen.  Pada VHF, sampling power cukup menggunakan induksi dari kawat sejajar dengan jarak 2 Cm. SWR-2 telah dilengkapi dengan power meter. Power meter dipadukan dengan pembacaan tegangan maju, sementara meter satunya sebagai pembaca tegangan balik / reflected. Saat pengukuran tegangan maju maksimum, harus mendapatkan tegangan balik minimum untuk mendapatkan SWR terbaik / matching.

 

Cara Kerja Rangkaian SWR VHF

Cara kerja rangkaian ini adalah, pertama melakukan pencuplikan (sampling) terhadap kedua gelombang berdiri arah forward dan reflected dengan diode. Selain mencuplik, diode tersebut berfungsi juga sebagai penyearah (rectifier), kemudian “shunt” kapasitor menahan laju gelombang tersebut dari AC menjadi DC. Tegangan DC ini menimbulkan arus DC pada kedua titik pengukuran, yang kemudian dibandingkan keduanya ke dalam sebuah DC mikroampere meter.

Cara Adjustment Rangkaian SWR

1. Pasang RF Dummy Load dengan Watt secukupnya, lebih baik watt-nya lebih besar dibanding RF output dari transmitter.
2. Putar P2 trimpot reflected adjuster ke posisi minimum, artinya tidak ada redaman terhadap arus menuju DC ampere meter reverse.
3. Atur trimpot P1 untuk mendapatkan arus forward maksimum.
4. Atus posisi potensiometer P3 forward (maksimum) pembacaan pada meter power.
5. Pasang Transmitter dengan power secukupnya untuk membuat jarum forward mendefleksi secara penuh (5 Watt sudah cukup), dengan modulasi FM.
6.  Lakukan adjustment pada potensiometer forward dan reflected sampai jarum forward tepat pada skala maksimumnya.
7. Lakukan adjustment pada trimpot reflected adjuster sampai jarum reverse menyentuh skala NOL.

Bila perlu ulangi langkah 2 s/d 7, sampai benar-benar OK. Namun hati-hati jangan terlalu lama menyalakan transmitter, dan selalu periksa apakah RF dummy load tidak over-heating.

Tutup rangkaian SWR dengan box metal yang telah dibuat.

Cara Menggunakan SWR Meter

1. Pasang antenna anda pada jack yang disediakan.
2. Pasang Transmitter dengan power secukupnya untuk membuat jarum forward mendefleksi secara penuh (5 Watt sudah cukup), dengan modulasi FM .
3. Coba transmit 1-2 detik.
4. Atus posisi P3 potensiometer, atur sehingga meter PO pada posisi maksimum.
5. Amati defleksi pada jarum SWR. Secara kasar korelasi antara jarum forward dan reflected dengan SWR adalah sebagai berikut:
6.  SWR meter ini aman digunakan dalam komunikasi walaupun tetap terpasang pada saluran transmisi, namun ada RF power yang hilang beberapa dB dalam rangkaian directional coupler dan loss connector, namun kita dapat terus mengamati SWR kita selama berkomunikasi.
7. Pastikan SWR < 1,3, untuk keamanan pesawat anda, daya pancar yang tidak optimum, kemungkinan interferensi, dll.

Untuk adjustment power meternya lebih mudah. Bila SWR sudah OK atau antenna sudah matching. Kita bisa lakukan ini dengan mengandaikan power HT maksimum 5 watt.

1. Geser switch ke PWR (power)
2. Gunakan mode low power switch 12 watt untuk HT output 5 watt
3. Lihat di meter power, adjust trimpot P5 untuk penyesuaian.
4. Lakukan hal yang sama untuk high power.