DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Sumber artikel ini saya ambil dari postingannya Om Djoko Haryono di Facebook Group HOME BREW PROJECT ( CB RADIO, ANTENNA, SWR, AUDIO, MICROPHONE, BOOSTER, etc )

DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Isipan catatan ( pengamatan ) pribadi : Polemik atau diskusi semacam ini sudah saya baca di majalah amatir radio Amerika & Inggris ( QST dsb ) sejak puluhan tahun lalu. Berdasar pengamatan itu saya memberanikan diri untuk meyakini bahwa masalah yang “susah2 gampang” atau “sepele” ini MASIH AKAN TERUS ADA YANG MENDISKUSIKAN / MEMPERDEBATKANYA SAMPAI PULUHAN TAHUN KEDEPAN. Bagi sebagian orang hal ini dianggap sepele ( mungkin juga karena terlalu rumit memahaminya ) tetapi bagi HANYA SEBAGIAN KECIL HAM ( terutama bagi mereka yang suka mempelajari masalah2 paling dasar dari transmission lines ) mereka akan bisa memahami apa saja yang sebenarnya bisa terjadi pada tiap titik sepanjang saluran transmisi ). Jadi sekali lagi , JANGAN TERKEJUT jika suatu ketika –PULUHAN TAHUN KEDEPAN- anda membaca ulang jenis perdebatan yang sama tapi dilakukan oleh kelompok atau orang2 berbeda.

DIMANA POSISI TERBAIK UNTUK MEMASANG SWR METER ?

Didekat antenna ataukah didekat transceiver ?

Kedua – duanya sama baiknya , ASALKAN PRAKTISI / PEMILIKNYA MEMAHAMI BETUL APA KONSEKWENSI DARI PILIHANNYA.

Saya berikan ringkasan sbb. :

001
Jika yang diinginkan adalah akurasi pembacaan SWR maka lokasi / posisi pemasangan terbaik adalah diatas ( didekat antenna ).

002
Jika yang dimaksudkan dengan “terbaik” itu adalah segi KEPRAKTISAN kerja , maka yang terbaik adalah SWR meter dipasang dekat transceiver ( di ham shack / ruangan pemancar ) , dengan syarat , praktisi / operatornya HARUS PAHAM bahwa pemasangan didekat pemancar itu memiliki 2 kemungkinan :

AAA
SWR meter BISA memberikan penunjukan akurat.
Artinya bisa menunjukkan nilai SWR yang sebenarnya ( “nilai SWR antenna yang berada jauh diatas sana dan mengirimkan nilai itu kebawah untuk dibaca langsung dari jauh/dari bawah” dalam keadaan bacaan yg masih sama dengan kalau meternya diatas ).

BBB
Tetapi pada kondisi2 tertentu ( yg ini sebenarnya cukup sering terjadi tanpa disadari oleh operator ) SWR meter juga bisa/sering menipu ( berbohong ). Nilai yang ditunjukkannya BUKAN NILAI SWR YANG SESUNGGUHNYA.
Angka palsu ( bo’ong ) yang lebih sering muncul adalah penunjukan SWR yang lebih rendah dari SWR real yang terjadi/muncul ( diatas sana / di antenna ).

Nah , PADA KONDISI APA/BAGAIMANA penunjukan SWR meter yg dipasang didekat TX itu bisa terjadi ? itulah yang membutuhkan pemahaman yang lebih mendalam tentang kabel saluran transmisi ( sebetulnya bukan hanya bisa terjadi pada kabel tetapi juga bisa terjadi pada wave guide atau “talang udara” saluran gelombang antara TX dengan antenna pada microwave : radar dsb ) dan juga pemahaman rambatan gelombang.

003
Pada dekade2 awal diciptakan / ditemukannya SWR meter , pengukuran SWR dilakukan didekat antenna. Ya itu wajar saja karena kondisi mismatch itu adanya / letaknya ada diantara antenna dan ujung atas coax , DAN BUKAN DIBAWAH DEKAT PEMANCAR ( kalau ujung bawah coax sudah tidak perlu diukur lagi karena terminal output TX sudah didesign 50 ohm dan impedansi karakteristik coax yg dihubungkan kesana juga sudah 50 ohm , jadi sudah match )

Tapi melakukan pengukuran SWR didekat antenna pada masa itu tidaklah serepot seperti kalau dilakukan pada era sekarang. Mengapa ? Karena jaman dulu SWR itu cukup diukur 1 X saja KARENA SEMUA SIARAN RADIO / KOMUNIKASI HANYA DILAKUKAN PADA ( SATU ) FREKUENSI PILIHAN TERTENTU.
Setelah antenna dibuat , dinaikkan , diukur , di stel dan lalu sudah match , ya sudah , SWR meter dilepas lagi , ujung atas kabel disambung langsung ke antenna , lalu siaran / atau adakan QSO dan nggak perlu lagi tiap hari naik turun mengukur SWR.

004
Tetapi setelah kemudian ditemukan pemancar2 multi band ( yang bisa berpindah pindah frekuensi kerja ) , pengukuran yang dilakukan didekat antenna MENJADI SANGAT MEREPOTKAN JIKA ORANG HARUS SERING “naik turun” tower , tiang atau tangga.

Maka ditemukanlah “akal” untuk membuat agar pengukuran bisa dilakukan secara lebih praktis , yaitu pindah dari “ujung atas coax” ke “ujung bawah cox” alias didekat TX.

Itulah sebabnya lama2 “seluruh” pengukuran SWR meter sekarang dilakukan dibawah diruangan TX ( didekat TX ). SATU2 NYA ALASAN UNTUK ITU ADALAH “DEMI KEPRAKTISAN KERJA” SAJA.

Kata “seluruh” diatas saya beri tanda kutip karena sebetulnya tidak benar2 seluruh pengukuran SWR. Sebagian para ahli radio yg berpengalaman masih sering mengukur SWR dengan menempatkannya didekat antenna. Ini paling banyak dipraktekkan pada pemancar2 yangmemancar hanya pada 1 fixed frequency yaitu umumnya pada saat men-setting antenna Repeater ( naik mendekati antenna bisa dilakukan dengan mudah karena repeater yang sudah ditempatkan diketinggian gunung tidak memerlukan tower tinggi lagi tapi umumnya sudah cukup menggunakan tiang rendah saja ).

005
Pada kondisi2 tertentu SWR meter yang dipasang didekat TX mudah menunjukkan penunjukan palsu / semu karena kebanyakan SWR meter melakukan pengukuran dengan berbasis tegangan / mengambil Voltage sampling dari saluran / coax – padahal yang akan “dihitung” adalah power / watt maju dibanding power pantulan- ( itulah sebabnya SWR meternya disebut Voltage Standing Wave ratio ).

Kalau diinginkan pengukuran SWR ( yang dipasang didekat TX ) yang lebih akurat , maka sebaiknya tidak menggunakan meter yang mengambil sampling voltage seperti hampir semua SWR meter yang banyak dipasaran , melainkan menggunakan SWR meter “Yang Sebenarnya” alias “Yang langsung mengukur power / watt” atau seing disebut “Thrue line Watt meter” atau “Real watt meter” seperti yang tampak pada gambar diatas” ( digambar tampak 2 alat ukur. Yang dibawah VSWR meter dan yang diatasnya SWR meter jenis Thru line Watt Meter yang tentu saja mahal harganya. Yang ada digambar adalah produk lama , namun produk2 terbaru bentuknya masih tetap mirip dengan model lama itu )

006
AGAR KITA BISA BEKERJA LEBIH PRAKTIS ( TIDAK PERLU TURUN NAIK MENDEKATI ANTENNA ) , SWR METER KITA PASANG DIBAWAH , DIRUANGAN TX. TADI DIKATAKAN BAHWA KALAU SWR DIPASANG DISINI ( SEBELUM COAX ) MAKA PENUNJUKAN SWR BISA BENAR TETAPI JUGA BISA PALSU / SEMU ( = MENIPU ).

LALU BAGAIMANA CARANYA AGAR KITA TETAP BISA MEMASANG SWR DIBAWAH SEPERTI ITU , TETAPI KITA JUGA TERHINDAR DARI “DITIPU” PENUNJUKAN SWR YG. MENUNJUKKAN ANGKA PALSU ( YANG KEBANYAKAN LEBIH RENDAH DARI NILAI YANG SEBENARNYA ) ?

Wah ini penjelasannya bisa panjang lebar ( sangat teknis ). Tetapi karena saya sudah sering menuliskannya , maka akan lebih praktis kalau saya tidak perlu mengulangnya lagi untuk kesekian kalinya.

Ada baiknya coba ditelusuri lagi ( pada Timeline FB ) tulisan2 seputar hal ini di FB Group ORARI (Organisasi Amatir Radio Indonesia) atau di FB Group HOME BREW PROJECT (CB Radio , Antenna , SWR , Audio , Microphone , Booster , etc). Ada banyak saya tulis dan cukup panjang/detil. Tapi semua tanggalnya saya tidak ingat. Mungkin 4 bulan lalu , ada yang 5 atau 6 bulan lalu dsb. Jadi ya perlu menelusuri sendiri.

007
Sebetulnya bisa dihitung secara teoretis kok , kalau misalnya kita bekerja di 2 meter band pada frekuensi X , kondisi SWR diujung atas dekat antenna misalnya sebesar Y ( atau bisa juga misalnya impedansinya terukur sekian plus atau minus j sekian ohm ) , panjang coax nya 7,25 lambda electric , maka berapakah angka “palsu” yang akan ditunjukkan oleh SWR meter yang dipasang dekat TX.
Ya itu bisa dihitung.

Atau contoh lain :

Kita punya antanna 5 band ( multiband ) yang terdiri dai 5 bh half wave dipole yang digabungkan feed point nya menjadi 1 agar bisa dicatu dari 1 coax yang sama. Antenna sudah di set dan ke 5 nya. Pengukuran “diatas” sana misalnya menunjukkan SWR = 1,7 : 1 sedangkan kalau dibawah terukur 1,1 : 1

Dan pada kondisi itulah TX bekerja sehari-hari ( ini hanya pemisalan )

Suatu hari , tiba2 SWR ( yang terpasang dibawah ) menunjukkan ada perubahan penunjukan pada 80 meter band nya , mendadak SWR terbaca 1,5 : 1. Kita yakin terjadi sesuatu gangguan atau kerusakan pada system antenna kita.
Maka itupun bisa dihitung dibawah sebelumnya untuk mengetahui …. “Menjadi berapakah nilai SWR atas ( jika akan diukur diatas ) ?”

Tentu saja kalau kita ingin bisa mengetahui “apakah nilai pembacaan SWR dibawah akan Real , ataukah yang akan muncul justru penunjukan palsunya ( dan berapa nilai palsu yang akan ditunjukkan SWR ) , maka kita perlu menguasai dulu cara menghitung menggunakan tabel Smith ( SMITH CHART ) yaitu salah satu “senjata rahasianya para ahli radio / saluran transmisi”.

Silahkan dipelajari misalnya dari beberapa link berikut ini :

APAKAH SMITH CHART ( TABEL SMITH ) ITU
http://en.wikipedia.org/wiki/Smith_chart

TABEL SMITCH CHART http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/SWR/SmithChart.pdf

CONTOH PENGGUNAAN SMITH CHART
http://nanohub.org/resources/11811/download

BELAJAR SMITH CHART 1.
http://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/smith_chart_tutorial.pdf

BELAJAR SMITH CHART 2
Disini ada slide ruler yg bisa anda geser2 untuk mempelajari perubahan2 kondisi.
http://www.fourier-series.com/rf-concepts/smithchart.html

CONTOH 2 MENGHITUNG MENGGUNAKAN SMITH CHART
http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/742

BEBERAPA CONTOH LAIN PENGGUNAAN
http://www.youtube.com/watch?v=zzXs0DtnFQ4

Setelah kita memahami masalah gelombang radio / matching tsb dengan mengenal sifat2 distribusi gelombangnya maupun “pengulangan2 / terulangnya transformasi impedansi” MAKA KITA AKAN MAKIN MEMAHAMI MENGAPA KALAU SWR METER DIPASANG DIDEKAT TX , DIA BISA MENUNJUKKAN NILAI YANG BENAR ( REAL ) TETAPI JUGA BISA MENIPU KITA DAN MENUNJUKKAN NILAI SWR YANG PALSU.

Jadi sebaiknya kita JANGAN BURU2 SENANG kalau SWR meter kita ( yg didekat TX ) menunjukkan angka yang rendah atau bahkan nyender tidak bergerak di 1 : 1.

Kalau angka itu memang nilai real yg ditunjukkan , ya nggak apa2. Kita memang harus senang. Tapi banyak sekali kejadian operatornya “keburu” bangga karena SWR nya terbaca rendah , padahal meternya sedang menipunya. Kalau ini yang terjadi , maka anda sebenarnya sedang bekerja dengan effisiensi rendah ( meskipun anda merasa sudah berhasil melakukan QSO jarak jauh , tetapi seharusnya anda bisa “lebih jauh lagi”. Jauh tidaknya pancaran kita , tidak hanya ditentukan oleh .... “angka rendah berarti SWR kita sudah optimal / baik dan antenna kita sudah baik” saja , melainkan juga ditentukan oleh : 1. Propagasi. 2. Seberapa kuat antenna station lawan ).

Smith chart - Wikipedia, the free encyclopedia

en.wikipedia.org

The Smith chart, invented by Phillip H. Smith (1905–1987),[1][2] is a graphical aid or nomogram designed for electrical and electronics engineers specializing in radio frequency (RF) engineering to assist in solving problems with transmission lines and matching circuits.[3] Use of the Smith chart ut...

Dibawah ini adalah contoh diskusi tentang “Dimanakah penempatan SWR yang akan memberikan hasil pembacaan yang lebih akurat ?”

( tetapi apa yang dibahas dinegara lain ini agak sedikit berbeda , sebab yang terlibat tidak hanya TX – Coax – dan Antenna saja , melainkan juga ada Amplifier / Booster. Pada diskusi yang lain lagi dan bukan dicontoh dibawah ini , keberadaan Tuner juga jadi bahasan mengenai “SWR nya ditaruh dimana ?”. Namun saya tidak akan membahas yang lain2 itu , melainkan saya hanya ingin menunjukkan bahwa di manca Negara / luar negeripun ada bermacam tingkat pemahaman ).

Pada contoh2 diskusi yang ada pada link dibawah , juga ada sebagian pemahaman peserta diskusi yang keliru. Namun saya juga tidak akan membahas yang keliru itu.

Dalam link dibawah ini SAYA HANYA INGIN MENUNJUKKAN SATU CONTOH saja dari salah seorang peserta diskusi ( Joey Migs ) yang mengatakan :

SWR is totally unaffected by length of transmission line. The apparent change in SWR is due to the properties of the SWR meter and not the SWR itself. It is only when you use a current-(ISWR) or voltage-based (VSWR) SWR meter (which most are) that the SWR seems to be affected by line length. SWR is the ratio of impedance not the ratio of Voltage or Current. True SWR is Load impedance/Surge impedance or surge impedance/load impedance depending on which is the greater value.

Yang terjemahan bebasnya adalah :

SWR ( maksudnya nilai SWR yang ada diantara antenna dan coax ) tidak dipengaruhi oleh panjang kabel coax. Jika terjadi PERUBAHAN PEMBACAAN SWR ( yang umumnya dipasang dibawah / dekat TX ) itu adalah disebabkan oleh SWR METER nya sendiri dan BUKAN KARENA NILAI SWR REALNYA ( yang ada antara antenna dan ujung atas coax ) yang berubah.

DAN PERUBAHAN PENUNJUKAN SEMACAM ITU ( MAKSUDNYA ADALAH BACAAN ATAU PENUNJUKAN PALSU METER YANG PALSU , TIDAK MENUNJUKKAN NILAI SEBENARNYA ) HANYA BISA TERJADI KALAU ANDA MENGGUNAKAN VSWR METER ATAU ISWR METER ( SWR meter yang mengambil sampling voltage atau SWR meter yang menggunakan sampling arus ) , SEPERTI KEBANYAKAN / HAMPIR SEMUA YANG DIJUAL DIPASARAN. SWR JENIS VSWR MAUPUN JENIS ISWR MEMANG PENUNJUKANNYA BISA DIPENGARUHI OLEH PANJANG COAX. Ingat bahwa SWR adalah Ratio dari Impedansi DAN BUKAN RATIO DARI TEGANGAN ATAU ARUS sehingga kalau alat yang anda gunakan berbasis tegangan atau arus , ia akan bisa salah baca ( salah penunjukan ).

SWR YANG “BENAR2 SWR METER” ADALAH METER YG DASAR KERJANYA MENGUKUR IMPEDANSI BEBAN / IMPEDANSI SURJA ATAU IMPEDANSI SURJA / IMPEDANSI BEBAN ( yang dimaksud penulis disini adalah sama dengan SWR meter jenis THRULINE WATT METER dalam tulisan saya sebelum ini ).

Bagi saya , penulis yang satu ini ( Joey Migs ) saya anggap memahami betul masalah SWR.

http://www.copper.com/discus4/messages/34/105164.html?1265485401

Copper Talk: Proper SWR Meter Placement For True/Accurate Reading

www.copper.co

Sekarang kita perhatikan jawaban seorang amatir radio . Mike / N2MG pada diskusi yang lain lagi dengan topik yang sama ( penempatan SWR meter dan pengaruhnya ).
Mike:
While these may be "elementary" questions, they are still very legitimate.

Improved SWR readings with longer cable is usually caused simply by the increased loss of the cable. RG-8/RG-213 coax has approx 2.5dB loss per 100feet at 2meter frequencies (this loss is worse at higher freq, better at lower freq). So any reduction in reflected power (for the same forward power) will make the SWR look better. In most cases, as in your case, I'm sure, the SWR meter is near the transmitter end, so by adding 80 feet to the line, any reflected power seen at the radio/SWR meter is reduced by the loss of 160 feet of coax and the forward power measured is NOT reduced. This is because the forward power is reduced by the loss of 80 extra feet of coax on the way TO the antenna, then once reflected, it sees another 80feet of loss on the return trip to the radio/SWR meter.

If you located your SWR bridge near the antenna, you'd get a much more accurate reading.

Formulas and graphs get a little cumbersome in this forum, so try to look up SWR in a handbook.

And no, your coax is not radiating - all the loss is in heat form.

Hope this helps.

73 Mike N2MG

Disini juga jelas bahwa Mike sudah biasa/sering berurusan dengan topik SWR karena ia menyebut bahwa jenis pertanyaan ttg. “Penempatan SWR” maupun “hubungan penunjukan semu/palsu dari SWR dengan panjang kabel” adalah masalah pengetahuan dasar / elementary ( yang sangat perlu untuk dipahami betul oleh setiap ham ).

Namun disini kasusnya juga berbeda , yaitu ketika seseorang memiliki kabel coax yang kependekan ( entah kependekan waktu beli/salah ukur , ataukah karena ruangan TX nya pindah sehingga butuh coax lebih panjang ) maka ia menambah panjang coaxnya. Ternyata penunjukan SWR nya MALAH menjadi makin rendah ( atau disebut penunjukannya membaik/meningkat ).

Dari pertanyaan seseorang itu , Mike langsung berani menebak ….. “pasti anda memasang SWR meter tersebut didekat TX !!” …. Mike berani memastikan ( menebak ) semacam itu –seperti saya juga pasti akan menebak hal yang sama- ………. karena Mike TAHU BETUL bahwa kasus semacam itu TIDAK AKAN PERNAH MUNCUL jika SWR kita pasang didekat antenna ( jika SWR meter didekat antenna , berapapun panjang coax - atau meskipun coax dipotong sedikit demi sedikit - penunjukan SWR meter tidak akan berubah. SWR BARU AKAN BERUBAH JIKA IMPEDANCE ANTENNA BERUBAH alias antenna dirubah settingannya ).
Mike juga menjelaskan ….. “kalau anda menempatkan SWR meter didekat antenna , penunjukan meter anda akan lebih akurat !” ……..

Dari diskusi ini saya juga termasuk orang yang yakin bahwa Mike cukup menguasai masalah SWR meter dan saluran transmisi karena ia paham bahwa SWR meter yg ditempatkan didekat antenna akan “hanya melihat kondisi SWR/mismatch yang ada” saja serta tidak mudah terganggu oleh masalah losses kabel , masalah efek transformasi impedansi dsb.” ( meskipun seorang ham yang berpengalaman JUGA BISA SAJA sudah tahu caranya meminimalisir / menghindari penunjukan palsu / semu SWR meter nya jika dipasang didekat TX )
Dibagian lain , ada komentar amatir radio lainnya , William / N4QA ( dalam tulisan ditulis Bill karena dibarat orang yg bernama William panggilannya biasanya Bill ) :

……. that the coax is terminated at both ends in its characteristic impedance such as 50 ohms. In the case of 50 ohm coax, if the rig's output impedance is 50 ohms, the ONLY instance of a vswr (or iswr) of 1 as measured by an swr bridge...(lets measure at the rig end of the circuit for convenience)... is when the impedance presented at the load (antenna or matching device) end of the circuit is 50 ohms resistive.

Disini Bill juga sangat paham bahwa kasus “penunjukan SWR yg menipu/palsu” itu hanya bisa terjadi jika SWR meter yang kita pakai adalah jenis VSWR atau jenis ISWR ( bukan WSWR / thruline Wattmeter ). Disini Bill juga langsung menebak bahwa “SWR meternya pasti anda pasang didekat rig demi kenyamanan anda”/ lets measure at the rig end of the circuit for convenience.

Demikianlah , menurut saya , apa yang terjadi pada kasus2 semacam ini , sering kali mudah untuk ditebak oleh para ham yang rajin mendalami masalah matching sampai ke basicnya ( ke masalah radiasi/rambatan gelombang , kabel transmisi dsm ).

http://www.eham.net/ehamforum/smf/index.php?topic=12116.0;wap2

coax feedline length and SWR

www.eham.net

Bill Allen: Good Morning,I have questions concerning SWR and coax feedline length.  I am using a homebrew SuperJ antenna at home for 2 meter operations.  The antenna is mounted on the top of my tower at about 40ft.  The existing coax to this antenna is about 55ft.  When I xmit a 50wts, I get an SWR…