RUMUS PANJANG UNTUK PANJANG KABEL DARI PEMANCAR KE SWR BAGAIMANA ?

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

RUMUS PANJANG UNTUK PANJANG KABEL DARI PEMANCAR KE SWR BAGAIMANA ?
By : Djoko Haryono

Untuk menanggapi pertanyaan dari “Biru Hitam” yang ….. “Rumus untuk panjang kabel dari pemancar ke SWR bagaimana ?” saya tuliskan jawaban sesuai pemahaman saya sbb. :

01
Untuk sisi "antara TX & SWR meter" cukup pakai patokan kabel jumpernya "sependek mungkin" , itu aja ( tentunya pakai kabel yg baik , yang rendah lossesnya ).
Mau pakai patokan panjang "1/2 lambda efektif" juga boleh tapi kan nanti bisa tidak konsisten karena 1/2 lanbda efektif itu hanya layak dipakai pada frekuensi2 yg sangat tinggi di UHF saja ( kalau VHF secara fisik akan kepanjangan meski secara elektrik betul apalagi VHF "sisi bawah" seperti 50 MHz masak jumpernya perlu 3 meter. Belum lagi kalau patokan itu dipakai di HF misalnya 80 meterband kan kalau patokan itu dipakai , masak butuh kabel jumper yg panjangnya sekitar 35 meter ? ).
Lain soal kalau yang dibicarakan sisi lainnya ( yaitu antara antenna & SWR meter ) , masalahnya BISA SEDERHANA ( bagi yg sudah menguasai basicnya ) tapi JUGA BISA SANGAT KOMPLEKS ( perlu kecermatan ).

02
KALAU KABEL COAX YANG “DISISI LAIN YAITU SISI ANTENNA ( ALIAS COAX ANTARA TERMINAL ANTENNA & SWR METER ) , Ya ITULAH BAGIAN YANG LEBIH PERLU DIPERHATIKAN karena ADA BERBAGAI KEMUNGKINAN ATAU HASIL POSITIP MAUPUN AKIBAT NEGATIP ( realitas munculnya/terjadinya dampak negatip ini lebih sering tidak disadari para ham / praktisi. Ketika effisiensi system antennanya sedang anjlok / rendah , mereka sering tidak mengetahuinya dan tetap puas dengan transmisinya hanya karena mereka yakin bahwa SWR nya sudah 1 : 1 atau sedikit diatas itu. Masih banyak yang belum bisa membedakan antara penunjukan 1 : 1 yang asli dengan penunjukan nilai 1 : 1 yang palsu / semu yang disertai turunnya efisiensi ) YANG BISA MUNCUL TERJADI PADA SISI TERSEBUT.
Untuk selanjutnya , dibawah ini kita hanya membahas “Sisi antara Antenna dengan SWR meter” itu saja ( pada postingan ini saya tidak akan membahas secara lebih detil lagi kabel di “Sisi antara SWR meter dengan / dan TX” ).

03
KABEL COAX ANTARA SWR METER SAMPAI KE ANTENNA ( dengan asumsi SWR meternya diletakkan didalam ruang Tx / didekat Tx dan bukan melakukan pengukuran langsung pada terminal antenna ) – SELAMA TOTAL ATTENUATION / LOSSESNYA TETAP TERJAGA RENDAH – SEBETULNYA BISA / BOLEH MENGGUNAKAN PANJANG BEBAS ALIAS BERAPAPUN SECUKUPNYA SESUAI JARAK DARI ANTENNA SAMPAI KE SWR METER. Dengan kata lain , tidak perlu panjangnya harus “sekian lambda”, NAMUN KONDISI “PANJANG SEMBARANG / SEBARANG” SEMACAM INI IDEALNYA HANYA LAYAK DILAKUKAN JIKA :

03-A
Si praktisi / ham nya sudah cukup memahami PENGETAHUAN DASAR KABEL TRANSMISI / COAX ( distribusi arus dan tegangan , impedansi , transformasi impedansi , losses dsb ) & MATCHING , DENGAN CUKUP BAIK.
KALAU PENGETAHUAN DASAR ITU CUKUP DIKUASAI , maka seorang praktisi akan menjadi semakin waspada. Ia akan bisa lebih cepat “mencurigai” dan atau menemukan / membedakan apakah sebuah penunjukan SWR meter ( sedang ) benar2 menunjukkan nilai SWR sesungguhnya yang ada “di antenna” ataukah ia ( sedang ) menunjukan nilai SWR yang “salah” karena munculnya transformasi impedansi akibat kondisi antenna yang ( masih ) reactive & pengaruh panjang kabel.

03-B
Praktisi / ham bersangkutan sudah tahu persis KONDISI KABEL coax yang baru saja / telah dipasangnya :

03-B-1
Tahu berapa tepatnya panjang kabelnya ( berapa meter lebih berapa cm ) “mulai dari ujung connector ke ujung lain connectornya ). Mengetahui secara tepat panjang kabel transmisi sebelum dipasang adalah sebuah kebiasaan yang baik.

03-B-2
Mengenal karakteristik kabel yang digunakan ( selain merk/typenya , juga yang terpenting VELOCITY FACTORnya serta ATTENUATIONnya secara spesifik pada / disekitar frekuensi kerja tertentu yang akan dipakai ).

03-B-3
Dengan sebelumnya ( sebelum beroperasi ) si praktisi sudah mengetahui kedua hal diatas ( terutama 03-B-1 ) maka meskipun “sekarang” ia belum menguasai tentang “manfaat / keuntungan apa yg bisa didapat dari memiliki catatan panjang & spec. kabel” itu , tetapi KAPANPUN ( dikemudian hari ) nanti ia sudah semakin mengenal manfaatnya memiliki data tersebut , ia AKAN MENJADI LEBIH MUDAH UNTUK MELAKUKAN KOREKSI ATAU PERHITUNGAN ULANG MEMPERBAIKI / MENINGKATKAN EFISIENSI DARI SISTEMNYA TANPA PERLU HARUS “BARU MENGUKUR” KABELNYA DENGAN ME-MANJAT2 TOWER/TIANG YANG ITU AKAN SULIT KARENA ADANYA BELOKAN2 / TEKUKAN PADA JALUR KABELNYA DSB., ATAU MENURUNKAN KABELNYA UNTUK MENGUKURNYA.

03-C
Orang tertentu lainnya yang juga ( lebih ) memiliki kekebasan untuk memilih “berapapun panjang coaxnya” adalah mereka yang sedikit banyak ( sudah ) menguasai cara penggunaan Smith Chart untuk “melakukan matching” dan atau “menelusuri impedansi sepanjang kabel”.
Demikianlah 3 kondisi yang akan mampu membuat seseorang akan bisa “mencurigai” , “menengarai” dan bahkan “menemukan / memastikan” APAKAH ANGKA / NILAI YANG DITUNJUKKAN SWR METERNYA ‘KALI INI’ MASUK AKAL ATAU TIDAK. Masih banyak amatir radio yang mengalami “penunjukan SWR meternya membaik / semakin rendah” tetapi tidak sadar atau tidak tahu bahwa ternyata ( terkadang ) pancarannya justru makin melemah yang itu terjadi disaat SWR meter sedang “nakal” menunjukkan nilai yang salah.
Tetapi bagi mereka yang sudah bisa menggunakan Smith Chart dan “mampu menyebutkan dengan persis / tepat berapa panjang fisik kabelnya” , maka ia akan bisa cepat membedakan apakah meternya “sedang jujur” ataukah sedang “berbohong”, sehingga jika diperlukan , ia bisa segera melakukan tindakan koreksi.

04
Dengan mengetahui / mengenali :
a. PANJANG FISIK kabel ( misalnya …. Sekian meter lebih sekian cm ).
b. Frekuensi kerja ( MHz )
c. Velocity Factor kabel.
Maka ham / amatir radio tsb. akan bisa mengetahui “berapa lambda / wavelength” PANJANG ELEKTRIK kabel tersebut.
Dan dengan mengetahui berapa PANJANG ELEKTRIK / EFEKTIF nya , maka MESKIPUN IA ( setelah melakukan pengukuran diujung bawah kabel coax utamanya yang ujung atasnya terhubung ke antenna , misalnya menggunakan Antenna Analyzer ) HANYA MENGETAHUI NILAI IMPEDANSI YANG TERBACA DIUJUNG BAWAH COAX ( misalnya 32 + j 15.5 ohm atau 41 – j 22.1 ohm dsb. ) , MAKA JIKA IA MAMPU MENGGUNAKAN SMITH CHAR , IA AKAN TAHU ( BISA MENGHITUNG ) BERAPAKAH “IMPEDANSI SESUNGGUHNYA DIATAS SANA” ALIAS IMPEDANSI REAL PADA ANTENNA.

05
Dengan menemukan berapa sebenarnya impedansi di antenna , ia akhirnya akan bisa mengetahui BERAPAKAH NILAI SWR YANG SEBENARNYA ( yang ada di antenna diatas tower sana , dan BUKAN sekedar nilai SWR –atau impedansi- yang muncul diujung bawah coax yang kadang benar tapi juga kadang bisa salah ).

06
Jadi , sebaiknya BIASAKANLAH utuk tidak hanya mengetahui merk , attenuation dari Coax anda ( dan juga frekuensi kerja anda ) tetapi juga kenali berapa PANJANG FISIK coax anda ( yang itu akan membuat anda/kita tahu panjang “wavelength / lambda”nya sebagai BEKAL UTAMA dalam membuat coretan2 perhitungan diatas Smith Chart.
Sebetulnya Smith Chart memberikan banyak kemudahan kepada kita. Salah satu contohnya adalah :
Misalnya kabel coax kita panjangnya 14,15 lambda ( wavelength ) , maka ketika kita menggunakan Smith Chart , untuk melakukan perhitungan , KITA TIDAK PERLU MENGHITUNG “SATU PERSATU” ALIAS “LAMBDA PER LAMBDA” , atau dengan kata lain …….. KITA TIDAK PERLU MENGHITUNG SEPANJANG ( maksudnya dalam bergerak melingkari tabel Smith ketika menghitung ) 14.15 lambda !!
Ya , KITA TIDAK PERLU BER-PUTAR2 PULUHAN KALI mengikuti “Lingkaran Impedansi” pada tabel. YANG PERLU KITA HITUNG HANYA “SISA”NYA SAJA ALIAS “ANGKA DIBELAKANG KOMA”NYA SAJA , dalam hal ini yang perlu kita hitung hanyalah bagian yang 0,15 lambda saja , sedangkan yang 14 lambda boleh kita “buang” atau abaikan saja.
Mengapa demikian ? Itu karena …. 1 putaran ( 360 derajat ) pada Smith Chart itu ( sudah ) merepresentasikan “JARAK ½ LAMBDA”. Jadi untuk menghitung bagian yang 14 lambda , kita tidak perlu pusing “berputar-putar” sampai 28 x ( = 28 x ½ lambda ) karena toh setiap jarak ½ lambda elektrik pada coax , kita akan bertemu lagi dengan kondisi yang sama dan selalu terulang.
BUKANKAH ITU MEMBUAT PEKERJAAN MENJADI LEBIH SEDERHANA ?
( Meski katakanlah misalnya –sekedar contoh- coax kita panjangnya 360,25 lambda , kita tidak perlu menghitung detil ( 720 x ) + ( 0,25 x ) tapi cukup menghitung pergeseren fase yang 0,25 alias ¼ lambda saja !!

07
Mungkin beberapa bagian tulisan diatas agak terlalu teknis atau membingungkan , baiklah , kalau begitu saya tulis pilihkan dibawah ini BAGIAN2 PENGETAHUAN PRAKTISNYA SAJA yang ( juga ) berkaitan dengan “Berapakah PANJANG IDEAL KABEL COAX DIANTARA ANTENNA DAN SWR METER ).

08
PADA KONDISI DIMANA SISTEM SUDAH MATCHING ATAU MENDEKATI MATCH ( dalam hal ini khususnya antara antenna & kabel transmisi ) , impedansi antenna sudah sesuai dan juga tidak reaktif lagi , -selama cable attenuation / losses bisa dijaga tidak tinggi- pada prinsipnya PANJANG KABEL ADALAH BEBAS ( BOLEH BERAPAPUN DAN TIDAK ADA KEHARUSAN HARUS MERUPAKAN KELIPATAN “SEKIAN LAMBDA” ).
Pada kondisi ini , arus dan tegangan akan terdistribusikan secara merata sepanjang kabel.

09
NAMUN JIKA KONDISI BEBAN ( ANTENNA ) MASIH REACTIVE – ini yang perlu lebih kita waspadai- SISTEM MENJADI LEBIH SENSITIF. Makin besar reactancenya / makin besar unmatchnya , makin sensitif.
PADA KONDISI INI , PANJANG COAX AKAN SANGAT MEMPENGARUHI BAGAIMANA SWR METER AKAN BERSIKAP/MERESPONS. Perubahan nilai impedansi ( diujung bawah coax yg terhubung ke SWR meter diruang TX ) terjadi sehingga impedansi disitu tidak lagi sama dengan realnya / di antenna. DISINILAH NILAI PENUNJUKAN SWR METER AKAN “PALSU” DAN MENIPU KITA ( KETIKA SWR MENUNJUK RENDAH , NILAI SEBENARNYA –YANG TIDAK TERBACA- ADALAH TINGGI.
CIRI2 APA YANG MUNCUL DAN MUDAH KITA TANDAI KETIKA INI TERJADI ? Pada kondisi ini , PANJANG KABEL COAX TIDAK LAGI “BISA BEBAS / SEMBARANG”. ARTINYA , SETIAP KALI PANJANGNYA KITA RUBAH ( MISALNYA COAX KITA PRUNING / TRIM DENGAN MEMOTONGNYA SEIKIT DEMI SEDIKIT , MAKA PENUNJUKAN SWR METERNYA JUGA BER-UBAH2 NAIK ATAU TURUN TERUS , TERGANTUNG DARI PANJANG COAXNYA.

10.
Karena siklus distribusi arus/ tegangan / impedansi gelombang radio selalu berulang setiap ½ lambda , MAKA UNTUK MENGHINDARI TERJADINYA “PENUNJUKAN SALAH DARI SWR METER” , KITA BISA MENGGUNAKAN KABEL COAXIAL YANG PANJANGNYA KITA BUAT AGAR MERUPAKAN “KELIPATAN ½ LAMBDA ELEKTRIK/EFEKTIF DARI FREKUENSI YANG DIGUNAKAN’. Dengan cara ini kita bisa menjamin bahwa nilai yang ditunjukkan oleh SWR meter adalah sama dengan nilai / kondisi sebenarnya yang ada di antenna diatas sana.
Namun metode ini paling ideal jika digunakan hanya pada station radio yang bekerja pada frekuensi tunggal ( atau tidak tunggal namun bandwidth nya tidak terlalu lebar )
Untuk bandwidth2 yang lebar ( atau multiband ) maka pemahaman pada fungsi dan penggunaan Smith Chart yang baik ( serta dasar2 dari pengetahuan seputar Saluran Transmisi & Matching ) akan lebih dibutuhkan.

KETERANGAN PENUTUP
Pada seluruh bagian dari tulisan ini , saya menggunakan asumsi bahwa SWR meter dipasang didalam ruangan TX ( ham shack ) , MESKIPUN BANYAK TULISAN SAYA LAINNYA YANG MENJELASKAN BAHWA PEMBACAAN SWR METER YANG PALING AKURAT ADALAH APABILA METER DIPASANG LANGSUNG TERHUBUNG KE TERMINAL ANTENNA ( = SEDEKAT MUNGKIN KE ANTENNA ). Asumsi bahwa SWR meter disini dipasang mengikuti cara yg paling populer/praktis yaitu didekat TX adalah se-mata2 UNTUK MENGAITKANNYA DENGAN PERTANYAAN YANG DIAJUKAN yang juga menggunakan asumsi meter dipasang “dibawah” dekat TX.
Kali ini saya tidak membahas detil tentang “Pengukuran yang sedekat mungkin dengan antenna tsb”.
http://world-electricity.blogspot.com/…/antenna-tuner-serie…