VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

VSWR merupakan istilah tertua yang dipakai didalam dunia telekomunikasi selain ferquency dan amplitudo sebelum lahirnya telepon cellular, VSWR sangat akrab dibicarakan oleh para "breaker" atau kelompok penggemar radio amatir yang bekerja pada frequency FM.

Hal tersulit saat membangung pemancar untuk radio amatir adalah melakukan balancing/matching antara beban perangkat radio dengan beban perangkat antenna pemancar beserta kabel penghubungnya. 

Keinginan untuk menjangkau area cakupan yg seluas-luasnya, memacu para radio amtirer untuk membuat radio pemancar dengan daya yg besar (higga > 10W) dan ini mengakibatkan kesulitan tersendiri untuk membalancing beban antara pemancar, kabel penghubung dan antenna. Jika tidak maka yg terjadi adalah terbakarnya radio pemancar akibat daya (power) yg berbalik ke arah pemancar yg tidak sanggup diteruskan oleh antenna akibat hambatan (beban) yg tidak sesuai.

Pertanyaan yg timbul kemudian adalah Apakah VSWR masih berlaku untuk peralatan radio pemancar telepon cellular yg modern saat ini ? bukankah peralatan yang ada sekarang sudah semakin "smart" atau sudah berstandard "Plug & Play" ? jika jawabannya sudah tidak diperlukan, mengapa masih juga dicantumkan pada lembar spesifikasi peralatan dan mengapa masih saja timbul persoalan yg berkaitan dengan VSWR ?

Pada dasarnya telekomunikasi adalah fenomena alam tertua yg telah dipelajari oleh manusia, dan ironisnya manusia hanya mampu melakukan modifikasi untuk peralatan elektronika nya saja sedangkan media perantara (udara ) untuk aktivitas pemancarannya, manusia tidak sanggup untuk mengubahnya.

sebagai contoh : PLTA adalah pembangkit listrik yg memanfaat sumber penggerak air sebagai media, sebagaimana kita ketahui dari sejak pertama ditemukan, kemajuan fenomenal terdapat pada teknologi pemanfaatannya ( yaitu system elektronis nya) tetapi untuk media air nya sendiri manusia tidak mampu berbuat apapun. Air tetaplah air yg bekerja sesuai apa yg menjadi sunnahnya, ketika aliran mengecil maka PLTA akan kekurangan suplly dan begitu sebaliknya. Jadi yg dilakukan manusia hanyalah melakukan penyesuaian atau mengikuti fenomena yg ada.

VSWR kependekan dari Voltage Standing Wave Ratio, jika diperhatikan dengan seksama makna dari VSWR yg mengandung kata Tegangan (Voltage) dan bukan Daya (power) serta Gelombang berdiri (standing wave). Dan tidak berhubugan sama sekali dengan Daya (power) dari pemancar, mengapa ? perlu diketahui bahwa pada saat fenomena VSWR ini ditemukan, peralatan yg ada dan dipergunakan untuk melakukan pengukuran adalah Volt meter sedangkan power meter ditemukan kemudian. Mekanisme power meter lebih rumit dibandingkan volt meter.

Lantas apa yg dimaksud dengan Gelombang berdiri ? apakah ada gelombang duduk atau berbaring ? istilah gelombang berdiri bermula dari rumus "koefisien Refleksi ( reflection coefficient )" yg disimbolkan dengan , dimana :

Vr = Voltage Reflection, Tegangan yg berbalik ke arah pemancar dan Vf = Voltage forward, Tegangan ke arah pemancar

Perlu diketahui bahwa yang dimaksud dengan Tegangan (voltage) disini adalah Tegangan arus (gelombang) Bolak-Balik (alternate Current), sehingga hasil dari nilai bisa negative atau positif,dengan nilai sebagai berikut :

• : minimum tegangan refleksi, terjadi jika ada short circuit (hubungan pendek) shg bernilai negative
•     : jika tdk ada refleksi, terjadi jika antara pemancar dan antenna memiliki tahanan yg sama
•   : maximum tegangan refeleksi, terjadi jika ada open circuit shg bernilai positive

  = 0 (Nol) jika dilihat dalam oscilocop akan tergambar sebagai garis lurus, dan nilai -1 atau +1 akan berupa gelombang sinus dan inilah mengapa dikatakan sebagai gelombang berdiri (standing wave) yaitu puncak postive dan negative dari gelombang sinus yg berada diatas nilai normal (garis lurus).

 sumber : Wikipedia

Hubungan antara phi (ρ) dengan dalam rumus sebagai berikut :

dimana ρ adalah nilai mutlak (nilai tanpa tanda negative atau positive) dari

Semoga bermanfaat

Memetakan Suara Manusia Kedalam Frequency Pembawa (Modulasi)

Seperti yang sudah disebutkan bahwa suara manusia memiliki rentang frequency yang rendah (3400Hz) dan disebut sebagai base band frekuensi. Base band Frekuensi sangat tidak memungkinkan untuk dihantarkan (ditransmisikan) pada jarak yang jauh melalui udara dengan alasan sebagai berikut :

a.Frekuensi rendah sangat tidak stabil dan rentan terhadap halangan (redaman), contoh : suara anda sudah akan hilang jika pendengar berada di balik tembok tebal.
b.Akan diperlukan Antenna yang sangat panjang dan besar.

Dengan alasan diatas maka diperlukan frequency pembawa (dengan frekuensi yang lebih tinggi tentunya) sebagai alat transportasi base band frequency (suara manusia). Agar suara bisa dicampurkan atau ditumpangkan ke Carrier Frequency diperlukan suatu proses pencampuran yang disebut sebagai MODULASI. Dan alat yang dipergunakan untuk melakukannya disebut sebagai MODULATOR. Ada dua jenis modulasi yang dikenal luas yaitu Modulasi Analog dan Modulasi Digital.

Modulasi Analog : Proses mencampurkan Analog base band frequency (suara manusia) kedalam frequency pembawa analog. Frequency analog adalah frequency yang berbentuk gelombang Sinus. Contoh penggunaan modulasi analog adalah Pemancar AM, TV dan Radio Amatir (ORARI)

Gb. Contoh Gelombang Analog

Modulasi Digital : Dalam modulasi digital ini, Analog base band frequency (suara manusia) diubah terlebih dahulu kedalam bentuk digital baru kemudian dicampurkan kedalam frequency pembawa yang masih analog. Digitalisasi adalah proses perubahan gelombang Sinus (analog) kedalam bentuk “ON” dan “OFF” atau “0” dan “1”. Morse adalah contoh proses digitalisasi informasi yang dikirimkan.

Gb. Contoh Bentuk Gelombang Digital

Gb. Contoh Proses Digitalisasisai Gelombang Analog

Proses modulasi ini bisa diibratkan seperti proses pembuatan kue, dimana terigu dibaratkan sebagai frequency pembawa & telor bisa diumpamakan sebagai suara manusia (base band frequency). Nah ….agar bisa menjadi roti yang enak maka proses pencampuran antara telor & terigu bisa dilakukan dengan berbagai cara, misalnya telor terlebih dahulu diaduk baru terigu ditambahkan kedalamnya atau sebaliknya.
Proses modulasi secara teknis bisa dilakukan dalam beberapa cara untuk memperoleh hasil yang diharapakan, secara ringkas digambarkan sebagai berikut :

1)Analalog Modulasi :
a) Amplitude Modulation (AM), dimana Amplitudo (tinggi-rendahnya gelombang) frequency pembawa mengikuti Amlitudo signal (base band/suara manusia)
b) Frequency Modulation (FM),diaman kerapatan/regangan frequency pembawa akan dipengaruhi oleh posisi amplitude signal, jika amplitude signal berada di puncak maka frequency termodulasi akan merapat dan jika amplitude signal berada pada posisi rendah maka frequency termodulasi akan merenggang (lihat gambar).

2)Digital Modulation
a)PSK (Phase Shift Keying)
b)FSK (Frequency Shift Keying)
c)ASK (amplitude Shift Keying)
d)QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Untuk Digital modulation ini tidak akan dibahas detail untuk saat ini karena akan membingungkan untuk tahap awal pemahaman, suatu saat nanti akan dibahas.

Sebelum kita melakukan pembahasan lebih jauh dengan topik lebih sedikit berat, ada baiknya kita akan membahas terlebih dahulu istilah-istilah yang sering dipergunakan dalam dunia telekomunikasi seperti frequency, Amplitudo, redaman dll, dalam posting berukutnya.