Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921.
Z
a
harus dibuat optimum terhadap parameter rangkaian feedback dan matching network untuk
mendapatkan R
a
kurang atau sama dengan -25 Ohm dan X
a
mempunyai kemungkinan bervariasi secara maksimum mendekati dengan resonan untuk
mendapatkan Q quality factor yang tinggi. Spasi secara elektrik dari dielectric resonator, yaitu
semacam reaktansi terhadap base atau gate dari transistor
adalah negatif dari Z
a
. Karakteristik impedansi dari output transmission line Z
g
, biasanya dipilih sebesar 50 Ohm.
3. PENALAAN FREKUENSI
ELECTRONIC FREQUENCY TUNING
Penalaan frekuensi dari DRO dapat diperoleh dengan menggunakan voltage controlled diode
varactor[3.7]. Konfigurasi rangkaian sebagai penghubung varactor ke DR terdiri dari jalur
tambahan paralel dengan yang menghubungkan DR ke device aktif dan diletakkan disisi yang berhadapan
dengan DR seperti pada Gambar 2. Pada contoh tersebut, dua buah varactor dihubungkan dengan
kedua ujung dari microstrip setengah panjang gelombang resonator yang mempunyai karakteristik
impedansi Z
t
. Pada jalur kopling DR, jalur transmisi dapat
dianggap sebagai transformator impedansi impedance transformer dua perempat panjang
gelombang atau tepatnya dua inverter impedansi yang diterminasi dengan dua buah varactor penala
tuning varactor. Variasi perubahan kapasitansi dari varactor
pada ujung inverter, ditransformasikan kedalam perubahan induktif pada jalur kopling
dengan inverter impedansi. Dengan memperbesar kopling antara DR dengan
jalur varactormikrostrip, lebar pita penalaan tuning bandwidth
DRO juga bias naik. Perlu diingat bahwa lebar pita penalaan DRO harus
lebih lebar dari perubahan frekuensi frequency drift oscillator
terhadap temperatur.
Gambar 2. Skema Voltage Tuning DRO
. Secara singkat dapat disimpulkan, bahwa
kopling Dielectric Resonator ke jalur penalaan dan kopling rangkaian penala ke rangkaian oscillator
harus dijaga seimbang.
4. KOMPENSASI TEMPERATUR
TEMPERATURE COMPENSATION DRO
Penalaan secara elektris terhadap DRO dapat digunakan untuk mengkompensasi perubahan
frekuensi frequency drift terhadap temperatur. Rangkaian untuk menstabilkannya terdiri dari
thermistor resistor yang berubah terhadap
temperatur dan resistor-resistor. Sensor temperatur ini dikonversikan terhadap tegangan penala dan di
hubungkan dengan terminal penala dari DRO. Blok diagram kompensator temperature seperti terlihat
pada Gambar 3 dibawah ini.
Gambar 3. Blok Diagram Kompensator Temperatur
5. DERAU FASA
PHASE NOISE
Salah satu karakteristik yang terpenting dari DRO adalah derau fasa pada 10 KHz atau lebih.
Derau fasa ini bergantung kepada divais aktif yang digunakan, kopling daya osilasi terhadap DR, dan
besarnya daya yang diberikan terhadap beban. Derau fasa makin naik sebanding dengan kuadrat frekuensi
kerja, misalnya frekuensi DRO 10 GHz, maka level derau fasa diluar 10 GHz, bertambah 20x
log10[fGHz10] terhadap derau fasa pada 10 GHz.
Makin banyak energi tersimpan di dielectric resonator
, karakteristik temperatur dari DRO akan lebih mengikuti DR, akan tetapi daya divais aktif
lebih banyak terdesipasi di DR yang akan mengakibatkan menurunnya output. Oleh karena itu
harus diambil kompromi antara kestabilan temperatur dari DRO dan derau fasa.
6. KAJIAN TERHADAP DRO YANG
DIGUNAKAN DALAM SISTEM FM-CW RADAR DI PPET-LIPI
Untuk keperluan pemancar radar ini digunakan DRO buatan Air Parts dengan spesifikasi teknik
sebagai berikut: Output Frequency ::9,856
GHz Frequency Accuracy : ± 1 MHz
Frequency Stability : ± - 5 ppmC Mechanical Tuning Bandwidth : ± 25 MHz
Output Power over Temp: + 23 dBm Power Variation over Temp: 2,0 dB
Pulling 1,5:1 VSWR : ± 0,5 MHz Pushing
: 20 KHzV Discrete spurious
: - 80 dBc Harmonics
: - 20 dBc Phase Noise: 10 KHz
: - 90 dBcHz
102
Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921.
100 KHz: - 115 dBcHz 1 MHz: - 130 dBcHz
Operating Temperature : -29 to + 60 deg
C baseplate Power Supply: 12 ± 3 VDC, 350 mA max
RF Connectors SMA Famale: Adapun hasil pengukurannya adalah sebagai
berikut:
Gambar 4. Rangkaian Pengukuran
Pada waktu pengukuran, untuk menjaga agar tidak ada sinyal refleksi yang terlalu besar yang dapat
merusak DRO tersebut, maka pengukuran tidak langsung dilakukan pada outputnya, melainkan
sebelumnya dihubungkan dengan isolator. Pada gambar diatas, setelah isolator dihubungkan dengan
directional coupler
, power divider dan isolator kembali.
Adapun hasil pengukurannya sebagai berikut:
Gambar 4. Pengukuran output DRO
Gambar 5. Pengukuran derau fasa menggunakan
Spectrum Analyzer.
Gambar 6. Print out hasil pengukuran DRO dengan
Spectrum Analyzer
Data Pengukuran DRO: Frekuensi output:
9,85605 GHz
Level output :
7,0 dBm
Resolution Bandwidth : 10,0
KHz Video Bandwidth
30,0 KHz
Sweep Time :
100 ns
Attenuation 20
dB Span
: 50
KHzRL Phase Noise
-64,77 dB
Kestabilan frekuensi output setelah ditunggu beberapa lama bergeser +- 100 Hz.
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan peralatan berikut:
Network Analyzer, Hewllet-Packard, Type HP 8720 C 50 MHz – 20 GHz;
Spectrum Analyzer, Hewllet-Packard, Type HP 8593 A 9 KHz – 22 GHz;
Swept Frequency Synthesizer, Wiltron, Model 6747 B 10 MHz – 20 GHz
Dari hasil pengukuran tersebut, phase noise DRO levelnya masih jauh dari level outputnya,
sedangkan pergeseran frekuensi yang besarnya +- 100 Hz, dibandingkan terhadap frekuensi utamanya
yang besarnya 9,8560 GHz, boleh dikatakan tidak perlu dipermasalahkan. Seperti telah diuraikan
diatas, bahwa DRO yang digunakan pada penelitian Radar FM-CW di PPET – LIPI, juga digunakan
sebagai
master oscillator untuk pembangkit
frekuensi yang menghasilkan keluaran frekuensi clock
untuk Direct Digital Synthesizer dan frekuensi tengah intermediate frequency dari radar, dank
arena telah melalui beberapa kali pembagi, maka frekuensinya sudah semakin stabil, dengan demikian
pergeseran frekuensi yang terjadi tidak akan mengganggu kestabilan frekuensi radar FM-CW
pada saat beroperasi.
7. KESIMPULAN
Dari uraian diatas dapat disimpulkan, bahwa penggunaan DRO buatan Air Parts dapat digunakan
dalam system FM-CW radar yang dikembangkan di
103
