PENGUJIAN HARDWARE TRANSCEIVER THROUGH WALL RADAR
147 frekuensi
9750MHz yang berasal dari DRO. Keluran sinyal dari DRO, keluaran dari directional
coupler CPL yang digunakan sebagai supplay DDS reserved, keluaran dari directional
coupler OUT yang masuk ke masukan LO mixer ZX05‐153+ dan keluaran IF mixer
masing masing ditunjukkan pada gambar 9. Sedangkan masukan RF mixer berasal dari
keluaran VCO. Level
sinyal keluaran dari DRO pada frekuensi 9750MHz sebesar 9.25dBm. Coupler yang
digunakan juga masih sesuai dengan spesifikasi dari datasheet yaitu insertion loss sebesar
1.49 dBm 1 dBmdatasheets dan 7.76 dBm 7 dBmdatasheets. Keluaran port
OUT dari directional coupler digunakan sebagai input LO dari mixer, dan masih memenuhi
syarat untuk digunakan, karena mixer yang digunakan menurapan mixer level
7, yang memerlukan minimal 7dBm untuk dapat bekerja. Keluaran
port IF mixer menunjukkan bahwa spektrum chirp fundamental yang dihasilkan
berada pada rentang frekuensi 500‐3000MHz seperti yang diharapkan. Level sinyal
berada pada kisaran ‐0,08 dBm. Dalam hal ini terlihat bahwa mixer telah berada pada
level 1dB compresion pointnya dimana dengan masukan RF pada level 20.48 dBm, mixer
melalkukan konversi dengan loss sebesar 18.47 dBm jauh dibawah spesifikasi linear
dari datasheet yang diberikan. Pada
gambar 9d tampak bahwa keluaran mixer selain menghasilkan sisi frekuensi pada
rentang frekuensi yang diharapkan, juga menghasilkan sisi frekuensi pada freuensi tinggi,
untuk mengurangi level dari sinyal harmonik dan sinyal yang tidak diharapkan tersebut
digunakan filter LPF VLF‐3000+ . Filter ini akan melewatkan frekuensi dibawah 3000Mhz.
hasil pengukuran karakteristik dari filter ini ditunjukkan pada gambar 10 kiri. Tampak
bahwa filter memiliki cut off frekuensi ‐3dB pada frekuensi 3425MHz, dengan insertion
loss sebesar 1.41dBm Sedangkan keluaran spektrum chirp dari filter ini ditunjukkan
pada gambar 10 kanan. Tampak bahwa filter ini mampu meredam sinyal yang
tidak diinginkan pada level 30dBc sampai 55dBc. Sedangkan keluaran chirp spektrum
yang diinginkan berada pada level ‐1dBm.
148 a b
c d Gambar
9. a keluaran DRO masukan port IN directional coupler, b keluaran port CPL
directional coupler, c keluaran port OUT directional coupler masukan port LO mixer
dan d keluaran port IF mixer.
Gambar 10. Karakteristik filter LPF kiri dan keluaran spektrum chirp setelah melewati
filter LPF kanan.
149 Pada
bagian ini chirp telah siap untuk dipancarkan pada tahap selanjutnya chirp ini akan
dilewatkan melalui sebuah penguat amplifier untuk meningkatkan level dayanya. Dilain
pihak sinyal chirp ini juga akan diumpankan sebagai sinyal LO pada mixer penerima
untuk memperoleh sinyal beat. Untuk
membagi sinyal chirp ini kedalam dua jalur digunakan splitter ZN2PD2‐50+, yang
masing masing keluarannya akan bernilai sama besar dengan loss sebesar 3dBm. Keluaran
port 1 akan masuk ke LO mixer sedangkan keluaran port 2 akan masuk ke penguat
daya transmitter. Gambar 11 masing masing menunjukkan keluaran dari port 1 dan
port 2 OUT dari splitter, yang menunjukkan nilai yang identik. Nilai insertion loss berkisar
pada level ‐3.3dBm, sesuai dengan nilai yang diberikan pada datasheet dan unjuk
kerja yang diinginkan. Sehingga level keluarannya berada pada kisaran ‐4.31 dBm.
Gambar 11. Spektrum chirp keluaran dari port 1 kiri dan port 2 splitter.
Setelah melewati Penguat Daya spektrum chirp yang dihasilkan dan level sinyalnya
ditunjukkan pada gambar 12. Sinyal inilah yang akan dilewatkan melalui sistem antenna.
Daya rata yang dihasilkan sebesar 29.32dBm dengan gain rata rata sebesar 34.72dBm.
Tampak bahwa spektrum chirp tidak flat dan memiliki level sinyal yang bervariasi sekitar
6dBm.
150 Gambar
12. Spektrum dan level sinyak keluaran dari Penguat Daya Pemancar transmitter
yang akan dilewatkan melalui antenna. Pengujian
antenna dan pengujian unjuk kerja sistem menggunakan antenna akan dijelaskan
pada bagian selanjutnya. Pada tahap ini sistem akan diuji menggunakan loopback
cable. Di mana keluaran dari Penguat daya transmitter akan dileatkan pada sebuah
kabel dengan panjang 1m yang mewakili jarak antenna dengan sebuah obyek berjarak
0.5m dan sebuat attenuator 30 dBm yang mewakili pelemahan loss yang disebabkan
oleh propagasi dan pemantulan. Loopback cable ini kemudian dilewatkan diumpankan
kedalam masukan LNA, yang mewakili sinyal yang diterima oleh sistem radar
TTW FMCW setelah dipantulkan oleh sebuah obyek. Spektrum
keluaran dari LNA ZX60‐33LN+ yang mewakili hasil penerimaan sisten receiver
rdar TTW terhadap sinyal pantul yang diterima dari suatu obyek ditunjukkan pada
gambar 13. Tampak bahwa LNA memiliki gain yang sangat bervariasi sekitar 20dBm
pada rentang frekuensi 500MHz‐3000MHz. Hal ini akan mengakibatkan level sinyal
beat yang dihasilkan akan bervariasi dan mengurangi sensitifitas peneriaan, terutama
pada frekuensi tinggi.
151 Gambar
13. Flatness dari spektrum keluaran LNA. Keluaran
dari LNA akan dilewatkan melalui sepasang filter LPF VLF‐3000+ dan HPF SHP
‐500+ yang membentuk konfigurasi filter BPF pada rentang frekeuensi 500‐3000MHz. Filter
ini ditujukan untuk meredam sinyal sinyal pengganggu yang tidak diinginkan yang ikut
masuk pada sistem penerima. Karakteristik filter berdasarkan hasil pengukuran ditunjukkan
pada gambar 14. Sedangkan spektrum chirp keluaran dari pasangan filter LPF+HPF
ini ditunjukkan pada gambar 15. Keluaran dari filter ini akan masuk ke port RF dari
beat mixer.
Gambar 14. Karakteristik Filter LPF 3000MHz kiri dan HPF 500MHz kanan.
152 Gambar
15. Spektrum keluaran filter LPF+HPF pada sisi penerima. Keluaran
dari filter tersebut selanjutnya dimasukkan melalui port RF beat mixer ZEM4300+
sisi penerimareceiver bersama masukan LO yang berasal dari splitter yang berasal
dari sisi pengirim transmitter. Proses pencampuran ini akan menghasilkan sinyal
beat yang merupakan selisih dari chirp yang dikirimkan dengan chirp yang diterima.
Frekuensi dari sinyal beat inilah yang dikorelasikan terhadap jarak. Pada
dasarnya level sinyal LO yang dibutuhkan mixer ini untuk bekerja adalah 7dB, tetapi
sinyal yang masuk dari keluaran splitter transmiter berada pada level ‐4dBm. Tetapi
pada hasil pengujian tampak bahwa mixer ini telah tetap mampu bekerja dengan
level sinyal tersebut. Keluaran
sinyal beat dari mixer beat ditunjukkan pada gambar 16, bersama dengan
keluaran sinyal beat setelah melalui penguat sinyat beat beat amplifier. Masing
masing berupa : sinyal beat keluaran mixer dengan 1m loopback a, sinyal beat keluaran
mixer dengan 2m loopback b , sinyal beat keluaran mixer dengan 1m loopback
a sinyal beat keluaran mixer dengan 2m loopback b Pada
gambar tersebut tampak bahwa frekuensi beat yang dihasilkan oleh loopback
sepanjang 2m lebih tinggi dibandingkan frekuensi beat yang dihasilkan oleh loopback
sepanjang 1m. Hal ini mewakili prinsip bahwa semakin jauh jarak obyek pemantul
semakin panjang delay yang dialami oleh chirp sinyal yang diterima, sehingga
153 akan
menghasilkan frekuensi beat selisih yang lebih besartinggi. Hal ini menunjukkan bahwa
sistem radar yang dikembangkan telah dapat berfungsi sesuai dengan prinsip atau
teori dasar sistem radar FMCW.
a b
c d Gambar
16. Frekuensi sinyal beat.