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.

IV. PENGUJIAN ANTENNA.

Antenna memegang peranan penting pada sistem radio, termasuk sistem radar, karena antenna merupakan divais yang mengubah sinyal pada dua media yang berbeda. Untuk kegiatan pengembangan through wall radar ini digunakan antena yang dikembangan kegiatan lain di Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi. Antena tersebut diharapkan mampu bekerja pada rentang frekuensi 500‐3000MHz. Sebelum antena digunakan perlu diuji atau diukur terlebih dahulu karakteristiknya. Pengujian 154 tahap awal dilakukan dengan melakukan pengukuran nilai SWR dan coupling antara antena pemancar dan penerima. Ada dua type antena yang telah dirancang dan dikembangan. Tipe pertama ditunjukan oleh Gambar 17, sedangkan tipe kedua oleh Gambar 18. Hasil pengukuran SWR dan coupling untuk antena pertama dapat dilihat pada Gambar 19. Hasil pengukuran parameter yang sama untuk antena kedua dapat dilihat pada Gambar 20. Gambar 17. Fisik antenna UWB 500‐3000MHz tipe 1