MAKALAH

TEKNIK GELOMBANG MIKRO

(WAVEGUIDE)

DISUSUN

OLEH :

DESY MUTIA

NIM : 1120402036

KELAS : D2

TEKNIK ELEKTRO

TEKNIK TELEKOMUNIKASI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

2013

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI.............................................................................................................i

BAB I PENDAHULUAN............................................................................2

BAB II PEMBAHASAN...............................................................................3

a. Pengertian.....................................................................................3

b. Rangkaian.....................................................................................3

c. Prinsip Kerja.................................................................................4

d. Frekuensi......................................................................................6

BAB III PENUTUP........................................................................................8

Kesimpulan ........................................................................................8

BAB I

PENDAHULUAN

Seiring dengan perkembangan zaman, semakin bertambah teknologi yang

dihasilkan. Untuk menghasilkan suatu teknologi, tentunya harus menggunakan

saluran transmisi dalam teknologi tersebut karena saluran transmisi merupakan

suatu hal yang penting dalam menggunakan teknologi tersebut walaupun hanya

sedikit menggunakan saluran transmisi. Saluran transmisi merupakan suatu media

yang digunakan untuk mengirim energi listrik dari satu titik ke titik lain dalam

suatu rangkaian listrik.

Ada beberapa saluran transmisi yang digunakan secara umum pada saat ini

seperti two wire line, kabel koaksial, balanced shielded line, mikrostrip dan

bumbung gelombang (waveguide). Waveguide adalah saluran tunggal yang

berfungsi untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik (microwave) dengan

frekuensi 300 MHz – 300 GHz.

Dalam kenyataannya, waveguide merupakan media transmisi yang

berfungsi memandu gelombang pada arah tertentu. Secara umum waveguide

dibagi menjadi tiga yaitu, yang pertama adalah rectangular waveguide

(waveguide dengan penampang persegi) dan yang kedua adalah circular

waveguide (waveguide dengan penampang lingkaran), dan ellips waveguide

(waveguide dengan penampang ellips).

Pada makalah ini, akan dibahas tentang karakteristik salah satu bumbung

gelombang (waveguide) yaitu rectangular waveguide karena rectangular

waveguide adalah salah satu tipe yang paling awal dari jaringan transmisi yang

digunakan dalam berbagai aplikasi. Ada beberapa parameter yang akan dianalisis

untuk mengetahui atau mendapatkan karakteristik saluran transmisi rectangular

waveguide yaitu frekuensi cut-off, impedansi karakteristik, dan perambatan

gelombangnya.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Waveguide

Waveguide adalah saluran tunggal yang berfungsi untuk menghantarkan

gelombang elektromagnetik (microwave) dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz.

Waveguide merupakan struktur yang dapat mentransmisikan gelombang

elektromagnetik dari satu titik ke titik lain, di mana medan gelombang terkurung.

Waveguide menyuplai propagation (perambatan) melalui TE (transverse electric)

dan TM (transverse magnetic) mode. TE mode merupakan electric yang tegak

lurus dengan arah rambat, sedangkan TM mode merupakan magnetic yang tegak

lurus dengan arah rambat.

Waveguide memungkinkan untuk menyuplai propagation (perambatan)

gelombang di bawah frekuensi tertentu atau yang disebut dengan frekuensi cut-

off. Jenis-jenis waveguide secara umum:

1. Rectangular waveguides

2. Circular waveguides

3. Dielectric slab waveguides

4. Fiber optic waveguides

Gambar.(a)Rectangular waveguide.(b)circular waveguide.(c)dielectric slab

waveguide.(d)fiber optic waveguide

Keterangan:

a. rectangular waveguides : biasanya digunakan untuk aplikasi gelombang

mikro

b. circular waveguides : mempunyai capability yang lebih tinggi dari

rectangular waveguides

c. dielectric slab waveguisdes : mempunyai loss yang lebih kecil daripada

metallic waveguides atau pada nomor 1 dan 2 pada saat frekuensi tinggi

d. fiber optic waveguide : memiliki loss yang kecil dan bandwith yang luar

biasa keuntungannya daripada metallic waveguides

B. Waveguide Persegi (Rectangular Waveguide)

Waveguide persegi adalah bumbung gelombang dengan penampang

persegi dan model ini sering digunakan dalam praktik. Hal ini disebabkan karena

perencanaan, analisa serta pembuatannya relatif mudah. Dalam analisanya,

waveguide persegi memberikan hasil yang sederhana, dengan menggunakan

koordinat siku-siku (kartesian).

Sistem koordinat untuk waveguide

Waveguide merupakan konduktor logam (biasanya terbuat dari brass atau

aluminium) yang berongga didalamnya, yang pada umumnya mempunyai

penampang berbentuk persegi (rectangular waveguide) atau lingkaran (circular

waveguide). Saluran ini digunakan sebagai pemandu gelombang dari suatu sub

sistem ke sub sistem yang lain. Pada umumnya di dalam waveguide berisi udara,

yang mempunyai karakteristik mendekati ruang bebas. Sehingga pada waveguide

persegi medan listrik E harus ada dalam waveguide pada saat yang bersamaan

harus nol di permukaan dinding waveguide dan tegak lurus. Sedangkan medan H

juga harus sejajar di setiap permukaan dinding waveguide.

Pada rectangular waveguide, terdapat persamaan dimension a x b, di mana

dimensi a untuk menentukan range frekuensi yang dominan, orde yang paling

rendah, dan mode perambatannya . Apabila ordenya semakin tinggi, maka

semakin tinggi pula attenuasi, sehingga akan menyulitkan untuk mengextract.

Sementara itu, dimensi b juga mempengaruhi attenuasi. Semakin kecil b, maka

attenuasi akan semakin kecil . Jadi, idealnya adalah b = a/2.

Waveguide menyuplai TE (transverse electric) dan TM (transverse

magnetic) modes . Pada TE mode, medan listrik merambat tegak lurus pada arah

perambatan gelombang . Pada TM mode, medan magnet merambat tegak lurus

pada arah perambatan gelombang.

Mode order mengacu pada configurasi dari subskrib TE dan TM mode. m

subskript mengacu pada gelombang arah x atau angka pertama dan n subskript

mengacu pada gelombang pada arah y. m dan n digunakan untuk menentukan

frekuensi cutoff. Dengan rumus :

f cmn= 1

2√ με √(ma )

2

+( nb )

2

Untuk bumbung gelombang konvensional yang dipenuhi udara, dimana

a=2b, order mode terkecil adalah TE10 dengan frekuensi cutoff fc10 = c/2a.

C. Perambatan gelombang

Perambatan gelombang pada waveguide dengan menganggap gelombang

sebagai superposisi dari sepasang gelombang TEM.

Pada gambar (a) memperlihatkan gelombang TEM merambat pada arah z,

sedangkan pada gambar (b) memperlihatkan gelombang. Gelombang merambat

pada arah z dengan kecepatan u, garis yang tebal sebagai medan maximum(E+)

dan garis bisa sebagai medan minimum (E-). Gelombang merambat pada

kecepatan uu dimana u subskrip menunjukkan media tak terbatas oleh dinding. Di

udara, uu = c.

Untuk melihat sepasang gelombang TEM kita memisalkan dalam u+ dan

u-. Gelombang u+ merambat pada sudut a+θ pada sumbu z sedangkan u-

merambat pada a-θ. u+ berbeda sudut 180o dengan u-.

D. Impedansi Waveguide

Impedansi waveguide merupakan rasio  dari transverse electric field (TE)

dengan transverse magnetic field (TM) untuk sebuah mode perambatan pada

frekuensi tertentu. Atau disebut juga transverse wave impedance .

Untuk mode TE tertentu, waveguide impedance dinyatakan dengan

persamaan :

ZmnTE=ηu

√1−( f c

f )2

Dimana ηu adalah impedansi intrinsik media perambatan. Di udara, ηu= η0= 120 𝜋𝜴.

Untuk mode TM tertentu, waveguide impedance dinyatakan dengan

persamaan :

ZmnTM=ηu √1−( f c

f )2

Waveguide impedance of the TE11 and TM11 modes versus frequency for WR90.

BAB III

PENUTUP

1. Waveguide menyuplai propagation (perambatan) melalui TE (transverse

electric) dan TM (transverse magnetic) mode. TE mode merupakan electric

yang tegak lurus dengan arah rambat, sedangkan TM mode merupakan

magnetic yang tegak lurus dengan arah rambat.

2. Frekuensi cut-off pada saluran transmisi rectangular waveguide akan

mengalami kenaikan seiring dengan dimensi penampang retangular

waveguide yang semakin mengecil.

3. Semakin besar frekuensi yang diberikan pada saluran transmisi rectangular

waveguide tersebut, maka semakin kecil pula impedansi karakteristiknya

untuk frekuensi 8 GHz sampai 12.5 GHz

DAFTAR PUSTAKA

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22326/6/Abstract.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Waveguide_%28electromagnetism%29