Elektromagnetika II. Nama : NIM : Kelas : Tanggal Tugas : / Take Home Kuis II

Transkripsi

1 Nama : NIM : Kelas : Tanggal Tugas : / Take Home Kuis II Elektromagnetika II Aturan Tugas.. Soal terdiri dari soal besar. Aturan pengerjaan soal ada disetiap soal, tolong dibaca baik-baik.. Pengumpulan maksimal tanggal desember jam WIB di N7 berupa copy dari tugas yang telah dikerjakan, bukan berupa file asli.. Tugas yang terlambat lebih dari 0 menit, dianggap tidak mengirim tugas dan tugas dianggap 0 (nol)

2 Kasus. Parameter Saluran Transmisi Jika kabel koaksial disamping memiliki dimensi a = 0, mm; b =,7 mm dan c = mm. diisi dengan dielektrik dengan spesifikasi permeabilitas relative sebesar dan permitivitas relative sebesar,. Konduktor inner dan outer berupa tembaga dengan konduktivitas sebesar 9,6 6 S/m. tentukan:. Nilai parameter primer (R, L, G, C) dari kabel koaksial tersebut!. Jika kabel koaksial tersebut digunakan pada frekuensi 00 MHz, tentukan parameter sekunder kabel koaksial dan sifat dari kabel koaksial tersebut!. Tentukan besar redaman dan pergeseran fasa pada jarak meter dari sumber pada frekuensi 00 MHz! Jawab.

3 Kasus. Impedansi Intrinsik, Koefisien Pantul dan VSWR Perhatikan model pembagi daya resitif berikut. A R R Z 0 Z 0 Port Z 0 R D C Tiga buah saluran transmisi disusun parallel yang dihubungkan dengan resistor sebesar R ohm. Jika diinginkan input pada port memiliki pantulan seminimum mungkin maka tentukan: a. Nilai resistor R! b. Koefisien pantul dan VSWR dititika A dan B! c. Koefisien pantul dan CSWR dititik C pada pencabangan parallel saluran! Jawab. B Z 0 Z 0

4 Kasus. Stub Tunggal Seri Open Circuit Perhatikan model saluran transmisi yang bekerja pada frekuensi 00 MHz berikut. l s Z ins Z R B A d s Z inb Jika Impedansi Saluran (Z 0) sebesar ohm dan Impedansi Beban (Z R) sebesar + j X ohm, dengan x adalah ((NIM mod )+), maka tentukan : a. Koefisien pantul dan VSWR pada beban. b. Jarak dan panjang stub jika diinginakan stub bersifat kapasistif untuk nim genap, dan stub bernilai induktif untuk nim ganjil. c. Impedansi Z ina dan koefisien pantul di A. d. Impedansi Z ins, Impedansi Z inb dan koefisien pantul di B! Z ina Jawab

5 7 The Complete Smith Chart Black Magic Design ± 7 > WAVELENGTHS TOWARD GENERATOR > < WAVELENGTHS TOWARD LOAD < INDUCTIVE REACTANCE COMPONENT (+jx/zo), OR CAPACITIVE SUSCEPTANCE (+jb/yo) RESISTANCE COMPONENT (R/Zo), OR CONDUCTANCE COMPONENT (G/Yo) CAPACITIVE REACTANCE COMPONENT (-jx/zo), OR INDUCTIVE SUSCEPTANCE (-jb/yo) ANGLE OF TRANSMISSION COEFFICIENT IN DEGREES 8-9 ANGLE OF REFLECTION COEFFICIENT IN DEGREES SWR dbs RTN. LOSS [db] RFL. COEFF, P RFL. COEFF, E or I RADIALLY SCALED PARAMETERS TOWARD LOAD > 7 < TOWARD GENERATOR CENTER ATTEN. [db] S.W. LOSS COEFF RFL. LOSS [db] S.W. PEAK (CONST. P) TRANSM. COEFF, P TRANSM. COEFF, E or I ORIGIN

6 Kasus. Stub Tunggal Seri Short Circuit Perhatikan model saluran transmisi yang bekerja pada frekuensi 0 MHz berikut. l s Z ins Z R B A d s Z inb Z ina Jika Impedansi Saluran (Z 0) sebesar ohm dan Impedansi Beban (Z R) sebesar + j X ohm, dengan x adalah ((NIM mod )+0), maka tentukan : a. Koefisien pantul dan VSWR pada beban. b. Jarak dan panjang stub jika diinginakan stub bersifat induktif untuk nim genap, dan stub bernilai kapasitif untuk nim ganjil. c. Impedansi Z ina dan koefisien pantul di A. d. Impedansi Z ins, Impedansi Z inb dan koefisien pantul di B! Jawab:

8 Kasus. Stub Tunggal Paralel Short Circuit Perhatikan model saluran transmisi yang bekerja pada frekuensi MHz berikut. Y ina Y in A l s Y R d s Y ins Jika Impedansi Saluran (Z 0) sebesar ohm dan Impedansi Beban (Z R) sebesar + j X ohm, dengan x adalah ((NIM mod )+), maka tentukan : a. Tentukan nilai admitansi pada beban b. Koefisien pantul dan VSWR pada beban. c. Jarak dan panjang stub jika diinginakan stub bersifat induktif untuk nim genap, dan stub bernilai kapasitif untuk nim ganjil. d. Admitansi Y ina dan koefisien pantul di A (sebelum diberi stub parallel tertutup). e. Admitansi Y ins, Impedansi Y in dan koefisien pantul di A (setelah diberi stub parallel tertutup)! Jawab:

10 Kasus 6. Stub Tunggal Paralel Open Circuit Perhatikan model saluran transmisi yang bekerja pada frekuensi 00 MHz berikut. Y ina Y in A l s Y R d s Y ins Jika Impedansi Saluran (Z 0) sebesar ohm dan Impedansi Beban (Z R) sebesar + j X ohm, dengan x adalah ((NIM mod )+), maka tentukan : a. Tentukan nilai admitansi pada beban b. Koefisien pantul dan VSWR pada beban. c. Jarak dan panjang stub jika diinginakan stub bersifat kapasitif untuk nim genap, dan stub bernilai induktif untuk nim ganjil. d. Admitansi Y ina dan koefisien pantul di A (sebelum diberi stub parallel tertutup). e. Admitansi Y ins, Impedansi Y in dan koefisien pantul di A (setelah diberi stub parallel tertutup)! Jawab

12 Kasus 7. Trafo λ/ Perhatikan model saluran transmisi yang bekerja pada frekuensi 0 MHz berikut. Z g λ/ λ/ Z T Z T Vg Z R d d D C B A Sebuah signal generator menghasilkan tegangan sebesar < 0 0 volt pada frekuensi 0 MHz. signal generator memiliki tahanan dalam Z g sebesar ohm. Dihubungkan dengan saluran berimpedansi 0 ohm dengan panjang λ yang juga dihubungkan dengan beban + j 0 ohm. Tentukan: a. Koefisien pantul dan VSWR pada titik A dan C pada kondisi awal! b. tegangan yang disalurakan ke beban jika diasumsikan saluran tidak meredam. c. Jarak d dan d serta Z T dan Z T jika diinginkan transfer daya maksimum dengan menggunakan penyepadanan trafo λ/! d. Koefisien pantul dan VSWR pada titik B dan D ketika sudah terpasang trafo λ/! Jawab.

14 Kasus 8. Trafo λ/ Suatu pemancar dengan f = 0 MHz dan impedansi dihubungkan dengan beban oleh saluran koaksial dengan Z 0 = dan redaman sepanjang saluran db. Berapakah VSWR pada output pemancar? Rancang penyesuaian impedannya dengan menggunakan transformator /?

15 Kasus 9. Bumbung Gelombang Rectangular. Bumbung gelombang persegi tipe WR-87 terbuat dari konduktor yang dianggap sempurna dan berisi udara kering digunakan untuk saluran transmisi bagi gelombang mode dominan TE pada frekuensi, 6,77 GHz. Jika bumbung gelombang dengan mode tersebut dioperasikan pada frekuensi GHz. Tentukan : a. Dimensi bumbung gelombang! b. Konstanta fasa, panjang gelombang, kecepatan grup, kecepatan fasa, dan impedansi intrinsic gelombang!

16 Kasus. Bumbung Gelombang Rectangular Rectangular Waveguide WR-9 (a =,9 Inch dan b = 0,79 inch) diasumsikan terbuat dari konduktor sempurna. a. Jika rongga dapat diusahakan vacuum, hitung lebar pita frekuensi operasi agar mode-mode selain mode dominan tidak muncul! b. Jika rongga berisi udara basah dengan karakteristik (µ r =, ε r =,00 dan tan θ = 0,00), hitung konstanta redaman (db/m) dan konstanta fasa (rad/m) untuk dominan mode 6 GHz.

17 Kasus. Bumbung Gelombang Rectangular x Sebuah Rectangular Wave Guide mode TE, berisi udara, dengan Hx = 7 cos a. t - z ), hitung : sin y b sin ( 7 a. mode dan f ops? b. Jika a =, cm ; b =, cm ;? c. f co dan TEmn?

18 Kasus. Bumbung Gelombang Rectangular a. Desain RWG bila bahan konduktor sempurna, diisi udara untuk transmisinya, mode dominan TE, f ops = GHz ( 0% lebih tinggi dari f co mode dominan, tapi % lebih rendah dari f co mode berikutnya TE 0! b. Bila r =, dari mode-mode yang mungkin mengalir dalam RWG dgn f ops tetap GHz. c. Bila r =, tan = 0,0 =, =...?

19 Kasus. Bumbung Gelombang Rectangular Pipa alumunium berukuran x cm ( c =,8 x 7 S/m) rongganya diisi polysterene ( R = ; R =,; tan = 0,0) digunakan sebagai bumbung gelombang dengan frekuensi operasi, frekuensi cut-off mode dominan terendah. a. Hitung frekuensi operasi, panjang gelombang, bilangan gelombang, kecepatan fasa dan grup! b. Hitung dalam db/0 m untuk gelombang mode dominan terendah yang dipropagasikan! c. Hitung redaman dalam db, jika bumbung gelombang digunakan sebagai peredam pada frekuensi 0, frekuensi cut-off dan panjangnya cm!