1. Pendahuluan 2. Rectangular Waveguide 3. Circular Waveguide

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III WAVEGUIDE. Gambar 3.1 bumbung gelombang persegi dan lingkaran

BAB II SALURAN TRANSMISI

BAB II SALURAN TRANSMISI. tunda ketika sinyal bergerak didalam saluran interkoneksi. Jika digunakan sinyal

BAB II TEORI DASAR SALURAN TRANSMISI

BAB II SALURAN TRANSMISI MIKROSTRIP

PERANCANGAN TRANSISI KOAXIAL KE WAVEGUIDE WG8. Toni Ismanto 1, Mudrik Alaydrus 2 1,2

PERANCANGAN TRANSISI KOAXIAL KE WAVEGUIDE WG8. Toni Ismanto 1, Mudrik Alaydrus 2 1,2

SAL TRANS GEL MIKRO (I) Ref : Pozar

SALURAN TRANSMISI 1.1 Umum 1.2 Jenis Media Saluran Transmisi

MATA KULIAH KODE RUMPUN MK BOBOT (SKS) SEMESTER DIREVISI. Elektromagnetika DTH1K3 Telekomunikasi T =3 P = Juni 2016

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

BAB II SALURAN TRANSMISI

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

Karakteristik Serat Optik

ELEKTROMAGNETIKA TERAPAN

BAB II TINJAUAN TEORITIS

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA dan LANDASAN TEORI

ANALISIS PENGARUH FREKUENSI TERHADAP REDAMAN PADA KABEL KOAKSIAL

BAB II DASAR TEORI. (transmitting antenna) adalah sebuah transduser (pengubah) elektromagnetis,

SKRIPSI. PERANCANGAN ANTENA BOW-TIE MIKROSTRIP PADA FREKUENSI 1.6 GHz UNTUK SISTEM GROUND PENETRATING RADAR (GPR) ALFIN HIDAYAT

BAB II DASAR TEORI. Antena adalah sebuah komponen yang dirancang untuk bisa memancarkan

STUDI PERBANDINGAN EFISIENSI BAHAN PADA PEMBUATAN ANTENA HORN SEKTORAL BIDANG MEDAN LISTRIK (E)

DAFTAR SINGKATAN Rancangan Dan Realisasi Antena Horn Conical Pada Frekuensi Ku-Band Ghz Untuk Electronic Support Measure

BAB II ANTENA MIKROSTRIP. dalam sistem komunikasi tanpa kabel atau wireless. Perancangan antena yang baik

Polarisasi. Dede Djuhana Departemen Fisika FMIPA-UI 0-0

Mata Kuliah : ELEKTROMAGNETIKA I Kode Kuliah : FEG2C3 Semester : Genap 2014/2015 Kredit : 3 SKS

Dikumpulkan pada Hari Sabtu, tanggal 27 Februari 2016 Jam di N107, berupa copy file, bukan file asli.

PENGARUH BAHAN DIELEKTRIK DALAM UNJUK KERJA WAVEGUIDE

BAB V PERAMBATAN GELOMBANG OPTIK PADA MEDIUM NONLINIER KERR

Antena Slot Waveguide Segi Empat Segala Arah pada Frekuensi 2.4 GHz Omnidirectional Slot Rectangular Waveguide Antenna at 2.

BAB IV HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS HASIL PENGUKURAN

Kata Kunci : Alumina, filter cavity, material dielektrik

BAB II TINJAUAN TEORITIS

LEMBAR KERJA SISWA (LKS) /TUGAS TERSTRUKTUR - - GELOMBANG - GELOMBANG

Desain Antena Array Mikrostrip Tapered Peripheral Slits Pada Frekuensi 2,4 Ghz Untuk Satelit Nano

PERANCANGAN DAN REALISASI ANTENA HORN CONICAL PADA FREKUENSI C-BAND UNTUK ELEKTRONIC SUPPORT MEASURES

RANCANGAN DAN REALISASI ANTENA HORN CONICAL PADA FREKUENSI KU- BAND GHZ UNTUK ELECTRONIC SUPPORT MEASURE

PERBANDINGAN EFISIENSI ANTENA HORN PIRAMIDAL DENGAN BERBAGAI BAHAN UNTUK APLIKASI WIRELESS LAN 2,4GHz

BAB II TEORI PENUNJANG

BAB III PERHITUNGAN, SIMULASI DAN PERANCANGAN

BAB 3 PERANCANGAN ANTENA SEGITIGA

ANALISIS PENGARUH FREKUENSI TERHADAP REDAMAN PADA KABEL KOAKSIAL OLEH : SURYANTO NIM:

BAB IV PENGUKURAN ANTENA

TUGAS AKHIR TE Desain Antena Log Periodik Mikrostrip untuk Aplikasi Pengukuran EMC pada Frekuensi 2 GHz 3.5 GHz.

PERBANDINGAN EFISIENSI ANTENA HORN KONIKAL DENGAN BERBAGAI BAHAN UNTUK APLIKASI WIRELESS LAN 2,4 GHz

BAB II TINJAUAN TEORITIS

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II HARMONISA PADA GENERATOR. Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang

Materi II TEORI DASAR ANTENNA

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

DTG2A3. By : Dwi Andi Nurmantris

LAMPIRAN 1 GRAFIK PENGUKURAN PORT TUNGGAL

LATIHAN UJIAN NASIONAL

TEKNIK SALURAN TRANSMISI O LEH : H ASANAH P UTRI

Sri Hardiati* dan Hana Arisesa

Persamaan Gelombang Datar

ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT DENGAN TEKNIK PLANAR ARRAY

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

SATUAN ACARA PERKULIAHAN MATA KULIAH / KODE : TEKNIK GELOMBANG MIKRO / AK SEMESTER / SKS : VIII / 2

INTERFERENSI GELOMBANG

Fisika Dasar. Gelombang Mekanik 08:36:22. Mampu menentukan besaran-besaran gelombang yaitu amplitudo,

BAB II TEORI PENUNJANG

KAJIAN KUAT MEDAN LISTRIK PADA KONFIGURASI HORISONTAL SALURAN TRANSMISI 150 KV

BAB 4 PENERAPAN DGS PADA ANTENA SUSUN MULTIBAND

Perancangan dan Pembuatan Antena Mikrostrip Telur (Egg) Dengan Slot Lingkaran Pada Frekuensi Ultra Wideband (UWB)

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB II KAJIAN PUSTAKA

SALURAN TRANSMISI TELEKOMUNIKASI

BAB II GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. walaupun tidak ada medium dan terdiri dari medan listrik dan medan magnetik

ANALISIS PENGARUH UKURAN GROUND PLANE TERHADAP KINERJA ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT PADA FREKUENSI 2.45 GHz

LEMBARAN SOAL. Mata Pelajaran : FISIKA Sat. Pendidikan : SMA/MA Kelas / Program : XII ( DUA BELAS )

BAB 2 DASAR PERANCANGAN COUPLER. Gambar 2.1 Skema rangkaian directional coupler S S S S. ij ji

BAB II DASAR TEORI. dalam sistem komunikasi sehari-hari. Pada Bab ini akan dibahas antena

Unjuk Kerja Antena UWB Egg Berdasarkan Dimensinya

BAB IV. Perancangan Dan Realisasi Antena Horn

ANTENA PHASED ARRAY UNTUK RADAR 3D S-BAND 4 4 PHASED ARRAY ANTENNA FOR S-BAND 3D RADAR

STUDI PERANCANGAN ANTENA SUSUN MIKROSTRIP PATCH SEGIEMPAT DUAL-BAND (2.4 GHz dan 3.3 GHz)

PERBANDINGAN EFISIENSI ANTENA HORN SEKTORAL BIDANG-E DENGAN BERBAGAI BAHAN UNTUK APLIKASI WIRELESS LAN 2,4 GHz

BAB I PENDAHULUAN. wireless dimana transmisi sinyal tanpa menggunakan perantara konduktor / wire.

PERCOBAAN MELDE TUJUAN PERCOBAAN II. LANDASAN TEORI

Modulasi Sudut / Modulasi Eksponensial

Suara Di Ruang Tertutup

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

1. Jarak dua rapatan yang berdekatan pada gelombang longitudinal sebesar 40m. Jika periodenya 2 sekon, tentukan cepat rambat gelombang itu.

Fisika I. Gelombang Mekanik 01:26:19. Mampu menentukan besaran-besaran gelombang yaitu amplitudo,

BAB II LANDASAN TEORI

SIMAK UI Fisika

PENGUKURAN EFEK TRANSFORMER PADA WAVEGUIDE

Bab II Dasar Teori BAB II DASAR TEORI. Gbr. 2.1 Grafik Faktor Refleksi Terhadap. Faktor Refleksi

LEMBAR EVALUASI (Pilihan Ganda)

SANGAT RAHASIA. 30 o. DOKUMEN ASaFN 2. h = R

ANALISIS ANTENA MIKROSTRIP SUSUN 2 ELEMEN PATCH SEGIEMPAT DENGAN DEFECTED GROUND STRUCTURE BERBENTUK SEGIEMPAT

Analisis Directional Coupler Sebagai Pembagi Daya untuk Mode TE

BAB II DASAR TEORI ANTENA MIKROSTRIP DAN WIRELESS LAN

Kumpulan Soal Fisika Dasar II.

PERCOBAAN 2 PROPAGASI DARI GELOMBANG TRANSVERSAL KONTINU YANG DIHASILKAN SECARA PERIODIK

PARTIKEL DALAM BOX. Bentuk umum persamaan orde dua adalah: ay" + b Y' + cy = 0

D. 85 N E. 100 N. Kunci : E Penyelesaian : Kita jabarkan ketiga Vektor ke sumbu X dan dan sumbu Y, lihat gambar di bawah ini :

Transkripsi:

ELEKTROMAGNETIK TERAPAN 1. WAVEGUIDE By Dwi Andi Nurmantris

OUTLINE 1. Pendahuluan. Rectangular Waveguide 3. Circular Waveguide

PENDAHULUAN Mode Propagasi q TE modes (Transverse Electric) have no electric field in the direction of propagation (Ez =0 and Hz? 0) q TM modes (Transverse Magnetic) have no magnetic field in the direction of propagation (Ez? 0 and Hz = 0) q TEM modes (Transverse Electro Magnetic) have no electric nor magnetic field in the direction of propagation (Ez =Hz = 0 ) q Hybrid modes/quasi_tem have both electric and magnetic field components in the direction of propagation.

PENDAHULUAN Jenis Waveguide rectangular ellips sirkular

PENDAHULUAN Karakteristik Waveguide q Waveguide tidak mendukung gelombang TEM karena konstruksinya tidak tersusun oleh konduktor yang terpisah q Gelombang dalam waveguide akan berpropagasi dengan mode yang lebih tinggi yaitu mode TM (Transverse Magnetic) dan mode TE (Transverse Electric) q Cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi dan high power

PENDAHULUAN Kelebihan Waveguide q q Dapat menyalurkan power yang besar (orde Kilowatt) Memiliki Loss yang sangat kecil Kekurangan Waveguide q q q Mode TE dan TM memiliki Bandwidth yang terbatas. Dalam kenyataanya gelombang tidak akan merambat pada mode TE dan TM pada frekuensi dibawah frekuensi cut off. Mode TE dan TM bersifat dispersif. Artinya kecepatan phasa dari gelombang sangat tergantung dari frekuensi. Bentuknya yang besar dan berat

PENDAHULUAN Aplikasi Waveguide q Waveguide biasanya digunakan untuk high frequency application dan high-power application, contohnya adalah high-power microwave transmitter q Meskipun tren teknologi menunjukkan kearah compact aplication yang mengakibatkan penggunaan waveguide sudah banyak diganti dengan planar teknologi (mikrostrip, stripline dsb), tetapi untuk aplikasi testing yang membutuhkan ketepatan tinggi (high precision) masih menggunakan waveguide.

PENDAHULUAN Komponen komponen Tambahan pada Aplikasi Waveguide Waveguide termination Waveguide Bend and twist Attenuator Coax to WG transition

PENDAHULUAN Mode Propagasi dalam Waveguide f x s= x= a r m, e s=0 y=b z y r=a Mode Gelombang Dalam Waveguide Terdapat kemungkinan konfigurasi medan dalam waveguide : (1) Transverse Electric ( mode TE ) E z = 0, H z ¹ 0 Medan listrik transversal terhadap sumbu bumbung gelombang () Transverse Magnetic ( mode TM ) H z = 0, E z ¹ 0 Medan magnet transversal terhadap sumbu bumbung gelombang Mode Transverse Electromagnetic ( mode TEM ) TIDAK MUNGKIN ADA pada waveguide

PENDAHULUAN Mode Propagasi dalam Waveguide q Mode-mode dalam waveguide seperti TEmn dan TMmn sebenarnya menggambarkan wive pattern yang terjadi pada wiveguide. q Subscript m merepresentasikan jumlah puncak sepanjang sumbu x dan Subscript n merepresentasikan jumlah puncak sepanjang sumbu y q Contoh : Mode TE10 berarti medan listrik berada pada bidang tranversal dan tidak ada komponen medan listrik pada arah propagasi gelombang, dan medan listrik berubah sepanjang sumbu x dengan 1 puncak, tetapi tidak berubah sepanjang sumbu y. q Mode mana yang akan dibangkitkan didalam waveguide tergantung dari frekuensi dan posisi pencatuan dari waveguide.

RECTANGULAR WAVEGUIDE RWG MODE TMmn Persamaan medan z x æ mpx npy p E z = C sin cos cosçç wt a b l mn è ö z ø x=a b mn mp mpx npy æ p ç C cos sin sin w t ç h a a b l mn è ö z ø b mn np mpx npy æ p Ey = C sin cos sin çç wt h b a b l mn è ö z ø we np mpx npy æ p Hx = - C sin cos sin çç wt h b a b l mn è ö z ø we mp mpx npy æ p Hy = C cos sin sin çç wt h a a b l mn è ö z ø Ex = Hz = 0 sc e, m,s 0 y x=0 y=0 y=b C real, dan h = M + N mp M= a np N= b

RECTANGULAR WAVEGUIDE RWG MODE TEmn Persamaan medan jwmn - jb mn z ( )( ) Ex = C cos Mx sin Ny e M + N - jwmm - jb mn z ( )( ) Ey = C sin Mx cos Ny e M + N r Ez = 0 jb mn M - jb mn z ( )( ) C sin Mx cos Ny e M + N - jb N H y = mn C(cos Mx )(sin Ny ) e - jbmn z M +N Hx = H z = C cos Mx cos Ny e - jbmn z z x x=a sc e, m,s 0 y x=0 y=0 y=b C real, dan h = M + N mp M= a N= np b

RECTANGULAR WAVEGUIDE Mode Perambatan GEM pada Rectangular Waveguide

RECTANGULAR WAVEGUIDE z x Konstanta Propagasi x=a sc e, m,s 0 y x=0 y=0 y=b æ mπ ö æ nπ ö γ = ç + ω µε ç è a ø è b ø Terjadi perambatan energi untuk, æ mp ö æ np ö w me > ç +ç è a ø è b ø Frequency Cuttoff f CO,mn = æ mp ö æ np ö ç +ç p me è a ø è b ø 1 f ops > f CO,mn Terjadi perambatan energi, gelombang berjalan dalam waveguide f ops < f CO,mn Tidak terjadi perambatan energi, mode evanescent g = jb mn æ mp ö æ np ö = j wme - ç -ç è a ø è b ø Tidak terjadi perambatan energi untuk, æ mp ö æ np ö w me < ç +ç è a ø è b ø g = a mn æ mp ö æ np ö = ç + ç - w me è a ø è b ø

RECTANGULAR WAVEGUIDE Konstanta Phasa z x b mn Group Velocity æf ö = b 1 - çç CO,mn è f ø v g,mn x=a sc e, m,s 0 æ f CO,mn ö = v 1 - çç è f ø Panjang Gelombang Kecepatan Phasa y x=0 y=0 y=b v v mn = æ f CO,mn ö 1 - çç f è ø l mn = l æ f CO,mn ö 1 - çç è f ø Impedansi Karakteristik ZTM,mn æ f CO,mn ö = Zi 1 - çç f è ø Zi = Grafik impedansi intrinsik untuk mode TE dan TM m e ZTE,mn = Zi æ f CO,mn ö 1 - çç è f ø

RECTANGULAR WAVEGUIDE Mode Terendah / Mode Dominan / Fundamental Mode Mode gelombang yang memiliki frekuensi cutoff paling rendah disebut sebagai mode dominan (mode terendah). Gelombang mode dominan memiliki daya/energi paling dominan diantara mode-mode lainnya Pada umumnya, waveguide direncanakan untuk bekerja pada mode terendah dan mode lainnya yang lebih tinggi dihindarkan karena memiliki Loss yang lebih besar dan field pattern bisa berubah. Untuk bumbung gelombang rektangular, mode terendah adalah mode TE10 atau TE01 tergantung dari dimensi bumbung gelombang. Hal ini karena mode-mode tersebut kemungkinan memiliki frekuensi cutoff terendah. f CO,mn = æ mp ö æ np ö ç +ç p me è a ø è b ø 1 Jika a > b, mode terendah adalah TE10, sedangkan jika a < b, mode terendah adalah TE01 Untuk mode TM, mode terendah adalah TM11 a b

RECTANGULAR WAVEGUIDE Mode Terendah / Mode Dominan / Fundamental Mode Setiap waveguide standard dari industri biasanya hanya cocok untuk frekuensi tertentu saja dan bisa dilihat di tabel disamping

RECTANGULAR WAVEGUIDE Contoh Soal Suatu RWG memiliki dimensi a = 7,6 cm dan b = 4 cm, terbuat dari bahan konduktor yang diasumsikan sempurna, rongganya vakum, beroperasi pada mode TE10 pada frekuensi operasi 30 % lebih tinggi dari frekuensi cutoff-nya. Hitung : a) Frekuensi cutoff b) Frekuensi operasi c) Impedansi intrinsik

RECTANGULAR WAVEGUIDE Tinjauan Daya Rapat daya (vektor Poynting) rata-rata r r r* Pav = 1 Re E s H s ( ) æ ö r r r E + E 1 1ç x Z mn y * Pav = Re E H = ç a z = H x + H y a z ç Z mn è ø ( ( ) Sedangkan daya total rata-rata yang menembus bidang z konstan (kearah z) æ ö r E + E 1 y ç x Wav = ò ò Pav a z (dxdy a z ) = ò ò ç Z ç mn y =0 x =0 y =0 x =0 è ø b a ( ) b a )

RECTANGULAR WAVEGUIDE Rugi-rugi Daya pada RWG q Rugi-Rugi daya pada RWG disebabkan oleh ketidaksempurnaan dielektrik rongga dan ketidaksempurnaan konduktor dinding. q Dielektrik tak-sempurna e = e æç1 - j s ö menyebabkan g mn = a mn + jb mn pada we ø è mode propagasi dengan : b mn ¹ 0, dan a mn ¹ 0, sehingga : æ mπ ö æ nπ ö γ= ç + ç - w me(1 - j tan q) è a ø è b ø q Konduktor tak-sempurna s c < menyebabkan sebagian medan yang mestinya maksimal dipropagasikan, tetapi diabsorbsi sebagian oleh dinding-dinding konduktor sebagai daya disipasi.

RECTANGULAR WAVEGUIDE Pencatuan Waveguide waveguide selalu dicatu pada titik dimana terjadi medan maksimumnya. Lihat persamaan medan listriknya, cari titik maksimumnya dan waveguide dicatu pada titik maksimum tersebut! Pencatuan bisa dilakukan dengan kabel koaxial dengan ujung dikupas dimasukkan ke dalam waveguide. Contoh untuk TE10 : Terdapat satu komponen medan untuk medan listrik E, yaitu komponen ke arah sumbu y : jwma px - jb10 z wma px æ p ö Ey = C sin e = C sin sin çç wt z p a p a l10 ø è Untuk t = 0, maka harga medan listrik maksimum terjadi pada : a x=, y = sembarang, dan l10 z= 4 l10 ö æa ç, 0, 4 ø è

RECTANGULAR WAVEGUIDE Pencatuan Waveguide x a z y l10 4 Percatuan untuk TE10

CIRCULAR WAVEGUIDE Pendahuluan Asumsi: Misalkan Circular Waveguide (CWG) dengan sistem koordinat silinder dengan arah seperti gambar di samping: f z r Dinding CWG: Konduktor sempurna (sc = ) Pengisi CWG: Dielektrik sempurna (ss = 0 ; r = 0, m, e) Dimensi CWG: Jari-jari = a. r= a gelombang merambat ke arah z-positif. Mode Terendah / Mode Dominan / Fundamental Mode Mode Dominan pada CWG adalah TE11 dan TM01 TE 11 TE 1 TE 01 TE 31 TE 41 TE1 f c f cte11 TM 01 TM 11 TM 1 TM 0

CIRCULAR WAVEGUIDE

CIRCULAR WAVEGUIDE Konstanta Propagasi Frekuensi Cutoff Konstanta Phasa

CIRCULAR WAVEGUIDE Panjang Gelombang Impedansi Intrinsik Kecepatan Fasa dan Kecepatan Group æf ö Fnl = 1 - ç c èf ø Faktor mode

CIRCULAR WAVEGUIDE Fungsi Bessel orde 0,1,, ( pnl ) Untuk mode TM Untuk mode TM Untuk mode TE Fungsi Bessel orde ke-0 Akar pertama fungsi Bessel orde ke-0 = p01

ANY QUESTION???