BAB III RANGKAIAN EKIVALEN SALURAN TRANSMISI
MIKROSTRIP
3.1 Umum
Karakteristik saluran transmisi berbeda dengan karakteristik rangkaian listrik pada umumnya. Perbedaan ini disebabkan oleh karakteristik saluran
transmisi sangat bergantung pada disain dan ukuran fisiknya. Pada saat terjadi hubungan antara sumber sinyal dan beban, sinyal akan
merambat pada saluran transmisi yang menghubungkan sumber sinyal dan beban dengan kecepatan tertentu. Apabila saluran semakin panjang maka waktu
tempuh dari perambatan sinyal akan semakin lama. Medan magnet akan timbul pada kawat penghantar jika dialiri oleh arus. Medan magnet ini merupakan
timbunan energi yang berimpit dalam kawat penghantar tersebut sehingga dapat dikatakan bahwa kawat penghantar bersifat induktif.
Medan listrik akan dibangkitkan oleh tegangan yang berada diantara dua kawat penghantar. Medan listrik ini juga merupakan timbunan energi yang
berimpit dengan medan listrik lain disekitarnya sehingga akan timbul kapasitansi diantara kawat penghantar itu. Induktansi dan kapasitansi itu akan tersebar secara
merata disepanjang saluran dan besarnya dipengaruhi oleh frekuensi dan panjang gelombang yang merambat didalamnya.
Induktansi, kapasitansi, dan resistansi merupakan hal yang membedakan saluran transmisi dengan rangkaian-rangkaian listrik pada umunya. Meskipun
demikian, untuk mempermudah penganalisaannya, saluran transmisi akan
Universitas Sumatera Utara
dimodelkan kedalam suatu rangkaian listrik. Untuk itu akan dijelaskan teori Lumped Constant dan Distributed Constant.
3.1.1 Lumped Constant
Saluran transmisi dan rangkaian listrik konvensional memiliki besaran atau konstanta, seperti induktansi, kapasitansi dan resistansi. Namun, nilai
konstanta-konstanta yang ada dalam rangkaian konvensional ini hanya tertumpuk di dalam piranti atau komponen itu sendiri. Besaran atau konstanta seperti ini
disebut ”Lumped Contant”.
3.1.2 Distributed Constant
Idealnya suatu saluran transmisi juga memiliki nilai besaran atau konstanta induktansi, kapasitansi, dan resistansi yang bersifat lumped bertumpuk, namun
tidak demikian halnya. Saluran transmisi memiliki besaran atau konstanta dengan nilai yang terdistribusi disepanjang saluran dan tidak dapat dipisahkan satu sama
lain. Besaran seperi ini disebut ”distributed Constant”, artinya nilainya terdistribusi disepanjang saluran dan nilai yang besarnya bergantung pada
beberapa faktor, seperti panjang saluran, diameter penghantar, jarak antar penghantar dan jenis bahan dielektrik yang memisahkan kedua penghantarnya. Ini
berarti nilai konstanta dapat diubah dengan mengubah panjang saluran. Besaran- besaran yang terdapat pada lumped constant dan distributed constant, antara lain :
1. Induktansi Jika arus mengalir melalui kawat penghantar suatu saluran transmisi, maka
disekitar kawat penghantar itu akan muncul garis-garis gaya magnet dalam arah tertentu, seperti ditunjukkan Gambar 3.1.
Universitas Sumatera Utara
Medan Magnet
Distibuted Inductances
Gambar 3.1 Distributed Inductance Energi yang dihasilkan oleh garis gaya magnet menggambarkan sekumpulan
induktansi disepanjang saluran yang besarnya dinyatakan dalam satuan microhendry per satuan panjang. Gambar 3.1 menyatakan induktansi dan medan
magnet saluran transmisi. 2.
Kapasitansi Kapasitansi juga ada pada saluran transmisi, seperti digambarkan pada
Gambar 3.2. Perhatikan bahwa dua kawat sejajar bertindak sebagai pelat sebuah kapasitor dan udara diantara mereka bertindak sebagai dielektrik. Kapasitansi
diantara kawat biasanya dinyatakan dalam picofarads per satuan panjang. Medan listrik diantara kawat pengahantar mirip dengan medan listrik yang ada diantara
kedua pelat sebuah kapasitor.
Medan Listrik
Gambar 3.2 Distributed Capacitance -
+
Universitas Sumatera Utara
3. Resistansi
Saluran transmisi yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 memiliki resistansi disepanjang saluran. Resistansi dinyatakan dalam satuan ohm per satuan panjang
dan resistansi ini merupakan konstanta yang ada secara terus-menerus dari satu titik ke titik yang lain pada saluran.
Gambar 3.3 Distributed Resistance 4.
Konduktansi Karena tidak sempurnanya sifat isolator bahan dielektrik yang memisahkan kedua
kawat penghantar suatu saluran transmisi, maka arus bocor akan timbul diantara kedua penghantar tersebut, meskipun jumlahnya cukup kecil. Arus bocor
menggambarkan sifat konduktivitas bahan dielektrik yang bertindak seolah-olah sebagai resistansi yang terhubung diantara dua kawat penghantar. Besaran ini
disebut konduktansi G dan merupakan kebalikan dari resistansi. Konduktansi yang terdistribusi disepanjang saluran ditunjukkan pada Gambar 3.4. Konduktansi
pada saluran transmisi dinyatakan sebagai kebalikan dari resistansi dan biasanya
dinyatakan dalam satuan micromho per satuan panjang[2].
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Distributed Conductance
3.2 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Mikrostrip
Kategori