e = Permitivitas µ = Permeabilitas
e
t
= Konstanta dielektrik relatif η = Impedansi gelombang udara Ω
f
c
= Frekuensi cut-off GHz
2.5 Gelombang Elektromagnetik dalam Saluran Transmisi
Ketika pengiriman sinyal melalui suatu saluran, maka medan-medan listrik dan magnet yang dikirimkan dari sumber sampai ke beban dan setelah
sampai di beban, energi yang tersimpan dalam medan-medan tersebut diubah menjadi energi yang diinginkan, dimana medan-medan ini dikenal sebagai medan
elektromagnetik. Perambatan energi listrik disepanjang saluran transmisi adalah bentuk
medan elektromagnetik transversal yaitu gelombang yang arah perambatannya tegak lurus terhadap perpindahannya.
Ada tiga tipe perambatan yang dikenal pada saluran transmisi maupun bumbung gelombang, yaitu tipe TEM Transverse Electric Magnetic, TE
Transverse Electric dan TM Transverse Magnetic, biasanya tipe TEM yang terjadi pada saluran transmisi, sedangkan tipe TE dan TM umumnya terjadi pada
bumbung gelombang waveguides[1,6]. Daerah atau bagian dari saluran transmisi yang paling padat diselimuti oleh
medan elektromagnetik adalah bagian diantara kedua kawat penghantarnya, yang biasanya diisi oleh suatu bahan isolator.
Universitas Sumatera Utara
Parameter yang penting dari bahan isolator adalah konstanta dielektrik k. Harga konstanta dielektrik ini merupakan harga relatif terhadap konstanta
dielektrik dari ruang hampa. Ada dua hal penting yang mempengaruhi suatu gelombang, yaitu :
1. Kecepatan Rambat Gelombang
Gelombang yang merambat disepanjang saluran transmisi bisa memiliki kecepatan yang berbeda-beda tergantung pada jenis dan karakteristik propagasi
saluran tersebut. Kecepatan merambat medan elektromagnetik disepanjang saluran transmisi juga ditentukan oleh besarnya konstanta dielektrik dari isolator
kawat penghantarnya. Semakin besar harga k, maka kecepatan merambat akan semakin pelan. Hubungan antara konstanta dielektrik dengan kecepatan rambat
gelombang dapat dituliskan sebagai[1,3]:
k x
v
8
10 3
= .................................................................2.3
dimana : k = konstanta dielektrik bahan isolator
Harga konstanta dielektrik bahan isolator yang harganya adalah relatif terhadap konstanta dielektrik udara ruang hampa, sehingga tidak memiliki
satuan. Konstanta dielektrik beberapa bahan isolator ditampilkan pada Tabel 2.2[1,3]:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Konstanta Dielektrik dan Kecepatan Rambat Gelombang
Elektromagnetik pada Bahan Isolator
Material Konstanta Dielektrik
k Kecepatan Rambat
v [mdetik]
Ruang Hampa Udara
Teflon PVC
Nylon Polystryrene
1.000 1.006
2.100 3.300
4.900 2,500
300 x 10
6
299.2 x 106 207 x 106
165 x 106 136 x 106
190 x 106
Untuk saluran transmisi tanpa rugi-rugi losses line, kecepatan rambat gelombang dalam saluran dapat dituliskan sebagai[1,4]:
LC v
=
................................................................2.4 dimana:
ℓ = Panjang potongan saluran meter L = Induktansi total kedua kawat penghantar saluran sepanjang
ℓ Henry C = Kapasitansi antar kedua kawat penghantar sepanjang saluran
ℓ Farad
2. Panjang Gelombang
Panjang gelombang didefenisikan sebagai jarak dimana gelombang tersebut bergeser atau berjalan sejauh satu siklus identik dengan perubahan sudut 2π.
Bila suatu sinyal frekuensi tinggi merambat pada suatu saluran transmisi, maka panjang gelombang sinyal tersebut didalam saluran akan bergantung pada harga
konstanta dielektrik k dari bahan isolator tersebut menurut hubungan[1,4]: meter
k f
c =
λ ....................................................2.5
Universitas Sumatera Utara
dimana: c
= Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik pada ruang hampa 3 x 10
8
mdetik, f
= Frekuensi gelombang tersebut Hz, dan k = Konstanta dielektrik
2.6 Rugi-Rugi Losses pada Saluran Transmisi
