Vector Network Analyzer Karakterisasi Sampel 1.
99 Gambar 3.16. Vector Network Analyzer
– Advantest type R3770
Gelombang datang S
11
dari Port 1 dan gelombang pantul diterima juga oleh Port 1 serta gelombang transmisi S
21
diterima oleh Port 2.
Gambar 3.17. Skema Perambatan Gelombang Elektromagnetik dalam Air Line Wave Guide
Pengujian refelection loss RL terhadap sampel diukur dengan menggunakan alat Vector Nework Analyzer tipe ADVANTEST R3770 dengan
rentang frekuensi pengujian dilakukan pada frekuensi 5 GHz hingga 18 GHz dengan prototipe 300 KHz
– 20 GHz. Untuk analisis refleksi dan transmisi
100
gelombang mikro sampel berbentuk bulk dengan diameter 15 mm dan ketebalan 2 mm.
Dalam hal penyerapan energi gelombang EM, keseluruhan interaksi dapat diwakili oleh impedansi dari material Zin yang bersifat dielektrik dan induktif.
Gambar 3.18. Skematik proses absorpsi gelombang elektomagnetik
Analisa refleksi S11 dan transmisi S21 pada gelombang mikro dilakukan pada frekuensi 1
– 20 GHz menggunakan model matematik Nicholson-Ross-Weir NRW seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.18 [58].
Prosedur model NRW ini diturunkan dari persamaan berikut : 3.2
Kedua parameter ini dapat diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan vector network analyzer.
Sedangkan hubungan antara S11 dan S21 sebagai factor koefisien refleksi dan transmisi ditunjukkan pada persamaan berikut ini.
3.3
3.4 3.5
101
Gambar 3.19. Model matematik Nicholson-Ross-Weir [58]
Dari kedua persamaan diatas dapat diperoleh permeabilitas relative menurut persamaan sebagai berikut :
3.6
Dimana
panjang gelombang ruaang hampa dan
c
is adalah panjang gelombang cut off dari karakteristik adapter dan waveguide.
3.7
102
Sedangkan permitivitas relative dapat didefiniskan sebagai : 3.8
Dimana d adalah ketebalan bahan absorp,
r
adalah permitivitas relative, µ
r
adalah permeabilitas relative,
g
adalah panjang gelombang di dalam sampel, and
merupakan konstata propagasi dari bahan. Berdasarkan teori reflection loss radiasi elektromagnetik RL dB dalam
gelombang normal pada permukaan material lapis tunggal dengan sebuah penghantar sempurna dapat didefinisikan sebagai:
3.9
dimana Z adalah karakteristik impedansi ruang hampa
Z =
12
377 3.10
Z
in
adalah imput impedansi adalah metal-backed lapisan penyerapan gelombang mikro.
3.11
Z
in
adalah normalisasi input impedansi yang sama dengan rasio Z
in
terhadap Z
0,
,
adalah permeabilitas dan permitivitas kompleks dari media komposit, c adalah
kecepatan cahaya pada ruang hampa, f adalah frekuensi dan d adalah ketebalan penyerap. Kondisi impedansi yang matcing jika Z
= Z
in
yang merepresentasikan sifat penyerapan sempurna. Bandwidth penyerapan 10 dB berarti frekuensi
bandwidth dapat mencapai 90 dari reflection loss, jika bandwidth penyerapan
adalah 20 dB berarti frekuensi bandwidth dapat mencapai 99 reflection loss.
103