BAB III
SALURAN TRANSMISI RECTANGULAR WAVEGUIDE
3.1 Umum
Susunan dari bumbung gelombang, dimana sisi panjangnya disebut a dan sisi pendeknya disebut b. Bumbung berisikan dielektrik hampa dengan sifat
bahan ε dan μ. Penampang lintang dari bumbung berada pada bidang x-y, dengan
demikian gelombang akan merambat ke arah-z seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1[6].
Gambar 3.1 Konstruksi dari rectangular waveguide
Pada frekuensi-frekuensi yang lebih tinggi dari kira-kira 3000 MHz, transmisi gelombang-gelombang elektromagnetis melalui saluran-saluran dan
kabel menjadi sulit, terutama karena rugi-rugi yang terjadi pada dielektrikum padat yang diperlukan untuk menyangga penghantar, maupun pada penghantar-
penghantar itu sendiri. Tetapi masih mungkin untuk memancarkan suatu gelombang elektromagnetis melalui sebuah tabung logam, tabung ini dikenal
sebagai waveguide meskipun dapat terjemahkan sebagai “Penyalur Gelombang”.
Universitas Sumatera Utara
Bentuk waveguide yang paling umum adalah yang berpenampang persegi, seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.2[7].
Gambar 3.2 Rectangular waveguide
Arus-arus yang diimbas pada waveguide menimbulkan rugi-rugi daya, dan untuk membuat rugi-rugi ini seminimum mungkin, resistansi dinding waveguide
harus dibuat serendah mungkin. Karena efek kulit, arus-arus cenderung untuk mengumpul berkonsentrasi dekat pada permukaan bagian dalam dari dinding
waveguide, dan ini kandang-kandang khusus dilapisi untuk mengurangi resistansi. Kecuali untuk maksud penentuan rugi-rugi, dinding-dinding waveguide
dapat dianggap sebagai pengahantar-penghantar yang sempurna. Ada dua keadaan perbatasan boundry condition penting, yang menentukan mode mode dari
rambatan gelombang elektromagnetis melalui suatu waveguide. Keadaan-keadaan ini adalah[7]:
1. Medan listrik harus berakhir tegak lurus pada penghantar yang berarti
bahwa komponen tangensial atau yang sejajar dengan permukaan penghantar harus sama dengan nol, seperti Gambar 3.3a.
2. Medan-medan magnet harus seluruhnya terletak tangensial mengikuti
permukaan dinding jadi komponen medan magnet yang tegak lurus pada permukaan harus nol, seperti pada Gambar 3.3b.
Universitas Sumatera Utara
3. Dengan mengetahui keadaan-keadaan perbatasan ini, didapatkan suatu
cara yang sederhana untuk melihat bagaimana terjadinya bermacam- macam mode transmisi waveguide
Meskipun spektrum frekuensi gelombang-mikro mencakup kira-kira dari 300 MHz hingga 300 GHz. Namun, saluran-saluran transmisi masih dapat
digunakan pada bagian-bagian yang rendah dari cangkupan ini. Di atas kira-kira 3000 MHz, pemakaian waveguide menjadi suatu keharusan[7].
a b
Gambar 3.3 a Keadaan – keadaan perbatasan medan listrik;
b Keadaan – keadaan perbatasan medan magnet.
Keadaan-keadaan perbatasan yang sudah disebutkan menutup kemungkinan waveguide untuk mendukung rambatan gelombang elektromagnetis
melintang Transverse Electromagnetic = TEM wave, karena medan magnetis adalah tegaklurus pada arah rambatan menurut sumbu waveguide, dan karena itu
seharusnya berakhir tegaklurus ke dinding-dinding samping, yang tidak dapat terjadi. Satu kemungkinan pemecahannya ialah bahwa medan magnetis
membentuk gelang-gelang loops di sepanjang arah rambatan, yang terletak sejajar dengan atas dan bawah, dan tangensial ke dinding-dinding samping seperti
ditunjukkan dalam Gambar 3.4[7].
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Rambatan mode TE
Perubahan-perubahan medan listrik sebagai suatu fungsi dari jarak di sepanjang arah rambatan diperlihatkan dalam Gambar 3.5a dan di sepanjang
penampang dalam Gambar 3.5b[7].
Gambar 3.5 a Amplitudo medan listrik di sepanjang sumbu waveguide;
b Amplitudo medan listrik di sepanjang lebar dari waveguide
Mode rambatan yang diberikan sketsanya di kenal sebagai mode listrik melintang atau transverse electric TE mode, karena medan listrik adalah
seluruhnya melintang pada arah rambatan. ini juga dikenal sebagai suatu mode H H mode, yang berarti bahwa sebagian dari medan magnetis terletak pada arah
rambatan. Subskrip-subskrip digunakan untuk menunjukkan banyaknya variasi
setengah-perioda half -cycle variation yang terjadi di sepanjang sisi-sisi a dan b. Satu ”setengah- perioda” yaitu satu maksimum terjadi pada sisi a, sedangkan
pada sisi b tidak terdapat apa-apa. Karena itu, mode ini disebut juga sebagai mode
Universitas Sumatera Utara
TE
10
, mode TE
10
adalah mode yang paling dominan dalam transmisi waveguide, karena mode ini menunjang mode waveguide untuk frekuensi yang terendah [7].
3.2 Persamaan Gelombang Pada Koordinat Rectangular waveguide