dapat diketahui bahwa bagian dari
spektrum elektromagnetik yang jatuh antara 1000 MHz dan 100.000 MHz disebut
sebagai wilayah microwave. Di permukaan, definisi dari microwave akan
tampak sederhana karena, dalam elektronik, awalan "mikro" biasanya
berarti sepersejuta bagian dari suatu unit. Mikro juga berarti kecil, yang
merupakan istilah relatif,.
Microwave adalah istilah yang diterapkan secara longgar untuk mengidentifikasi
gelombang elektromagnetik di atas di frekuensi 1000 megahertz karena fisik
pendek panjang gelombang frekuensi tersebut. Energi gelombang pendek menawarkan
keuntungan yang berbeda dalam banyak aplikasi. Sebagai contoh, excellent
directivity dapat diperoleh dengan menggunakan antena relatif kecil dan
pemancar berdaya rendah. Fitur-fitur ini sangat ideal untuk digunakan baik
dalam militer dan sipil radar dan aplikasi komunikasi. Antena kecil dan
komponen kecil lainnya dimungkinkan oleh frekuensi gelombang mikro aplikasi.
Ini merupakan pertimbangan penting dalam perencanaan peralatan kapal dimana
ruang dan berat badan merupakan masalah utama. Penggunaan frekuensi microwave
sangat penting dalam desain
kapal radar karena memungkinkan pendeteksian target
yang lebih kecil.
Frekuensi
microwave sekarang masalah-masalah khusus dalam transmisi, generasi, dan desain
sirkuit yang tidak ditemui pada frekuensi yang lebih rendah. Teori rangkaian
konvensional didasarkan pada tegangan dan arus sementara teori gelombang mikro
didasarkan pada medan elektromagnetik. Konsep interaksi medan elektromagnetik
tidak sepenuhnya baru, karena medan elektromagnetik yang membentuk dasar dari
semua teori antena.
Teori Waveguide
1
Dua-kawat Jalur
transmisi yang digunakan dalam rangkaian konvensional tidak efisien untuk
mentransfer energi elektromagnetik pada frekuensi gelombang mikro. Pada
frekuensi ini, energi kabur oleh radiasi karena ladang tidak terbatas ke segala
arah, seperti digambarkan pada Gambar 1-1. Garis coaxial lebih efisien dari dua
baris kawat untuk mentransfer energi elektromagnetik karena ladang benar-benar
dibatasi oleh konduktor, seperti digambarkan pada Gambar 1-2.
Gambar 1-1. - Fields terbatas hanya dalam dua
arah
Gambar 1-2. -
Fields terkurung di segala penjuru.
Waveguides adalah cara yang paling efisien untuk mentransfer energi elektromagnetik. Dasarnya koaksial WAVEGUIDES baris tanpa pusat konduktor. Mereka dibangun dari bahan konduktif dan bisa persegi panjang, lingkaran, atau elips dalam bentuk, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-3.
Gambar 1-3. - Waveguide bentuk.
Waveguide Keuntungan
Waveguides memiliki beberapa
keunggulan dibandingkan dengan dua kawat dan jalur transmisi koaksial. Sebagai
contoh, area permukaan besar akan sangat mengurangi waveguides TEMBAGA (I 2 R)
KERUGIAN. Dua jalur transmisi kawat tembaga memiliki kerugian besar karena
mereka memiliki luas permukaan yang relatif kecil. Luas permukaan konduktor
luar dari kabel koaksial besar, tapi luas permukaan konduktor dalam relatif
kecil. Pada frekuensi microwave, arus-daerah membawa konduktor dalam terbatas
pada lapisan yang sangat kecil pada permukaan konduktor oleh suatu tindakan
yang disebut EFEK KULIT.
Efek kulit cenderung meningkatkan
resistansi efektif konduktor. Meskipun perpindahan energi dalam kabel koaksial
disebabkan oleh gerakan medan elektromagnetik, besarnya bidang dibatasi oleh
ukuran daerah membawa arus dari konduktor dalam. Ukuran kecil konduktor pusat
bahkan lebih jauh dikurangi dengan efek kulit dan energi transmisi dengan kabel
koaksial menjadi kurang efisien daripada oleh waveguides. KERUGIAN dielektrik
juga lebih rendah daripada di waveguides dua kawat dan jalur transmisi
koaksial. Dielektrik kerugian dalam dua-baris koaksial kawat dan disebabkan
oleh pemanasan insulasi antara konduktor. Isolasi dielektrik berperilaku
sebagai sebuah kapasitor yang dibentuk oleh dua kawat dari saluran transmisi.
Tegangan potensial di dua kawat penyebab pemanasan dielektrik dan menghasilkan
daya yang hilang. Dalam aplikasi praktis, yang sebenarnya rincian insulasi
antara konduktor dari saluran transmisi lebih sering masalah daripada adalah
kerugian dielektrik.
Breakdown ini biasanya disebabkan
oleh tegangan stasioner paku atau "node" yang disebabkan oleh
gelombang berdiri. Berdiri gelombang stasioner dan terjadi ketika bagian dari
energi yang merambat di dalam garis tercermin oleh ketidaksesuaian impedansi
dengan beban. Potensi tegangan gelombang yang berdiri pada titik-titik besar
terbesar bisa menjadi cukup besar untuk memecah isolasi antara saluran
transmisi konduktor.
Dielektrik dalam waveguides
adalah udara, yang memiliki jauh lebih rendah daripada konvensional kehilangan
dielektrik bahan isolasi. Namun, waveguides juga tunduk pada dielektrik
kerusakan yang disebabkan oleh gelombang berdiri. Berdiri gelombang waveguides
lengkung yang menyebabkan menurunkan efisiensi perpindahan energi dan dapat
sangat merusak Waveguide. Juga karena medan elektromagnetik benar-benar
terkandung dalam Waveguide, disimpan kerugian radiasi sangat rendah.
Kemampuan penanganan
Power-keuntungan lain waveguides. Waveguides dapat menangani lebih banyak
kekuatan daripada garis koaksial dengan ukuran yang sama karena daya kemampuan
penanganan secara langsung berkaitan dengan jarak antara konduktor. Gambar 1-4
menggambarkan jarak antara konduktor yang lebih besar dalam Waveguide.
Gambar 1-4. - Perbandingan antara
jarak pada kabel koaksial dan Waveguide melingkar.
Dalam pandangan keuntungan
waveguides, Anda akan berpikir bahwa seharusnya waveguides satu-satunya jenis
jalur transmisi yang digunakan. Namun, waveguides memiliki beberapa kekurangan yang
membuat mereka praktis untuk digunakan hanya pada frekuensi gelombang mikro.
Waveguide Kekurangan
Ukuran fisik adalah utama
frekuensi rendah pembatasan waveguides. Lebar dari suatu Waveguide harus
kira-kira setengah panjang gelombang pada gelombang frekuensi yang akan
diangkut. Sebagai contoh, sebuah Waveguide untuk digunakan pada 1 megahertz
akan menjadi sekitar 500 meter lebar. Hal ini membuat penggunaan waveguides
pada frekuensi di bawah 1000 megahertz semakin praktis. Rentang frekuensi yang
lebih rendah dari sistem apapun yang menggunakan waveguides dibatasi oleh
dimensi fisik waveguides.
Waveguides sulit untuk menginstal
karena mereka kaku, berbentuk pipa cekung. Khusus kopling pada sendi yang
diperlukan untuk menjamin pengoperasian yang semestinya. Juga, bagian dalam
permukaan waveguides sering dilapisi dengan perak atau emas untuk mengurangi
efek kulit kerugian. Persyaratan ini meningkatkan biaya dan mengurangi
kepraktisan dari pada setiap sistem Waveguide selain frekuensi gelombang mikro.
(diktat medan elektromagnetik)
0 komentar:
Posting Komentar