Kamis, 19 Juli 2012

WAVEGUIDE, TEORI DAN APLIKASI



                       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