KONSTANTA PROPAGASI

1. Konstanta Propagasi

Konstanta propagasi dalam saluran transmisi merupakan bilangan kompleks yang biasa disimbolkan dengan huruf Yunani 𝛾 (gamma). Karena 𝛾 berbentuk bilangan kompleks, maka mempunyai komponen real yang disebut dengan konstanta atenuasi yang disimbolkan dengan 𝛼. Sedangkan komponen imajinernya disebut dengan konstanta fase yang disimbolkan dengan 𝛽. Secara rumus matematika bisa dituliskan seperti pada Persamaan (4.1). (Ullaby, 1994) (Pozar, 2004) 

𝛾 = 𝛼 + 𝑗𝛽     (4.1) 

Konstanta atenuasi adalah konstanta yang menunjukkan laju di mana amplitudo gelombang berkurang saat merambat dari satu titik ke titik lainnya (Raju, 2006). Satuan yang digunakan dalam menyajikan data konstanta atenuasi adalah Neper/m, namun sering juga dinyatakan dalam dB/m. Sedangkan Konstanta fase dalam saluran transmisi adalah konstanta yang menentukan bagaimana fase sinyal berubah seiring dengan jarak perambatan gelombang. Konstanta fase ini menggunakan satuan rad/m namun juga sering dinyatakan menggunakan satuan 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒𝑠/𝑚. 

Kedua bagian dari konstanta propagasi tersebut memberikan efek yang berbeda pada gelombang. Amplitudo gelombang (saat diamati pada waktu konstan) akan berupa gelombang yang mengikuti persamaan cos(𝛽𝑙).  Ketika gelombang merambat pada suatu saluran transmisi tanpa rugi-rugi maka sinyal akan merambat layaknya sinyal sinusoidal biasa. Namun pada kenyataanya, saluran transmisi yang digunakan selalu mempunyai rugi-rugi yang diakibatkan oleh konstanta redaman sehingga amplitudo sinyal akan melemah mengikuti persamaan 𝑒^(−𝛼𝑙). Seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1. Efeknya, sinyal sinusoidal menjadi semakin turun amplitudonya dengan semakin bertambah jauh jarak saluran transmisinya.

Gambar 4. 1 Efek Konstanta Propagasi pada Gelombang 

Konstanta fase juga seringkali digunakan untuk menjelaskan hubungan antara kecepatan sudut gelombang (𝜔) dengan kecepatan fase (𝑣𝑝). Hubungan ketiganya dijelaskan dengan rumus pada Persamaan (4.2) 

𝛽 =𝜔/𝑣𝑝    (4.2) 

Sementara itu,

𝜔 = 2𝜋𝑓     (4.3) 

dan

𝑓 = 𝑣𝑝 / 𝜆    (4.4) 

maka

𝛽 = (2𝜋*𝑣𝑝/𝜆) / 𝑣𝑝 = 2𝜋 / 𝜆     (4.5) 

Bila konstanta fase bisa didapatkan dari pengukuran, maka panjang gelombang pun bisa didapatkan menggunakan rumus pada Persamaan (4.5). Sehingga dengan menggunakan Persamaan (4.6) permitivitas relatif pun juga bisa didapatkan, lebih tepatnya pada percobaan ini adalah permitivitas relatif efektif.

2. Simulasi Pengukuran Konstanta Propagasi 

Untuk menyimulasikan pengukuran konstanta propagasi pada saluran transmisi mikrostrip menggunakan aplikasi CST Studio Suite, dibutuhkan:

a. Satu unit komputer atau laptop

b. Aplikasi CST Studio Suite yang sudah terinstall dan lisensinya terverifikasi.

Adapun langkah-langkah untuk menyimulasikan pengukuran konstanta propagasi adalah :

1) Desain saluran transmisi mikrostrip seperti ditunjukkan pada Gambar 4.2 dengan parameter / dimensi sebagai berikut : 

Gambar 4. 2 Desain Saluran Transmisi Mikrostrip

𝑓𝑚𝑖𝑛 = 2 𝐺𝐻𝑧             𝑓𝑚𝑎𝑥 = 4 𝐺𝐻𝑧 
𝑓𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟 = 3 𝐺𝐻𝑧         𝑊𝑔 = 40 𝑚𝑚 
𝑊 = 1.794 𝑚𝑚             𝑙𝑔 = 150 𝑚𝑚 
ℎ = 1,52 𝑚𝑚                 𝑡 = 0,017 𝑚𝑚 
Bahan konduktor : PEC Bahan substrat :RO3003 (loss free)

2) Buatkan port pada kedua ujung saluran transmisi

3) Atur Boundaries menjadi magnetic (Ht=0) pada semua koordinat kecuali Ymin yang diatur menjadi electric (Et=0).

4) Lakukan perubahan parameter 𝑙𝑔 mulai dari 𝑙𝑔 = 150 𝑚𝑚 sampai dengan 𝑙𝑔 = 220 𝑚𝑚 dengan langkah penambahan  setiap 3,5 𝑚𝑚. Untuk memudahan proses, gunakan fasilitas Par. Sweep (parameter sweep) yang bisa diakses di ribbon menu atas pada tab Home. Kemudian klik New Seq seperti ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4. 3 Tampilan Jendela Parameter Sweep. 

Kemudian klik New Par… dan isikan parameter seperti pada Gambar 3.4 lalu klik OK. 

Gambar 4. 4 Tampilan Jendela Parameter Sweep Parameter. 

 Setelah itu klik Start untuk memulai simulasi. Apabila muncul kota dialog peringatan seperti di bawah ini langsung klik OK. Proses akan memakan waktu cukup lama namun akan lebih cepat dibandingkan manual karena tidak diperlukan lagi mengganti-ganti nilai 𝑙𝑔. 

5) Setelah proses tuntas, hasilnya bisa diamati menggunakan fitur Result Navigator untuk melihat hasil simulasi dari tiap panjang 𝑙𝑔 yang berbeda-beda dan catat hasilnya pada Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4. 1 Data Hasil Simulasi 𝑆21 dan Selisihnya. 

@bannerkuy Bocil roblox yang lagi skripsian semangat yaa!💙 Mau momen sidangmu makin berkesan? Serahin aja banner sidangmu di Bannerkuy guys! Ada ratusan katalog desain lho.. pengerjaan cepat dan siap jadi di hari selebrasimu🤩✨️ #bannersidangmalang #cetakbannermalang #desainbanner #sidangskripsi #mahasiswaakhir ♬ JJ PAPA WINDAHHH - giovanni

3. Rangkuman

Dari penjelasan di atas, bisa dirangkum menjadi : 

1. Parameter 𝑆21 terdiri atas magnito dan fasenya. Magnitudo dari parameter 𝑆21 bisa mengindikasikan konstanta atenuasi sedangkan fasenya bisa mengindikasikan konstanta fase. 
2. Perlu percobaan berulang kali untuk mendapatkan konstanta propagasi dari pengukuran parameter 𝑆21.

4. Tugas

1. Dari data yang anda simulasikan, carilah nilai konstanta redaman dalam satuan dB/meter dan konstanta fase dalam satuan radian/meter!
2. Carilah panjang gelombang sinyal yang merambat pada saluran transmisi mikrostrip dan bandingkan dengan ketika gelombang tersebut merambat pada free space.
3. Bisakah anda memprediksi pada jarak berapa mili meter di saluran yang bisa menghasilkan sudut 𝜃𝑆21 bernilai 190°? Jelaskan bagaimana cara anda?
4. Analisa data simulasi anda dan simpulkan!