SYUKRUL_1120402024_laporan 1 praktikum gelombang mikro.docx

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

GELOMBANG MIKRO

Nama

Nama : SYUKRUL

: SYUKRUL

NIM : 1120402024

Kelas : D2

TEKNIK

TEKNIK TELEKOMUNIKAS

TELEKOMUNIKASII

TEKNIK ELEKTRO

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI

(2)

(3)

LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PENGESAHAN

Judul

Judul : : Praktikum Praktikum Gelombang Gelombang MikroMikro Nama

Nama : Syukrul: Syukrul NIM

NIM : 1120402024: 1120402024 Kelas

Kelas : : D2D2 Tanggal

Tanggal Percobaan Percobaan :: Tanggal

Tanggal Penyerahan Penyerahan :: Nilai Nilai :: Keterangan : Keterangan : Lhokseumawe, 15 Maret 2013 Lhokseumawe, 15 Maret 2013 Dibuat

Dibuat oleh oleh Dosen Dosen Pengajar Pengajar

Syukrul

Syukrul Hanafi, Hanafi, ST.M.EngST.M.Eng NIM .1120402

(4)

DAFTAR ISI DAFTAR ISI

Lembar

Lembar Pengesahan...Pengesahan...2...2

Daftar Daftar Isi...Isi...3.3 Judul Judul Praktikum...Praktikum...5...5

BAB I. BAB I. Tujuan... Tujuan...5...5

Dasar Dasar Teori...Teori...5..5

Peralatan………...5 Peralatan………...5 Daftar Komponen………6 Daftar Komponen………6 Pengaturan Peralatan………...13 Pengaturan Peralatan………...13 Langkah Langkah Percobaan...Percobaan...14...14

Fungsi Fungsi Tes...Tes...1...155 Analisa... Analisa...16...16 Kesimpulan... Kesimpulan...16...16 BAB II BAB II Tujuan... Tujuan...17...17 Dasar Dasar Teori...Teori...1...177 Gelomban Gelombang Elektromagnetik……….g Elektromagnetik………...19...19

Peralatan………24

Langkah Langkah Percobaan...Percobaan...25...25

Test... Test...27...27 Analisa... Analisa...28....28 Kesimpulan... Kesimpulan...28...28 Hasil Gambar………28 Hasil Gambar………28

(5)

BAB III. BAB III.

Tujuan...

Tujuan...29...29 Dasar

Dasar Teori...Teori...29...29 Langkah

Langkah Percobaan...Percobaan... .. 4040 Fungsi

Fungsi Tes...Tes...46...46 Analisa... Analisa...47...47 Kesimpulan... Kesimpulan...47...47 Hasil Gambar………...47 Hasil Gambar………...47

(6)

Pengenalan Teknologi Microwave

BAB I.

Tujuan

1. Mengaplikasikan dasar-dasar pemrograman menggunakan Java 2. Menggunakan identifier dan tipe data pada Java

3. Mengaplikasikan expression dan flow control pada Java

A. Dasar Teori

Latihan ini menyampaikan pengetahuan dasar pada fisika gelombang mikro. Gelombang mikro dihasilkan oleh osilator Gunn dan propagasi mereka dalam hubungannya dengan waveguides persegi panjang diperiksa secara detail.

Karakteristik gelombang elektromagnetik 1. Gunn oscillator

2. LNC receiver

3. Merekam karakteristik arus-tegangan 4. Jalur transmisi teori dan variabel baris 5. Propagasi gelombang di waveguides

6. Berdiri gelombang, pendek-sirkuit, refleksi dan pencocokan 7. Berdiri-wave ratio

8. Reduksi kekuatan dan beban termal

9. Mengukur bentuk gelombang di waveguides dengan bantuan garis sl otted 10. TE, TM dan hibrida waveguides

11. Waveguide dimensi dan frekuensi operasi 12. Dielektrik dalam Waveguide

(7)

B. Peralatan

Untuk melakukan semua percobaan dari kursus ini Anda perlu satu UniTrain-I Antarmuka SO4203-2A, satu UniTrain-I Eksperimen SO4203-2B dan "Pengantar microwave" Tentu saja 4204-9U.

C. Daftar Komponen SO4203-2A UniTrain-I Interface SO4203-2B UniTrain-I Experimenter SO4203-3F UniTrain-I card "X-Band Measuring Interface" Microwave components and accessories Gunn oscillator SO4100-4A

Osilator X-band dengan penyesuaian frekuensi mekanik yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi tinggi gelombang elektromagnetik. Penyesuaian frekuensi dilakukan dengan menggunakan sekrup mikrometer.

Operasi tegangan: 8 sampai 10 V DC Power: + 17 dBm (50mW)

Frekuensi range: 8,5-9,6 GHz Koneksi: soket BNC

Tipe wave guide: R100

Dimensi: 59 x 53 x 186 mm (HxWxD) Berat: 535 g

(8)

non-Slotted line

SO4100-4F

Sebuah sistem tali pengukur slotted terdiri dari Waveguide yang memiliki slot sepanjang bidang horizontal dan kereta slide dengan skala

pengukuran vernier diposisikan di atasnya. Slider ukur mengakomodasi penyelidikan medan listrik dengan amplitudo detektor yang dimasukkan

melalui slot di Waveguide. Kedalaman yang probe medan listrik dapat dimasukkan adalah variabel. Posisi kereta pengukuran geser dapat disesuaikan sepanjang slot dan tetap menggunakan sekrup knurled. Unit garis Slotted dirancang untuk memperoleh catatan grafis nilai yang terukur. Slider range: 70mm Riak residu SWR <1,05 Frekuensi range: 8,5-9,6 GHz Tipe Waveguide: R100 Dimensi: 92 x 87 x 210 mm (HxWxD) Berat: 1.080g

Displacement sensor for slotted line

SO4100-4S

A displacement sensor is mounted on top of the slotted line measuring unit. It outputs voltage proportional to the position of the measurement

carriage along the slotted line and is used to record the standing wave ratio via a computer interface. Slide range: 70 mm Operating voltage: 12 V DC Output signal: 0…12 V DC Connection: BNC sockets Dimensions: 38 x 19 x 157 mm (HxWxD) Weight: 180g

Transformer with 3 screws for The transformer with its three screws consists of a SO4100-4B

decoupling osilator

dari gelombang datang kembali dari perakitan Waveguide lebih bawah garis.

Insertion loss: <1 dB Decoupling:> 20dB

Frekuensi penyesuaian kisaran: 8,5-9,6 GHz Tipe Waveguide: R100

Dimensi: 42 x 80 x 87 mm (HxWxD) Berat: 650g

(9)

impedance matching

SO4100-4G

waveguide with the screws aligned in the centre (along the magnetic plane) so that they can be turned in order to protrude by varying depths into the electric plane. The L and C components

produced by the screws allow the impedance to be matched as appropriate to the wavelength in the waveguide. Number of screws: 3 Frequency range: 8.5 to 9.6 GHz Waveguide type: R100 Dimensions: 60 x 53 x 55 mm (HxWxD) Weight: 254 g Waveguide terminator SO4100-4K

The waveguide terminator is a load matched to the characteristic impedance associated with the

waveguide and is designed to completely absorb electromagnetic waves propagating within the waveguide. SWR <1.05 Directivity: 20 dB aperture Frequency range: 8.5 – 9.6 GHz Dimensions: 42 x 53 x 84 mm (HxWxD) Weight: 65 g Waveguide adapter SO4100-4T

The waveguide adapter is used as a quick and eas y way to adapt waveguide components with standard flanges for waveguide types R100 or UBR100 to the Easy-Fix system.

Compatible with UBR100/UG3

Dimensions: 42 x 53 x 35 mm (HxWxD) Weight: 65 g

(10)

Waveguide short

SO4100-4L

The waveguide short is a metal plate of the same size as the waveguide and serves to terminate one end of a waveguide with a short.

Waveguide type: R100

Dimensions: 41.5 x 41.5 x 5 mm (HxWxD) Weight: 20 g

Horn antenna 10 dB

SO4100-8K

A horn antenna facilitates the transition of TExx waves emerging from the waveguide into free space.

Antenna gain: 10 dB

Frequency range: 8.5 to 9.6 GHz Waveguide type: R100

Dimensions: 68.5 x 80 x 132.5 mm (HxWxD) Weight: 395 g

LNC "Low Noise Converter"

An LNC (also referred to as a low-noise signal converter or input amplifier) is used to convert high frequencies into lower frequencies (IF). The LNC reduces the frequency so that the signal can be transported through an SMA coaxial cable.

For this course an LNC with the following data is used:

(11)

SO4100-8A

Operating voltage: 15V Input sensitivity > -75 dBm Input sensitivity range: 8 ... 10 GHz

IF output frequency range: 0.1 ... 2 GHz

Internal gain:16 dB approx. Dynamic response: 80dB approx.

Dimensions: 110 x 49 mm (H x D)

N socket/SMA plug adapter

290020029

The adapter is used to connect the LNC

measurement head to the measuring probe

Weight: 25 g

Coaxial measuring probe for slotted guide

This measurement probe is designed to detect the electrical field within the waveguide.

(12)

SO4100-5V

Dual BNC/DIN cable

Measurement lead with 2 BNC plugs and a 6-pin Mini-Din connector

(13)

429004920

Single BNC/DIN cable

429004920

Measurement lead with 1 BNC connector and a 4-pin Mini-Din connector Length: 1 m SMA cable SO4100-8X SMA-SMA cable Length: 1 m Dielectrics

(14)

SO4100-4X

Dielectrics are used to

investigate how differences in permittivity affect the

wavelengths within the waveguide.

1 Material sample Teflon (white)

1 Material sample Plexiglas (transparent)

1 Material sample PVC (dark grey) Dimensions: 9.5 x 22 x 200 mm (HxWxD) Weight:: 280g Stand base SO4100-4M

The stand base is used to ensure that the waveguide assembly remains

mechanically stable on working surfaces. All

waveguide components are designed with a thread on their underside to facilitate mounting on the stand base. Dimensions: 90 x 90 x 45 mm (HxWxD)

Weight: 100g

Guide rail for stand base

SO4100-4N

A guide rail with a conically shaped profile accommodates the stand base to provide mechanical stability for the entire waveguide assembly during experiments.

Dimensions: 15 x 50 x 1000 mm (HxWxD)

Weight: 300 g

(15)

D. Pengaturan Peralatan

 Posisi kedua elemen Harus sesuai sehingga pin centering A sejajar berlawanan

lubang B

 Kemudian kencangkan quick-release dua konektor C

Pemasangan sensor perpindahan untuk garis slotted

Storage case for basic microwave equipment set

SO4100-4Z

foam insert designed for the safe and secure storage and transportation of microwave components.

Dimensions: 155 x 560 x 420 mm (HxWxD)

(16)

 Lepaskan sekrup (1) untuk mengukur dan slider (2) pada unit garis slotted.  Posisi sensor perpindahan di atas dua lubang sekrup (2) dan probe sensor di atas

lubang sekrup (1) slider pengukuran.

 Masukkan kembali sekrup dan kencangkan mereka

E. Langkah Percobaan

Pertama semua bagian peralatan harus dirakit.

 Hubungkan dan interlock bagian berikut dari kiri ke kanan: Gunn oscillator

SO4100-4A | isolator SO4100-4B | slotted line SO4100-4F.

(17)

 Screw basis ke tempatnya berdiri di bawah osilator Gunn dan di bawah garis slotted

dan geser seluruh djemaah ke rel panduan.

 Hati-hati memasukkan probe Waveguide ke gerbong slider unit slot saluran dan

kencangkan X-band LNC SO4100-8A untuk menyelidiki.

 Hubungkan Unitrain-I Antarmuka SO4203-2A (kabel USB ke komputer) dan

Eksperimen Unitrain-I SO4203-2B.

 Pasang X-band pengukuran kartu antarmuka SO4203-3F ke Eksperimen ters ebut.

Hubungkan kartu ke perakitan microwave sebagai berikut:

 Gunakan kabel ganda dengan dua colokan konektor BNC dan 6 -pin Mini-Din

konektor untuk menghubungkan sensor perpindahan ke kanan Mini-Din konektor kartu. Steker BNC merah harus dihubungkan ke masukan (max.12 V) dari sensor perpindahan, sementara yang lain terhubung ke output.

 Kabel dengan konektor BNC tunggal bergabung terminal osil ator Gunn dengan

konektor 4-pin Mini-Din konektor di sebelah kiri kartu.

 Kabel SMA menghubungkan output LNC ke steker konektor pada kartu antarmuka

pengukuran.

F. Tes Fungsi

1. Apa yang diukur sebagai tingkat derau masukan dari penerima X-band? Suara tingkat input derau dari penerima X-band adalah mV 0,04 RMS.

2. Tekan tombol up dari POWER SUPPLY Gunn berulang-ulang sampai pene rima menunjukkan bahwa gelombang mikro sekarang sedang dihasilkan oleh o silator Gunn. Hal ini dapat ditentukan berdasarkan perubahan yang cukup besar dalam tegangan. Apa tegangan input yang diperlukan untuk osilator Gunn?

Osilator Gunn menghasilkan daya microwave melampaui tegangan input sekitar 4,05 V.

3. Apa frekuensi sinyal microwave yang dihasilkan? Frekuensi sinyal microwave 9,06 GHz.

(18)

Analisa

Kesimpulan

BAB II.

Tujuan

(19)

A. Dasar Teori

Perbedaan antara penyiaran frekuensi rendah dan tinggi tidak tegas didefinisikan. Hal ini tergantung pada aplikasi. Ruang lingkup transmisi microwave juga sangat bervariasi. Untuk sebagian besar, istilah ini mengacu pada sistem dengan frekuensi di atas 1 GHz, tapi ada juga sesuatu yang disebut teknologi gelombang milimeter di luar itu, yang didasarkan pada panjang gelombang urutan milimeter dan frekuensi pada kisaran di atas 30 GHz.

Dalam beberapa dekade terakhir, microwave telah menjadi pilar penting tidak hanya teknologi tinggi sistem ekonomi kita, tetapi juga dalam penelitian ilmiah modern.

Beberapa aplikasi yang paling penting termasuk teknologi komunikasi (radio siaran teknologi, satelit komunikasi), teknologi radar (kontrol lalu lintas udara, pengamatan cuaca, pemantauan lalu lintas, astronomi), obat-obatan, bahan makanan dll

Dengan microwave kami maksud gelombang elektromagnetik dalam renta ng panjang gelombang dari 1 m sampai dengan 1 mm. Hal ini terkait dengan rentang frekuensi

(20)

a: cahaya tampak (λ = 0,4-0,8 pM)

b: Broad band microwave radio (1 - 40 GHz) c: Radar (1-80 GHz)

d: transmisi radio satelit (4 - 20 GHz)

e: Radio Mobile telephony (450 MHz - 2,2 GHz) f: Televisi penyiaran (47-960 MHz)

g: Sangat-tinggi frekuensi radio VHF (88-104 MHz) h: Pendek-gelombang radio (3 - 30 MHz)

i: Medium-gelombang radio (300 kHz - 3 MHz) j: Panjang-gelombang radio (30-300 kHz)

k: Sangat-rendah frekuensi radio (f <30 kHz) Frekuensi dan panjang gelombang skala

Teknologi Mikrowave dapat diklasifikasikan antara teknologi frekuensi tinggi dan optik. Untuk mengirimkan microwave, pandu, garis str ip dan kabel koaksial digunakan karena dalam kabel normal dan kawat sederhana emisi radiasi akan terlalu tinggi. Tabel berikut memberikan rincian konvensional pita frekuensi dan sebutan nya.

Perincian frekuensi ke dalam pita frekuensi Type Frequency Wavelength

P-band 220-300 MHz 115 cm L-band 1-2 GHz 20 cm S-band 2-4 GHz 10 cm C-band 4-8 GHz 5 cm X-band 8-12.5 GHz 3 cm Ku-band 12.5-18 GHz 2 cm K-band 18-26.5 GHz 1.35 cm Ka-band 26.5-40 GHz 1 cm

(21)

A.1. Gelombang Elektromagnetik Definisi gelombang

Gelombang menunjukkan setiap eksitasi atau gangguan dalam medium yang bergerak atau merambat dalam ruang dan waktu. Gelombang dapat digambarkan dengan fungsi yang tergantung pada posisi (dalam tiga dimensi) dan waktu.

A = A (x, y, z, t).

Skema representasi dari gelombang

Sifat yang paling penting dari gelombang yang amplitudonya (cf. akustik: volume), kecepatan fase (lih. akustik: kecepatan suara) dan frekuensi atau panjang gelombang.

Sumber propagasi gelombang digabungkan untuk beberapa eksitasi lokal at au perpindahan dalam medium.

Penyebaran gelombang biasanya melibatkan transportasi energi.

Kita juga perlu mengetahui kecepatan propagasi dari proses ini. Karena kita berhadapan dengan sinyal-sinyal listrik diangkut oleh gelombang elektromagnetik, kecepatan propagasi untuk tujuan kita adalah justru cahaya.

Contoh Gelombang Medium Jenis gangguan Panjang Tali Gelombang Tali Elastis gerakan tali

Permukaan gelombang di air Air Pemindahan dari tempat lain (permukaan ekipotensial) gelombang suara Setiap material

(gas, cair, padat) Perubahan dalam tekanan Gelombang elektromagnetik (gelombang

radio, microwave, sinar-X, sinar ) Materi atau vakum

Orthogonal listrik dan medan magnet (TM dan bidang TE)

(22)

Rentang Frekuensi dan penerapannya

Anda mungkin telah memperhatikan bahwa gelombang elektromagnetik panjang telah berulang kali digunakan dan tidak lagi merupakan referensi dibuat untuk bolak tegangan atau

arus. Transisi ini diperlukan karena kita telah memasuki domain frekuensi dimana panjang gelombang sinyal di bawah pemeriksaan, berada di urutan besarnya perangkat teknis yang dipertimbangkan, atau lebih kecil.

Dalam rangka untuk memahami bagaimana sinyal perjalanan dari A ke B dan apakah itu benar-benar terjadi pada semua, kita harus mengubah pola pikir kita dari

mempertimbangkan sinyal-sinyal listrik sederhana seperti arus dan tegangan, untuk mempertimbangkan radiasi energi mereka dari A ke B. dari ti tik ini, kita akan

mempertimbangkan hanya proses gelombang dalam ruang dan waktu.

Gelombang elektromagnetik

Sebuah gelombang elektromagnetik terdiri dari variasi dinamis dalam ruang dan waktu dari intensitas medan listrik dan magnetik. Karena tidak peduli sedang diangkut, hanya energi, gelombang elektromagnetik juga dapat merambat dalam ruang hampa. Ini terjadi pada kecepatan cahaya. Jika gelombang melalui beberapa media lain melambat.

(23)

Penggambaran gelombang elektromagnetik

Perambatan dapat dicirikan oleh vektor dari kepadatan energi elektromagnetik (vektor Poynting). Ini menentukan fluks energi gelombang melalui suatu satuan luas (per m²) dalam satuan waktu (per detik).

E = G. Listrik H = G.Magnet λ = Pjg Gel C = Kecepatan cahaya

(24)

Panjang gelombang λ [m]

Periode T[s]

Frekuensi f [Hz]

Kecepatan rambat v [m / s]

Kecepatan cahaya dalam ruang hampa c [m / s] Kekuatan medan listrik E [V / m] Kekuatan medan magnet H [A / m]

Gelombang impedansi Z0 [Ω]

Energi elektromagnetik kepadatan [W / m²]

Hubungan:

Dasar kecepatan rambat: permeabilitas:

Permeabilitas (konstan medan magnet): ):

Permeabilitas relatif (permeabilitas konstan): μr = tergantung pada materi permitivitas:

Permitivitas (medan listrik konstan):

Permitivitas relatif (dielektrik konstan): εr = tergantung pada materi Perambatan kecepatan dalam ruang hampa::

Panjang gelombang, secara umum:

Panjang gelombang dalam ruang hampa:

Karakteristik impedansi dalam ruang hampa:

Gunn Osilator

Gunn dioda

Gelombang mikro dapat dihasilkan dengan menggunakan dioda Gunn. Dioda didasarkan pada efek Gunn disebut. JBGunn ditemukan pada tahun 1963 bahwa ketika

(25)

tegangan, listrik konstan relatif tinggi diterapkan pada kristal arsenide galium tipe-n (GaAs semikonduktor), bisa menyebabkan cepat, fluktuasi arus statis. Hal ini menunjukkan bahwa dalam kristal panjang sangat pendek fluktuasi saat ini diterjemahkan ke dalam osilasi terus menerus, frekuensi yang ditentukan oleh panjang kristal dan terletak pada kisa ran microwave. Gunn efek

Efek Gunn didasarkan pada kenyataan bahwa ketika energi dipasok ke tipe-n semikonduktor dengan elektron tidak merata daerah doped dapat melompat dari satu band energi ke dalam pita energi yang lebih tinggi. Dalam band energi tinggi elektron kurang bergerak, yang terlihat dalam kekuatan medan yang lebih besar muncul pada arus rendah. Ini berarti bahwa untuk efek Gunn membutuhkan tegangan yang lebih rendah pada arus yang

lebih tinggi dan arus yang lebih rendah pada tegangan yang lebih tinggi. Perlawanan yang dinamis demikian negatif dalam kisaran ini (resistensi diferensial negatif: ndW).

Karakteristik arus-tegangan dari Diode Gunn memiliki segmen dengan rentang

dinamis negatif (lihat animasi). Ini adalah dalam kisaran ini di mana generasi osilasi terjadi. Untuk memulai klik animasi di bidang biru sumbu tegangan.

Dari segi desain, dioda Gunn terdiri dari n-doped bahan semikonduktor, dengan tiga berbeda doped-daerah n: daerah atas, menengah dan bawah. Daerah atas relatif berat

n-doped, wilayah tengah adalah yang aktif. Ini memiliki lebar kira-kira. 10 pM, yang secara alami bervariasi dan merupakan salah satu frekuensi menentukan. Wilayah ini kurang kuat doped.

Ilustrasi di bawah ini adalah gambaran skematik dari struktur sederhana, osilator Gunn

mekanis tuned digunakan dalam teknologi Waveguide. Di bawah kereta tabung diblokir atau korsleting off untuk membuat rongga resonan. Jarak ini harus dipilih sehingga beban pada dioda Gunn membentuk rangkaian resonansi paralel, yang terjadi pada jarak yang sesuai dengan sekitar λ / 4. Dalam kombinasi dengan lubang masuk, dan sekrup frekuensi kalibrasi, output dapat diubah untuk mencocokkan impedansi karakteristik Waveguide.

B. Peralatan

LNC RECEIVER

Penerima LNC beroperasi seperti penerima untuk penerimaan televisi satelit.

Rangkaian dasar adalah bahwa penerima superheterodyne dengan rendah-noise tahap input, mixer microwave, IF amplifier dan rectifier.

(26)

Technical data for LNC receiver

X-band LNC SO4100-8A

Input sensitivity > -75 dBm Volume range ≥ 50 dB 16 dB gain

The X-band LNC SO4100-8A dalam hubungannya dengan osilator internal 10 GHz dan mixer menghasilkan menerima sinyal X-band yang akan diukur dengan frekuensi sekitar 9 GHz dan menghasilkan sinyal sebanding dengan frekuensi menengah (IF) dalam kisaran dari 1 GHz.

Ini sinyal IF diberikan oleh LNC ke kartu penerima Eksperimen UniTrain-I melalui kabel SMA dan ada itu diproses lebih lanjut dan diperbaiki. LNC ini juga disertakan dengan tegangan operasi melalui kabel SMA.

Di tengah microwave Labsoft kontrol tegangan input Vin receiver ini ditampilkan sebagai LEVEL di salah satu dari 3 unit pengukuran ditunjukkan di bawah ini:

- mV RMS = Vin seperti pada instrumen pengukur Labsoft maya

- dBμV = 20 • log (Vin) +60 tegangan input logaritmis dinyatakan dalam microvolts

dBm = 20 • log (Pin • 50) +30 input daya logaritmis dinyatakan dalam milliwatts dikalikan -dengan 50 ohm

(27)

LNC - converter kebisingan yang rendah (konverter frekuensi)

The frekuensi menengah adalah frekuensi yang berasal dari campuran dua frekuensi. Prosedur ini digunakan dalam penerima superheterodyne, seperti radio dan televisi, di mana masukan dari frekuensi radio atau penyiaran televisi dicampur dengan frekuensi osilator merdu dalam mixer dan salah satu dari dua sidebands digunakan sebagai frekuensi

menengah.

Karena perbedaan frekuensi antara frekuensi osilator dan frekuensi masukan selalu sama, frekuensi menengah juga selalu sama. JIKA penguat sehingga dapat dioptimalkan dengan frekuensi menengah dalam hal respon amplitudo dan kurva respon frekuensi. The frekuensi menengah selalu lebih rendah dari frekuensi masukan. Amplitudo dari frekuensi menengah tergantung pada teknologi penerima.

C. Langkah Percobaan

Mengatur percobaan yang diperlukan sesuai dengan petunjuk perakitan ditemukan di halaman pengantar. Untuk percobaan ini Waveguide microwave terhubung dengan

Waveguide terminator. Matikan "tegangan sinyal Reset" beralih pada kar tu pengukuran X- band SO4203-3F.

1. Mengatur sekrup mikrometer pada osilator Gunn ke tanda "10", ini harus menghasilkan frekuensi sekitar 9 GHz.

2. Buka Control Center Microwave dari menu Instrumen. Ini menampilkan tegangan dan arus yang sesuai dari dioda Gunn bawah POWER SUPPLY Gunn, dan frekuensi

(28)

3. Buka plotter Gunn dioda (dioda simbol di sudut kanan atas) dan mulai pengukuran dengan menekan. Tunggu sampai pengukuran telah selesai.

4. Salin karakteristik arus-tegangan dari dioda Gunn dan tempel ke Gambar 1. 5. Tandai rentang di mana energi gelombang mikro yang dipancarkan.

Soal.

Seperti apa tegangan dan arus tidak osilator Gunn menghasilkan energi microwave di Waveguide?

Energi gelombang mikro diproduksi mulai pada tegangan

4.8

V dan arus

0.58

A.

D. TEST

1.Bagaimana Anda akan mengelompokkan atau mendefinisikan "microwave"? Jawab :

Microwave frekuensi tinggi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek.

2.Apa jenis jalur transmisi yang cocok untuk transmisi sinyal frekuensi tinggi dalamkisaran GHz?

Jawab :

(29)

3.Apa Fungsi un Osilator Jawab :

Osilator Gunn menghasilkan frekuensi tinggi gelombang elektromagnetik 4. Bagaimana osilasi bekerja dalam osilator Gunn?

Jawab :

Melalui komponen dengan karakteristik yang dinamis negatif 5. Manakah dari pernyataan berikut menggambarkan dioda Gunn?

Jawab :

Sebuah komponen dengan karakteristik yang dinamis negatif

Analisa

Kesimpulan

(30)

BAB III

Tujuan

3. Mengaplikasikan expression dan flow control pada Java

A. Dasar Teori

Transmisi Teori garis adalah daerah frekuensi tinggi teknologi. Ini melibatkan menerapkan teori Maxwell dalam memberikan deskripsi matematis dari jaringan transmisi untuk gelombang elektromagnetik (James C. Maxwell (1831-1879)) serta mengembangkan diagram rangkaian sederhana setara dan prosedur komputasi untuk baris tertentu.

Jalur transmisi melayani untuk mengirimkan energi serta informasi sementara hanya membimbing energi yang terkandung di lapangan dan mencegah propagasi dalam arah yang tidak diinginkan. Ini adalah medan elektromagnetik yang adalah pembawa bertanggung jawab untuk transportasi energi di baris.

(31)

Secara umum frekuensi tinggi baris harus dioperasikan dengan pencocokan daya yang ideal. Hambatan terminal di kedua ujung kabel harus sesuai setepat mungkin dengan impedansi karakteristik. Jika kondisi ini tidak dapat dipenuhi, gelombang berdiri timbul pada kabel karena Reflexions di salah satu ujung baris. Gelombang berdiri merusak sinyal dan mengakibatkan kerugian daya yang disebabkan oleh ketidakcocokan. Besarnya

ketidakcocokan ini diukur dan diungkapkan oleh SWR disebut berdiri -gelombang-rasio.

Kuantitas per satuan panjang

Perlawanan per satuan panjang R '

Perlawanan per satuan panjang R 'dinyatakan dalam satuan Ohm per meter. Ini mengungkapkan hilangnya resistensi ohmik garis itu.

Leakance per unit panjang G '

(32)

kerugian resistif yang disebabkan oleh resistensi per satuan panjang R '.

Kapasitansi per unit panjang C '

Kapasitansi per unit panjang C 'dinyatakan dalam unit farad per meter.

Induktansi per satuan panjang L '

INDUKTANSI PER SATUAN PANJANG L 'DINYATAKAN DALAM UNIT HENRY PER METER.

Sebuah saluran transmisi dapat diwakili oleh diagram rangkaian yang ditunjukkan di bawah ini. Jalur ini makan dengan Uoejωt tegangan harmonik. Sumber itu memiliki resistansi

Zi internal. Garis transmisi l panjang dimuat di salah satu ujung dengan ZL resistansi beban.

Transmisi Umum sejalan dengan sumber resistensi Zi dan beban resistensi Zl

Tegangan dasar dan distribusi arus dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gelombang:

(33)

mana U0 + dan U0-masing I0 + dan I0-adalah konstanta yang kompleks acak. Singkatan menunjuk konstanta propagasi disebut. Memiliki bentuk

dimana R ', L', G ', C' adalah jumlah satuan panjang.

The α komponen nyata disebut redaman konstan dan β komponen imajiner disebut fase konstan.

Hal ini dapat menunjukkan bahwa ada hubungan langsung ada antara arus dan tegangan pada saluran transmisi. Hubungan antara konstanta tegangan dan arus disebut impedansi

karakteristik Z0. Berikut ini berlaku:

dan Z0 menggambarkan impedansi disebut karakteristik. Impedansi karakteristik memiliki unit Ω (Ohm). Impedansi ini mencirikan saluran transmisi. Namun, tidak bisa han ya diukur dengan menggunakan ohmmeter.

Panjang periode lokal di se panjang saluran transmisi disebut λ panjang gelombang. Secara umum hubungan berikut ada antara λ panjang gelombang dan β fase konstan gelombang

Anda juga dapat menentukan kecepatan gelombang sebagai fungsi dari fase konstan sehingga

Ini maka kecepatan propagasi gelombang.

(34)

Menurut definisi, sehingga kita juga dapat mengungkapkan hal ini sebagai berikut:

Persamaan ini merupakan hubungan yang paling penting dalam bidang propagasi gelombang. Ini adalah dasar signifikan

di semua bidang fisika di mana fenomena gelombang berperan.

Gelombang dalam garis transmisi merambat dari sumber ke akhir baris dan tercermin di sana. Refleksi pada akhirnya dinyatakan oleh faktor refleksi

Faktor refleksi bisa menjadi kompleks, tetapi untuk beban pasif selal u dari besarnya LRL ≤ 1.

Untuk memulai animasi silakan klik pada area oranye (Zc sini sesuai dengan Z0 nilai yang ditemukan dalam teori).

Tergantung pada bagaimana garis diakhiri kita dapat menentukan jenis berikut refleksi di nol-loss sirkuit:

Membuka saluran transmisi dengan ZL = ∞:

Maju dan gelombang kembali memiliki besar yang sama. Tegangan tercermin di garis akhir tanpa pergeseran fase, yaitu r = 1 berlaku.

Hubung pendek sesuai dengan ZL = 0Ω:

Maju dan gelombang kembali memiliki besar yang sama. Tegangan tercermin pada akhir sejalan dengan pergeseran fase π, yaitu r = -1 berlaku

Cocok saluran transmisi:

Impedansi beban ZL adalah = Z0. Tidak ada gelombang yang dipantulkan, yaitu r = 0 Dasar penghentian:

(35)

Berdiri rasio gelombang

Gelombang berdiri terbentuk di jalur transmisi ketika garis tidak diakhiri dengan impedansi line. Gelombang merambat sepanjang garis ini kemudian tercermin pada akhir baris dan berbalik arah dalam baris. Gelombang kemudian kembali superpositioned pada gelombang

merambat ke arah depan. Dalam kasus-kasus ekstrim ketidakcocokan zeroing muncul, yaitu lokasi di mana kekuatan medan adalah nol ..

Hal ini juga dapat dikatakan bahwa kekuatan medan listrik E pada suatu titik tertentu dari saluran transmisi dapat dilihat sebagai jumlah dari semua kekuatan medan sebagian

gelombang merambat maju Ei dan Er gelombang kembali pada titik. Hal ini menyebabkan berdiri lapangan stength maxima dan minima didistribusikan sepanjang jalur transmisi dan

generasi yang disebut gelombang berdiri.

Maksimum titik:

i.e. minimum titik

i.e.

(36)

di mana 1 ≤ S ≤ ∞ dan Eforward = Ei (bahasa Inggris: "insiden") resp. Eref = Er (bahasa Inggris: "tercermin")

Hubungan ini menghubungkan rasio gelombang berdiri ke variabel lain, koefisien refl eksi r (r ≤ mana 1):

dan dengan demikian

bzw.

Untuk nilai terbalik dari rasio gelombang berdiri Anda juga akan menemukan rasio berdiri gelombang tegangan

Daya tetes dan beban termal

Gelombang berdiri dihasilkan oleh gelombang masuk terpantul impedansi beban. Kekuatan tercermin yang tidak diserap oleh beban adalah mempertimbangkan hilangnya daya transmisi yang tersedia. Kerugian ini dapat digambarkan oleh ρ koefisien da ya refleksi yang sesuai dengan persentase yang didukung tercermin dibagi dengan daya insiden:

(37)

Kekuatan tercermin harus diserap dalam elemen Waveguide tersisa dan dapat menyebabkan overloads termal ketika tingkat daya utama yang diterapkan tinggi. Untuk alasan yang baik cocok untuk memuat dalam hal impedansi karakteristik dari garis dan ρ rendah yang terkait adalah semua lebih penting.

Reaksi untuk generator microwave, isolator

Karena kita juga menyelidiki kondisi refleksi umum dalam perakitan pengukuran kami, mungkin kita mungkin harus berurusan dengan kembali gelombang yang besar nya kekuatan yang sama seperti yang dihasilkan oleh generator microwave, yaitu dioda Gunn. Untuk alasan bahwa kita harus memperhitungkan reaksi mempengaruhi osilasi yang dihasilkan oleh

osilator Gunn.

Untuk alasan bahwa isolator (satu arah Waveguide) dihubungkan antara oscilator dan tali pengukur slotted. Isolator tersebut memberikan daya transmisi yang baik (di arah panah),

yang berarti atenuasi gelombang sangat sedikit dalam sa tu arah, sambil memberikan redaman yang sangat tinggi yang lain. Dengan demikian tercermin atau gelombang kembali terkena pelemahan berat oleh isolator dan akibatnya tidak dapat mempengaruhi osilator.

Isolator adalah high-frequeny khusus ferit komponen, di mana propagasi gelombang adalah pengaruh.

Data teknis dari isolator ferit (Waveguide searah) SO4100-4B:

Isolator adalah elemen Waveguide non-timbal balik dan digunakan Preferably untuk memisahkan osilator dari gelombang tercermin keluar dari Waveguide hilir.

(38)

The isolator SO4100-4B he isolator SO4100-4B

Redaman Insertion: <1 dB Decoupling:> 20dB

Frekuensi range: 8,5 GHz 9,6 bis Pandu Tipe: R100

Slotted Waveguide untuk pengukuran

Mengukur rasio berdiri-wave (SWR) dengan tali pengukur slotted

Beban yang dihasilkan gelombang berdiri dapat diukur dengan menggunakan komponen Waveguide khusus, garis disebut mengukur slotted. Ini tali pengukur memiliki slot

memanjang di sisi luas Waveguide, di atas kereta ini pengukuran geser dipasang.

Pengangkutan geser ini dilengkapi dengan probe E-lapangan yang menembus melalui slot ke Waveguide. Kedalaman penetrasi probe dapat disesuaikan. Probe ini dirancang untuk sampel medan listrik didistribusikan sepanjang garis slotted. Kedalaman penetras i probe ke

Waveguide harus dijaga sekecil mungkin untuk menghindari mempengaruhi pola gelombang berdiri didistribusikan sepanjang Waveguide.

Distribusi gelombang berdiri diukur dengan memindahkan kereta geser sepanjang garis slotted dengan memutar sekrup. Tegangan terdeteksi ditampilkan dengan bantuan penerima LNC. Kedalaman penetrasi probe dalam Waveguide dipertahankan konstan sementara kereta

(39)

geser pengukuran bergerak di sepanjang Waveguide.

Transduser perpindahan

Untuk menentukan posisi probe, skala berjajar telah dimasukkan untuk pelacakan visual pada kereta geser pengukuran.

Garis ukur slotted 4F, transduser perpindahan 4S, X-band LNC SO4100-8A

Di sisi belakang kereta meluncur dari tali pengukur slotted terhubung ke transduser perpindahan listrik SO4100-4S. Ini adalah potensiometer linier-tyoe, yang terhubung ke

tegangan DC (maks. 12 V) dan mereproduksi posisi kereta pengukuran slide sebagai sebagian kecil dari ini tegangan DC.

Pemindahan transduser untuk mengukur slotted SO4100 garis-4S Slide kisaran: 70 mm

Operasi tegangan: 12 V DC Output sinyal: 0 ... 12 V DC Koneksi: soket BNC

(40)

Data teknis dari garis pengukur slotted SO4100-4F

Garis ukur slotted terdiri dari Waveguide ditempatkan pada bidang-H dan kereta slide untuk mengukur dipasang di atas ini. Pengangkutan geser pengukuran membawa penyelidikan lapangan, yang dimasukkan ke dalam Waveguide melalui slot. Kedalaman penetrasi probe E-lapangan adalah variabel. Pengangkutan geser pengukuran bergerak dalam arah longitudinal menggunakan sekrup jempol. Garis ukur slotted dilengkapi dengan transduser perpindahan SO4100-4S untuk merekam nilai-nilai diukur secara grafis.

Slotted measuring line SO4100-4F Slide kisaran: 70 mm VSWR <1,05 Koneksi: soket BNC Frekuensi range: 8,5-9,6 GHz Pandu Tipe: R100 Dimensi: 92 x 87 x 210 mm (HxWxD) Berat: 1,080 g

Probe harus diikat dengan hati-hati untuk mencegah perakitan penyelidikan dari sengaja jatuh dari pemegangnya. Pastikan bahwa sekrup jempol pengukuran penyelidikan gunung cocok ke dalam slot berlekuk dan diperketat aman.

Dioda sensitif terhadap biaya elektrostatik. Untuk alasan bahwa setiap reassembly diperlukan komponen harus dilakukan sangat hati-hati

(41)

Langkah Percobaan

Pengukuran dengan penghentian impedansi karakteristik

Tujuan dari percobaan berikut adalah untuk menentukan rasio gelombang berdiri dan faktor refleksi listrik dalam Waveguide.

Microwave listrik dihasilkan dalam osilator Gunn yang dalam bentuk medan listrik dipandu dalam Waveguide menuju garis pengukur slotted dan akhirnya dikonsumsi dalam

penghentian Waveguide SO4100-4K, yaitu diubah menjadi energi panas.

Garis ukur slotted memungkinkan kita untuk mendeteksi medan listrik menggunakan probe diposisikan di atas segmen tertentu Waveguide dan untuk menampilkan ini sebagai tegangan.

Jika selama pengukuran lampu merah pada kartu X-band antarmuka pengukuran SO4203-3F menyala, beralih reset matikan sebentar dan kemudian kembali lagi.

1. Dari menu instrumen buka Control Center Microwave.

2. Aktifkan POWER SUPPLY Gunn dan mengatur tegangan dioda Gunn untuk approx. 7,5 V.

(42)

dipertahankan untuk semua percobaan berikutnya.

4. Mengatur frekuensi microwave hingga 9 GHz dengan memutar sekrup mikrometer pada osilator Gunn.

5. Buka diagram gelombang berdiri di bagian kanan atas di menubar.

6. Mengatur kereta slide pada tali pengukur slotted ke batas paling kiri dengan memutar sekrup jempol ke kiri.

7. Mulai pengukuran gelombang diagram berdiri dengan menekan dan perlahan-lahan geser kereta 8. ukur ke kanan sampai batas kanan dicapai dengan memutar tombol transportasi. 9. Lengkapi pengukuran dengan menekan.

Tekan tombol dimensi dalam diagram gelombang berdiri dan mengatur garis horisontal kursor ke maksimum dan minimum dari kurva diukur.

10. Transfer ke measuement Diagram 1.

Diagram 1. Lokasi tergantung tegangan tampilan pada tali pengukur slotted dengan terminasi Waveguide SO4100-4K.

11. Percobaan dapat diulang sering menggunakan kedalaman penetrasi yang berbeda untuk probe SWR.

12. Seberapa tinggi adalah S rasio gelombang berdiri ketika saluran transmisi diakhiri dengan impedansi karakteristik?

Berdiri diukur jumlah rasio gelombang ke S = Umax / Umin =

13. Seberapa tinggi adalah refleksi listrik koefisien ρ ketika saluran transmisi diakhiri dengan impedansi karakteristik?

Pengukuran dengan 3-sekrup transformator

Tujuan percobaan adalah optimalisasi respon transmisi Waveguide dengan pendampingan dari 3-sekrup transformator

Umumnya sebagian besar daya yang tercermin pada akhir dari saluran tran smisi dan merambat dalam arah sebaliknya pada frekuensi yang sama dalam Wave guide.

Gelombang kembali dalam superposisi arah sebaliknya maka pada gelombang merambat ke arah depan. Hasil ini, gelombang superpositioning berdiri, akan diperiksa dalam pengukuran berikutnya.

Untuk percobaan ini mount 3-sekrup transformator SO4100-4G antara tali pengukur slotted SO4100-4F dan penghentian Waveguide SO4100-4K. Sekrup dalam 3 sekrup sampai mereka masing-masing memiliki ketinggian sekitar. 4 mm.

(43)

2. Mengalihkan POWER SUPPLY Gunn dan mengatur tegangan dioda Gunn untuk approx. 7,5 V.

3. Mengatur frekuensi mircowave hingga 9 GHz dengan memutar sekrup mikrometer pada osilator Gunn.

4. Buka diagram gelombang berdiri di bagian kanan atas menubar.

5. Mengatur kereta slide garis pengukur slotted ke batas paling kiri dengan memutar thumbwheel ke kiri.

6. Mulai pengukuran gelombang diagram berdiri dengan menekan dan perlahan-lahan geser kereta ke kanan sampai batas kanan dicapai dengan memutar kenop transportasi.

7. Mengatur kereta geser ke salah satu maxima pada kurva.

8. Cobalah untuk mendapatkan serendah tegangan mungkin dalam posisi tersebut diatas kurva dengan memutar sekrup dari transformator.

9. Ulangi poin 5-6

10. Lengkapi pengukuran dengan menekan.

11. Aktifkan tombol dimensioning di bar simbol dan mengatur garis horisontal kursor ke maksimum dan minimum dari kurva diukur.

12. Mentransfer pengukuran ke Diagram1.

Gambar. 1. Lokasi ketergantungan tampilan tegangan pada tali pengukur slotted

Di tepi kiri-tangan dari diagram gelombang berdiri membacakan nilai-nilai Umax tegangan dan Umin, gelombang berdiri rasio S dan refleksi ρ faktor daya.

(44)

Seberapa tinggi rasio S gelombang berdiri dalam kasus ini?

Berdiri diukur jumlah rasio gelombang ke S = Umax / Umin =. Seberapa tinggi adalah refleksi faktor daya ρ dalam kasus ini? Apa yang telah kita pelajari?

Dalam kasus pencocokan optimal hanya refleksi sangat rendah timbul di s epanjang saluran transmisi.

L-dan C-komponen yang dihasilkan dengan 3 sekrup memungkinkan untuk impedansi panjang gelombang tergantung pencocokan saluran Waveguide.

Rasio gelombang berdiri adalah rasio dari kekuatan medan ini ma xima dan minima dengan menghormati satu sama lain di sepanjang saluran transmisi.

Ketika transformator 3-sekrup telah ditetapkan secara optimal maka kita telah tercermin ρ = ((1-S) / (1 + S)) = 2% dari te-makan dalam kekuasaan microwave.

Reflections at terbuka-ended jalur transmisi

1. Dalam percobaan berikut respon dari Waveguide terbuka-ended diselidiki. Untuk

melakukan hal ini penghentian Waveguide dan 3-sekrup transformator yang dibongkar dari akhir dari garis pengukur slotted dan garis transmisi dibiarkan terbuka.

Pastikan bahwa Anda tidak terlihat langsung ke Waveguide sambil membawa keluar pengukuran dengan Waveguide terbuka-ended.

Dalam menu instrumen membuka Control Center Microwave.

4. Buka diagram gelombang berdiri dan plot grafik gelombang berdiri untuk saluran transmisi terbuka-end.

5. Aktifkan tombol dimensioning dalam menu dari diagram rasio gelombang berdiri dan mengatur garis-garis kursor horizontal ke maksimum dan minimum dari kurva diukur. 6. Mentransfer pengukuran ke Fig. 1

(45)

Seberapa tinggi adalah gelombang berdiri rasio S untuk Waveguide terbuka? Diukur rasio gelombang berdiri adalah S = Umax / Umin =. 1,05

Seberapa tinggi adalah kekuatan refleksi faktor ρ untuk Waveguide open-end?

Ketika Waveguide terbuka-berakhir kita telah mencerminkan ρ = ((1-S) / (1 + S)) 2 = 0,23% dari daya microwave ditambah.

Apa yang telah kita pelajari?

Berbeda dengan teori sederhana (ZL = ∞), gelombang tercermin tetapi dengan amplitudo berkurang. Sebagian dari daya microwave dipancarkan keluar ke ruang bebas di garis

(46)

Horn antena pencocokan

Peningkatan radiasi ke ruang bebas dengan refleksi minimum dicapai ketika akhir terbuka linear diperpanjang. Untuk sekrup ini tanduk kecil antena SO4100-4P ke adaptor Waveguide SO4100-4T dan mount bagian Waveguide agregat akhir tali pengukur slotted SO4100-4F. Pastikan bahwa Anda menahan diri dari melihat langsung ke akhir Waveguide terbuka selama pengukuran Anda.

1. Dalam menu instrumen membuka Control Center Microwave.

4. Buka diagram gelombang berdiri dan plot grafik gelombang berdiri untuk saluran transmisi terbuka-end.

5. Aktifkan tombol dimensioning dalam menu dari diagram rasio gelombang berdiri dan mengatur garis-garis kursor horizontal ke maksimum dan minimum dari kurva diukur.

6. Mentransfer pengukuran ke Fig. 1.

Gambar. 1. Berdiri diagram gelombang antena tanduk

Di tepi kiri dari diagram gelombang berdiri membacakan nilai-nilai tegangan max dan min, berdiri gelombang rasio S dan daya refleksi faktor ρ.

Seberapa tinggi adalah gelombang berdiri rasio S ketika Waveguide diakhiri dengan antena tanduk? Diukur rasio gelombang berdiri untuk Waveguide diakhiri dengan antena tanduk adalah S = Umax / Umin =1.05

Seberapa tinggi adalah kekuatan refleksi faktor ρ untuk Waveguide diakhiri dengan antena tanduk?

TEST

Apa jalur transmisi yang digunakan untuk? Transmisi informasi