BAB II SALURAN TRANSMISI -...

15

BAB II

SALURAN TRANSMISI

2.1 Umum

Saluran transmisi adalah penghantar, baik berupa konduktor ataupun

isolator (dielektrika), yang digunakan untuk menghubungkan suatu pembangkit

sinyal, disebut juga sumber, dengan sebuah penerima/pemakai atau disebut juga

beban. Karena sinyal elektrik merambat „hanya‟ dengan kecepatan cahaya, maka

sinyal elektrik juga memerlukan suatu waktu tempuh tertentu untuk merambat

dari suatu tempat, misalnya beban [1].

Dalam sistem transmisi data, saluran transmisi adalah jalur fisik antara

pemancar dan penerima. Baik sinyal analog maupun digital dapat dipancarkan

melalui saluran transmisi yang sesuai. Seiring dengan perkembangan teknologi

khususnya bidang telekomunikasi yang begitu pesat, semakin banyak pilihan yang

ditawarkan. Tentu saja sesuai dengan kebutuhan, saluran transmisi digunakan

pada setiap bidang kelistrikan karena merupakan bagian yang mendasar untuk

menyampaikan data ke tujuan yang diinginkan [2].

Selain itu saluran transmisi yang dipergunakan biasanya mengandung

kerugian, sehingga sinyal yang masuk akan mengalami peredaman (attenuation)

dalam perambatannya, amplitudo sinyal yang melalui saluran transmisi yang

mengandung kerugian itu lama-kelamaan akan mengecil (lossy transmission line).

Dua persoalan di atas akan menjadi lebih kompleks, jika kecepatan rambat

dan peredaman tersebut merupakan fungsi dari frekuensi. Hal yang disebut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

dispersi ini akan menyebabkan terjadinya perubahan pada bentuk sinyal (distorsi

sinyal) [1].

Media transmisi dapat dikelompokkan menjadi terpandu (guided) atau

tidak terpandu (unguided). Pada kedua kasus, komunikasi terjadi dalam bentuk

gelombang-gelombang elektromagnetik. Pada media terpandu, gelombang-

gelombang dipandu sepanjang media padat, seperti twisted pair, kabel koaksial,

ataupun serat optik. Atmosfer dan ruang angkasa adalah contoh-contoh media

tidak terpandu, yang menyediakan cara memancarkan sinyal-sinyal

elektromagnetik tetapi tidak memandunya; bentuk transmisi ini umumnya disebut

transmisi nirkabel. Frekuensi-frekuensi yang umum digunakan untuk transmisi

berada pada rentang 2 sampai 40 GHz. Makin tinggi frekuensi yang digunakan,

makin tinggi potensi bandwidth dan makin tinggi pula potensi laju data [2].

2.2 Persamaan Umum Saluran Transmisi

Hal pertama yang harus diketahui adalah bagaimana bentuk persamaan

diferensial yang lebih dikenal sebagai peramaan gelombang, yang harus dipenuhi

oleh sinyal-sinyal arus dan tegangan yang merambat pada sebuah saluran

transmisi seragam.

Konduktansi shunt memodelkan arus bocor yang melewati dielektrikum,

yang mungkin timbul di salah satu bagian saluran transmisi. Tahanan seri terkkait

dengan suatu nilai konduktansi yang berhingga di dalam konduktor. R dan G

merupakan penyebab utama timbulnya rugi daya atau sinyal pada saluran

transmisi. Kerugian daya muncul karena dipergunakannya konduktor yang tidak

ideal sebagai materi penyusun saluran transmisi, sehingga di sepanjang lintasan


17

jalur mengalirnya arus terbentuk resistensi , yang akan mengunag sebagian

energy listrik yang lewat menjadi panas.

Selain itu mungkin terjadi kerugian akibat kebocoran isolasi antar

penghantar. Kedua penghantar harus terpisah secara sempurna (terisolir secara

galvanis). Tetapi kasus tertentu menunjukan adanya kebocoran yang diakibatkan

dielektrik yang tidak berfungsi sempurna, sehingga terjadi aliran arus listrik dari

penghantar satu ke yang lainnya secara menyilang. Secara umum, kedua

parameter rugi daya itu adalah fungsi dari frekuensi [1].

Untuk menentukan persamaan-persamaan ini dibuat sebuah model

rangkaian dengan panjang terbatas dari saluran transmisi yang ditunjukan oleh

Gambar 2.1. Model rangkaian yang memuat konstanta-konstanta primer dari

sebuah saluran transmisi, yaitu induktansi L, kapasitansi C, konduktansi shunt G,

dan tahanan seri R yang dinyataka dalam basis persatuan panjang.

Gambar 2.1 Model rangkaian saluran transmisi

Tegangan V di antara konduktor secara umum adalah fungsi dari z dan t, sehingga

dapat dituliskan dengan [3]:

( ) ( ) …………………………(2.1)


18

Di mana adalah amplitude dari fungsi tegangan, dengan adalah sudut

phasanya. Dengan menggunakan identitas Euler Persamaan 2.1 di atas dapat

diubah ke dalam bentuk kompleks menjadi:

( ) * ( )+ *

+ ……………(2.2)

Dengan merujuk Gambar 2.1, persamaan tegangannya dapat ditulis sebagai

berikut:

( ) .

/ .

/ ( ) ..(2.3)

( ) .

/ …………………..(2.4)

Dengan mengambil limit mendekati nol dan juga mendekati nol,

Persamaan 2.4 dapat disederhanakan menjadi:

( ) …………………………………(2.5)

Dengan mengabaikan pengaruh orde kedua, dan besar tegangan di pusat

percabangan adalah , didapatkan:

( ) ………………………………(2.6)

Persamaan 2.5 dan Persamaan 2.6 menjabarkan perubahan arus dan

tegangan pada setiap saluran transmisi. Dengan mengambil turunan dari

Persamaan 2.5 terhadap z, dan mengambil turunan Persamaan 2.6 terhadap t,

menghasilkan [4]:

…………………………….(2.7)

……………………………(2.8)


19

Selanjutnya Persamaan 2.6 dan Persamaan 2.8 disubstitusikan ke Persamaan 2.7,

didapatkan:

( )

……………………..(2.9)

Dengan menerapkan cara yang sama, yang melibatkan diferensiasi

Persamaan 2.5 terhadap t dan 2.6 terhadap z, dan mensubstitusikan Persamaan 2.5

ke dalam turunan Persamaan 2.6, didapatkan persamaan gelombang arus yang

identik dengan:

( )

………………………(2.10)

Persamaan 2.9 dan Persamaan 2.10 adalah persamaan umum untuk gelombang

pada saluran transmisi.

2.3 Konstanta Primer Saluran Transmisi

Dilihat dari sudut rangkaian, suatu saluran transmisi akan mempunyai

resistansi dan induktansi seri yang membentuk impedansi seri dari penghantar,

serta konduktansi dan kapasitansi shunt dari dielektrikum yang terdapat di antara

penghantar, yang bersama-sama membentuk admitansi shunt dari saluran. Di sini

perhitungan dan penentuan R‟, L‟, G‟ dan C‟ menjadi bagian yang esensial dalam

menentukan karakteristik propagasi pada sebuah saluran transmisi.

Nilai dari R‟, L‟, G‟ dan C‟ ditentukan langsung dari ukuran geometri dari

saluran transmisi itu sendiri dan material penyusunnya, sehingga ke-empat

besaran ini dinamakan konstanta primer saluran transmisi. Sedangkan γ dan Z

baru bisa dihitung setelah besaran primer di atas, maka dinamakan juga konstanta

sekunder.


20

Besaran-besaran primer adalah konstan dalam arti tidak berubah dengan

tegangan dan arus, tetapi sampai batas-batas tertentu mereka besaran-besaran itu

tergantung pada frekuensi. Resistensi seri R membesar dengan frekuensi sebagai

akibat dari efek kulit (skin effect).

Induktansi L hampir tidak tergantung pada frekuensi untuk saluran-saluran

terbuka, tetapi cenderung berkurang dengan meningkatnya frekuensi untuk kabel-

kabel yang dilindungi (screened). Kapasitansi C hampir tidak tergantung pada

frekuensi, sedangkan konduktansi G cenderung meningkat dengan frekuensi (jadi

resistensi shunt mengecil) karena meningkatnya rugi dielektrik dengan

meningkatnya frekuensi [5].

Untuk saluran dua kawat dengan penghantar-penghantar yang ditempatkan

dalam suatu medium dengan permitivitas F/m dan permeabilitas H/m, dan

dengan dimensi-dimensi saluran dalam meter, induktansi primer dan kapasitansi

per satuan panjang secara pendekatan diberikan oleh persamaan berikut:

.

/ ………….………………(2.11)

.

/ ……..……………………(2.12)

Untuk saluran koaksial dengan permitivitas dielektrikum F/m dan

permeabilitas H/m dan sekali lagi dengan dimensi saluran-saluran dalam meter.

bentuk-bentuk pendekatan dari persamaan adalah:

( ) ………….………………(2.13)

( ) ……..……………………(2.14)


21

Untuk nilai konstanta primer beberapa saluran transmisi dapat dilihat pada Tabel

2.1 [6, 7].

Tabel 2.1 Konstanta primer beberapa jenis saluran transmisi

Kabel koaksial Parallel wire Two-wire Parallel plate

L

(

)

(

)

(

)

C

( )

( )

. /

R

(

)

√

√, ( )-

G

( )

( )

. /

2D 2d

D

2a

D

W

d

2.4 Konstanta Sekunder Saluran Transmisi

Terdapat beberapa konstanta sekuender saluran transmisi yang didapatkan

setelah menentukan konstanta primer. Di antara konstanta-konstanta sekunder ini

adalah konstanta propagasi gelombang , konstanta phasa , konstanta redaman

dan impedansi karakteristik dari saluran transmisi.

d

d


22

Secara umum konstanta propagasi saluran transmisi dapat dituliskan [6]:

√( )( ) ……………………………(2.15)

Bentuk persamaan di atas dapat juga dituliskan dalam bentuk kompleks:

……………………………………..(2.16)

Ekspresi dari dan dapat ditentukan dengan menyamakan bagian riil dan

imajiner dari .

( ) ………………………….(2.17)

( ) ( ) ……………………….(2.18)

Persamaan di atas akan menghasilkan:

…………………………….(2.19)

( ) ………………………………..(2.20)

Oleh karena itu dapat dituliskan [6]:

√0

2√,( )( )- ( )31 ………(2.21)

√0

2√,( )( )- ( )31 …...….(2.22)

Jika sebuah saluran dengan panjang terbatas ditutup dengan sebuah

impedansi beban , bagi sebuah gelombang datang saluran akan terlihat

sebagai saluran tak terhingga karena pada semua titik, termasuk pada terminal

beban, perbandingan antara tegangan dan arus akan sama dengan . Jadi

impedansi karakteristik saluran transmisi adalah perbandingan antara tegangan

dan arus pada sebarang titik di sepanjang saluran di mana tidak terdapat

gelombang pantulan.

Suatu saluran transmisi adalah sebuah jaringan yang terdiri dari

komponen-komponen R, L dan C, sehingga saluran transmisi memiliki impedansi


23

karakteristik . Analisis jaringan akan menunjukan bahwa adalah fungsi dari

parameter-parameter resistansi R, konduktansi G, induktansi L, dan kapasitansi C,

dan ditunjukan pada Persamaan 2.23 berikut [5]:

√

……………………………………(2.23)

Persamaan ini dapat juga ditulis dengan persamaan berikut:

√ ( )

……………………………….(2.24)

Dalam sistem gelombang mikro resistansi ditentukan sangat rendah, sehingga

Persamaan 2.23 dapat disederhanakan menjadi:

√

…………………………………….(2.25)

Impedansi karakteristik untuk jenis tertentu merupakan fungsi dari ukuran

konduktornya, ketebalan konduktor atau geometri konduktor, dan konstanta

dielektrik dari material isolasi yang digunakan di antara konduktor. Untuk saluran

transmisi dengan rugi-rugi yang sangat kecil, parameter dan RG dapat

diabaikan, dengan begitu:

………………………………..(2.26)

Dengan menghubungkan Persamaan 2.25 dengan Persamaan 2.20 didapatkan:

√ ………………………………….(2.27)

Konstanta redaman akan menjadi:

[ √ √ ] ……………………………..(2.28)

Lebih lanjut, jika rugi-rugi dielektrik sangat kecil dibandingkan dengan rugi-rugi

konduktor, maka:

√ ………………………………(2.29)


24

Tabel 2.2 memperlihatkan nilai impedansi karakteristik dari beberapa jenis

saluran transmisi [6, 7].

Tabel 2.2 Impedansi karakteristik beberapa saluran transmisi

Jenis saluran

transmisi Impedansi karakteristik ( )

Kabel koaksial

√ (

)

Parallel line

√ (

)

Shielded

parallel line

√ (

.

/

. /

)

Stripline

√

(

)

Microstrip

√

(

)

√ 0

.

/1

2.5 Jenis-Jenis Saluran Transmisi

Suatu saluran transmisi berfungsi membawa sinyal-sinyal informasi yang

mempunyai bermacam-macam bentuk fisis, sesuai dengan jenis informasi yang

akan disampaikan dan jarak yang akan ditempuh oleh sinyal informasi tersebut.

Secara umum saluran transmisi dapat dibedakan ke dalam dua jenis yaitu saluran

transmisi dengan sinyal terpandu (guided) dan saluran transmisi dengan sinyal tak

terpandu (unguided) [8].


25

Untuk saluran transmisi dengan sinyal tak terpandu contohnya adalah

udara atau ruang bebas dengan menggunakan gelombang radio. Sedangkan

beberapa contoh saluran transmisi dengan sinyal terpandu adalah sebagai berikut:

1. Kabel paralel ganda (two-wire line)

Merupakan saluran dua kawat yang terdiri dari sepasang

penghantar sejajar yang dipisahkan oleh bahan dielektrik sejenis

polyethylene. Saluran ini biasanya mempunyai impedansi karakteristik 300

Ω sampai 600 Ω. Struktur fisiknya dan pola medan kabel paralel ganda

dapat dilihat pada Gambar 2.2 [9].

Gambar 2.2 Kabel paralel ganda dan pola medannya

Keuntungan dari kabel ini dibandingkan kabel koaksial adalah

biaya produksi yang jauh lebih rendah, sedangkan kekurangannya

memiliki konstanta peredaman yang lebih tinggi. Berbeda dengan kabel

koaksial, kabel parallel ganda bersifat terbuka, artinya medan listrik dan

medan magnetnya bisa mencapai jarak yang cukup jauh. Sehingga kabel

ini bisa mempengaruhi struktur elektromagnetika yang ada di sekitarnya.

Demikian juga halnya kalau ada struktur elektromagnetika yang

memancarkan energi, bisa mempengaruhi kondisi kabel ini. Untuk

mereduksi hal ini kabel seringkali dipuntir (twisted) [1].


26

2. Kabel koaksial

Kabel ini biasanya banyak digunakan untuk mentransmisikan

sinyal frekuensi tinggi mulai 300 kHz ke atas. Karena kemampuannya

dalam menyalurkan frekuensi tinggi tersebut, maka sistem transmisi

dengan menggunakan kabel koaksial memiliki kapasitas kanal yang cukup

besar. Kabel koaksial dapat bekerja pada frekuensi gelombang mikro.

Untuk frekuensi rendah dielektrik dapat berupa polyethylene, namun untuk

frekuensi yang lebih tinggi teflon dan bahan lain dapat digunakan. Dalam

beberapa aplikasi juga digunakan udara kering dan nitrogen kering.

Struktur fisik dan pola medannya dapat dilihat pada Gambar 2.3 dimana

garis putus-putus menunjukan medan magnet dan garis yang tidak putus

menunjukan medan listrik [9].

Gambar 2.3 Struktur kabel koaksial dan pola medannya

Konduktor dalam membawa sinyal RF, dan pelindung luar

mencegah sinyal RF dari radiasi juga mencegah sinyal-sinyal sisi luar dari

interferensi dengan sinyal yang dibawa oleh inti. Kenyataannya sinyal

frekuensi tinggi selalu berjalan melalui lapisan luar konduktor sehingga

semakin besar inti konduktor semakin baik aliran sinyal.

Kegunaan utama dari kabel ini antara lain distribusi sinyal TV

(TV cable), transmisi telepon jarak jauh, LAN dan sebagai link sistem


27

komputer jarak pendek. Kabel koaksial dapat mentransmisikan sinyal

analog maupun digital. Oleh karena mempunyai pelindung (shield),

konstruksi konsentris, kabel koaksial lebih kebal terhadap interferensi dan

crosstalk daripada twisted pair.

3. Balanced shielded line

Merupakan perpaduan dari saluran two-wire line dengan kabel

koaksial, dimana kedua kawatnya saling sejajar, namun untuk mengurangi

rugi-rugi radiasi digunakan pelindung dari jaringan serat logam seperti

pada kabel koaksial. Kabel ini mempunyai karakteristik yang lebih baik

dibandingkan kabel paralel ganda. Konstruksi dan pola medan

diperlihatkan pada Gambar 2.4 [9].

Gambar 2.4 Balanced shielded line dan pola medannya

4. Mikrostrip dan Stripline

Merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya berupa susunan-

susunan rangkaian terpadu (IC) dari gelombang mikro menggunakan

bentuk-bentuk khusus saluran transmisi, di mana dua jenis yang paling

umum adalah saluran strip-mikro (microstrip line) dan saluran strip

(stripline). Karena susunan mikrostrip terbuka bagian atasnya, distribusi

medan cenderung untuk menjadi kompleks, dan ini mempengaruhi


28

impedansi karakteristik dari saluran. Tetapi, struktur yang terbuka ini lebih

mudah pembuatannya, dan komponen farik dapat ditambahkan ke

rangkaian dengan mudah.

Pada saluran-strip, medan terbatas pada daerah dielektrikum, dan

ini lebih menyerupai sebuah versi yang cacat dari distribusi medan saluran

koaksial. Kedua saluran transmisi jenis ini biasanya digunakan untuk

bekerja pada daerah dengan frekuensi gelombang mikro dan digunakan

untuk menghubugkan piranti elektronik yang berjarak dekat [5].

Saluran mikrostrip biasanya dibuat dalam bentuk Printed Cabling

Board (PCB) dengan bahan khusus dengan rugi-rugi rendah pada

frekuensi gelombang mikro. Struktur fisik dan pola medannya dapat

dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Saluran mikrostrip dan pola medannya

5. Bumbung gelombang (Waveguides)

Merupakan saluran transmisi yang berbentuk konduktor berongga,

akan tetapi masih bisa dikategorikan sebagai saluran transmisi karena

masih berfungsi untuk menyalurkan gelombang walaupun yang disalurkan

di dalamnya bukan lagi berupa arus atau tegangan, namun berbentuk

gelombang elektromagnetik itu sendiri. Dalam pengertian yang lebih

umum, bumbung gelombang tidak dibatasi oleh konfigurasi fisik semacam


29

ini. Bumbung gelombang dapat melibatkan banyak konduktor dan

dielektrikum tapi dapat juga hanya melibatkan bahan-bahan dielektrikum

saja, tanpa konduktor [9].

Bumbung gelombang memungkinkan untuk menyuplai perambatan

gelombang dibawah frekuensi tertentu atau yang dinamai frekuensi cut-off.

Adapun Gambar bumbung gelombang ditunjukan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Rectangular waveguides dan circular waveguides

Salah satu aplikasi dari bumbung gelombang adalah serat optik.

Walaupun secara fisik berbentuk kabel, namun serat optik merupakan

saluran transmisi jenis bumbung gelombang dalam hal ini bumbung

berpenampang lingkaran (circular waveguide). Aplikasi yang lainnya

yaitu sebagai pengumpan (feeder) pada antena parabola.

2.6 Perambatan Gelombang Pada Saluran Transmisi

Ketika pengiriman sinyal melalui suatu saluran, maka medan-medan

(listrik dan magnet) yang dikirimkan dari sumber sampai ke beban dan setelah

sampai di beban, energi yang tersimpan dalam medan-medan tersebut diubah

menjadi energi yang diinginkan, dimana medan-medan ini dikenal sebagai medan


30

elektromagnetik. Perambatan energi listrik disepanjang saluran transmisi adalah

bentuk medan elektromagnetik transversal yaitu gelombang yang arah

perambatannya tegak lurus terhadap perpindahannya.

Ada tiga tipe perambatan yang dikenal pada saluran transmisi maupun

bumbung gelombang, yaitu tipe TEM (Transverse Electric Magnetic), TE

(Transverse Electric) dan TM (Transverse Magnetic), biasanya tipe TEM yang

terjadi pada saluran transmisi, sedangkan tipe TE dan TM umumnya terjadi pada

bumbung gelombang (waveguides) [10].

Daerah atau bagian dari saluran transmisi yang paling padat diselimuti

oleh medan elektromagnetik adalah bagian diantara kedua kawat penghantarnya,

yang biasanya diisi oleh suatu bahan isolator.

Parameter yang penting dari bahan isolator adalah konstanta dielektrik.

Harga konstanta dielektrik ini merupakan harga relatif terhadap konstanta

dielektrik dari ruang hampa. Ada dua hal penting yang mempengaruhi suatu

gelombang, yaitu kecepatan rambat gelombang dan panjang gelombang.

2.6.1 Kecepatan Rambat Gelombang

Kecepatan suatu gelombang (sinyal) dalam suatu saluran transmisi lebih

kecil dibandingkan kecepatannya pada ruang bebas (free-space). Gelombang yang

merambat disepanjang saluran transmisi bisa memiliki kecepatan yang berbeda-

beda tergantung pada jenis dan karakteristik propagasi saluran tersebut.

Kecepatan merambat medan elektromagnetik disepanjang saluran

transmisi juga ditentukan oleh besarnya konstanta dielektrik dari isolator kawat

penghantarnya. Semakin besar harga , maka kecepatan merambat akan semakin


31

pelan. Hubungan antara konstanta dielektrik dengan kecepatan rambat gelombang

dapat dituliskan sebagai berikut [10]:

√ m/s …………………………………..(2.30)

Konstanta dielektrik beberapa bahan isolator ditampilkan pada Tabel 2.3 [10].

Tabel 2.3 Konstanta Dielektrik dan Kecepatan Rambat Gelombang

Elektromagnetik pada Bahan Isolator

Material Konstanta dielektrik ( ) Kecepatan rambat (m/s)

Ruang hampa 1,00

Udara 1,006

Teflon 2,1

PVC 3,3

Nylon 4,9

Polyethylene 2,5

Dapat dilihat bahwa semakin besar harga konstanta dielektrik suatu bahan

maka akan memperkecil cepat rambat gelombang elektromagnetik di dalam bahan

tersebut dan sebaliknya semakin kecil harga konstanta diekletrik bahan cepat

rambat gelombang elektromagnetik akan mendekati kecepatan cahaya. Konstanta

ini melambangkan rapatnya fluks elektrostatik dalam suatu bahan bila diberi

potensial listrik. Untuk saluran transmisi tanpa rugi-rugi (losses line), kecepatan

rambat gelombang dalam saluran dapat dituliskan sebagai berikut:

√ ………………………………………..(2.31)

Di mana:

l = Panjang potongan saluran (meter)


32

L = Induktansi total kedua kawat penghantar saluran sepanjang l (Henry)

C = Kapasitansi antar kedua kawat penghantar sepanjang saluran l (Farad)

2.6.2 Panjang Gelombang

Panjang gelombang didefenisikan sebagai jarak dimana gelombang

tersebut bergeser atau berjalan sejauh satu siklus (identik dengan perubahan sudut

2π). Bila suatu sinyal frekuensi tinggi merambat pada suatu saluran transmisi,

maka panjang gelombang sinyal tersebut didalam saluran akan bergantung pada

harga konstanta dielektrik (k) dari bahan isolator tersebut menurut hubungan:

√ ( ) ………………………………….(2.32)

Di mana:

c = Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik pada ruang hampa (3. m/s)

f = Frekuensi gelombang tersebut (Hz), dan

= Konstanta dielektrik

dapat dilihat dari Persamaan 2.10 bahwa panjang gelombang berbanding terbalik

dengan frekuensinya [10].

2.7 Rugi-Rugi Pada Saluran Transmisi

Apapun tipe kabel yang digunakan, kawat-kawat penghantar mempunyai

tahanan listrik (yang akan menghambat arus listrik. Demikian juga bahan isolasi

yang digunakan untuk memisahkan kedua penghantar akan memiliki suatu nilai

tahanan isolasi (insulation resistance) yang memungkinkan mengalirnya arus

yang sangat kecil di antara penghatar. Pada kenyataannya setiap saluran transmisi

memiliki rugi-rugi. Rugi-rugi di sini adalah adanya penurunan dari daya sinyal


33

yang dikirim dan lebih lanjut akan terlihat bahwa rugi-rugi ini merupakan fungsi

dari frekuensi [8].

Tegangan maupun arus dari sinyal yang merambat disepanjang saluran

transmisi akan mengalami penurunan seiring dengan jarak yang makin panjang

atau dengan kata lain gelombang mengalami atenuasi (pelemahan) dengan

bertambahnya jarak propagasi.

Ada tiga macam rugi-rugi yang terdapat pada saluran transmisi yang

dilalui oleh sinyal listrik, yaitu rugi-rugi tembaga, rugi-rugi dielektrik dan rugi-

rugi radiasi dan induksi [10]:

a. Rugi-rugi tembaga

Rugi-Rugi ini antara lain berupa disipasi daya yang berupa panas yang

bersifat resistif dan rugi-rugi akibat efek kulit (skin effect). Makin tinggi

frekuensi, makin besar resistansi yang timbul akibat skin effect ini, sehingga

ini mengakibatkan rugi-rugi saluran makin besar. Jadi selain disebabkan oleh

resistansi penghantarnya sendiri, rugi-rugi tembaga ini juga disebabkan oleh

skin effect, yang menyebabkan resistansi penghantar pada frekuensi tinggi

juga meningkat.

b. Rugi-rugi dielektrik

Rugi-rugi ini timbul diakibatkan oleh pemanasan yang terjadi pada kawat

penghantar sewaktu dilalui arus bolak-balik. Daya yang dikirimkan sumber

sinyal sebagian berubah menjadi panas yang terjadi pada bahan dielektrik.

Ketika dilalui arus bolak-balik, maka struktur atom dari bahan dielektrik akan

mengalami perubahan dan perubahan ini membutuhkan energi. Energi inilah

yang mengakibatkan timbulnya rugi-rugi daya. Semakin sulit struktur atom


34

suatu bahan dielektrik berubah, maka semakin besar energi yang

dibutuhkannya, yang berarti semakin besar rugi daya yang disebabkannya.

c. Rugi-rugi radiasi dan induksi

Rugi-rugi ini terjadi akibat adanya medan-medan elektromagnetik yang

ada disekitar kawat penghantar. Rugi-rugi induksi terjadi ketika medan

elektromagnetik disekeliling penghantar terkena langsung dengan suatu

penghantar tersebut, akibatnya daya hilang pada penghantar tersebut. Rugi-

rugi radiasi merupakan rugi-rugi yang disebabkan hilangnya sebagian garis-

garis gaya magnet karena memancar keluar dari saluran transmisi.


BAB II SALURAN TRANSMISI -...

Documents

Transcript of BAB II SALURAN TRANSMISI -...