E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 1 of 14

TOPIK A- ASAS-ASAS GELOMBANG MIKRO 1.0 ASAS GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DAN GELOMBANG MIKRO

Menerangkan komponen medan E dan medan H

MEDAN E

i Medan elektrik akan wujud apabila terdapat pengaliran arus (perpindahan elektron) di dalam satu pengalir. Ia bermula dengan cas positif dan berakhir dengan cas negatif.

ii Satu cas positif yang tetap akan menolak cas-cas positif yang berhampiran dengan

dirinya. iii Satu cas negatif yang tetap akan menarik cas-cas positif yang berhampiran dengan

dirinya.

MEDAN H

i Pengaliran arus elektrik dalam satu dawai pengalir mewujudkan medan magnet yang melingkungi pengalir tersebut.

ii Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus dengan menggunakan aturan tangan kanan di mana ibu jari tangan kanan menunjukkan arah arus, genggaman

tangan kanan menunjukkan arah pergerakan medan H. iii Membentuk gelung tertutup.

iv Menolak antara satu sama lain.

1.1 Pembentukan Gelombang Elektromagnetik

Keujudan gelombang elektromagnetik bermula dengan adanya zarah yang bercas.

Zarah-zarah bercas boleh menarik atau menolak antara satu sama lain menunjukkan

adanya daya tindakan di sekitar zarah-zarah tersebut.

Kawasan yang dipengaruhi oleh daya ini dikenali sebagai MEDAN.

Medan daya terdiri dari urat-urat daya yang bermula dari cas positif dan berakhir di cas

negatif. Daam keadaan ini , medan ini dikenali sebagai MEDAN ELEKTRIK dan juga dikenali sebagai elektrostatik.

Setiap electron mempunyai medan elektrostatik dan juga medan magnetik.

Walaubagaimana pun , objek yang bercas tidak akan memounyai medan magnetik kerana medan magnetik pada sebahagian elektron dalam jasad tersebut berlawanan

arah dengan sebahagian lagi elektron akibat dari penyajaran elektron yang bergetar

secara rawak. Oleh itu, pemansuhan medan magnetik pada jasad tersebut berlaku. Untuk mewujudkan medan magnetik ini, cas-cas ini perlu digerakkan, iaitu menyajarkan

elektron agar kesemua medan magnetik yang lemah pada setiap elektron boleh bercampur.

Rajah 1: Urat daya medan elektrik antara dua cas berbeza.

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 2 of 14

Keujudan medan magnetic akibat pengaliran arus dalam dawai menggunakan arus terus atau d.c

Apabila bekalan kuasa arus terus atau d.c. diberikan pada suatu dawai pengalir seperti

dalam rajah 2, elektron-elektron akan terpaksa bergerak dalam satu arah yang sistematik

dari terminal negatif ke terminal positif. Pergerakan kesemua elektron dalam satu arah menyebabkan setiap medan magnetik yang lemah pada setiap elektron bercampur dan

menghasilkan satu medan magnetic yang kuat yang mengelilingi dawai pengalir. Medan magnetik ini diwakili oleh urat daya yang membentuk satu gelong tertutup dan satahnya

bersudut tepat dengan paksi dawai. Medan magnetik ini mempunyai arah dan juga magnitud. Arah bergantung kepada arah

pengaliran arus dan hukum yang digunakan ialah Hukum Genggaman Tangan Kanan atau Genggaman Tangan untuk pengalir, dengan menghalakan ibu jari dalam pengaliran

arus, genggaman jari-jari akan menunjukkan arah urat medan magnetik yang mengelilingi dawai tersebut. Selain dari itu, arah medan magnetic juga boleh diketahui

dengan menggunakan kompas serta taburan serbuk besi di sekeliling dawai tersebut.

Apabila bekalan kuasa ditingkatkan, elektron yang bergerak akan bertambah dan ini

akan meningkatkan kekuatan medan magnetik yang terhasil.

Rajah 2 : Medan magnetic terbentuk di sekeliling dawai pengalir

(Magnetic field on a single wire).

Rajah 3. Medan magnetic terbentuk pada gelung dawai.

(Magnetic field on a coil).

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 3 of 14

Keujudan gelombang elektromagnetik akibat pengaliran arus dalam dawai pengalir

menggunakan arus ulangalik atau a.c.

Cas yang bergerak dengan halaju sekata dalam dawai pengalir tidak berupaya memancarkan tenaganya.

Tetapi sekiranya cas-cas ini bergerak dalam gerakan harmonic ( a,c ) , ia akan berupaya

memancarkan tenaganya keluar dari dawai. Tenaga yang terlepas keluar ( terpancar ) ini bergerak dalam bentuk gelombang yang

terdiri dari ayunan medan E dan medan H dan bergerak selaju cahaya iaitu 3 x 10 8 m/s . Rajah 4 menunjukkan pemancaran tenaga iaitu gelombang elektromagnetik oleh antenna

dwikutub apabila diberi bekalan arus ulangalik – penghasilan medan E dari antenna

dwikutub yang disuap dengan punca bekalan a.u.

Medan E

a. b. c.

Rajah 4 – pembentukan g.e.m a. pada masa permulaan b. apabila cas bertemu di tengah-tengah antenna

c. apabila cas bertukar arah

Pengulangan proses ini akan terus berlaku selagi bekalan a.u tidak diputuskan. Oleh itu

, uratdaya medan E akan terus dihasilkan dan bergerak menjauhi antenna dan urat daya baru akan terus diaruhkan untuk menggantikan tempat urat daya yang lama.

Medan-medan ini bergerak dengan kelajuan cahaya dan terdiri dari ayunan medan E

dan medan H iaitu dalam bentuk gelombang di mana frekuensi ayunan adalah sama dengan frekuensi arus a.u pada antenna. Tenaga yang dalam bentuk gelombang ini

dikenali sebagai GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. Perubahan medan H secara berterusan akan menghasilkan medan E yang boleh

ditentukan arahnya oelh Hukum Lenz. Pada frekuensi melebihi 15 kHz, sebahagian

tenaga gelombang elektromagnetik tidak kembali ke pengalir tetapi dirambat ke ruang udara bebas dengan halaju cahaya.

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DIHASILKAN OLEH ARUS YANG BERUBAH MENGIKUT

MASA SECARA HARMONIK IAITU ARUS ULANGALIK .PERUBAHAN ARUS YANG MENGALIR AKAN MENGARUHKAN MEDAN MAGNETIK, MEDAN H YANG BERUBAH-UBAH .

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 4 of 14

1.2 Bentuk Gelombang Elektromagnetik

Maksud gelombang elektromagnetik : satu bentuk tenaga yang terpancar keluar ke ruang udara

dalam bentuk gelombang.

Takrifan elektromagnetik :

Satu ayunan medan elektrik dan medan magnetic yang merambat di dalam ruang bebas dengan kelajuan cahaya 3 x 10 8 m/s.

Oleh kerana kedua-dua medan merupakan kuantiti vector, penghalaan keduanya dengan arah perambatan perlu mematuhi Persamaan Vektor Poynting dan peraturan Tangan Kanan iaitu :

P = ExH

Persamaan di atas menunjukkan bahawa vector medan E bersudut tepat dengan vector medan H dan kedua-duanya bersudut tepat dengan arah perambatan gelombang. Disebabkan penghalaan

yang sedemikian, di dalam ruang bebas, gelombang elektromagnetik juga dikenali sebagai GELOMBANG MELINTANG.

Gelombang elektromagnetik boleh dibahagi kepada 3 jenis :

i. TEM- medan E dan H bersudut tepat dengan arah perambatan; dirambat di dalam ruang bebas , kabel sepaksi dan talian mikro.

ii. TE – kesemua medan E melintangi arah perambatan. Perambatan hanya berlaku dalam pandugelombang

iii. TM – kesemua medan H melintangi arah perambatan. Perambatan hanya berlaku dalam

pandugelombang.

Arah vektor medan E menentukan pengutupan gelombang

Rajah 5 Bentuk gelombang elektromagnetik jenis TEM yang merambat dalam ruang

bebas berdasarkan Persamaan Vektor Poynting.

Panjang gelombang dan halaju gelombang bergantung kepada di mana ia merambat. Kaitan antara panjang gelombang , halaju dan frekuensi adalah seperti berikut:

Halaju, v ( m/s ) = frekuensi , f ( Hz ) x panjang gelombang , ( m )

Oleh kerana gelombang elektromagnatik bergerak di udara, kelajuannya adalah kelajuan cahaya,

c = 3 x 108 m/s. Maka kaitan menjadi , c = f = f

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 5 of 14

1.3 Spektrum Frekuensi Gelombang Elektromagnetik

Jadual 1 di bawah menunjukkan spektrum elektromagnetik beserta kegunaan/perkhidmatan

Jadual 1 : spectrum frekuensi gelombang elektromagnetik

1.4 Perambatan Gelombang Elektromagnetik Dalam Ruang Bebas.

Definisi : ruang bebas : merupakan satu ruang yang bebas dari pengaruh graviti, medan

magnetik dan juga ruang yang bebas dari sebarang gangguan atau halangan seperti objek dan jisim berion yang menghalang perambatan gelombang.

Rajah 6 menunjukkan perambatan gelombang elektromagnetik dari satu punca isotropik dalam ruang bebas. Jenis gelombang adalah TEM dan bergerak selaju cahaya.

Pemancaran dari satu punca isotropik akan menyebabkan sinaran ( garisan yang mewakili arah

perambatan gelombang ) menyerak secara seragam ke semua arah. Oleh kerana kesemua

sinaran bergerak dengan kelajuan yang sama, untuk satu tempoh,T, gelombang ini akan bergerak sejauh jarak yang sama. Pada kedudukan jarak ini, ( katakan a ) , kesemua gelombang

berada pada fasa yang sama. Jika disambung kesemua titik fasa yang sama, pada jarak tersebut, mukagelombang berbentuk sfera diperolehi. Jika dilihat pada satah satu sinaran pada kedudukan

jarak a, didapati penghalaan medan E dan medan H masih mematuhi Persamaan Vektor Poynting.

Pada jarak b, iaitu, sejauh dua kali ganda jarak a, keluasan sfera pada jarak tersebut adalah 4 kali ganda. Manakala ketumpatan kuasa diterma ( kuasa per unit luas ) , Pr, disusutkan sebanyak

¼ dari kuasa pancaran, Pt. Ketumpatan kuasa Pr untuk jarak r ditunjukkan oleh persamaan berikut :

Pt Pr = ………………

4ᴫr2

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 6 of 14

Rajah 6 : perambatan gelombang elektromagnetik dari satu punca isotropik dalam ruang bebas.

Gelombang elektromagnetik pada awalnya diramal oleh James Clerk Maxwell dan

kemudiannya disahkan oleh Heinrich Hertz. Maxwell menghasilkan persamaan bentuk gelombang magnetik dan elektrik, mendedahkan sifat semula jadi seperti gelombang medan elektrik dan

magnetik, dan bentuk simetrinya. Disebabkan kepantasan gelombang EM diramal oleh persamaan gelombang menyamai dengan kelajuan cahaya yang diukur, Maxwell merumuskan

bahawa cahaya itu sendiri adalah gelombang EM.

Menurut persamaan Maxwell, medan elektrik berbeza masa menghasilkan medan magnetik dan

sebaliknya. Dengan itu, sebagai medan elektrik berayun menghasilkan medan elektrik berayun, medan magnetik sebaliknya menghasilkan medan elektrik berayun dan seterusnya. Ayunan

medan ini bersama-sama menghasilkan gelombang elektromagnet.

Teori kuantum, berkenaan interaksi antara radiasi elektromagnetik dan jisim seperti elektron

digambarkan oleh teori elektrodinamik kuantum’’

1.5 KESAN – KESAN DARI PERSEKITARAN

Untuk perambatan SHF dan ke atas , faktor-faktor kesan sekitaran perlu diambilkira apabila

pemancaran / perambatan gelombang berlaku berhampiran dengan bumi. Gelombang elektromagnetik mempunyai ciri seperti cahaya, iaitu ia boleh dibiaskan atau dipantulkan apabila

berada dalam keadaan tertentu.

Lapisan atmosfera mempunyai suhu dan kelembapan yang berbeza-beza ( darjah keionan )

menyebabkan arah membengkok dan kemerosotan isyarat berlaku akibat proses pemantulan oleh permukaan objek dan serapan oleh bahantara atmosfera seperti salji dan hujan ( molekul

air dan oksigen boleh menyerap tenaga gelombang ). Dengan lain-lain perkataan permittivity, permeability dan pengaliran media akan mempengaruhi penghantaran perambatan isyarat.

Sinaran-sinaran bergerak menjauhi punca isotropik

Punca pemancaran gelombang

Muka gelombang

sfera

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 7 of 14

Rajah 7 menunjukkan laluan-laluan perambatan gelombang elektromagnetik.

A. Kesan Pantulan / Pembalikan

Rajah 7 a Kesan pantulan / pembalikan:

gelombang tuju gelombang pantulan

media 1 media 2

Fenomena ini berlaku apabila sinaran mengenai permukaan jasad atau objek.

Pemantulan sinaran berlaku pada satah

yang sama dengan sinaran tuju dan ini bermakna kedua-dua sinaran bergerak

dengan kelajuan yang sama.

Pemantulan pada permukaan yang rata dan licin akan mematuhi Peraturan Kedua Pemantulan di mana sudut tuju = sudut pantulan.

Pemantulan pada permukaan yang kasar memenuhi Ciri Raleigh dan pada permukaan melengkung mematuhi Ciri Optikal.

Pekali pemantulan, р = keamatan pantulan medan E / keamatan tuju medan E

Untuk permukaan tulin , p = 1 ( tiada penyerapan tenaga oleh objek ) Untuk permukaan bukan pengalir p < 1 ( penyerapan tenaga oleh objek )

B. Kesan Pembiasan

Fenomena ini berlaku apabila gelombang melepasi sempadan yang memisahkan dua media yang

berlainan ketumpatan atau darjah keionan. Sebaik sahaja melepasi sempadan ia akan mengalami perubahan halaju di dalam media kedua. Keadaan ini mengakibatkan mukagelombang bergerak

dalam arah yang baru ( sudut biasan , Өb, lebih besar atau kecil dari sudut tuju, Өt ).

Jika gelombang bergerak dari media kurang tumpat ke media yang lebih tumpat, maka sudut baiasan < sudut tuju.

Rajah 7b Kesan Pembiasan:

gelombang tuju

Өt

media 1 kurang tumpat

media 2 lebih tumpat Өb gelombang biasan

C. Kesan Gangguan

Fenomena ini berlaku apabila dua isyarat yang sama dipancarkan dari pemancar yang sama

mengembara dalam dua laluan dan bertemu semula pada satu titik penerima. Laluan tersebut ialah laluan terus dan laluan pantulan.

Selalu berlaku untuk perambatan gelombang langit dan gelombang ruang untuk frekuensi tinggi.

Bagi satu kombinasi frekuensi dan ketinggian antenna tertentu

a. bezafasa antara isyarat laluan terus dengan pantulan adalah setengah λ; pemansuhan isyarat pada titik penerima berlaku. Darjah pemansuhan bergantung

kepada sifat permukaan pantulan.

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 8 of 14

b. bezafasa antara isyarat laluan terus dengan pantulan adalah satu λ; penguatan isyarat pada titik penerima berlaku. Darjah penguatan bergantung kepada

sifat permukaan pantulan.

Contoh gangguan ialah masalah ‘ fading ’ di mana perubahan kekuatan isyarat di antenna

penerima. Kesan hantu membentuk 2 imej pada skrin televisyen disebabkan isyarat diterima pada penerima pada masa yang berlainan.

Corak pemancaran yang diperolehi akibat gangguan ini untuk ketinggian antenna berbeza-beza ditunjukkan dalam rajah 1.4c , di mana kawasan penguatan diwakili oleh cuping dan kawasan

pemansuhan diwakili oleh kawasan ‘null’.

Rajah 7c Kesan Gangguan/ interference gelombang

Q punca

R

sinaran sinaran balikan tuju

D. Kesan belauan / diffraction

Pembelauan gelombang ialah penyebaran gelombang yang berlaku apabila suatu gelombang merambat melalui suatu celah atau halangan.

Rajah 7d (i): kesan belauan

Saiz halangan besar menghasilkan belauan yang kurang jelas.

Saiz penghalang yang kecil dan lebih kurang sama dengan saiz l menghasilkan belauan yang jelas.

Kesan daripada fenomena pembelauan gelombang ini dapat dilihat dengan jelas jika i. lebar celah atau halangan adalah kecil

ii. panjang gelombang adalah lebih besar

Fenomena pembelauan ini tidak mengubah panjang gelombang l dan frekuensi

gelombang:

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 9 of 14

Celah lebar menghasilkan belauan

kurang jelas.

Celah kecil menghasilkan belauan lebih

jelas.

Rajah 7(d)(ii) di bawah menunjukkan perbezaan kesan pembelauan gelombang satah air

yang merambat melalui dua celah yang mempunyai kelebaran yang berbeza.

Corak pembelauan membulat

dihasilkan apabila melalui halangan

kecil.

Corak pembelauan membulat

dihasilkan apabila melalui celah kecil.

Pembelauan gelombang bunyi adalah lebih mudah dikesan berbanding dengan

pembelauan gelombang cahaya. Ini adalah adalah kerana panjang gelombang bunyi adalah lebih besar berbanding dengan panjang gelombang cahaya yang lebih kecil.

1.6 GELOMBANG MIKRO

Takrifan Gelombang Mikro : merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai

frekuensi terlalu tinggi ( 0.3 G – 300 G Hz ) dan panjang gelombang terlalu pendek ( 1mm-1m ).

Spektrum Frekuensi bagi Jalur Gelombang Mikro

Spektrum frekuensi gelombang mikro merupakan jalur gelombang elektromagnetik berjulat dari

1 G Hz sehingga 1000 GHz. Iaitu dari julat UHF , SHF dan SHF.

Kebanyakan kegunaan gelombang mikro adalah dalam lingkungan 1 GHz hinggalah 40 GHz seperti yang ditunjukkan dalam jadual 2.

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 10 of 14

Jadual 2: Microwave frequency bands

Designation Frequency range

L band 1 to 2 GHz

S band 2 to 4 GHz

C band 4 to 8 GHz

X band 8 to 12 GHz

Ku band 12 to 18 GHz

K band 18 to 26.5 GHz

Ka band 26.5 to 40GHz

Q band 30 to 50 GHz

U band 40 to 60 GHz

V band 50 to 75 GHz

E band 60 to 90 GHz

W band 75 to 110 GHz

F band 90 to 140 GHz

D band 110 to 170 GHz

1.7 KEPERLUAN GELOMBANG MIKRO DALAM KOMUNIKASI

Terdapat 2 kepentingan mengapa gelombang mikro begitu diperlukan dalam telekomunikasi iaitu frekuensi terlalu tinggi dan panjang gelombang terlalu pendek

a. FREKUENSI TERLALU TINGGI

i Menyediakan lebar jalur yang lebih besar untuk digunakan dalam sistem komunkasi.

ii Peruntukan saluran akan bertambah. Ini bermakna lebih banyak penghantaran maklumat boleh dilakukan secara serentak.

iii Penghantaran maklumat akan menjadi lebih baik jika jalur tertentu digunakan.

b. PANJANG GELOMBANG TERLALU PENDEK

i Saiz antena berkait rapat dengan panjang gelombang isyarat. ii Oleh itu, saiz antenna yang akan digunakan adalah kecil.

iii Antenna sebegini akan menghasilkan pancaran yang halus/sudut alur yang sempit. iv Ini akan memberikan penumpuan kepada satu keluasan yang kecil.

v Penumpuan ini akan meminimumkan gangguan antara satu sistem komunikasi dengan sistem komunikasi yang lain.

Keupayaan penumpuan kepada satu keluasan yang kecil ini juga membolehkan

bahagian pemancar beroperasi dengan kecekapan yang tinggi kerana beroperasi dengan kuasa yang lebih rendah dengan gandaan yang tinggi.

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 11 of 14

1.8 Kegunaan Gelombang Mikro

Digunakan di dalam ketuhar gelombang mikro ( microwave oven )

Punca ketuhar gelombang mikro ialah magnetron yang menghasilkan frekuensi lebih

kurang 2.45 GHz bagi tujuan memasak. Makanan dimasak dengan cara getaran terhadap molekul air dan komponen lain dalam makanan tersebut. Getaran ini menyebabkan

makanan itu panas dan akhirnya ia masak. Oleh kerana bahan organik dalam makanan

mengandungi air, makanan mudah dimasak dengan menggunakan ketuhar gelombang mikro.

Digunakan bagi penyiaran disebabkan gelombang mikro mengalami kurang gangguan

apabila melalui atmosfera bumi berbanding isyarat yang mempunyai panjang gelombang yang lebih besar. Di samping itu, lebarjalur gelombang mikro adalah lebih besar jika

dibandingkan dengan gelombang radio. Gelombang mikro digunakan oleh televisyen bagi

menghantar berita dari kawasan yang jauh terpencil ke stesen televisyen berdekatan melalui van yang mempunyai kelengkapan yang cukup.

Digunakan dalam radar. Untuk mengesan jarak, halaju dan ciri-ciri lain dari sebuah objek

yang jauh. Digunakan dalam LAN protokol tanpa wayar ( wireless LAN protocols ) seperti Bluetooth

dan IEEE 802.11g and b specifications, di mana frekuensi yang digunakan dalam jalur

ISM ( 2.4 GHz ), walaupun 802.11a menggunakan jalur ISM dalam julat frekuensi 5 GHz. Perkhidmatan Internet Tanpa Wayar (Wireless Internet Access ) jarak jauh

sehingga lebih kurang 25 km boleh ditemui di banyak negara tetapi tidak di US. Ia

berada dalam julat frekuensi antara 3.5–4.0 GHz .

Digunakan juga dalam Metropolitan Area Networks – protokol MAN , seperti WiMAX

(Worldwide Interoperability for Microwave Access) berdasarkan spesifikasi IEEE 802.16 yang direka untuk beroperasi antara 2 to 11 GHz. Kegunaan komersial pula pada

frekuensi 2.5 GHz, 3.5 GHz dan 5.8G Hz .

Cable TV dan akses Internet menggunakan kabel sepaksi dan juga penyiaran televisyen menggunakan spektrum frekuensi gelombang mikro yang rendah . Beberapa

rangkaian telefon bergerak juga menggunakan frekuensi gelombang mikro yang rendah. Digunakan dalam kebanyakan proses pembuatan bahan-bahan semikonduktor bagi

menghasilkan bahan punaran ion / etching ion Many semiconductor processing

techniques use microwaves to generate plasma for such purposes as reactive ion etching

and plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

Digunakan dalam penghantaran kuasa jarak jauh melalui solar power satelite yang dapat

memancarkan tenaga ke permukaan bumi menggunakan gelombang mikro. (SPS) systems with large solar arrays that would beam power down to the Earth's surface via

microwaves.

Digunakan dalam maser iaitu suatu alat yang merupai laser melainkan ia berfungsi dalam

julat gelombang mikro.

1.9 Kelebihan –kelebihan gelombang mikro di dalam komunikasi

a. Sistem gelombang mikro menyediakan kelebihan-kelebihan berikut kepada sistem komunikasi seperti:

i. Lebar jalur yang luas.

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 12 of 14

ii. Antena yang lebih kecil

iii. Perambatan yang lebih baik iv. Keupayaan resolusi yang tinggi.

b. Sistem gelombang mikro diaplikasikan dalam bidang komunikasi;

i. Titik ke titik – rangkaian ulangan gelombang mikro

- pengumpulan berita elektronik - relay televisyen

ii. Penyiaran (broadcasting) – komunikasi satelit (AUSSAT dan satelit cuaca) iii. Radar – targetting

iv. sistem pendaratan gelombang mikro. v. Sistem doppler (pengesan laju /pergerakan)

vi. Remote sensing – oleh kerana gelombang mikro boleh menembusi kabus, hujan

renyai dan salji, awan dan asap, ia boleh digunakan untuk melihat permukaan bumi dari angkasa. Satellit ERS-1 menggunakan panjang gelombang lebih kurang

5.7cm (jalur C) bagi melihat gambaran lautan batu memecah pantai di Alaska. vii. Wireless Applications

viii. TV and Radio broadcast

ix. Optical Communications x. Radar

xi. Navigation xii. Remote Sensing

xiii. Domestic and Industrial Applications xiv. Medical Applications

xv. Surveillance

xvi. Astronomy and Space Exploration

2.0 MEDIA PENGHANTARAN GELOMBANG MIKRO

i Gelombang mikro dihantar dari satu titik ke satu titik yang lain dengan menggunakan

talian penghantaran yang bersesuaian bagi mengawal isyarat yang dihantar dari mengalami pemancaran ke ruang sekitar.

ii Talian penghantaran berongga ini hanya membenarkan frekuensi tersangat tinggi melaluinya dan dikenali sebagai pandu gelombang.

iii Talian penghantaran kuprum biasa tidak boleh digunakan untuk membawa gelombang mikro disebabkan oleh:

a. Kesan Kulit / skin effect Dalam litar biasa, arus mengalir dengan sekata menerusi keratan rentas pengalir.

Apabila frekuensi dinaikkan, penumpuan arus adalah berhampiran dengan kulit pengalir. Ini akan menyebabkan rintangan pengalir menjadi tinggi dan kuasa akan

dilesapkan sebagai haba oleh pengalir tersebut. Kehilangan ini samalah seperti

kehilangan RI 2 dalam litar biasa.

b. Kehilangan Pancaran Disebabkan oleh arus berfrekuensi tinggi yang mengalir dalam konduktor menyebabkan

rintangan menjadi tinggi akibatnya konduktor tersebut akan bertindak sebagai antena dan menyebabkan isyarat terpancar keluar.

c. Kehilangan Dielektrik Kesan pemanasan adalah berkadaran terus dengan frekuensi. Jadi, penggunaan

frekuensi yang tinggi menyebabkan peningkatan kepada kesan pemanasan. Kehilangan

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 13 of 14

tenaga adalah sangat ketara bagi talian penghantaran yang menggunakan dielektrik

pepejal.

Untuk mengatasi masalah ini, talian penghantaran dilompongkan bagi membentuk satu paip

berongga yang mempunyai bentuk keratan rentas yang pelbagai. Ia dinamakan pandu

gelombang. Selain itu, kabel sepaksi, mikro jalur juga boleh digunakan untuk menghantar isyarat gelombang mikro.

PANDU GELOMBANG (WAVEGUIDE)

i Ia merupakan satu paip atau bahan logam yang berongga yang digunakan untuk

memandu gelombang EM dari satu tempat ke satu atau lebih dengan pelemahan, serta kehilangan pancaran dan kehilangan haba yang rendah.

ii Digunakan untuk menghantar tenaga dalam mod TM atau mod TE untuk jarak yang jauh dan media yang digunakan untuk merambat isyarat di dalamnya adalah udara.

iii Medan E dan medan H yang wujud di dalam pandu gelombang mestilah memenuhi

syarat-syarat sempadan (medan E – serenjang dan medan H – selari). iv Ini dapat dilakukan dengan menggunakan kaedah zig – zag (pantulan).

Kebaikan Pandu Gelombang Mikro Berbanding Kabel Sepaksi.

i Senang dibuat kerana tidak terdapat pengalir di dalamnya.

ii Kebolehan mengawal kuasa 10 kali lebih baik akibat dari ketiadaan pengalir dalaman atau dielektrik di dalam rongga pandu.

iii Kehilangan kuasa adalah jauh lebih rendah kerana perambatan gelombang hanya di dalam rongga berudara.

iv Pengoperasian pada frekuensi yang lebih tinggi.

v Kapasiti membawa maklumat adalah lebih berbanding kabel sepaksi (10 kabel sepaksi:1 pandu gelombang)

2.1 KESAN GELOMBANG MIKRO KE ATAS KEHIDUPAN

a. MAKANAN YANG DIMASAK MENGGUNAKAN GELOMBANG MIKRO MENYEBABKAN

TUMOR

Kesan berikut telah diamati ketika makanan didedahkan terhadap pembebasan microwave

i. Kesan pada makanan itu sendiri Daging: Pemanasan daging yang cukup sanitasi menghasilkan d-

nitrosodiethanolamine, agen penyebab kanser.

Protein: Aktif-protein, menyebabkan biomolekuler yang tidak stabil. Peningkatan keradioaktifan: suatu keadaan yang mengaitkan antara makanan yang

dimasak menggunakan gelombang mikro dengan sebarang persekitaran radioaktif,

menyebabkan peningkatan jumlah alpha dan zarah beta tepu dalam makanan.

Susu dan bijirin: agen penyebab kanser terjana dalam sebatian protein hidrolisat

dalam biji-bijian susu dan bijirin.

Makanan beku: Gelombang mikro digunakan untuk mencair makanan beku menukar katabolisme (penyelesaian) dari unsur glukosida dan galactoside

E5822 GELOMBANG MIKRO TOPIK A ASAS GELOMBANG MIKRO/NK/SUZI/RAN/NHH DIS2011

Page 14 of 14

ii. Kesan yang terjadi pada tubuh manusia Sistem pencernaan: katabolisme yang tidak stabil dalam makanan yang terdedah

kepada gelombang mikro menukar zat unsur makanan mereka, menyebabkan gangguan dalam sistem pencernaan.

Sistem limfa: Kerana perubahan kimia dalam bahan makanan, kerosakan terjadi pada

sistem limfa, menyebabkan degenerasi kemampuan tubuh untuk melindungi diri terhadap bentuk-bentuk tertentu neoplastics (pertumbuhan kanser).

Radikal bebas: Sesetengah trace-mineral formasi molekul dalam zat tumbuhan - khususnya, akar sayuran mentah - penyebab kanser bentuk radikal bebas.

Peningkatan kejadian kanser perut dan usus: Peratus yang lebih tinggi secara statistik hasil pertumbuhan kanser di organ-organ ini, ditambah gangguan dari tisu sel dan

pengurangan fungsi pencernaan dan ekskretor secara berperingkat .

b. GELOMBANG MIKRO MENGURANGKAN NILAI ZAT MAKANAN

Pendedahan terhadap gelombang mikro menyebabkan penurunan yang signifikan pada nilai gizi dari semua makanan dikaji. Berikut ini adalah penemuan yang paling

penting untuk saat ini.

Vitamin dan mineral menjadi tidak berguna: di dalam setiap makanan yang diuji,

nutrient yang penting berkurangan termasuk vitamin B complex, vitamins C and E, mineral yang penting dan lipotropiks.

Tenaga penting dalam makanan musnah: Bidang isi tenaga penting dari semua makanan yang diuji turun 60-90%. Kecernaan buah-buahan dan sayur-sayuran

berkurangan: microwave menurunkan perilaku metabolik dan kemampuan integrasi-

proses alkaloid, glucosides, alactosides dan nitrilosides

Protein daging tidak berharga: ia memusnahkan nutrient nucleoprotein dalam daging.

Semua makanan rosak . Ia mempercepatkan kemusnahan struktur makanan yang diuji.

c. KESAN LAIN

i. Gelombang mikro menyebabkan molekul air dan lemak bergetar yang mengakibatkan bahan tersebut panas. Oleh itu kita boleh memasak pelbagai jenis

makanan. ii. Pendedahan kepada gelombang mikro dalam masa yang panjang mengakibatkan

katarak dalam mata. Justeru itu perlu menjauhkan diri dari melihat makanan yang

dimasak dalam ketuhar gelombang mikro. iii. Kajian menunjukkan bahawa gelombang mikro dari telefon bimbit boleh memberi

kesan kepada bahagian otak. Hendaklah memendekkan perbualan anda apabila menggunakan telefon bimbit.

iv. Pekerja dek pesawat kapal terbang perlu memakai pakaian khas bagi memantulkan gelombang mikro untuk menghindari daripada dimasak oleh unit

radar yang berkuasa tinggi terutama kapalterbang tentera berteknologi tinggi.