Gelombang lebar adalah suatu struktur yang digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti komunikasi wireless, radar, dan lain-lain. Salah satu jenis gelombang lebar adalah gelombang lebar persegi (rectangular waveguide). Pada dasarnya, gelombang lebar persegi terdiri atas dua dinding, yaitu dinding lebar (wide wall) dan dinding sempit (narrow wall).

Dalam hal ini, medan magnet dari mode TE10 sejajar dengan dinding lebar, sedangkan medan listrik juga sejajar dengan dinding sempit. Oleh karena itu, dinding lebar disebut E-plane, sementara dinding sempit disebut H-plane.

Antena Gelombang Lebar (Slotted Waveguide Antenna)

Salah satu jenis antena yang paling umum digunakan adalah antena gelombang lebar berlubang (slotted waveguide antenna). Antena ini terdiri atas lubang-lubang yang dibuka pada dinding gelombang lebar dan dapat mengtransmisikan gelombang TE10. Lubang-lubang tersebut dapat memotong garis-garis arus permukaan pada dinding dalam, sehingga bagian lain dari arus permukaan terlepas dan berupa arus penggantian.

Pada saat antena ini bekerja, energi dilepaskan melalui lubang-lubang tersebut ke ruang luar. Lubang-lubang tersebut disebut lubang radiasi (radiating slot). Dalam hal ini, terdapat dua komponen arus pada sisi lebar gelombang lebar, yaitu arus transversal dan arus longitudinal. Arus transversal berbeda-beda sepanjang sisi lebar dalam distribusi konsinus, sedangkan arus longitudinal berbeda-beda sepanjang sisi lebar dalam distribusi sine.

Distribusi Arus pada Gelombang Lebar

Pada dinding sempit gelombang lebar, hanya terdapat arus transversal yang tersebar secara merata sepanjang sisi sempit.

Posisi Lubang pada Gelombang Lebar

Circuit equivalent dari antena gelombang lebar berlubang dapat ditentukan dengan struktur perubahan arus atau medan di lubang. Pada saat lubang panjang dibuka pada sisi lebar, terjadi perubahan tiba-tiba dalam arus longitudinal, sehingga setara dengan impedansi paralel pada garis transmisi gelombang lebar.

Pada saat lubang melintang dibuka pada sisi lebar, arus longitudinal dipotong, sehingga terjadi perubahan voltase, dan setara dengan impedansi seri pada garis transmisi gelombang lebar.

Antena Gelombang Lebar Tilted

Antena gelombang lebar berlubang dengan struktur melengkung (tilted) adalah suatu antena yang dibuat sedemikian rupa sehingga lubang-lubangnya terpotong dari sumbu tengah dinding lebar. Intensitas eksitasi diatur oleh sudut melengkung θ, dengan intensitas yang lebih kuat ketika θ meningkat hingga mencapai nol pada θ=0 derajat.

Circuit equivalent pada garis transmisi gelombang lebar adalah impedansi seri karena antena berlubang ini diaktifkan oleh komponen longitudinal arus yang mengalir sepanjang sumbu tengah dinding lebar. Pada saat antena ini dalam resonansi, circuit equivalent menjadi resistansi seri.

Array Antena Gelombang Lebar

Antena gelombang lebar berlubang array (tilted slot waveguide) adalah suatu konfigurasi antena yang terdiri atas lubang-lubang yang dipotong pada dinding lebar dan disusun secara rapi. Lubang-lubang tersebut dapat diatur untuk mencapai resonansi dengan cara mengatur sudut melengkung θ.

Pada saat antena ini dalam resonansi, circuit equivalent menjadi resistansi seri. Antena gelombang lebar berlubang array sering digunakan sebagai struktur pemberi dalam aplikasi two-dimensional (2D).

Referensi

1. Silver, S. Microwave Antenna Theory and Design [M]. New York: Mcgraw-Hill.
2. Liu, C. Analysis and Research of Millimeter Wave Waveguide Slot Antenna [J]. University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 2018.
3. …