Solusi Numerik Hamburan Gelombang Mikro TMz oleh Silinder Dielektrik

Abstract

Gelombang mikro merupakan salah satu dari gelombang elektromagnetik dimana banyak dimanfaatkan dalam beberapa bidang,contohnya di bidang teknologi industri yaitu microwave oven yang memanfaatkan gelombang mikro untuk memasak makanan. Gelombang mikro juga termasuk gelombang transversal yang juga memiliki sifat – sifat dari gelombang, seperti difraksi, refleksi, refraksi dan hamburan. Hamburan gelombang mikro juga berperan penting dalam kesehatan seperti mendeteksi kanker payudara dengan menggunakan teknologi inverse scattering dengan menyusun distribusi dielektrik. Banyaknya pemanfaatan gelombang mikro dalam kehidupan membuktikan seberapa penting mengeksplor gelombang elektromagnetik baik tentang difraksi, refleksi, refraksi maupun hamburan, oleh karena itu penulis mengambil topik penelitian yang berkaitan dengan hamburan gelombang mikro mode TMz oleh silinder dielektrik dengan menggunakan metode MoM serta volume EFIE dan pulses basis function. Tujuan penelitian yaitu mendapatkan solusi numerik dari hamburan gelombang mikro mode TMz oleh silinder dielektrik. Besaran yang diukur adalah magnitude medan total serta fasenya. Peneliti melakukan dua analisis yaitu menganalisis pengaruh frekuensi terhadap magnitude medan total dan fase. Analisis kedua adalah menganalisis pengaruh jari – jari silinder terhadap magnitude medan total dan fase. Analisis ini dilakukan secara kuantitatif yaitu dengan cara mencari nilai magnitude, fase serta error dari hasil numerik terhadap hasil analitik, kemudian ditampilkan dalam bentuk grafik. Sehingga penelitian ini juga bertujuan untuk mencari pengaruh frekuensi dan jari – jari silinder terhadap magnitude dan fase. Metode numerik yang digunakan adalah metode MoM yaitu metode yang didasari oleh persamaan Maxwell dalam bentuk integral. Peneliti juga menggunakan volume EFIE untuk mendapatkan persamaan medan listrik datangnya dan menggunakan pulses basis function untuk mendapatkan rapat arus permukaan. Dengan menggunakan ketiga metode tersebut, peneliti dapat mendapatkan persamaan medan listrik datang, terhambur dan total. Kemudian, peneliti juga membandingkan hasil numerik dengan analitik yang dinyatakan dalam bentuk error. Hasil dari penelitian yaitu penyelesaian solusi numerik hamburan gelombang mikro oleh silinder dielektrik dengan menggunakan metode MoM dilakukan dengan cara membagi silinder dielektrik menjadi beberapa sel, dimana jumlah sel yang semakin banyak maka akan menghasilkan keakuratan yang paling baik. Langkah selanjutnya mencari rapat arus permukaan dengan menggunakan pulse basis function. Setelah mendapatkan persamaan rapat arus permukaan, maka dapat menentukan rumus medan listrik datang dan rumus ini diaplikasikan untuk setiap sel. Kemudian menentukan rumus dari medan listrik terhambur dengan menggunakan fungsi gelombang Helmholtz, sehingga dapat menentukan medan listrik totalnya yaitu medan listrik datang ditambah medan listrik terhambur. Keakuratan solusi numerik hamburan gelombang mikro oleh silinder dielektrik dengan menggunakan metode MoM terhadap solusi analitik dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu frekuensi yang tinggi dan jari – jari silinder yang besar akan menyebabkan error yang besar, serta jumlah sel yang terlalu kecil yang menyebabkan tidak sesuai dengan geometri aslinya akan menyebabkan error yang besar. Pengaruh frekuensi terhadap magnitude adalah membuat grafik magnitude memiliki banyak bukit, dimana semakin besar frekuensi yang digunakan maka akan semakin banyak bukit yang terbentuk. Sedangkan pengaruh frekuensi terhadap fase adalah akan menyebabkan grafik fase yang terbentuk akan lebih rapat, dimana semakin besar frekuensinya maka grafik fasenya semakin rapat. Pengaruh jari – jari silinder terhadap magnitude adalah membuat grafik magnitude memiliki banyak bukit, dimana semakin besar jari – jari silinder yang digunakan maka akan semakin banyak bukit yang terbentuk. Sedangkan pengaruh jari – jari silinder terhadap fase adalah akan menyebabkan grafik fase yang terbentuk akan lebih renggang atau melebar, dimana semakin besar jari – jari silinder maka grafik fasenya semakin renggang.