9.5 PANDU GELOMBANG (GUIDED WAVES)

Pandu gelombang adalah sebuah medium yang digunakan untuk memandu gelombang, seperti gelombang elektromagnetik atau gelombang suara. Pandu gelombang yang digunakan berbeda-beda disesuaikan dengan jenis gelombang yang akan dipandu dan juga frekuensi gelombangnya. Pada gambar.1 berikut memperlihatkan beberapa bentuk/jenis pandu gelombang.

Gambar 1. Pandu gelombang optik: (a) slab; (b) strip; (c) fiber

Pandu gelombang memenuhi persamaan Maxwell.

(i) (ii) (iii) (iv) Pada contoh berikut akan ditinjau pandu gelombang pada medium berlubang (gambar 2).

Gambar 2. Pandu Gelombang (medium berongga/berlubang)

Medium tersebut dianggap sebagai konduktor sempurna sehingga didalam medium E = 0 dan B = 0 dan berlaku pula syarat batas di dinding bagian dalam adalah

Ketika gelombang monokromatik dilewatkan pada medium berlubang, maka E dan B mempunyai bentuk generis.

Dalam medium berlubang, medan listrik dan medan magnetnya memenuhi persamaan Maxwell.

Untuk mendapatkan E0 dan B0 agar medan (9.176) mematuhi persamaan differensial (9.177), maka syarat batas (9.175) harus diterapkan pada medium berlubang dan juga harus melibatkan komponen longitudinal (Ez dan Bz) dan didapatkan persamaan ( 9.178)

dimana masing-masing komponen adalah fungsi x dan y. Dengan mensubstitusikan persamaan (9.178) ke persamaan Maxwell (iii) dan (iv) maka akan didapatkan persamaan (9.179)

Dari persamaan (9.179) dapat diselesaikan untuk mencari nilai Ex, Ey, Bx, dan Bz sehingga didapatkan persamaan (9.180)

Dengan mensubtitusikan persamaan (9.180) ke persamaan Maxwell (i) dan (ii) maka didapatkan persamaan (9.181)

Jika Ez=0, maka disebut gelombang TE (Transverse Electric), jika Bz=0 maka disebut TM (Transverse Magnetik), dan jika Ez=0 maupun Bz=0 maka disebut gelombang TEM. Gelombang TEM tidak dapat terjadi didalam sebuah pandu gelombang.