WNDW: Perilaku Gelombang Radio

Ada beberapa aturan yang sangat ampuh pada saat merencanakan pertama kali untuk jaringan nirkabel:

• Semakin panjang panjang gelombang, semakin jauh gelombang radio merambat.
• Semakin panjang panjang gelombang, semakin mudah gelombang radio melalui atau mengitari penghalang.
• Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat di kirim.

Aturan di atas, merupakan simplifikasi dari perilaku gelombang secara umum, mungkin akan lebih mudah di mengerti melalui contoh.

Gelombang panjang menjalar lebih jauh

Untuk daya pancar yang sama, gelombang dengan panjang gelombang yang lebih panjang cenderung untuk dapat menjalar lebih jauh daripada gelombang dengan panjang gelombang pendek. Effek ini kadang kala dapat terlihat di radio FM, jika di bandingkan jarak pancar pemancar FM di wilayah 88MHz dengan wilayah 108MHz. Pemancar dengan frekuensi yang lebih rendah cenderung untuk dapat mencapai jarak yang lebih jauh di bandingkan dengan pemancar dengan frekuensi yang tinggi pada daya yang sama.

Gelombang panjang lebih mudah melewati penghalang

Sebuah gelombang di air yang panjang gelombang-nya 5 meter tidak akan di hentikan oleh sebuah potongan kayu yang panjangnya 5 mm di air. Jika ada potongan kayu yang panjangnya 50 meter, misalnya kapal, maka potongan kayu tersebut akan terbawa oleh gelombang tersebut. Jarak sebuah gelombang dapat berjalan tergantung pada hubungan antara panjang gelombang dengan ukuran penghalang yang ada di jalur rambatan gelombang.

Lebih sulit untuk menggambarkan gelombang bergerak “menembus” objek padat, tapi hal ini merupakan salah satu hal biasa di gelombang elektromagnetik. Gelombang dengan panjang gelombang yang panjang (atau frekuensi makin rendah) cenderung untuk dapat menembus objek lebih baik di bandingkan dengan yang panjang gelombang-nya pendek (frekuensi-nya lebih tinggi).

Sebagai contoh, radio FM (88-108MHz) dapat menembus bangunan atau berbagai halangan dengan lebih mudah. Sementara yang gelombangnya lebih rendah, seperti, handphone GSM yang bekerja pada 900MHz atau 1800MHz, akan lebih sukar untuk menembus bangunan. Memang effek ini sebagian karena perbedaan daya pancar yang digunakan di radio FM dengan GSM, tapi juga sebagian karena pendek-nya panjang gelombang di sinyal GSM.

Panjang gelombang yang pendek dapat membawa data lebih banyak

Semakin cepat gelombang berayun atau bergetar, semakin banyak informasi yang dapat dia bawa – setiap getaran atau ayunan dapat, contoh, digunakan untuk mengirimkan bit digital, '0' atau '1', 'ya' atau 'tidak'.

Ada sebuah prinsip yang dapat di lihat di semua jenis gelombang, dan amat sangat berguna untuk mengerti proses perambatan gelombang radio. Prinsip tersebut di kenal sebagai Prinsip Huygens, yang diambil dari nama Christiaan Huygens, seorang matematikawan, fisikawan, dan astronomer Belanda 1629 – 1695.

Bayangkan jika anda menggunakan sebuah tongkat kecil dan memasukan tongkat tersebut ke sebuah kolam yang airnya tenang, kemudian menyebabkan air bergoyang bahkan mungkin berdansa. Gelombang akan meninggalkan pusat dari tongkat – tempat anda memasukan tongkat – dalam bentuk lingkaran.

Jika kita perhatikan, jika ada partikel air yang bergoyang, mereka akan menyebabkan partikel tetangga-nya untuk melakukan hal yang sama dari semua pusat perubahan, maka gelombang sirkular yang baru akan di mulai. Hal ini, dalam bentuk yang sederhana, adalah prinsip Huygens. Dari terjemahan di wikipedia.org,

“Prinsip Huygens adalah metida analisis yang digunakan untuk masalah perambatan / propagasi gelombang di batas medan jauh (far field). Prinsip Huygens memahami bahwa setiap titik dalam gelombang berjalan adalah pusat dari perubahan yang baru dan sumber dari gelombang yang lain, dan gelombang berjalan secara umum dapat dilihat sebagai penjumlahan dari gelombang yang muncul pada media yang bergerak. Cara pandang perambatan / propagasi gelombang yang demikian sangat membantu dalam memahami berbagai fenomena gelombang lainnya, seperti difraksi”

Prinsip Huygens berlaku untuk gelombang radio maupun gelombang di air, maupun suara bahkan cahaya – hanya saja panjang gelombang cahaya sangat pendek sekali untuk memungkinkan manusia melihat efek Huygens secara langsung.

Prinsip ini membantu kita untuk mengerti difrasi maupun zone Fresnel, yang dibutuhkan untuk “line of sight” (LOS) maupun kenyataan bahwa kadang-kadang kita dapat mengatasi wilayah tidak “line of sight”.

Mari kita melihat lebih dekat apa yang terjadi pada gelombang elektromagnetik pada saat merambat,

Pranala Menarik

• WNDW
• Pengenalan Praktis Tentang Fisika Radio
  • Apakah gelombang?
  • Kekuatan Elektromagnetik
  • Pangkat sepuluhan
  • Polarisasi
  • Spektrum Elektromagnetik
  • Bandwidth
  • Frekuensi dan Kanal
  • Perilaku Gelombang Radio
  • Absorsi / Penyerapan
  • Refleksi / Pantulan
  • Difraksi
  • Interferensi
  • Line of sight
  • Memahami Fresnel zone
  • Daya
  • Menghitung dengan dB
  • Fisika dalam dunia nyata