Gelombang Mikro (Microwave)

A.      Pengertian Gelombang Mikro (Microwave)

Gelombang mikro  (microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109 Hz).  Gelombang ini tidak dapat dilihat dengan mata kita, karena panjang gelombang yang sangat pendek (walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio),  dan jauh lebih besar daripada panjang
gelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya sama-sama terdapat dalam spektrum gelombang elektromagnetik.

Panjang gelombang cahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10-9 m); sedangkan kisaran panjang gelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10-2m).

B.       Sejarah Gelombang Mikro (Microwave)

Radio Sebagai Nenek Moyang Microwave Bentuk awal radio lebih dikenal sebagai'wireless telegraphy' (telegrafi tanpa kabel). Istilah ini didapat karena pada masa itu (sekitar tahun 1900-an) masyarakat menganggap bahwa radio adalah suatu bentuk penyempurnaan dari telegraf. Teknologi ini digunakan untuk mengirim pesan dari suatu lokasi ke lokasi lain (point-to-point). Saat ini kita lebih mengenalnya sebagai
radio telephony (bentuk telepon tanpa kabel) dan radio broadcasting (transmisi dari suatu stasiun pemancar ke berbagai tempat di dunia).

Penggunaan teknologi point-to-point dan radio broadcasting semakin lama semakin luas. Tetapi penggunaan gelombang radio yang termasuk long waves ini mendapatkan suatu masalah. Semakin banyak stasiun radio yang beroperasi, semakin besar kemungkinan terjadinya interferensi gelombang. Untuk menghindari ini, masing-masing stasiun radio diberikan frekuensi khusus untuk menyiarkan programnya. Tetapi lama-kelamaan terjadiovercrowding seiring dengan semakin bertambahnya stasiun radio yang memancarkan siarannya.Ini mendorong para investor untuk memperbesar jangkuannya. Perusahaan-perusahaan besar mulai mencoba menggunakan wireless telephony untuk hubungan internasional antara Amerika Serikat dan Eropa. Saat melakukan penelitian untuk proyek-proyek besar itulah, mereka menemukan bahwa untuk jangkauan sedemikian luas dibutuhkan gelombang yang lebih pendek dari gelombang radio yang biasa mereka gunakan. Gelombang yang lebih pendek juga memungkinkan berkurangnya masalah overcrowding dan memberi kesempatan bagi penggunaan frekuensi yang sama untuk wilayah yang letaknya berjauhan tanpa terjadi interferensi (karena gelombangnya semakin melemah setelah beberapa ratus kilometer). Gelombang ini kemudian dikenal sebagai gelombang medium (medium waves). Salah satu contohnya adalah gelombang radio AM. 

Dipersenjatai dengan berbagai peralatan yang canggih, para peneliti menemukan bahwa gelombang yang lebih pendek lagi mampu berkeliaran ke seluruh dunia secara lebih baik lagi. Short waves atau gelombang pendek ini memiliki panjang gelombang sekitar 10-100 m. Frekuensinya sekitar 3-30 MHz. Gelombang ini memungkinkan transmisi dari suatu lokasi ke lokasi lain yang berada di belahan dunia lain, hanya dengan menggunakan sumber tenaga beberapa Watt saja (sangat murah!). 

Berdasarkan penemuan ini, peneliti-peneliti jadi semakin penasaran. Apa yang bakal didapatkan jika mereka bisa menggunakan gelombang yang bahkan lebih pendek lagi dari short waves ini? Itu kan berarti gelombangnya lebih pendek dari 10 m dan frekuensinya lebih tinggi dari 30 MHz! Dimulailah eksperimen-eksperimen untuk mendapatkan ultra-short waves atau microwaves.

C.       Sumber Gelombang Mikro (Microwave)

1.        Matahari, walaupun sebagian besar gelombang mikro terhalang oleh atmosfer bumi.

2.   Alat tabung vakum, cara kerjanya dengan menggunakan gerakan balistik electron dalam ruang hampa yang dipengaruhi oleh medan listrik.

Perangkat ini bekerja dalam modus kepadatan dimodulasi. Ini berarti bahwa komponen-komponen tadi bekerja atas dasar kumpulan elektron terbang ballistik melalui mereka, dengan menggunakan aliran kontinyu. 

3.   Sumber microwave yang membutuhkan energi kecil seperti tunnel diodes, Gunn diodes and IMPATT diodes.

4.      Maser, amplifier (penguat) yang membentuk gelombang elektromagnetik koheren disebabkan oleh emisi buatan.

maser adalah perangkat yang mirip dengan laser, yang menguatkan energi cahaya dengan merangsang radiasi yang dipancarkan. maser ini, memperkuat energi cahaya, memperkuat frekuensi yang lebih rendah, panjang gelombang microwave.

D.  Kegunaan Gelombang Mikro (Microwave)

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik sangat luas dalam kehidupan sehari hari. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik tersebut terutama untuk keperluan telekomunikasi. Berikut akan diuraikan secara khusus tentang pemanfaatan gelombang mikro:

1.Pemanasan
Gelombang mikro mempunyai energi yang sangat besar, karena frekuensinya yang sangat besar. Hal itu dapat kita ketahui dari persamaan E=hf, sehingga gelombang mikro dapat menghasilkan kalor yanga besar. Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi sekitar 2.45 GHz. Prinsip Dasar
Microwave adalah sebuah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1 milimeter sampai 1 meter dan berfrekuensi antara 300 megahertz sampai 300 gigahertz. Oven adalah sebuah peralatan dapur yang digunakan untuk memasak atau memanaskan makanan. Microwave oven adalah adalah sebuah peralatan dapur yang menggunakan radiasi gelombang mikro untuk memasak atau memanaskan makanan.

2. Telekomunikasi

Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing dengan WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang gemar menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau handphone dnegan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan gelombang mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan pelanggannya. di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat penggunaan gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara BTS dengan BSC. Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jarinagn fiber optis. Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap menggunakan gelombang mikro. Untuk di indonesia pada tower2 operator telekomunikasi sangat sering kita jumpai antena directional untuk komunikasi antara BTS . Untuk komunikasi ke end user operator GSM di indonesia memakai frekuensi di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.

3. Radar

Radar merupakan pemanfaatan gelombang mikro pada rentang frekuensi 3 GHz. Radar adalah singkatan dari Radio Detection and Ranging. Antena radar dapat bertindak sebagai pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik. Waktu antar transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung jarak objek tersebut. pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan peranan yang penting untuk mengurangi interferens. Radar memancarkan dan menerima sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch. Sisem kerja radar ini diterapkan pada sistem GPS. Setiap satelit secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu pengiriman pesan dan informasi orbit satelit. Receiver GPS akan menghitung jarak receiver dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan – pesan tersebut. Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak GPS receiver tersebut.