mengenal pemanfaatan gelombang mikro

Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 1 meter – 1 mm atau frekuensi 300 Mhz – 300 Ghz. Seperti telah diketahui bahwa hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang adalah: Panjang gelombang = Kecepatan merambat gelombang/ frekuensi.
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
Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi ISM sekitar 2.45 GHz. Food processing hanyalah salah satu contoh saja yang sederhana. Gelombang mikro juga dimanfaatkan untuk pemanasan material dalam bidang industri. Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan mentransfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut. Pemanasannya juga dapat bersifat selektif artinya tergantung dari dielektrik properties bahan. Hal ini akan menghemat energi untuk pemanasan. Misalkan dipakai untuk pemanasan bahan untuk body mobil maka chamber untuk pemanasan tidak akan panas tapi body mobil akan panas sesuai dengan yang kita inginkan. SIstem autoclave yang konvensional sangat boros energi karena chambernya ikut panas sehingga perlu proses pendinginan yang memakan energi juga. Dengan sifat selecting heating tersebut teknik pemanasan gelombang mikro juga dipakai untuk terapy kanker yang sering disebut dengan hyperthermia. Penngaturan daya dan perangcangan antena merupakan hal yang utama dari terapi ini. Fokus pemanasan pada volume sel kanker dapat dioptimasi ari perancangan antenna dan pengaturan daya serta jarak antena dengan sel kanker tersebut.
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 dan navigasi
Radar juga memakai gelombang mikro untuk mendeteksi suatu object. Sesuai dengan namanya radio detection and ranging, radar memanfaatkan pantulan gelombang dari object tersebut untuk pendeteksian. meskipun sinyal sangat lemah tetapi dapat dikuatkan kembali sehingga object bisa terdeteksi. Radar biasa dipergunakan untuk mendeteksi benda bergerak. Pantulan tersebut berasal dari polarisasi horizontal, vertical maupun circular. 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.Begitu juga dengan sistem GPS. GPS mempunyai prinsip yang mirip dengan radar. 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 pesan2 tersebut. Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak gps receiver tersebut.
Ternyata dalam kehidupan sehari-hari kita tidak lepas dari peran gelombang mikro. Lalu bagaimana dengan penelitian tentang bidang ini di Indonesia? Sangat disayangkan bahwa studi tentang gelombang mikro secara dasar maupun pemanfaaatannya masih sangat sedikit di Indonesia. Saya sebagai pengajar di Universitas juga merasa malu bahkan prasarana yang ada di universitas untuk melakukan penelitian di bidang ini sangat kurang.
Salah satu universitas yang masuk kategori paling ternama di Indonesia bahkan hanya mempunyai satu buah spektrum analyzer peninggalan jepang (hasil hibah dari Jepang). Lalu bagaimana dengan alat ukur lain seperti scalar network analyzer, vector network analyzer dan piranti-piranti komponen-komponen sistem gelombang mikro. Jangan harap tersedia di universitas, melihatnyapun belum pernah.
Membandingkan dengan Jerman tentu tidak sepantasnya, hanya saja sebagai lecutan motivasi tentu tidak ada salahnya. Studi intensif tentang gelombang mikro dilakukan oleh banyak ilmuwan di Jerman. Dimulai dari studi gelombang elektromagnetik yang merupakan induk dari gelombang mikro oleh Hermann von Helmholtz yang untuk menghormatinya didedikasikan Hemlmhotz equation. Helmhotz sendiri sebenarnya tidak terlalu berkontribusi besar tetapi mahasiswa bimbingannya Heinrich Hertz yang kemudian menjadi seorang profesor di Uni-Karlsruhe melakukan eksperimen tentang keberadaan elektromagnetik membuat perkembangan studi elektromagnetik dan pemanfaatannya menjadi sangat populer. Sekarang banyak ilmuwan-ilmuwan yang menekuni bidang ini.Penelitian dan pengembangan teknologi secara sangat profesional dikelola oleh berbagai institusi. Di institut tempatku bekerja saat ini sedang dikembangkan gyrotron pembangkit gelombang mikro frekuensi dan daya tinggi. Selain itu juga ada grup yang mengembangkan penelitian di bidang aplikasi gelombang mikro untuk pemrosesan material. Itu hanya salah satu contoh pada satu insitut, padahal suatu riset center atau suatu universitas terdiri dari banyak institut. Jadi studi gelombang mikro dan pemanfaatannya dalam bidang, komunikasi, radar dan navigasi maupun pemanasan dilakukan secara intensif diberbagai institut yang tidak saling tumpang tindih. Penelitian kerjasama dilakukan antar institut untuk mengoptimalkan sumberdaya manusia dan prasarana yang masing-masing mempunyai keunggulan tersendiri
Ditulis oleh:
Dhidik Prastiyanto

Definisi Gelombang Elektromagnetik
Orang yang pertama kali menguji hipotesis Maxwall mengenai gelombang elektromagnetik adalah Heinrich Hertz, pada tahun 1887 (Foster, 2004). Percobaan-percobaan yang dilakukan oleh Hertz memberikan definisi gelombang elektromagnetik. Supriyono (2006) menyatakan bahwa “gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak, dengan arah getar tegak lurus satu sama lain, dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang”.
2.2 SIfat-Sifat Gelombang Elektromagnetik
Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, Hertz berhasil mengukur bahwa radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio (100 MHz) yang dibangkitkan memiliki kecepatan rambat sesuai dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell. Di samping itu, eksperimen Hertz ini juga menunjukkan sifat-sifat gelombang dari cahaya, yaitu pemantuan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Dengan demikian, hipotesis Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik telah terbukti kebenarannya melalui eksperimen Hertz. Dari uraian ini, dapat ditulis sifat-sifat gelombang elektromagnetik yaitu:
a. Dapat merambat dalam ruang hampa,
b. Merupakan gelombang transversal,
c. Dapat mengalami polarisasi,
d. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),
e. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),
f. Dapat mengalami interferensi,
g. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),
h. Merambat dalam arah lurus.Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan Maxwell, kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3 x 108 m/s yang nilainya sama dengan laju cahaya terukur (Supriyono, 2006).
Foster (2004) menyatakan bahwa panjang gelombang cahaya tampak mempunyai rentangan antara 400 nm hingga 750 nm. Anonim (2009) menyatakan bahwa frekuensi cahaya tampak dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut.
Kesimpulan
Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak dengan arah getar tegak lurus satu sama lain dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang.
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah dapat merambat dalam ruang hampa, merupakan gelombang transversal, mengalami polarisasi, dapat mengalami pemantulan (refleksi), dapat mengalami pembiasan (refraksi), dapat mengalami interferensi, dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi), dan mermbat dalam arah lurus.
Spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.
Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar adalah gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro (radar), sinar inframerah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.
Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari telah terlihat utamanya dalam bidang teknologi. Adanya teknologi yang semakin canggih membuat gelombang elektromanetik dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang komunikasi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Selain manfaat yang begitu besar, gelombang elektromagnetik juga memiliki kelemahan dan dapat memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan.