Antena Yagi
Antena Yagi atau juga dikenal antena Yagi-Uda digunakan secara luas
dan merupakan salah satu antena dengan desain paling sukses atau banyak
digunakan untuk aplikasi RF direktif. Antena Yagi-Uda adalah nama lengkapnya,
pada umumnya dikenal dengan sebutan Yagi atau antena Yagi.
Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio.
Antena ini dulu banyak digunakan pada Perang Dunia ke 2 karena antena ini
amat mudah dibuat dan tidak terlalu ribet. Antena Yagi adalah antena direktional,
artinya dia hanya dapat mengambil atau menerima sinyal pada satu arah (yaitu
depan), oleh karena itu antena ini berbeda dengan antena dipole standar yang
dapat mengambil sinyal sama baiknya dalam setiap arah. Antena dipole adalah
antena paling sederhana, dia hanya menggunakan satu elemen tunggal. Antena
Yagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 – 20 dB.
Sejarah Antena Yagi Uda
Pada tahun 1926 Dr. Hidetsugu Yagi dan Dr. Shintaro Uda dari Tohoku
Imperial University menemukan sebuah antena yang saat ini umum
digunakan, antena ini dinamakan Yagi Uda. Tetapi biasanya lebih sering
disebut antena Yagi.
Antena Yagi Uda mudah kita jumpai di Indonesia, biasa digunakan
sebagai Antena TV yang dipasang di atap rumah. Antena Yagi bekerja
pada jangkauan frekuensi 30 MHz sampai 3GHz. Dengan jarak 40
sampai 60 km.
Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio.
Antena Yagi adalah antena direktional, artinya dia hanya dapat mengambil atau
menerima sinyal pada satu arah (yaitu depan).Antena Yagi biasanya memiliki
Gain sekitar 3 – 20 dB.
95
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Antena Yagi Uda disusun dengan beberapa elemen atau bagian. Elemen Antena
Yagi Uda terdiri dari :
Driven
Reflector
Director
Boom
Driven adalah titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah
setengah panjang gelombang (0,5 λ) dari frekuensi radio yang dipancarkan atau
diterima.
Reflektor adalah bagian belakang antenna yang berfungsi sebagai pemantul
sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang daripada driven. panjang biasanya
adalah 0,55 λ (panjang gelombang).
Director adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit lebih pendek
daripada driven. Penambahan batang director akan menambah gain antena,
namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin
banyak jumlah director, maka semakin sempit arahnya.
Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. Boom
berbentuk sebatang logam atau kayu yang panjangnya sepanjang antena itu.
Antena Yagi, juga memiliki spasi (jarak) antara elemen. Jaraknya umumnya
sama, yaitu 0.1 λ dari frekuensi.
Antena Yagi mempunyai karakteristik tersendiri yang disebut Pola
Radiasi.Pola Radiasi antena yagi adalah 'Direksional'.Artinya perambatan sinyal
dari antena ini hanya terletak pada satu arah garis lurus. Jika terjadi kemiringan
sudut dari antena pemancar atau sumber sinyal, maka sinyal yang terjadi
akanmenjadi kurang bagus. Pola radiasi direksional Antena Yagi Uda
digambarkan sebagai berikut :
96
96
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 9.1. Pola radiasi antena Yagi
Kita perhatikan gambar diatas, pola 1 adalah pola pancaran antena
dipole. Bila pada antena dipole diberikan sebuah reflektor dan director, maka
akan kita peroleh pola pancaran seperti tergambar sebagai pola 2. Pancaran ke
satu arah akan menjadi lebih jauh sedangkan pancaran ke jurusan lainnya akan
menjadi jauh lebih kecil.Antena pengarah dikatakan mempunyai gain, yang
dinyatakan dalam dB. Gain adalah perbandingan logarithmik antara power
antena dibandingkan dengan dipole ½ Lambda. Apabila sebagai pembanding
digunakan antena isotropic, maka gain dinyatakan dalam dBi. Misalnya antena
dipole ½ Lambda mempunyai gain sebesar +2.1 dBi terhadap isotropic. Akan
tetapi pada umumnya gain suatu antena yang digunakan pembanding adalah
dipole ½ Lambda.Misalnya power suatu antena pada titik A (periksa gambar
diatas) adalah Pa sedangkan power dipole ½ Lambda di tempat itu sebesar Pd ,
maka gain antena:
Mengukur gain suatu antena praktis tidak pernah dilakukan karena untuk
pekerjaan ini diperlukan suatu sangkar Farraday yang cukup besar.Misalnya
untuk penelitian gain antena 35CM perlu sangkar Farraday sebesar 6 x 6 x 6
meter. Makin rendah frekuensi makin besar ukuran sangkar Farraday, hal ini
tentu memakan biaya yang sangat besar.
Perbandingan kuat pancaran ke arah depan dengan arahbelakangdisebut
frontto back ratio.Sedangkan perbandingan kuat pancaran ke depan dengan kuat
pancarank ke arah samping disebut front to side ratio. Untuk mengetahui
keberhasilan kita membuat antena pengarah, secara praktis dapat kita amati dari
front to back rationya. Makin besar front to back ratio menandakan makin baiknya
97
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
pengarahan antena tersebut dan umumnya front to side rationya juga menjadi
makin kecil. Dalam praktek kita tidak pernah mengukur besarnya gain antena.
Antena yagi VHF
Antena Yagiuntuk band VHF 2 meteran biasanya elemennya dibuat lebih
banyak untuk mendapatkan gain yang memuaskan penggunanya. Walaupun
disadari bahwa penambahan director makin banyak makin memberikan
tambahan gain yang makin kecil, akan tetapi karena ujud fisik antena tersebut
kecil dan ringan, maka penambahan elemen yang banyak tidak mempunyai
dampak buruk bagi ketahanan boom dan ketahananterhadap tiupan angin serta
jumlah bahan yang dipakai.
Seperti halnya dengan antena Yagi untuk HF, maka driven element dapat
berupa dipole, akan tetapi kebanyakan menggunakan gamma matching device.
Untuk band 2 meteran, dimensi Gamma matching device dibuat lebih kecil,
seperti terlihat pada gambar dibawah. Sedangkan bahan untuk elemen dapat
digunakan tubing aluminium dari ¼ inch dan tidak perlu dibuat teleskopik.
Untuk VHF 2 meteran, konfigurasi elemenelemen
dibuat tegak untuk
mendapatkan polarisasi vertikal. Yang perlu diperhatikan disini adalah feeder line
harus diatur sedemikian sehingga tegak lurus dengan arah bentangan elemen.
Feeder line dapat ditarik kearah belakang mengikuti boom atau dapat juga ditarik
tegak lurus dengan boom dan tegak lurus pula dengan bentangan elemen.
Gambar dibawah adalah suatu contoh antena Yagi untuk VHF 2 meter dengan 7
elemen, terdiri atas driven element, reflektor dan 5 buah director.
Selanjutnya anda bisa mengadakan modifikasi mengenai spacing dari
masingmasing
elemen serta panjang masingmasing
directornya untuk
memperoleh performance yang paling bagus. Disarankan bahwa setiap kita
mengadakan modifikasi, maka spesifikasi yang lama janganlah dibuang tetapi
dicatat, sehingga misalnya hasil modifikasinya kurang memuaskan, kita masih
dapat kembali pada spesifikasi terdahulu.
98
98
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 9.2. Antena Yagi VHF
Apabila kita perhatikan antenaantena
buatan pabrik maka panjang serta
spacingelemenelemen
beragam. Dengan mempelajari antenaantena
buatan
pabrik tersebut rekanrekan
amatirradio bisa mendapatkan inspirasi untuk
membuat modifikasi sehingga dicapai performance yang lebih baik. Untuk
pembuatan matching device, berikut ini diberikan contoh pembuatan gamma
match untuk VHF 2M yang cocok digunakan pada antena seperti terdapat pada
contoh pada gambar di atas. Gambar dibawah hanyalah sekedar memberikan
contoh salah satu cara membuat gamma matching device, rekanrekan
amatir
radio diharapkan dapat mengadakan modifikasi sehingga dapat ditemukan
device yang lebih bagus lagi.
Gambar 9.3. Gamma Matching antena VHF
99
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Matching dilakukan dengan mengatur gamma rod dan bracket sehingga
didapatkan SWR yang baik. Menggerakkan bracket berarti mengatur induktansi
dan menggerakkan rod berarti mengatur kapasitansi. Antara gamma rod dan
inner coaxial membentuk suatu kondensator, nilai kapasitansinya ditentukan oleh
panjang coaxial cable dalam gamma rod.
Antena Yagi HF
Antena Yagi yang paling sederhana adalah antena 2 elemen yang terdiri atas
satu radiator atau driven elemen dan satu elemen parasitik sebagai director
dengan spacing sekitar 0.1 λ. Power gain dapat mencapai sekitar 5 dB dengn
front to back ratio sebesar 7 sampai 15 dB. Gain akan menjadi sedikit lebih
rendah apabila parasitik elemen tersebut dipasang sebagai reflektor. Untuk
bandband
10 30
meter, bahan elemen dapat dari tubing aluminium sehingga
memungkinkan untuk diputarputar
arahnya. Akan tetapi untuk band 160 meter
atau 80 meter, tubing aluminium menjadi tidak praktis karena terlalu panjang
sehingga kurang kuat, lebih praktis digunakan kawat dengan konsekuensi tidak
dapat diputar arah. Panjang elemen Yagi dipengaruhi oleh diameter elemen dan
adanya sambungansambungan.
Baik diameter elemen maupun banyaknya
sambungan akan memberikan pengaruh terhadap kapasitansi antar elemen,
seperti kita ketahui bahwa dua logam yang terletak sejajar tersebut akan
merupakan suatu kapasitor. Rumus perkiraan untuk menghitung panjang elemen
dan spacing antena Yagi dua elemen adalah sebagai berikut :
Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter.
Director 137 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Elemen antena Yagi untuk band 20, 17, 15, 12 dan 10 meter lebih praktis
dibuat dari bahan tubing aluminium, sehingga dapat diputarputar
dengan
menggunakan rotator yang digerakkan dengan listrik atau rotator yang
digerakkan dengan tangan.
Tubing yang diperlukan untuk membuat antena ini adalah tubing
aluminium yang tebal yang disusun secara teleskopik, ialah ditengah diameter
besar makin ke ujung diameter makin mengecil, agar antena tersebut tidak
100
100
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
menjadi terlalu melengkung ke bawah pada ujungujungnya.
Untuk antena 10
meter, elemen dapat dibuat dari tubing diameter ½ inch dan¾ inch, untuk 20
meter dengan diameter ¼, ½ h, ¾ dan 1 inch.
Gambar 9.4. Antena Yagi 2 elemen untuk HF
Mengenai diameter tubing dapat dicobacoba
sendiri sehingga didapatkan
performance yang cukup baik, mengingat tersedianya tubing aluminium di
pasaran pada masingmasing
tempat.
Antena untuk band band 20 sampai 10 meter dapat dibuat dengan 3
elemen, yaitu driven elemen, satu reflektor dan satu director. Power gain antena
tergantung pada spacing antar elemen, dengan spacing 0.15 λ antena ini
diharapkan akan memeberikan gain sebesar sekitar 8 dB dengan front to back
ratio antara 10 sampai 25 dB.
Gambar 9.5. Antena Yagi HF 3 elemen
Panjang elemen dan spacing antar elemen dapat diperhitungkan dengan rumus
sebagai berikut :
Reflektor elemen 153 / f (dalam MHz) meter.
Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter.
Director 137 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
101
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Elemen antena Yagi di atas masih dapat ditambah lagi menjadi 4 elemen
dengan menambahkan satu director akan tetapi panjang elemennya perlu
diubah. Seperti telah diutarakan di atas, power gain antena tergantung pada
spacing antar elemen atau dapat dikatakan panjang boomnya. Dengan panjang
boom 0.45 λ antena 4 elemen Yagi diharapkan akan memeberikan gain sebesar
sekitar 9.5 dB sampaiu 10 dB dengan front to back ratio antara 15 sampai 25 dB.
Apabila kita perhatikan antara penambahan jumlah elemen dan tambahan
power gainnya, maka terlihat bahwa antena dengan 3 elemen dapat dipandang
merupakan jumlah elemen yang paling optimal. Tambahan jumlah elemen
berikutnya makin tidak memberikan angka yang berarti. Untuk antena Yagi
empat elemen, perhitungan panjang elemen serta spacingnya dapat
menggunakan tabel sebagai berikut :
Reflektor elemen 153 / f (dalam MHz) meter.
Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter.
Director 1 137 / f (dalam MHz) meter.
Director 2 135 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Perlu diperhatikan sekali lagi bahwa diameter tubing, panjang masing
bagian elemen, serta ketinggian antena akan sangat berpengaruh terhadap
kepanjangan elemen Yagi. Rumus tersebut di atas akan memberikan panjang
theoritis yang masih perlu koreksi lingkungan.
Dalam praktek di lapangan, anda diharapkan mengadakan banyak
percobaan, sehingga akan didapatkan hasil yang paling baik disesuaikan dengan
bahan yang dipergunakan serta kondisi lingkungan ditempat masingmasing.
Suatu antena yang sudah diset baik di suatu lokasi, bila dipasang di lain lokasi
bisa menjadi kurang baik.
102
102
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Cara Membuat Antena Yagi untuk 2 meter Band
Dari berbagai macam Buku Referensi Antena yang pernah Penulis baca,
bisa disimpulkan bahwa : “ Tidak ada formula khusus untuk membuat Yagi
terbaik di Band manapun “. Akan tetapi banyak sekali design Yagi yang baik dan
bisa dicoba dibuat sendiri.
Dari berbagai literature tentang antenna Yagi pada Band manapun, secara
umum bisa disimpulkan sbb :
a. Driven Element mempunyai panjang ½ ( lambda ).
Sehingga rumus untuk menghitung total panjang Driven Element sebuah
Yagi adalah sbb :
Dimana :
f adalah frekwensi kerja yang diinginkan.
adalah panjang gelombang diudara
L adalah panjang Driven Element.
K adalah velocity factor pada logam
yang diambil sebesar 0,95.
b. Panjang Reflector biasanya dibuat sekitar 7 % lebih panjang dari Driven
Element.
c. Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven Element.
Jika akan dibuat Yagi yang memiliki elemen lebih dari 3 elemen, maka
Director berikutnya ( Director 2 ) biasanya dipotong sedikit lebih pendek
dari Director 1. Demikian juga dengan Director 3 , Director 4 dan
seterusnya
Sebagai contoh, kita akan membuat antenna Yagi untuk bekerja pada 144 MHz
( 2 m band ). Maka dari perhitungan diperoleh :
= 300 / 144,000 = 2,0833333 meter.
K diambil sebesar 0,95.
103
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Jadi Panjang Driven Element adalah 0,5 x 0,95 x 2,0833333 meter = 0,9896
meter atau dibulatkan 99 cm.
Panjang Reflector 7 % lebih panjang dari Driven Element. Maka panjang
Reflector adalah 1,07 x 99 cm = 105,93 cm dibulatkan 106 cm.
Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven Element. Maka panjang
Director 1 adalah 0,95 x 99 cm = 94,05 cm.
Nah, kita sudah menghitung panjang element sebuah Yagi 3 element yang
mempunyai gain sekitar 5 dB.
Bagaimana dengan jarak antara element ?. Dari literatur yang pernah Penulis
baca :
- Gain terbesar diperoleh jika jarak antara Driven Element dengan Reflector
sekitar 0,2 – 0,25
- Untuk memperoleh coupling yang baik antara Driven Element dengan Director
1, maka Director 1 sebaiknya ditempatkan sejauh 0,1 – 0,15dari Driven
Element.
- Director 2 agar ditempatkan sejauh 0,15 – 0,2 dari Director 1.
- Director 3 ditempatkan sejauh 0,2 – 0,25 dari Director 2, dan seterusnya.
Hal ini berarti, untuk Yagi 2 m Band, jarak antar elemen sekitar 40 cm – 50 cm,
kecuali Driven Elemen dengan Director 1 sekitar 20 cm – 30 cm.
104
104
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel jarak antar elemen antena Yagi 2m Band
Semakin banyak elemen Yagi, maka akan diperoleh gain antenna yang semakin
besar. Grafik berikut ( dari The ARRL Antenna Book, 1974 halaman 153 )
memperlihatkan GAIN vs Banyaknya elemen Yagi.
Gambar 9.6. Perbandingan jumlah elemen dengan gain antena
105
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Terlihat bahwa Yagi 8 elemen bisa menghasilkan gain sekitar 11 – 12 dB dan
Yagi 11 elemen bisa menghasilkan gain sekitar 13 – 14 dB.
Dalam membuat Antena Yagi, maka beberapa hal yang perlu diperhatikan
adalah :
a. Semakin banyak elemen Yagi tentunya akan membutuhkan Boom yang
semakin panjang.
b. Untuk memperoleh gain antenna yang besar, maka Antena Yagi biasanya
dibuat sepanjang mungkin sampai Boomnya mulai melengkung.
Maksimum panjang Boom 6 meter, kecuali di perkuat khusus.
c. Setelah itu, jika masih diperlukan tambahan gain antenna, barulah
antenna Yagi tersebut di stack dua, atau bahkan di stack empat.
Perlu diperhatikan bahwa antenna Yagi yang di stack dua hanya akan
memberikan tambahan 3 dB gain diatas antenna Yagi tunggal dan antenna Yagi
yang di stack empat hanya memberikan tambahan 6 dB gain diatas Yagi tunggal
atau tambahan 3 dB gain diatas Yagi yang di stack dua. Selain itu, perlu cara
khusus jika kita men-stack dua Yagiatau empat Yagi yang biayanya mungkin
kurang sebanding dengan tambahan gain yang kita peroleh.
Berikut akan menguraikan cara-cara membuat Yagi 8 element dan 11
element. Anda bisa memilih yang sesuai dengan keinginan. Tentunya Yagi 11
element akan lebih mahal karena memerlukan Boom yang lebih panjang serta
tambahan Bracket antenna sebanyak 3 buah.
Untuk elemen Reflector, Director 1, Director 2 dst memakai Aluminium
tubing ukuran 3/8 inch. Untuk Driven Element agar bandwidthnya lebih lebar,
usahakan memakai Aluminium tubing berukuran ½ inch. Hal ini agak menyulitkan
karenaanda harus membeli lagi Aluminium dengan ukuran yang berbeda dengan
3/8 inch. Jika sekiranya menyulitkan, maka Driven Element bisa dibuat dengan
Aluminium tubing 3/8 inch. Panjang setiap element antenna dan jarak antara
element bisa dilihat pada Tabel dibawah ini.
106
106
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel Yagi 8 Element dan Yagi 11 Element untuk Band 2 meter.
Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat Yagi 2 m Band sebagaiberikut :
107
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Cara pembuatan Antena Yagi :
- Potong Aluminium tubing ukuran ½ inch sepanjang 99 cm untuk Driven
Element. Beri tanda bagian tengahnya dengan spidol hitam.
- Potong Aluminium tubing ukuran 3/8 inch untuk Reflector dan semua
Director seperti pada Tabel diatas. Beri tanda bagian tengahnya dengan
spidol.
- Potong Aluminium tubing ukuran 1 inch untuk Boom antenna. Panjang Boom
untuk Yagi 8 elemen adalah 2,65 meter. Beri allowance sekitar 5 cm kiri dan
kanan sehingga potonglah sepanjang 275 cm. Sedangkan panjang Boom
untuk Yagi 11 elemen adalah 385 cm sehingga dengan allowance 5 cm kiri
dan kanan, potonglah sepanjang 395 cm.
- Pasang semua elemen Reflector dan Director pada bracketnya. Beri tanda R
untuk Reflector, D1 untuk Director 1, D2 untuk Director 2, dst agar
memudahkan saat kita melakukan assembling nanti.
- Khusus untuk Driven Element, buat dulu Gamma match sesuai petunjuk di
halaman berikut ini.
- Setelah Gamma match selesai dirakit, ambil Boom antenna dan masukkan
semua elemen + bracket kedalam Boom antenna sesuai urutannya.
- Mula-mula tempatkan Reflector pada Boom pada jarak 5 cm dari ujung
Boom.
- Kemudian tempatkan Director terakhir pada ujung Boom yang satu lagi pada
jarak 5 cm dari ujung Boom.
- Reflector dan Director terakhir harus berada dalam satu bidang datar.
- Kemudian, kencangkan baut bracket Driven Element pada Boom antenna
pada jarak 40 cm dari Reflector. Usahakan agar Reflector dan Driven
Element berada dalam satu bidang datar.
- Berikutnya kencangkan baut bracket Director 1 pada Boom antenna pada
jarak 30 cm dari Driven Element.
- Selanjutnya kencangkan baut bracket Director 2 pada Boom antenna pada
jarak 35 cm dari Director 1 atau 65 cm dari Driven Element.
- Kencangkan baut bracket Director 3 pada jarak 40 cm dari Director 2 atau
105 cm dari Driven Element.
- Lakukan berturut-turut untuk Director 4, Director 5, danseterusnya dengan
jarak 40 cm dari Director sebelumnya.
108
108
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
- Teliti kembali dan usahakan agar semua elemen mulai dari Reflector, Driven
Element dan semua Director berada pada satu bidang datar.
- Sampai tahap ini, Yagi Anda sudah selesai dibuat dan siap untuk di tuning
agar SWR nya menunjukkan angka mendekati 1 : 1.
Matching system untuk Yagi
Untuk matching system, bisa digunakan bermacam-macam system, diantaranya :
a. Gamma Match
b. T Match
c. Delta Match
d. Beta Match
e. Omega Match
f. Hairpin Match
Gamma Match merupakan versi unbalance dari T Match, sehingga paling
cocok digunakan untuk coaxial cable sebagai direct feeding untuk Yagi. Gamma
Match mudah dibuat sehingga sangat popular dikalangan amatir radio karena
sangat mudah konstruksinya.
Gambar 9.7. Gamma Match model 1
Gambar 9.8. Gamma Match model 2
109
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Dari illustrasi gambar Gamma Match, terlihat bahwa Driven Element tidak
terputus ditengah seperti halnya antenna Dipole yang memakai Balun 1 : 1. Pada
Gamma Match diperlukan sebuah Capacitor yang menurut Buku Referensi ARRL
Antenna Book, 1974 nilainya sekitar 7 pF per meter panjang gelombang. Dengan
demikian, dapat disimpulkan kebutuhan Capacitor untuk Gamma Match antenna
Yagi untuk berbagai Band adalah sbb :
Capacitor yang dibutuhkan oleh Gamma Match tidak perlu dalam bentuk
Variable Capacitor, tetapi bisa dalam bentuk Fixed Capacitor sesuai Tabel diatas.
Fixed Capacitor tersebut dapat dibuat dari Inner Conductor RG-8 setelah bagian
luar plastic warna hitam dan shieldednya dihilangkan.
Inner Conductor dan lapisan Polypropylene, yaitu lapisan plastic berwarna
putih susu ( bukan foam ) akan tepat masuk kedalam Aluminium tubing ukuran
3/8 inch diameter.Tergantung dari panjang Inner Conductor yang dipakai, maka
akan dihasilkan Capacitor yang berbeda kapasitansinya.
Dari Tabel Data bermacam-macam coaxial cable, ternyata kapasitansi
RG-8adalah sebesar 29,5 pF per-feet ( 1 feet = 30,48 cm ), sehingga setiap 1 cm
RG-8 mempunyai kapasitansi sekitar 1 pF. Dengan demikian untuk membuat
Gamma Match untuk Yagi 2 meter Band, dimana capacitor yang dibutuhkan
adalah 14 pF, maka anda dapat membuat capacitor tersebut dari Inner
Conductor RG-8 sepanjang L = 14 cm karena akan menghasilkan Capacitor
sebesar 14 pF jika Inner Conductortersebut dimasukkan kedalam Aluminium
tubing 3/8 inch. Untuk keperluan penyolderan ke Connector SO-239, tambahkan
allowance sekitar 1 cm seperti pada illustrasi diatas.
110
110
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Untuk bracket Driven Element yang bentuknya seperti gambar dibawah ini,
pilihlah yang jarak d ( center Driven Element to center Connector SO-239 )
sebesar 5 cm untuk Yagi 2 meter Band.
Gambar 9.9. Macam bracket untuk antena Yagi
Sebagai informasi, jarak d untuk Driven Element Yagi berbagai macam Band
adalah sbb :
Cara membuat Gamma Match untuk Yagi 2 meter Band adalah sbb :
- Potong Aluminium tubing ukuran ½ inch untuk Driven Element sepanjang 99
cm.
- Ambil bracket Driven Element dan pasang Connector SO-239 pada
tempatnya.
- Pasang Driven Element pada tempatnya sehingga tepat center.
- Potong coaxial cable RG-8 sepanjang 15 cm dan buang plastic warna hitam
serta shieldednya.
111
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
- Kuliti plastic warna putih Polypropylene sepanjang ¾ cm dan beri sedikit
timah solder. Tekuk sedikit bagian ini untuk di solder ke Connector SO-239.
- Potong Aluminium tubing ukuran 3/8 inch sepanjang 20 cm.
- Masukkan Inner Conductor RG-8 kedalam Aluminium tubing 3/8 inch
sedalam 14 cm.
- Solder ujung Inner Conductor dengan Connector SO-239.
- Pasang Shorting Bar antara Driven Element dan Gamma Match sekitar 11
cm dari center Boom.
- Untuk melindungi Gamma Match dari cuaca hujan maupun terik matahari,
dansebagainya, beri lapisan Araldit warna merah ( fast cure dalam 5 menit )
sehingga seluruh bagian solder dan ujung Inner Conductor tertutup Araldit.
- Driven Element siap dirangkai bersama Reflector dan Director lainnya
menjadi antenna Yagi.
Gambar 9.10. Gamma Match yang sudah jadi
Pemasangan antenna Yagi
Antena Yagi bisa dipasang dengan polarisasi Vertical maupun Horizontal.
Untuk antenna Yagi 2 meter Band biasanya dipasang dengan polarisasi Vertikal
sedangkan Yagi 6 meter, Yagi 10 meter, Yagi 15 meter dan Yagi 20 meter biasa
dipasang dengan polarisasi Horizontal.
Pemasangan Yagi untuk menghasilkan pancaran polarisasi Vertikal
adalah dengan memasang antenna Yagi sedemikian rupa sehingga seluruh
112
112
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
elemen antenna tegak lurus dengan bumi sedangkan untuk menghasilkan
polarisasi Horizontal, seluruh elemen Yagi sejajar dengan bumi.
Untuk memasang antenna Yagi 2 meter Band dengan polarisasi Vertical,
bisa digunakan beberapa cara, yaitu :
1. Boom Yagi diikat pada tiang utama (Mast) yang diletakkan dibelakang
Reflector. Cabel coax dari Driven Element diikat pada Boom dan diarahkan
menuju Reflector. Turun kebawah dari belakang Reflector menuju
Transceiver.
2. Boom Yagi diikat pada Boom lain yang tegak lurus Boom Yagi, tetapi
sejajar dengan bumi. Kemudian pada bagian tengah Boom kedua ini
dipasang tiang utama ( Mast ). Cabel coax dari Driven Element diikat
sepanjang Boom Yagi mengarah ke Boom yang kedua, lalu diarahkan
sepanjang Boom kedua untuk selanjutnya turun mengikuti tiang utama
kearah Transceiver.
Untuk tiang utama ( Mast ), andabisa memakai pipa galvanis berukuran sekitar 1
inch – 1 ¼ inch.
Tuning Yagi 2 meter
Untuk melakukan tuning Yagi 2 meter Band yang sudah selesai dibuat, maka
lakukan beberapa langkah dibawah ini.
1. Hubungkan Transmitter, SWR Meter dan antena Yagi 2 meter dengan
coaxial cable. Disarankan memakai coaxial cable berukuran besar seperti
RG-8 atau RG-213 dengan impedansi 50 Ohm agar redaman oleh cable
coax menjadi kecil.
2. Set Transmitter pada frekwensi yang diinginkan, misalnya 145,480 MHz
dengan daya pancar Low Power atau hanya sekitar 5 Watt.
3. Pasang Yagi 2 meter pada ketinggian sekitar minimum 3 meter sesuai
salah satu konfigurasi diatas dan jauh dari benda-benda lain.
4. Tekan PTT dan lakukan kalibrasi SWR Meter jika dibutuhkan.
5. Ubah switch ke SWR dan baca penunjukan SWR Meter.
6. Ulangi pada beberapa frekwensi lain sepanjang Band 2 meter dengan beda
frekwensi sekitar 500 KHz. Artinya, check penunjukan SWR pada frekwensi
144,000 MHz, 144,500 MHz, 145,000 MHz, 145,500 MHz, 146,000 MHz,
113
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
146,500 MHz, 147,000 MHz, 147,500 MHz dan 148,000 MHz. Catat semua
penujukan SWR pada frekwensi-frekwensi tersebut.
7. Jika penunjukan SWR agak tinggi, turunkan antena Yagi 2 meter Anda dan
ubah posisi Shorting Bar sekitar 0,5 cm agak mendekati center Boom.
8. Ulangi lagi langkah 4 sampaidengan 6.
9. Jika ternyata penunjukan SWR meter makin baik, maka arah perubahan
Shorting Bar tersebut benar.
10. Tetapi jika penunjukan SWR makin naik, berarti arah perubahan Shorting
Bar salah !. Ubah kembali posisi Shoting Bar dan kali ini menjauhi Boom
Antena.
11. Demikianlah lakukan berulang-ulang point 4 sampai dengan 6 sampai
Anda puas dengan penunjukan SWR yang diberikan oleh antenna Yagi 2
meter yang Anda buat.
Nah, antenna Yagi 2 meter Band Anda sudah siap digunakan dan match
pada 144,000 MHz sampai dengan 148,000 MHz.
Gambar 9.11. Yagi 8 elemen
PERCOBAAN
Pengukuran Antena Yagi 3 Elemen
Alat Bantu Mengajar
Antena Yagi Uda 3 Elemen.
Tiang penyangga ( triport )
SWR / Power meter
Coaxial kabel kelengkapannya (2buah). yang meliputi coaxial kabel
dengan ujung BNC - konektor dan konektor-konektor
Obeng + ( plus ) dan (- minus )
114
114
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tang kombinasi
Kunci Pas 13 mm
Generator 2M Band (167,2MHz.)
Tabel pengukuran
Kertas grafik
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini.
2. Rakitlah antena yang akan dipakai percobaan pengukuran seperti pada
gambar dibawah.
PENGGESERAN SHORTING
BAR UNTUK MATCHING
BAUT PENGUNCI
SETELAH DISET
KONDENSATOR (VC) UNTUK
PENGATURAN MATHING BERSAMA
SAMA DENGAN SHORTING BAR
REFLEKTOR
DRIVEN ELEMENT
DIREKTOR
REFLEKTOR 500mm
DRIVEN ELEMENT 474mm
DIREKTOR 448mm
DUDUKAN REFLEKTOR DAN DIREKTOR
TERHADAP BOOM
BOOM
SUSUNAN LENGKAP
DRIVEN ELEMENT
BAUT PENGUNCI
LUBANG ALTERNATIF PENEMPATAN
DRIVEN ELEMENT
A
B
C
D
1
2
3
2cm 1cm
0cm
Gambar 9.12. Susunan pemasangan elemen antena
3. Tempatkan driven elemen pada lubang ke dua dari akhir(belakang)
titik A, dan shorting bar berada pada ujung.(angka 1).
4. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke antena dan satunya ke SWR/power
meter yang bertanda ANT ,dengan ujung-ujung kabel keduanya konektor.
5. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke SWR (dengan tanda TX) dan
satunya ke generator, dengan tanda ujung kabel satu konektor satunya
lagi BNC.
115
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
BNC
TX ANT
POWER
FREQUENCY
RF OUT
VHF GENERATOR
ON
OFF
V 1672
STD BY TRANS
MIT
Jangan hidupkan
sakelar transmit
tanpa beban pada
RF out.
167.20
CAL
DIAMOND
ANTENNA
RANGE FUNCTION POWER
SX-200
MIN MAX
POWER
200W
20W
5W
POWER
CAL
SWR
REV
FWD
OFF
arah pancaran
Gambar 9.13. Susunan pengabelan antara Generator,SWR dan Antena
6. Atur posisi “ Function “ pada SWR meter ( Power, Cal, SWR ) pada posisi
CAL, dan kedudukan “ Power “ ( REV, FORW, OFF ) pada posisi FORW,
sedangkan Range pada 5W.
7. Hidupkan Generator lalu atur potensio Cal pada SWR meter sampai
posisi jarum meter tepat menunjuk pada kedudukan CAL, lalu matikan
dulu Generator.
8. Pindahkan kedudukan Function pada SWR dan hidupkan lagi sakelar
transmit lalu atur VC yang ada di(PCB) dengan cara memutar-mutar VC
116
116
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
dengan obeng plastik dengan ujung obeng -(minus).sampai didapat
sekala pada SWR paling kecil.
9. Cek kembali langkah 7 dan 8 setelah mengadakan pengaturan VC, dan
catat hasil pengukuran pada tabel 1.
10. Matikan sesaat sakelar transmit, dan pindahkan posisi ( Power, Cal,
SWR ) pada Power dan Power pada posisi FWD dan lihat jarum yang
ditunjukkan pada sekala power, catat dan isikan pada tabel 1.
11. Ulangi langkah 10 untuk mendapatkan power REF dengan memindahkan
FWD ke REF dan catat hasil pengukuran pada tabel 1.
12. Ulangi langkah 7,8,9,10 dan 11 untuk mendapatkan data yang sama
diminta diatas dengan merubah posisi shorting bar pada posisi angka 2.
Dan catat hasilnya pada tabel 1.
13. Ulangi langkah 12 pada kedudukan shorting trap pada angka 3 .
Tabel 1.
Kedudukan driven Elemen : A
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
14. Ulangi langkah 13 dengan merubah kedudukan driven elemen pada
posisi B dan catat hasil pengamatan pada tabel 2.
Tabel 2.
Kedudukan driven Elemen : B
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
117
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
15. Ulangi langkah 14 dengan merubah kedudukan driven elemen pada
posisi C dan catat hasil pengamatan pada tabel 3
Tabel 3.
Kedudukan driven Elemen : C
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
c. Tugas
Isikan tabel data hasil pengukuran pada tabel yang telah tersedia pada
antena masing-masing.
Satu antena dikerjakan oleh satu kelompok penentuannya sesuai dengan
pembagian kelompoknya.
Buatlah grafik dari berbagai posisi penempatan shorting trap, dengan
berbagai penempatan kedudukan driven elemen .
Jawab pertanyaan
d. Soal
1. Apakah fungsi penggeseran shorting trap pada driven elemen dan
pengaturan VC pada PCB ?.
2. Adakah pengaruh pemasangan elemen pengarah (direktor) terha-dap
perubahan penunjukan besar kecilnya SWR jika dibandingkan dengan
tanpa adanya direktor?.
3. Samakah besarnya penunjukan SWR saat digunakan daya sedang dengan
daya yang lebih besar saat dipergunakan dalam pengukuran?
4. Apakah perlunya kita mengadakan pengukuran antena dengan SWR meter
sebelum digunakan untuk memancar ?.
5. Apakah kerugian yang diakibatkan jika penggunaan antena dengan sekala
SWR yang cukup besar
118
118
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
10. Kegiatan Belajar 10
a. Tujuan Pembelajaran
Setelah pembelajaran ini diharapkan siswa dapat :
1. Merencanakan tipe antena Quad dan Loop
b. Uraian Materi
Sejarah
Antena Loop ditemukan sekitar awal tahun 1940-an oleh Clarence Moore,
W9LZF, Dia seorang teknisi pada stasiun broadcast milik missionaris katolik di
daerah pegunungan Quito, Equador. Tekanan udara dan kandungan oksigen di
sana cukup tipis karena lokasi berada di ketinggian sekitar 3000 meter diatas
permukaan laut (DPL).
Moore awalnya kebingungan karena antena yang dibuat saat diberi daya
dari pemancar sebesar 10 kW, tidak sampai beberapa hari antenanya rusak
karena dari ujung elemen antena selalu keluar loncatan api, sampai akhirnya
ujung tersebut terbakar (marong) dan putus. Alhasil, ukurannya berubah dan
(karenanya) SWR melonjak tinggi. Moore menyadari bahwa antena vertical,
dipole dan berbagai variant yang dicoba pakai selama ini merupakan antena
dengan Q-factor yang tinggi, cenderung menghasilkan corona effect
(pengumpulan panas, sampai berupa pendaran cahaya) pada ujung-ujungnya
jika dipakai di tempat bertekanan udara dan kandungan oksigen tipis.
Sadar bahwa solusi yang ada adalah dengan memakai sirkit antena
tertutup (=„nggak punya ujung yang bisa jadi lompatan percikan api) akhirnya ia
mencoba bentuk LOOP, yakni seutas kawat atau kabel yang dibentang
sedemikian rupa sehingga kedua ujungnya bertemu kembali di satu titik. Melalui
beberapa percobaan, akhirnya didapati bahwa ukuran yang paling pas buat
rancangan ini adalah satu lambda atau 1 . Terbukti pula bahwa dengan ukuran
segitu bisa didapatkan rancangan yang ber Q-factor rendah, yang selama ini
dicari untuk mengatasi masalah yang dihadapinya.
Hasil percobaan Moore inilah yang jadi cikal-bakal antena Cubical Quad
seperti yang kita kenal sekarang, yang diketahui mempunyai beberapa kelebihan
dibanding rancangan Yagi yang lebih duluan populer karena:
119
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
1. Dengan jarak antar elemen yang sama, cukup dengan 2 elemen (= Boom
yang lebih pendek ) bisa didapatkan Gain yang mendekati perolehan
Gain antena Yagi 3 elemen (7 dBd vs 8 dBd pada ketinggian free space);
2. Cubical Quad bisa berkinerja baik sebagai low angle radiator (lebih baik
untuk DX) dengan posisi feed point yang TIDAK usah terlalu tinggi dari
permukaan tanah, ketimbang antena Yagi yang memerlukan ketinggian
feed point mendekati 1/2 untuk bisa bekerja optimal.
3. Sebagai antena dengan faktor Q yang rendah, bandwidthnya jauh lebih
lebar ketimbang Yagi yang berfaktor Q tinggi.
4. Cubical Quad bisa dibuat dari bahan yang relatif murah (elemen dari
kawat dan spreader dari bambu) daripada Yagi yang biasanya dibuat dari
tubing aluminium.
5. Sebagai sifat “bawaan” antena loop, receiving Cubical Quad lebih
“hening”, noise–nya lebih rendah daripada antena lain yang dari jenis 1/4
atau 1/2 lambda.
Sisi minus Cubical Quad adalah konstruksinya 3D (ada panjang, tinggi dan lebar)
dibanding Yagi yang cuma 2D (panjang dan lebar saja), sehingga proses
perakitan (dan pemasangannya) lebih ribet dan repot.
Konstruksi Quad Loop Antena
Gambar 10.1. Model antena Quad Loop
Karena elemennya terbuat dari kawat, Cubical Quad cenderung lebih
rawan terhadap benang layang-layang putus ketimbang Yagi. Karena merupakan
120
120
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
antena floating (tidak ada bagian yang LANGSUNG tersambung ke ground)
Cubical Quad lebih rawan terhadap sambaran petir, tidak seperti pada Yagi yang
Boom dan elemen-elemennya selalu terhubungkan ke ground lewat klèm-klèman
ke Mast dan Towernya.
Elemen Cubical Quad - baik yang buatan pabrik maupun yang hasil
rakitan sendiri adalah konfigurasi yang paling sederhana dan populer. Bisa
dibuat sebagai monobander, tribander (band 20, 15 dan 10 m) atau anda bisa
memanfaatkannya sebagai duo-bander (15 dan 10 m, atau kombinasi 2 WARC
band 17 dan 12 m). Buat perakit pemula, yang jadi masalah adalah untuk
membuat spreader (perentang).
Buatan pabrik HyGain memakai spreader dari tubing aluminium, sedang
merek semacam Gem Quad, Antena Mart dan Lightning Bolt memakai spreader
berbentuk rod, tubing atau design khusus dari fibre glass.
Perakitan dan Penalaan:
Untuk pemula, pendekatan paling sederhana adalah konfigurasi dua
Quad Loop yang ukurannya dibuat sama, kemudian difungsikan sebagai Driven
Element (DE) dan Reflector (REF). Supaya bekerja sebagai REF, Loop yang
satu di titik temu ujung-ujung elemen (yang pada DE berfungsi sebagai feed
point) diberikan STUB (sambungan berupa ekor atau kuncir), yang dibuat
sedemikian rupa sehingga ukurannya bisa di atur seperlunya pada saat proses
penalaan (tuning).
Untuk Quad 2 elemen konfigurasi paling baik adalah DE+REF ini. Untuk
Yagi 2 elemen, konfigurasi DE+DIR lebih disukai. Quad berbentuk Diamond
(dengan spreader berbentuk tanda +) kinerjanya sedikit lebih baik dari pada yang
berbentuk Square (dengan spreader berbentuk tanda x ), karena pada ketinggian
instalasi yang sama titik current maximum akan berada di ujung atas spreader
sisi tegak (= titik paling tinggi), sedangkan feed pointnya (yang mesti digantungi
coax) berada di ujung bawah spreader sehingga posisinya lebih kokoh untuk
ditala / dimodifikasi, daripada bentuk Square dimana feed point berada di posisi
menggantung di tengah-tengah antara ujung dua spreader (lihat Gambar
berikut).
121
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.2. Model Antena Quad Loop
Perakitan dan Penalaan elemen Quad yang paling sederhana dilakukan
dengan cara:
Untuk Driven Elemen (DE) 1.
1. Potong elemen sesuai ukuran (L-DE pada Tabel di bawah). Lebihkan
5-10 cm untuk sekadar toleransi waktu proses tuning. Rakit elemen
dengan merentangkannya pada spreader sehingga membentuk sebuah
Loop. Titik p pada Tabel adalah titik “singgung” pada spreader di mana
elemen di “canthol”kan (boleh diikat, pada lobang yang di bor di spreader,
di klèm atau apa pun. Usahakan untuk masih bisa digèsèr- gèsèr waktu
proses penalaan untuk mendapatkan bentuk bujursangkar yang sama
sisi);
2. Siapkan impedance transformer (penyelaras impedansi atau disebut juga
sebagai Q- section) untuk band yang dikehendaki, dari coax 72 ohm-an
(RG59A/U atau sejenis) yang dipotong sesuai ukuran (lihat kolom xformer
pada Tabel). Sambungkan di feed point, kemudian sambungkan ujung
lainnya dengan RG58A/U, any length ke TX;
3. Penalaan dilakukan dengan pemotongan atau penambahan kawat
elemen yang dilakukan pada ujung-ujung elemen di feed point.
122
122
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Untuk Reflector (REF)
1. Kalo‟ sudah didapatkan ukuran DE dengan penunjukan SWR terbaik
(tidak usah 1:1) pada proses 1.3 di atas, potong kawat elemen REF
dengan ukuran yang SAMA dengan ukuran elemen DE.
2. Siapkan STUB berupa open wire sepanjang kuranglebih. 60 cm. Buat
saja dari kabel yang sama dengan kabel elemen, dengan spacer dari
bambu atau 3-4 mata terminal kabel untuk mendapatkan jarak 6- 10 cm
antar sisi stub.
3. Pasangkan Stub di ujung elemen REF (yang ada di ujung bawah
spreader sisi tegak) dengan terminal kabel, kemudian short
ujung- ujungnya dengan jumper yang dibuat dari 2 buah alligator clip yang
disambung bertolak belakang. Angka di kolom Stub pada Tabel di bawah
menunjukkan perkiraan (approximate) posisi penjumperan pada stub ini.
4. Pasang struktur REF di ujung lain dari Boom pada jarak antara
1,25 – 1,80 m di belakang DE, yang merupakan JARAK KOMPROMISTIS
antarelemen yang diambil sekitar 1/8 untuk band yang dikehendaki.
5. Naikkan Boom ke posisi paling tidak 7 - 8 m dari tanah (>1/2 pada 15
m), kemudian ujicoba untuk penerimaannya dengan cara meminta salah
satu rekan yang rumahnya 5 - 10 km dari lokasi anda untuk mantheng
carrier di band yang mau diuji coba. Hadapkan antena ke arah rekan
tersebut kemudian naik-turunkan posisi jumper pada Stub sampai
didapatkan bacaan sinyal yang paling kuat (pada proses ini seyogyanya
kecilkan RF Gain semaksimum mungkin untuk mendapatkan hasil yang
lebih akurat).
6. Tahap berikut adalah memutar posisi antena sampai membelakangi
rekan anda, terus ulangi lagi menaik turunkan jumper sampai didapatkan
posisi penerimaan yang paling kecil/ lemah (pada tahap ini buka RF-Gain
semaksimum mungkin). Posisi jumpering point terakhir inilah yang
menunjukkan F/B (front-to-back) Ratio yang optimal.
7. Ganti alligator clip dengan kawat atau kabel yang langsung disolderkan
pada posisi/jarak di tengah-tengah posisi penerimaan maksimum dan
minimum tadi (titik ini adalah titik kompromistis).
123
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Kalau menginginkan penalaan yang lebih teliti, pengaturan pada Stub
bisa diikuti juga dengan pengaturan pada JARAKANTARELEMEN dengan
menggeser MAJU-MUNDUR posisi REF pada Boom sambil kembali
memutar-mutar antena menghadap atau membelakangi stasiun lawan. Lakukan
sampai didapatkan posisi tengah antara penerimaan maksimum dan minimum
seperti pada penalaan Stub. Posisi inilah yang merupakan titik kompromi antara
Foward Gain Maksimum dan F/B ratio terbaik.
Kalau sudah bagus semua, barulah semua ikatan elemen ke spreader
diikat mati, demikian juga semua solderan di feed point, sambungan elemen REF
ke Stub, jumpering di ujung stub dan sambungan antara ujung Matching
transformer serta feeder line di seal baik-baik dengan isolasi ban atau lem epoxy
seputar titik-titik ikatan, sambungan dan solderan.
Sekarang naikkan posisi Boom ke posisi permanen yang direncanakan
semula (biasanya di ujung pipa yang menjulur ke atas kuranglebih 4 m dari ujung
tower). Biasanya akan ada sedikit kenaikan penunjukan SWR, tetapi dari pada
susah menaik-turunkan lagi, kalau SWR hanya sekitar 1.5:1 ya sudah dirasa
cukup karena dengan SWR sedemikian itu losses di hi-band belum begitu terasa
dampaknya pada pancaran Anda. Kalau SWR melewati batas merah, lebih baik
pakai Tuner.
Untuk Cubical Quad yang bekerja multiband, baik untuk elemen DE dan
REF direntang secara berurutan, band terrendah (misalnya 20 m) ditaruh di sisi
paling luar, kemudian band-band berikutnya (15 dan 10 m) di sebelah ke dalam.
Pada versi ini, Q-section dan transmission line untuk masing-masing band mesti
dibuat sendiri-sendiri (terpisah).
Berikut adalah tabel antara frekuensi, panjang Driven Element, panjang
Refflector, posisi jumpering Stub dan ukuran xformernya.
124
124
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel . Ukuran-ukuran di loop antena
An
Gambar 10.3. Model-model antena Delta Loop dan Quad Loop
125
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Loop Antena
Loop Antena yang dimaksud disini adalah seutas kawat yang tersambung
dengan ukuran panjang 1 ( 1 panjang gelombang ) yang dibentuk melingkar
terbuka dengan dengan panjang sisi-sisi yang kurang lebih sama seperti bentuk
segitiga, berlian, kotak, atau lingkaran.
1 Loop dengan 1 dapat dianggap sebagai 2 buah loop dengan panjang
½ yang di satukan atau dihubungkan sehingga membentuk sebuah loop
terbuka seperti dijelaskan diatas.3 bentuk khas loop antena dengan arah
distribusi arusnya seperti terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 10.4. A dan B adalah Loop Antena dengan panjang sisi ¼ , dan C
dengan panjang sisi 1/3 .
Kekuatan radias imaksimum 1 loop tegak lurus terhadap bidang loop
dan minimum pada bidang lingkaran. Jika loop horisontal, antena memancarkan
pancaran terbaik lurus ke atas dan lurus ke bawahdan kurang kesisi.
Keuntungan dar i1 lingkaran ke arah radiasi maksimum adalah sekitar 1 dBd.
Impedansi dari antena Loop dengan panjang 1 adlah sekitar 120. Loop
antena akan resonan di setiap frekuensi, dimana yang dimaksud adalah
kelipatan integral frekuensi center yang ditetapkan yaitu Fo, 2Fo, 3Fo dan
seterusnya.
126
126
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.4. Model rancangan Antena Loop 5 Band
Berikut adalah contoh rancangan Loop antena yang bekerja di 40 meter band.
Gambar 10.5. Ukuran rancangan Loop Antena
Bentuk fisik atau layout antena 40 meter band model Quad Loop seperti gambar
berikut.
127
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.6. Layout Antena Loop untuk 40 meter band
Contoh antena Loop vertikal untuk bekerja di 28 MHz.
Antena Loop vertikal ini merupakan sebuah contoh antena yang
sederhana yang mempunyai penguatan lebih baik dibandingkan dengan antena
Dipole maupun Inverted V. Ini merupakan contoh antena yang baik untuk bereksperimen
dan sangat mudah untuk menaikkan ataupun menurunkan frekuensi
kerjanya. Untuk menghitung dimensinya cukup dengan rumus : 28,4 / F (MHz).
Dimana F adalah frekuensi kerja yang diinginkan dalam satuan MHz.
Antena ini mempunyai penguatan (Gain) sekitar 2,1 dBd. Pada sudut
pancaran rendah, dan diletakkan minimal 1 datas tanah. Antena ini juga sangat
mudah di umpan (Feed) dari pemancar dan tidak memerlukan lagi penyesuai
impedansi. Dengan demikian antena ini langsung bisa disambungkan ke kabel
coaxial dengan impedansi 50 dan dapat menghasilkan penunjukan SWR
sampai 1 : 1 di frekuensi yang diinginkan.
Untuk antena yang dirancang di frekuensi 28,4 MHz, dapat beresonansi
antara 28,0 MHz – 28,8 MHz dengan penunjukan SWR maksimal adalah 2 : 1.
Antena model ini juga mudah dalam penyesuaian atau seting impedansinya.
128
128
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Antena ini dibuat dari bahan kawat standar AWG 12 yang di buat
sedemikian rupa sehingga berbentuk persegi panjang menjulang ke atas. Untuk
pengumpan sinyal berada dibagian bawah antena dengan menambahkan 3 buah
lilitan dari kabel transmisinya yang berfungsi sebagai balun sederhana.
Anda dapat memasang antena ini di tiang bambu, fiber glass, kayu, PVC
atau apapun yang terbuat dari bahan bukan penghantar. Andajuga dapat
menggunakanalumuniumtubinguntuk pemasangannya, tetapi andamungkin
harus menyesuaikankembalidimensiantena untukresonansi.
Antena Yagi atau juga dikenal antena Yagi-Uda digunakan secara luas
dan merupakan salah satu antena dengan desain paling sukses atau banyak
digunakan untuk aplikasi RF direktif. Antena Yagi-Uda adalah nama lengkapnya,
pada umumnya dikenal dengan sebutan Yagi atau antena Yagi.
Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio.
Antena ini dulu banyak digunakan pada Perang Dunia ke 2 karena antena ini
amat mudah dibuat dan tidak terlalu ribet. Antena Yagi adalah antena direktional,
artinya dia hanya dapat mengambil atau menerima sinyal pada satu arah (yaitu
depan), oleh karena itu antena ini berbeda dengan antena dipole standar yang
dapat mengambil sinyal sama baiknya dalam setiap arah. Antena dipole adalah
antena paling sederhana, dia hanya menggunakan satu elemen tunggal. Antena
Yagi biasanya memiliki Gain sekitar 3 – 20 dB.
Sejarah Antena Yagi Uda
Pada tahun 1926 Dr. Hidetsugu Yagi dan Dr. Shintaro Uda dari Tohoku
Imperial University menemukan sebuah antena yang saat ini umum
digunakan, antena ini dinamakan Yagi Uda. Tetapi biasanya lebih sering
disebut antena Yagi.
Antena Yagi Uda mudah kita jumpai di Indonesia, biasa digunakan
sebagai Antena TV yang dipasang di atap rumah. Antena Yagi bekerja
pada jangkauan frekuensi 30 MHz sampai 3GHz. Dengan jarak 40
sampai 60 km.
Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio.
Antena Yagi adalah antena direktional, artinya dia hanya dapat mengambil atau
menerima sinyal pada satu arah (yaitu depan).Antena Yagi biasanya memiliki
Gain sekitar 3 – 20 dB.
95
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Antena Yagi Uda disusun dengan beberapa elemen atau bagian. Elemen Antena
Yagi Uda terdiri dari :
Driven
Reflector
Director
Boom
Driven adalah titik catu dari kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah
setengah panjang gelombang (0,5 λ) dari frekuensi radio yang dipancarkan atau
diterima.
Reflektor adalah bagian belakang antenna yang berfungsi sebagai pemantul
sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang daripada driven. panjang biasanya
adalah 0,55 λ (panjang gelombang).
Director adalah bagian pengarah antena, ukurannya sedikit lebih pendek
daripada driven. Penambahan batang director akan menambah gain antena,
namun akan membuat pola pengarahan antena menjadi lebih sempit. Semakin
banyak jumlah director, maka semakin sempit arahnya.
Boom adalah bagian ditempatkanya driven, reflektor, dan direktor. Boom
berbentuk sebatang logam atau kayu yang panjangnya sepanjang antena itu.
Antena Yagi, juga memiliki spasi (jarak) antara elemen. Jaraknya umumnya
sama, yaitu 0.1 λ dari frekuensi.
Antena Yagi mempunyai karakteristik tersendiri yang disebut Pola
Radiasi.Pola Radiasi antena yagi adalah 'Direksional'.Artinya perambatan sinyal
dari antena ini hanya terletak pada satu arah garis lurus. Jika terjadi kemiringan
sudut dari antena pemancar atau sumber sinyal, maka sinyal yang terjadi
akanmenjadi kurang bagus. Pola radiasi direksional Antena Yagi Uda
digambarkan sebagai berikut :
96
96
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 9.1. Pola radiasi antena Yagi
Kita perhatikan gambar diatas, pola 1 adalah pola pancaran antena
dipole. Bila pada antena dipole diberikan sebuah reflektor dan director, maka
akan kita peroleh pola pancaran seperti tergambar sebagai pola 2. Pancaran ke
satu arah akan menjadi lebih jauh sedangkan pancaran ke jurusan lainnya akan
menjadi jauh lebih kecil.Antena pengarah dikatakan mempunyai gain, yang
dinyatakan dalam dB. Gain adalah perbandingan logarithmik antara power
antena dibandingkan dengan dipole ½ Lambda. Apabila sebagai pembanding
digunakan antena isotropic, maka gain dinyatakan dalam dBi. Misalnya antena
dipole ½ Lambda mempunyai gain sebesar +2.1 dBi terhadap isotropic. Akan
tetapi pada umumnya gain suatu antena yang digunakan pembanding adalah
dipole ½ Lambda.Misalnya power suatu antena pada titik A (periksa gambar
diatas) adalah Pa sedangkan power dipole ½ Lambda di tempat itu sebesar Pd ,
maka gain antena:
Mengukur gain suatu antena praktis tidak pernah dilakukan karena untuk
pekerjaan ini diperlukan suatu sangkar Farraday yang cukup besar.Misalnya
untuk penelitian gain antena 35CM perlu sangkar Farraday sebesar 6 x 6 x 6
meter. Makin rendah frekuensi makin besar ukuran sangkar Farraday, hal ini
tentu memakan biaya yang sangat besar.
Perbandingan kuat pancaran ke arah depan dengan arahbelakangdisebut
frontto back ratio.Sedangkan perbandingan kuat pancaran ke depan dengan kuat
pancarank ke arah samping disebut front to side ratio. Untuk mengetahui
keberhasilan kita membuat antena pengarah, secara praktis dapat kita amati dari
front to back rationya. Makin besar front to back ratio menandakan makin baiknya
97
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
pengarahan antena tersebut dan umumnya front to side rationya juga menjadi
makin kecil. Dalam praktek kita tidak pernah mengukur besarnya gain antena.
Antena yagi VHF
Antena Yagiuntuk band VHF 2 meteran biasanya elemennya dibuat lebih
banyak untuk mendapatkan gain yang memuaskan penggunanya. Walaupun
disadari bahwa penambahan director makin banyak makin memberikan
tambahan gain yang makin kecil, akan tetapi karena ujud fisik antena tersebut
kecil dan ringan, maka penambahan elemen yang banyak tidak mempunyai
dampak buruk bagi ketahanan boom dan ketahananterhadap tiupan angin serta
jumlah bahan yang dipakai.
Seperti halnya dengan antena Yagi untuk HF, maka driven element dapat
berupa dipole, akan tetapi kebanyakan menggunakan gamma matching device.
Untuk band 2 meteran, dimensi Gamma matching device dibuat lebih kecil,
seperti terlihat pada gambar dibawah. Sedangkan bahan untuk elemen dapat
digunakan tubing aluminium dari ¼ inch dan tidak perlu dibuat teleskopik.
Untuk VHF 2 meteran, konfigurasi elemenelemen
dibuat tegak untuk
mendapatkan polarisasi vertikal. Yang perlu diperhatikan disini adalah feeder line
harus diatur sedemikian sehingga tegak lurus dengan arah bentangan elemen.
Feeder line dapat ditarik kearah belakang mengikuti boom atau dapat juga ditarik
tegak lurus dengan boom dan tegak lurus pula dengan bentangan elemen.
Gambar dibawah adalah suatu contoh antena Yagi untuk VHF 2 meter dengan 7
elemen, terdiri atas driven element, reflektor dan 5 buah director.
Selanjutnya anda bisa mengadakan modifikasi mengenai spacing dari
masingmasing
elemen serta panjang masingmasing
directornya untuk
memperoleh performance yang paling bagus. Disarankan bahwa setiap kita
mengadakan modifikasi, maka spesifikasi yang lama janganlah dibuang tetapi
dicatat, sehingga misalnya hasil modifikasinya kurang memuaskan, kita masih
dapat kembali pada spesifikasi terdahulu.
98
98
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 9.2. Antena Yagi VHF
Apabila kita perhatikan antenaantena
buatan pabrik maka panjang serta
spacingelemenelemen
beragam. Dengan mempelajari antenaantena
buatan
pabrik tersebut rekanrekan
amatirradio bisa mendapatkan inspirasi untuk
membuat modifikasi sehingga dicapai performance yang lebih baik. Untuk
pembuatan matching device, berikut ini diberikan contoh pembuatan gamma
match untuk VHF 2M yang cocok digunakan pada antena seperti terdapat pada
contoh pada gambar di atas. Gambar dibawah hanyalah sekedar memberikan
contoh salah satu cara membuat gamma matching device, rekanrekan
amatir
radio diharapkan dapat mengadakan modifikasi sehingga dapat ditemukan
device yang lebih bagus lagi.
Gambar 9.3. Gamma Matching antena VHF
99
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Matching dilakukan dengan mengatur gamma rod dan bracket sehingga
didapatkan SWR yang baik. Menggerakkan bracket berarti mengatur induktansi
dan menggerakkan rod berarti mengatur kapasitansi. Antara gamma rod dan
inner coaxial membentuk suatu kondensator, nilai kapasitansinya ditentukan oleh
panjang coaxial cable dalam gamma rod.
Antena Yagi HF
Antena Yagi yang paling sederhana adalah antena 2 elemen yang terdiri atas
satu radiator atau driven elemen dan satu elemen parasitik sebagai director
dengan spacing sekitar 0.1 λ. Power gain dapat mencapai sekitar 5 dB dengn
front to back ratio sebesar 7 sampai 15 dB. Gain akan menjadi sedikit lebih
rendah apabila parasitik elemen tersebut dipasang sebagai reflektor. Untuk
bandband
10 30
meter, bahan elemen dapat dari tubing aluminium sehingga
memungkinkan untuk diputarputar
arahnya. Akan tetapi untuk band 160 meter
atau 80 meter, tubing aluminium menjadi tidak praktis karena terlalu panjang
sehingga kurang kuat, lebih praktis digunakan kawat dengan konsekuensi tidak
dapat diputar arah. Panjang elemen Yagi dipengaruhi oleh diameter elemen dan
adanya sambungansambungan.
Baik diameter elemen maupun banyaknya
sambungan akan memberikan pengaruh terhadap kapasitansi antar elemen,
seperti kita ketahui bahwa dua logam yang terletak sejajar tersebut akan
merupakan suatu kapasitor. Rumus perkiraan untuk menghitung panjang elemen
dan spacing antena Yagi dua elemen adalah sebagai berikut :
Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter.
Director 137 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Elemen antena Yagi untuk band 20, 17, 15, 12 dan 10 meter lebih praktis
dibuat dari bahan tubing aluminium, sehingga dapat diputarputar
dengan
menggunakan rotator yang digerakkan dengan listrik atau rotator yang
digerakkan dengan tangan.
Tubing yang diperlukan untuk membuat antena ini adalah tubing
aluminium yang tebal yang disusun secara teleskopik, ialah ditengah diameter
besar makin ke ujung diameter makin mengecil, agar antena tersebut tidak
100
100
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
menjadi terlalu melengkung ke bawah pada ujungujungnya.
Untuk antena 10
meter, elemen dapat dibuat dari tubing diameter ½ inch dan¾ inch, untuk 20
meter dengan diameter ¼, ½ h, ¾ dan 1 inch.
Gambar 9.4. Antena Yagi 2 elemen untuk HF
Mengenai diameter tubing dapat dicobacoba
sendiri sehingga didapatkan
performance yang cukup baik, mengingat tersedianya tubing aluminium di
pasaran pada masingmasing
tempat.
Antena untuk band band 20 sampai 10 meter dapat dibuat dengan 3
elemen, yaitu driven elemen, satu reflektor dan satu director. Power gain antena
tergantung pada spacing antar elemen, dengan spacing 0.15 λ antena ini
diharapkan akan memeberikan gain sebesar sekitar 8 dB dengan front to back
ratio antara 10 sampai 25 dB.
Gambar 9.5. Antena Yagi HF 3 elemen
Panjang elemen dan spacing antar elemen dapat diperhitungkan dengan rumus
sebagai berikut :
Reflektor elemen 153 / f (dalam MHz) meter.
Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter.
Director 137 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
101
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Elemen antena Yagi di atas masih dapat ditambah lagi menjadi 4 elemen
dengan menambahkan satu director akan tetapi panjang elemennya perlu
diubah. Seperti telah diutarakan di atas, power gain antena tergantung pada
spacing antar elemen atau dapat dikatakan panjang boomnya. Dengan panjang
boom 0.45 λ antena 4 elemen Yagi diharapkan akan memeberikan gain sebesar
sekitar 9.5 dB sampaiu 10 dB dengan front to back ratio antara 15 sampai 25 dB.
Apabila kita perhatikan antara penambahan jumlah elemen dan tambahan
power gainnya, maka terlihat bahwa antena dengan 3 elemen dapat dipandang
merupakan jumlah elemen yang paling optimal. Tambahan jumlah elemen
berikutnya makin tidak memberikan angka yang berarti. Untuk antena Yagi
empat elemen, perhitungan panjang elemen serta spacingnya dapat
menggunakan tabel sebagai berikut :
Reflektor elemen 153 / f (dalam MHz) meter.
Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter.
Director 1 137 / f (dalam MHz) meter.
Director 2 135 / f (dalam MHz) meter.
Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter
Perlu diperhatikan sekali lagi bahwa diameter tubing, panjang masing
bagian elemen, serta ketinggian antena akan sangat berpengaruh terhadap
kepanjangan elemen Yagi. Rumus tersebut di atas akan memberikan panjang
theoritis yang masih perlu koreksi lingkungan.
Dalam praktek di lapangan, anda diharapkan mengadakan banyak
percobaan, sehingga akan didapatkan hasil yang paling baik disesuaikan dengan
bahan yang dipergunakan serta kondisi lingkungan ditempat masingmasing.
Suatu antena yang sudah diset baik di suatu lokasi, bila dipasang di lain lokasi
bisa menjadi kurang baik.
102
102
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Cara Membuat Antena Yagi untuk 2 meter Band
Dari berbagai macam Buku Referensi Antena yang pernah Penulis baca,
bisa disimpulkan bahwa : “ Tidak ada formula khusus untuk membuat Yagi
terbaik di Band manapun “. Akan tetapi banyak sekali design Yagi yang baik dan
bisa dicoba dibuat sendiri.
Dari berbagai literature tentang antenna Yagi pada Band manapun, secara
umum bisa disimpulkan sbb :
a. Driven Element mempunyai panjang ½ ( lambda ).
Sehingga rumus untuk menghitung total panjang Driven Element sebuah
Yagi adalah sbb :
Dimana :
f adalah frekwensi kerja yang diinginkan.
adalah panjang gelombang diudara
L adalah panjang Driven Element.
K adalah velocity factor pada logam
yang diambil sebesar 0,95.
b. Panjang Reflector biasanya dibuat sekitar 7 % lebih panjang dari Driven
Element.
c. Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven Element.
Jika akan dibuat Yagi yang memiliki elemen lebih dari 3 elemen, maka
Director berikutnya ( Director 2 ) biasanya dipotong sedikit lebih pendek
dari Director 1. Demikian juga dengan Director 3 , Director 4 dan
seterusnya
Sebagai contoh, kita akan membuat antenna Yagi untuk bekerja pada 144 MHz
( 2 m band ). Maka dari perhitungan diperoleh :
= 300 / 144,000 = 2,0833333 meter.
K diambil sebesar 0,95.
103
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Jadi Panjang Driven Element adalah 0,5 x 0,95 x 2,0833333 meter = 0,9896
meter atau dibulatkan 99 cm.
Panjang Reflector 7 % lebih panjang dari Driven Element. Maka panjang
Reflector adalah 1,07 x 99 cm = 105,93 cm dibulatkan 106 cm.
Panjang Director 1 dibuat 5 % lebih pendek dari Driven Element. Maka panjang
Director 1 adalah 0,95 x 99 cm = 94,05 cm.
Nah, kita sudah menghitung panjang element sebuah Yagi 3 element yang
mempunyai gain sekitar 5 dB.
Bagaimana dengan jarak antara element ?. Dari literatur yang pernah Penulis
baca :
- Gain terbesar diperoleh jika jarak antara Driven Element dengan Reflector
sekitar 0,2 – 0,25
- Untuk memperoleh coupling yang baik antara Driven Element dengan Director
1, maka Director 1 sebaiknya ditempatkan sejauh 0,1 – 0,15dari Driven
Element.
- Director 2 agar ditempatkan sejauh 0,15 – 0,2 dari Director 1.
- Director 3 ditempatkan sejauh 0,2 – 0,25 dari Director 2, dan seterusnya.
Hal ini berarti, untuk Yagi 2 m Band, jarak antar elemen sekitar 40 cm – 50 cm,
kecuali Driven Elemen dengan Director 1 sekitar 20 cm – 30 cm.
104
104
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel jarak antar elemen antena Yagi 2m Band
Semakin banyak elemen Yagi, maka akan diperoleh gain antenna yang semakin
besar. Grafik berikut ( dari The ARRL Antenna Book, 1974 halaman 153 )
memperlihatkan GAIN vs Banyaknya elemen Yagi.
Gambar 9.6. Perbandingan jumlah elemen dengan gain antena
105
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Terlihat bahwa Yagi 8 elemen bisa menghasilkan gain sekitar 11 – 12 dB dan
Yagi 11 elemen bisa menghasilkan gain sekitar 13 – 14 dB.
Dalam membuat Antena Yagi, maka beberapa hal yang perlu diperhatikan
adalah :
a. Semakin banyak elemen Yagi tentunya akan membutuhkan Boom yang
semakin panjang.
b. Untuk memperoleh gain antenna yang besar, maka Antena Yagi biasanya
dibuat sepanjang mungkin sampai Boomnya mulai melengkung.
Maksimum panjang Boom 6 meter, kecuali di perkuat khusus.
c. Setelah itu, jika masih diperlukan tambahan gain antenna, barulah
antenna Yagi tersebut di stack dua, atau bahkan di stack empat.
Perlu diperhatikan bahwa antenna Yagi yang di stack dua hanya akan
memberikan tambahan 3 dB gain diatas antenna Yagi tunggal dan antenna Yagi
yang di stack empat hanya memberikan tambahan 6 dB gain diatas Yagi tunggal
atau tambahan 3 dB gain diatas Yagi yang di stack dua. Selain itu, perlu cara
khusus jika kita men-stack dua Yagiatau empat Yagi yang biayanya mungkin
kurang sebanding dengan tambahan gain yang kita peroleh.
Berikut akan menguraikan cara-cara membuat Yagi 8 element dan 11
element. Anda bisa memilih yang sesuai dengan keinginan. Tentunya Yagi 11
element akan lebih mahal karena memerlukan Boom yang lebih panjang serta
tambahan Bracket antenna sebanyak 3 buah.
Untuk elemen Reflector, Director 1, Director 2 dst memakai Aluminium
tubing ukuran 3/8 inch. Untuk Driven Element agar bandwidthnya lebih lebar,
usahakan memakai Aluminium tubing berukuran ½ inch. Hal ini agak menyulitkan
karenaanda harus membeli lagi Aluminium dengan ukuran yang berbeda dengan
3/8 inch. Jika sekiranya menyulitkan, maka Driven Element bisa dibuat dengan
Aluminium tubing 3/8 inch. Panjang setiap element antenna dan jarak antara
element bisa dilihat pada Tabel dibawah ini.
106
106
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel Yagi 8 Element dan Yagi 11 Element untuk Band 2 meter.
Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat Yagi 2 m Band sebagaiberikut :
107
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Cara pembuatan Antena Yagi :
- Potong Aluminium tubing ukuran ½ inch sepanjang 99 cm untuk Driven
Element. Beri tanda bagian tengahnya dengan spidol hitam.
- Potong Aluminium tubing ukuran 3/8 inch untuk Reflector dan semua
Director seperti pada Tabel diatas. Beri tanda bagian tengahnya dengan
spidol.
- Potong Aluminium tubing ukuran 1 inch untuk Boom antenna. Panjang Boom
untuk Yagi 8 elemen adalah 2,65 meter. Beri allowance sekitar 5 cm kiri dan
kanan sehingga potonglah sepanjang 275 cm. Sedangkan panjang Boom
untuk Yagi 11 elemen adalah 385 cm sehingga dengan allowance 5 cm kiri
dan kanan, potonglah sepanjang 395 cm.
- Pasang semua elemen Reflector dan Director pada bracketnya. Beri tanda R
untuk Reflector, D1 untuk Director 1, D2 untuk Director 2, dst agar
memudahkan saat kita melakukan assembling nanti.
- Khusus untuk Driven Element, buat dulu Gamma match sesuai petunjuk di
halaman berikut ini.
- Setelah Gamma match selesai dirakit, ambil Boom antenna dan masukkan
semua elemen + bracket kedalam Boom antenna sesuai urutannya.
- Mula-mula tempatkan Reflector pada Boom pada jarak 5 cm dari ujung
Boom.
- Kemudian tempatkan Director terakhir pada ujung Boom yang satu lagi pada
jarak 5 cm dari ujung Boom.
- Reflector dan Director terakhir harus berada dalam satu bidang datar.
- Kemudian, kencangkan baut bracket Driven Element pada Boom antenna
pada jarak 40 cm dari Reflector. Usahakan agar Reflector dan Driven
Element berada dalam satu bidang datar.
- Berikutnya kencangkan baut bracket Director 1 pada Boom antenna pada
jarak 30 cm dari Driven Element.
- Selanjutnya kencangkan baut bracket Director 2 pada Boom antenna pada
jarak 35 cm dari Director 1 atau 65 cm dari Driven Element.
- Kencangkan baut bracket Director 3 pada jarak 40 cm dari Director 2 atau
105 cm dari Driven Element.
- Lakukan berturut-turut untuk Director 4, Director 5, danseterusnya dengan
jarak 40 cm dari Director sebelumnya.
108
108
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
- Teliti kembali dan usahakan agar semua elemen mulai dari Reflector, Driven
Element dan semua Director berada pada satu bidang datar.
- Sampai tahap ini, Yagi Anda sudah selesai dibuat dan siap untuk di tuning
agar SWR nya menunjukkan angka mendekati 1 : 1.
Matching system untuk Yagi
Untuk matching system, bisa digunakan bermacam-macam system, diantaranya :
a. Gamma Match
b. T Match
c. Delta Match
d. Beta Match
e. Omega Match
f. Hairpin Match
Gamma Match merupakan versi unbalance dari T Match, sehingga paling
cocok digunakan untuk coaxial cable sebagai direct feeding untuk Yagi. Gamma
Match mudah dibuat sehingga sangat popular dikalangan amatir radio karena
sangat mudah konstruksinya.
Gambar 9.7. Gamma Match model 1
Gambar 9.8. Gamma Match model 2
109
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Dari illustrasi gambar Gamma Match, terlihat bahwa Driven Element tidak
terputus ditengah seperti halnya antenna Dipole yang memakai Balun 1 : 1. Pada
Gamma Match diperlukan sebuah Capacitor yang menurut Buku Referensi ARRL
Antenna Book, 1974 nilainya sekitar 7 pF per meter panjang gelombang. Dengan
demikian, dapat disimpulkan kebutuhan Capacitor untuk Gamma Match antenna
Yagi untuk berbagai Band adalah sbb :
Capacitor yang dibutuhkan oleh Gamma Match tidak perlu dalam bentuk
Variable Capacitor, tetapi bisa dalam bentuk Fixed Capacitor sesuai Tabel diatas.
Fixed Capacitor tersebut dapat dibuat dari Inner Conductor RG-8 setelah bagian
luar plastic warna hitam dan shieldednya dihilangkan.
Inner Conductor dan lapisan Polypropylene, yaitu lapisan plastic berwarna
putih susu ( bukan foam ) akan tepat masuk kedalam Aluminium tubing ukuran
3/8 inch diameter.Tergantung dari panjang Inner Conductor yang dipakai, maka
akan dihasilkan Capacitor yang berbeda kapasitansinya.
Dari Tabel Data bermacam-macam coaxial cable, ternyata kapasitansi
RG-8adalah sebesar 29,5 pF per-feet ( 1 feet = 30,48 cm ), sehingga setiap 1 cm
RG-8 mempunyai kapasitansi sekitar 1 pF. Dengan demikian untuk membuat
Gamma Match untuk Yagi 2 meter Band, dimana capacitor yang dibutuhkan
adalah 14 pF, maka anda dapat membuat capacitor tersebut dari Inner
Conductor RG-8 sepanjang L = 14 cm karena akan menghasilkan Capacitor
sebesar 14 pF jika Inner Conductortersebut dimasukkan kedalam Aluminium
tubing 3/8 inch. Untuk keperluan penyolderan ke Connector SO-239, tambahkan
allowance sekitar 1 cm seperti pada illustrasi diatas.
110
110
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Untuk bracket Driven Element yang bentuknya seperti gambar dibawah ini,
pilihlah yang jarak d ( center Driven Element to center Connector SO-239 )
sebesar 5 cm untuk Yagi 2 meter Band.
Gambar 9.9. Macam bracket untuk antena Yagi
Sebagai informasi, jarak d untuk Driven Element Yagi berbagai macam Band
adalah sbb :
Cara membuat Gamma Match untuk Yagi 2 meter Band adalah sbb :
- Potong Aluminium tubing ukuran ½ inch untuk Driven Element sepanjang 99
cm.
- Ambil bracket Driven Element dan pasang Connector SO-239 pada
tempatnya.
- Pasang Driven Element pada tempatnya sehingga tepat center.
- Potong coaxial cable RG-8 sepanjang 15 cm dan buang plastic warna hitam
serta shieldednya.
111
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
- Kuliti plastic warna putih Polypropylene sepanjang ¾ cm dan beri sedikit
timah solder. Tekuk sedikit bagian ini untuk di solder ke Connector SO-239.
- Potong Aluminium tubing ukuran 3/8 inch sepanjang 20 cm.
- Masukkan Inner Conductor RG-8 kedalam Aluminium tubing 3/8 inch
sedalam 14 cm.
- Solder ujung Inner Conductor dengan Connector SO-239.
- Pasang Shorting Bar antara Driven Element dan Gamma Match sekitar 11
cm dari center Boom.
- Untuk melindungi Gamma Match dari cuaca hujan maupun terik matahari,
dansebagainya, beri lapisan Araldit warna merah ( fast cure dalam 5 menit )
sehingga seluruh bagian solder dan ujung Inner Conductor tertutup Araldit.
- Driven Element siap dirangkai bersama Reflector dan Director lainnya
menjadi antenna Yagi.
Gambar 9.10. Gamma Match yang sudah jadi
Pemasangan antenna Yagi
Antena Yagi bisa dipasang dengan polarisasi Vertical maupun Horizontal.
Untuk antenna Yagi 2 meter Band biasanya dipasang dengan polarisasi Vertikal
sedangkan Yagi 6 meter, Yagi 10 meter, Yagi 15 meter dan Yagi 20 meter biasa
dipasang dengan polarisasi Horizontal.
Pemasangan Yagi untuk menghasilkan pancaran polarisasi Vertikal
adalah dengan memasang antenna Yagi sedemikian rupa sehingga seluruh
112
112
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
elemen antenna tegak lurus dengan bumi sedangkan untuk menghasilkan
polarisasi Horizontal, seluruh elemen Yagi sejajar dengan bumi.
Untuk memasang antenna Yagi 2 meter Band dengan polarisasi Vertical,
bisa digunakan beberapa cara, yaitu :
1. Boom Yagi diikat pada tiang utama (Mast) yang diletakkan dibelakang
Reflector. Cabel coax dari Driven Element diikat pada Boom dan diarahkan
menuju Reflector. Turun kebawah dari belakang Reflector menuju
Transceiver.
2. Boom Yagi diikat pada Boom lain yang tegak lurus Boom Yagi, tetapi
sejajar dengan bumi. Kemudian pada bagian tengah Boom kedua ini
dipasang tiang utama ( Mast ). Cabel coax dari Driven Element diikat
sepanjang Boom Yagi mengarah ke Boom yang kedua, lalu diarahkan
sepanjang Boom kedua untuk selanjutnya turun mengikuti tiang utama
kearah Transceiver.
Untuk tiang utama ( Mast ), andabisa memakai pipa galvanis berukuran sekitar 1
inch – 1 ¼ inch.
Tuning Yagi 2 meter
Untuk melakukan tuning Yagi 2 meter Band yang sudah selesai dibuat, maka
lakukan beberapa langkah dibawah ini.
1. Hubungkan Transmitter, SWR Meter dan antena Yagi 2 meter dengan
coaxial cable. Disarankan memakai coaxial cable berukuran besar seperti
RG-8 atau RG-213 dengan impedansi 50 Ohm agar redaman oleh cable
coax menjadi kecil.
2. Set Transmitter pada frekwensi yang diinginkan, misalnya 145,480 MHz
dengan daya pancar Low Power atau hanya sekitar 5 Watt.
3. Pasang Yagi 2 meter pada ketinggian sekitar minimum 3 meter sesuai
salah satu konfigurasi diatas dan jauh dari benda-benda lain.
4. Tekan PTT dan lakukan kalibrasi SWR Meter jika dibutuhkan.
5. Ubah switch ke SWR dan baca penunjukan SWR Meter.
6. Ulangi pada beberapa frekwensi lain sepanjang Band 2 meter dengan beda
frekwensi sekitar 500 KHz. Artinya, check penunjukan SWR pada frekwensi
144,000 MHz, 144,500 MHz, 145,000 MHz, 145,500 MHz, 146,000 MHz,
113
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
146,500 MHz, 147,000 MHz, 147,500 MHz dan 148,000 MHz. Catat semua
penujukan SWR pada frekwensi-frekwensi tersebut.
7. Jika penunjukan SWR agak tinggi, turunkan antena Yagi 2 meter Anda dan
ubah posisi Shorting Bar sekitar 0,5 cm agak mendekati center Boom.
8. Ulangi lagi langkah 4 sampaidengan 6.
9. Jika ternyata penunjukan SWR meter makin baik, maka arah perubahan
Shorting Bar tersebut benar.
10. Tetapi jika penunjukan SWR makin naik, berarti arah perubahan Shorting
Bar salah !. Ubah kembali posisi Shoting Bar dan kali ini menjauhi Boom
Antena.
11. Demikianlah lakukan berulang-ulang point 4 sampai dengan 6 sampai
Anda puas dengan penunjukan SWR yang diberikan oleh antenna Yagi 2
meter yang Anda buat.
Nah, antenna Yagi 2 meter Band Anda sudah siap digunakan dan match
pada 144,000 MHz sampai dengan 148,000 MHz.
Gambar 9.11. Yagi 8 elemen
PERCOBAAN
Pengukuran Antena Yagi 3 Elemen
Alat Bantu Mengajar
Antena Yagi Uda 3 Elemen.
Tiang penyangga ( triport )
SWR / Power meter
Coaxial kabel kelengkapannya (2buah). yang meliputi coaxial kabel
dengan ujung BNC - konektor dan konektor-konektor
Obeng + ( plus ) dan (- minus )
114
114
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tang kombinasi
Kunci Pas 13 mm
Generator 2M Band (167,2MHz.)
Tabel pengukuran
Kertas grafik
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini.
2. Rakitlah antena yang akan dipakai percobaan pengukuran seperti pada
gambar dibawah.
PENGGESERAN SHORTING
BAR UNTUK MATCHING
BAUT PENGUNCI
SETELAH DISET
KONDENSATOR (VC) UNTUK
PENGATURAN MATHING BERSAMA
SAMA DENGAN SHORTING BAR
REFLEKTOR
DRIVEN ELEMENT
DIREKTOR
REFLEKTOR 500mm
DRIVEN ELEMENT 474mm
DIREKTOR 448mm
DUDUKAN REFLEKTOR DAN DIREKTOR
TERHADAP BOOM
BOOM
SUSUNAN LENGKAP
DRIVEN ELEMENT
BAUT PENGUNCI
LUBANG ALTERNATIF PENEMPATAN
DRIVEN ELEMENT
A
B
C
D
1
2
3
2cm 1cm
0cm
Gambar 9.12. Susunan pemasangan elemen antena
3. Tempatkan driven elemen pada lubang ke dua dari akhir(belakang)
titik A, dan shorting bar berada pada ujung.(angka 1).
4. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke antena dan satunya ke SWR/power
meter yang bertanda ANT ,dengan ujung-ujung kabel keduanya konektor.
5. Hubungkan kabel RG 8 ujung satu ke SWR (dengan tanda TX) dan
satunya ke generator, dengan tanda ujung kabel satu konektor satunya
lagi BNC.
115
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
BNC
TX ANT
POWER
FREQUENCY
RF OUT
VHF GENERATOR
ON
OFF
V 1672
STD BY TRANS
MIT
Jangan hidupkan
sakelar transmit
tanpa beban pada
RF out.
167.20
CAL
DIAMOND
ANTENNA
RANGE FUNCTION POWER
SX-200
MIN MAX
POWER
200W
20W
5W
POWER
CAL
SWR
REV
FWD
OFF
arah pancaran
Gambar 9.13. Susunan pengabelan antara Generator,SWR dan Antena
6. Atur posisi “ Function “ pada SWR meter ( Power, Cal, SWR ) pada posisi
CAL, dan kedudukan “ Power “ ( REV, FORW, OFF ) pada posisi FORW,
sedangkan Range pada 5W.
7. Hidupkan Generator lalu atur potensio Cal pada SWR meter sampai
posisi jarum meter tepat menunjuk pada kedudukan CAL, lalu matikan
dulu Generator.
8. Pindahkan kedudukan Function pada SWR dan hidupkan lagi sakelar
transmit lalu atur VC yang ada di(PCB) dengan cara memutar-mutar VC
116
116
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
dengan obeng plastik dengan ujung obeng -(minus).sampai didapat
sekala pada SWR paling kecil.
9. Cek kembali langkah 7 dan 8 setelah mengadakan pengaturan VC, dan
catat hasil pengukuran pada tabel 1.
10. Matikan sesaat sakelar transmit, dan pindahkan posisi ( Power, Cal,
SWR ) pada Power dan Power pada posisi FWD dan lihat jarum yang
ditunjukkan pada sekala power, catat dan isikan pada tabel 1.
11. Ulangi langkah 10 untuk mendapatkan power REF dengan memindahkan
FWD ke REF dan catat hasil pengukuran pada tabel 1.
12. Ulangi langkah 7,8,9,10 dan 11 untuk mendapatkan data yang sama
diminta diatas dengan merubah posisi shorting bar pada posisi angka 2.
Dan catat hasilnya pada tabel 1.
13. Ulangi langkah 12 pada kedudukan shorting trap pada angka 3 .
Tabel 1.
Kedudukan driven Elemen : A
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
14. Ulangi langkah 13 dengan merubah kedudukan driven elemen pada
posisi B dan catat hasil pengamatan pada tabel 2.
Tabel 2.
Kedudukan driven Elemen : B
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
117
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
15. Ulangi langkah 14 dengan merubah kedudukan driven elemen pada
posisi C dan catat hasil pengamatan pada tabel 3
Tabel 3.
Kedudukan driven Elemen : C
ked. S. trap. SWR daya FWD daya REF
0 cm
1 cm
2 cm
c. Tugas
Isikan tabel data hasil pengukuran pada tabel yang telah tersedia pada
antena masing-masing.
Satu antena dikerjakan oleh satu kelompok penentuannya sesuai dengan
pembagian kelompoknya.
Buatlah grafik dari berbagai posisi penempatan shorting trap, dengan
berbagai penempatan kedudukan driven elemen .
Jawab pertanyaan
d. Soal
1. Apakah fungsi penggeseran shorting trap pada driven elemen dan
pengaturan VC pada PCB ?.
2. Adakah pengaruh pemasangan elemen pengarah (direktor) terha-dap
perubahan penunjukan besar kecilnya SWR jika dibandingkan dengan
tanpa adanya direktor?.
3. Samakah besarnya penunjukan SWR saat digunakan daya sedang dengan
daya yang lebih besar saat dipergunakan dalam pengukuran?
4. Apakah perlunya kita mengadakan pengukuran antena dengan SWR meter
sebelum digunakan untuk memancar ?.
5. Apakah kerugian yang diakibatkan jika penggunaan antena dengan sekala
SWR yang cukup besar
118
118
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
10. Kegiatan Belajar 10
a. Tujuan Pembelajaran
Setelah pembelajaran ini diharapkan siswa dapat :
1. Merencanakan tipe antena Quad dan Loop
b. Uraian Materi
Sejarah
Antena Loop ditemukan sekitar awal tahun 1940-an oleh Clarence Moore,
W9LZF, Dia seorang teknisi pada stasiun broadcast milik missionaris katolik di
daerah pegunungan Quito, Equador. Tekanan udara dan kandungan oksigen di
sana cukup tipis karena lokasi berada di ketinggian sekitar 3000 meter diatas
permukaan laut (DPL).
Moore awalnya kebingungan karena antena yang dibuat saat diberi daya
dari pemancar sebesar 10 kW, tidak sampai beberapa hari antenanya rusak
karena dari ujung elemen antena selalu keluar loncatan api, sampai akhirnya
ujung tersebut terbakar (marong) dan putus. Alhasil, ukurannya berubah dan
(karenanya) SWR melonjak tinggi. Moore menyadari bahwa antena vertical,
dipole dan berbagai variant yang dicoba pakai selama ini merupakan antena
dengan Q-factor yang tinggi, cenderung menghasilkan corona effect
(pengumpulan panas, sampai berupa pendaran cahaya) pada ujung-ujungnya
jika dipakai di tempat bertekanan udara dan kandungan oksigen tipis.
Sadar bahwa solusi yang ada adalah dengan memakai sirkit antena
tertutup (=„nggak punya ujung yang bisa jadi lompatan percikan api) akhirnya ia
mencoba bentuk LOOP, yakni seutas kawat atau kabel yang dibentang
sedemikian rupa sehingga kedua ujungnya bertemu kembali di satu titik. Melalui
beberapa percobaan, akhirnya didapati bahwa ukuran yang paling pas buat
rancangan ini adalah satu lambda atau 1 . Terbukti pula bahwa dengan ukuran
segitu bisa didapatkan rancangan yang ber Q-factor rendah, yang selama ini
dicari untuk mengatasi masalah yang dihadapinya.
Hasil percobaan Moore inilah yang jadi cikal-bakal antena Cubical Quad
seperti yang kita kenal sekarang, yang diketahui mempunyai beberapa kelebihan
dibanding rancangan Yagi yang lebih duluan populer karena:
119
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
1. Dengan jarak antar elemen yang sama, cukup dengan 2 elemen (= Boom
yang lebih pendek ) bisa didapatkan Gain yang mendekati perolehan
Gain antena Yagi 3 elemen (7 dBd vs 8 dBd pada ketinggian free space);
2. Cubical Quad bisa berkinerja baik sebagai low angle radiator (lebih baik
untuk DX) dengan posisi feed point yang TIDAK usah terlalu tinggi dari
permukaan tanah, ketimbang antena Yagi yang memerlukan ketinggian
feed point mendekati 1/2 untuk bisa bekerja optimal.
3. Sebagai antena dengan faktor Q yang rendah, bandwidthnya jauh lebih
lebar ketimbang Yagi yang berfaktor Q tinggi.
4. Cubical Quad bisa dibuat dari bahan yang relatif murah (elemen dari
kawat dan spreader dari bambu) daripada Yagi yang biasanya dibuat dari
tubing aluminium.
5. Sebagai sifat “bawaan” antena loop, receiving Cubical Quad lebih
“hening”, noise–nya lebih rendah daripada antena lain yang dari jenis 1/4
atau 1/2 lambda.
Sisi minus Cubical Quad adalah konstruksinya 3D (ada panjang, tinggi dan lebar)
dibanding Yagi yang cuma 2D (panjang dan lebar saja), sehingga proses
perakitan (dan pemasangannya) lebih ribet dan repot.
Konstruksi Quad Loop Antena
Gambar 10.1. Model antena Quad Loop
Karena elemennya terbuat dari kawat, Cubical Quad cenderung lebih
rawan terhadap benang layang-layang putus ketimbang Yagi. Karena merupakan
120
120
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
antena floating (tidak ada bagian yang LANGSUNG tersambung ke ground)
Cubical Quad lebih rawan terhadap sambaran petir, tidak seperti pada Yagi yang
Boom dan elemen-elemennya selalu terhubungkan ke ground lewat klèm-klèman
ke Mast dan Towernya.
Elemen Cubical Quad - baik yang buatan pabrik maupun yang hasil
rakitan sendiri adalah konfigurasi yang paling sederhana dan populer. Bisa
dibuat sebagai monobander, tribander (band 20, 15 dan 10 m) atau anda bisa
memanfaatkannya sebagai duo-bander (15 dan 10 m, atau kombinasi 2 WARC
band 17 dan 12 m). Buat perakit pemula, yang jadi masalah adalah untuk
membuat spreader (perentang).
Buatan pabrik HyGain memakai spreader dari tubing aluminium, sedang
merek semacam Gem Quad, Antena Mart dan Lightning Bolt memakai spreader
berbentuk rod, tubing atau design khusus dari fibre glass.
Perakitan dan Penalaan:
Untuk pemula, pendekatan paling sederhana adalah konfigurasi dua
Quad Loop yang ukurannya dibuat sama, kemudian difungsikan sebagai Driven
Element (DE) dan Reflector (REF). Supaya bekerja sebagai REF, Loop yang
satu di titik temu ujung-ujung elemen (yang pada DE berfungsi sebagai feed
point) diberikan STUB (sambungan berupa ekor atau kuncir), yang dibuat
sedemikian rupa sehingga ukurannya bisa di atur seperlunya pada saat proses
penalaan (tuning).
Untuk Quad 2 elemen konfigurasi paling baik adalah DE+REF ini. Untuk
Yagi 2 elemen, konfigurasi DE+DIR lebih disukai. Quad berbentuk Diamond
(dengan spreader berbentuk tanda +) kinerjanya sedikit lebih baik dari pada yang
berbentuk Square (dengan spreader berbentuk tanda x ), karena pada ketinggian
instalasi yang sama titik current maximum akan berada di ujung atas spreader
sisi tegak (= titik paling tinggi), sedangkan feed pointnya (yang mesti digantungi
coax) berada di ujung bawah spreader sehingga posisinya lebih kokoh untuk
ditala / dimodifikasi, daripada bentuk Square dimana feed point berada di posisi
menggantung di tengah-tengah antara ujung dua spreader (lihat Gambar
berikut).
121
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.2. Model Antena Quad Loop
Perakitan dan Penalaan elemen Quad yang paling sederhana dilakukan
dengan cara:
Untuk Driven Elemen (DE) 1.
1. Potong elemen sesuai ukuran (L-DE pada Tabel di bawah). Lebihkan
5-10 cm untuk sekadar toleransi waktu proses tuning. Rakit elemen
dengan merentangkannya pada spreader sehingga membentuk sebuah
Loop. Titik p pada Tabel adalah titik “singgung” pada spreader di mana
elemen di “canthol”kan (boleh diikat, pada lobang yang di bor di spreader,
di klèm atau apa pun. Usahakan untuk masih bisa digèsèr- gèsèr waktu
proses penalaan untuk mendapatkan bentuk bujursangkar yang sama
sisi);
2. Siapkan impedance transformer (penyelaras impedansi atau disebut juga
sebagai Q- section) untuk band yang dikehendaki, dari coax 72 ohm-an
(RG59A/U atau sejenis) yang dipotong sesuai ukuran (lihat kolom xformer
pada Tabel). Sambungkan di feed point, kemudian sambungkan ujung
lainnya dengan RG58A/U, any length ke TX;
3. Penalaan dilakukan dengan pemotongan atau penambahan kawat
elemen yang dilakukan pada ujung-ujung elemen di feed point.
122
122
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Untuk Reflector (REF)
1. Kalo‟ sudah didapatkan ukuran DE dengan penunjukan SWR terbaik
(tidak usah 1:1) pada proses 1.3 di atas, potong kawat elemen REF
dengan ukuran yang SAMA dengan ukuran elemen DE.
2. Siapkan STUB berupa open wire sepanjang kuranglebih. 60 cm. Buat
saja dari kabel yang sama dengan kabel elemen, dengan spacer dari
bambu atau 3-4 mata terminal kabel untuk mendapatkan jarak 6- 10 cm
antar sisi stub.
3. Pasangkan Stub di ujung elemen REF (yang ada di ujung bawah
spreader sisi tegak) dengan terminal kabel, kemudian short
ujung- ujungnya dengan jumper yang dibuat dari 2 buah alligator clip yang
disambung bertolak belakang. Angka di kolom Stub pada Tabel di bawah
menunjukkan perkiraan (approximate) posisi penjumperan pada stub ini.
4. Pasang struktur REF di ujung lain dari Boom pada jarak antara
1,25 – 1,80 m di belakang DE, yang merupakan JARAK KOMPROMISTIS
antarelemen yang diambil sekitar 1/8 untuk band yang dikehendaki.
5. Naikkan Boom ke posisi paling tidak 7 - 8 m dari tanah (>1/2 pada 15
m), kemudian ujicoba untuk penerimaannya dengan cara meminta salah
satu rekan yang rumahnya 5 - 10 km dari lokasi anda untuk mantheng
carrier di band yang mau diuji coba. Hadapkan antena ke arah rekan
tersebut kemudian naik-turunkan posisi jumper pada Stub sampai
didapatkan bacaan sinyal yang paling kuat (pada proses ini seyogyanya
kecilkan RF Gain semaksimum mungkin untuk mendapatkan hasil yang
lebih akurat).
6. Tahap berikut adalah memutar posisi antena sampai membelakangi
rekan anda, terus ulangi lagi menaik turunkan jumper sampai didapatkan
posisi penerimaan yang paling kecil/ lemah (pada tahap ini buka RF-Gain
semaksimum mungkin). Posisi jumpering point terakhir inilah yang
menunjukkan F/B (front-to-back) Ratio yang optimal.
7. Ganti alligator clip dengan kawat atau kabel yang langsung disolderkan
pada posisi/jarak di tengah-tengah posisi penerimaan maksimum dan
minimum tadi (titik ini adalah titik kompromistis).
123
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Kalau menginginkan penalaan yang lebih teliti, pengaturan pada Stub
bisa diikuti juga dengan pengaturan pada JARAKANTARELEMEN dengan
menggeser MAJU-MUNDUR posisi REF pada Boom sambil kembali
memutar-mutar antena menghadap atau membelakangi stasiun lawan. Lakukan
sampai didapatkan posisi tengah antara penerimaan maksimum dan minimum
seperti pada penalaan Stub. Posisi inilah yang merupakan titik kompromi antara
Foward Gain Maksimum dan F/B ratio terbaik.
Kalau sudah bagus semua, barulah semua ikatan elemen ke spreader
diikat mati, demikian juga semua solderan di feed point, sambungan elemen REF
ke Stub, jumpering di ujung stub dan sambungan antara ujung Matching
transformer serta feeder line di seal baik-baik dengan isolasi ban atau lem epoxy
seputar titik-titik ikatan, sambungan dan solderan.
Sekarang naikkan posisi Boom ke posisi permanen yang direncanakan
semula (biasanya di ujung pipa yang menjulur ke atas kuranglebih 4 m dari ujung
tower). Biasanya akan ada sedikit kenaikan penunjukan SWR, tetapi dari pada
susah menaik-turunkan lagi, kalau SWR hanya sekitar 1.5:1 ya sudah dirasa
cukup karena dengan SWR sedemikian itu losses di hi-band belum begitu terasa
dampaknya pada pancaran Anda. Kalau SWR melewati batas merah, lebih baik
pakai Tuner.
Untuk Cubical Quad yang bekerja multiband, baik untuk elemen DE dan
REF direntang secara berurutan, band terrendah (misalnya 20 m) ditaruh di sisi
paling luar, kemudian band-band berikutnya (15 dan 10 m) di sebelah ke dalam.
Pada versi ini, Q-section dan transmission line untuk masing-masing band mesti
dibuat sendiri-sendiri (terpisah).
Berikut adalah tabel antara frekuensi, panjang Driven Element, panjang
Refflector, posisi jumpering Stub dan ukuran xformernya.
124
124
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Tabel . Ukuran-ukuran di loop antena
An
Gambar 10.3. Model-model antena Delta Loop dan Quad Loop
125
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Loop Antena
Loop Antena yang dimaksud disini adalah seutas kawat yang tersambung
dengan ukuran panjang 1 ( 1 panjang gelombang ) yang dibentuk melingkar
terbuka dengan dengan panjang sisi-sisi yang kurang lebih sama seperti bentuk
segitiga, berlian, kotak, atau lingkaran.
1 Loop dengan 1 dapat dianggap sebagai 2 buah loop dengan panjang
½ yang di satukan atau dihubungkan sehingga membentuk sebuah loop
terbuka seperti dijelaskan diatas.3 bentuk khas loop antena dengan arah
distribusi arusnya seperti terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 10.4. A dan B adalah Loop Antena dengan panjang sisi ¼ , dan C
dengan panjang sisi 1/3 .
Kekuatan radias imaksimum 1 loop tegak lurus terhadap bidang loop
dan minimum pada bidang lingkaran. Jika loop horisontal, antena memancarkan
pancaran terbaik lurus ke atas dan lurus ke bawahdan kurang kesisi.
Keuntungan dar i1 lingkaran ke arah radiasi maksimum adalah sekitar 1 dBd.
Impedansi dari antena Loop dengan panjang 1 adlah sekitar 120. Loop
antena akan resonan di setiap frekuensi, dimana yang dimaksud adalah
kelipatan integral frekuensi center yang ditetapkan yaitu Fo, 2Fo, 3Fo dan
seterusnya.
126
126
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.4. Model rancangan Antena Loop 5 Band
Berikut adalah contoh rancangan Loop antena yang bekerja di 40 meter band.
Gambar 10.5. Ukuran rancangan Loop Antena
Bentuk fisik atau layout antena 40 meter band model Quad Loop seperti gambar
berikut.
127
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Gambar 10.6. Layout Antena Loop untuk 40 meter band
Contoh antena Loop vertikal untuk bekerja di 28 MHz.
Antena Loop vertikal ini merupakan sebuah contoh antena yang
sederhana yang mempunyai penguatan lebih baik dibandingkan dengan antena
Dipole maupun Inverted V. Ini merupakan contoh antena yang baik untuk bereksperimen
dan sangat mudah untuk menaikkan ataupun menurunkan frekuensi
kerjanya. Untuk menghitung dimensinya cukup dengan rumus : 28,4 / F (MHz).
Dimana F adalah frekuensi kerja yang diinginkan dalam satuan MHz.
Antena ini mempunyai penguatan (Gain) sekitar 2,1 dBd. Pada sudut
pancaran rendah, dan diletakkan minimal 1 datas tanah. Antena ini juga sangat
mudah di umpan (Feed) dari pemancar dan tidak memerlukan lagi penyesuai
impedansi. Dengan demikian antena ini langsung bisa disambungkan ke kabel
coaxial dengan impedansi 50 dan dapat menghasilkan penunjukan SWR
sampai 1 : 1 di frekuensi yang diinginkan.
Untuk antena yang dirancang di frekuensi 28,4 MHz, dapat beresonansi
antara 28,0 MHz – 28,8 MHz dengan penunjukan SWR maksimal adalah 2 : 1.
Antena model ini juga mudah dalam penyesuaian atau seting impedansinya.
128
128
PEREKAYASAAN SISTEM ANTENA
Antena ini dibuat dari bahan kawat standar AWG 12 yang di buat
sedemikian rupa sehingga berbentuk persegi panjang menjulang ke atas. Untuk
pengumpan sinyal berada dibagian bawah antena dengan menambahkan 3 buah
lilitan dari kabel transmisinya yang berfungsi sebagai balun sederhana.
Anda dapat memasang antena ini di tiang bambu, fiber glass, kayu, PVC
atau apapun yang terbuat dari bahan bukan penghantar. Andajuga dapat
menggunakanalumuniumtubinguntuk pemasangannya, tetapi andamungkin
harus menyesuaikankembalidimensiantena untukresonansi.
1 comment
minta jawabannya dari soal diatas
Post a Comment