Antenna Yagi
-
Upload
suci-prafitri -
Category
Documents
-
view
40 -
download
0
description
Transcript of Antenna Yagi
-
ANTENAYAGIOleh:SunartoYBUSJ
UMUM
SebelumkitaberbicaratentangantenaYagiatauantenapengarahmarilahkitamenengokterlebihdahuluantena isotropic. Antena isotropicadalahantenayangmemancarkanradiasikesegalajurusankesamping,keatasdankebawahdengankuatpancaranyangsama.Apabilkakitagambarkanpolaradiasinyamakaakanberbentukbola. Antenaini tidakpernahada, inihanyadigunakanuntukpembicaraantheoritis.
Antena isotropic ini berbeda dengan antena omni directional, antena omni directionalmempunyaikuatpancaryangsamakesegalapenjurumataanginakantetapikeatasdankebawahtidaksama.AntenavertikalLambdamempunyaisifatini.
Untuk keperluan terutama komunikasi jarak jauh dan tidak diperlukan QSO denganstasiunstasiunyangberadadi berbagai jurusan, makaseringdiperlukanantenapengarahagarpancaranpadaarahyangdikehendakimenjadilebihbesar.Tentusajamengandungkonsekuensibahwapancarankearahyanglainmenjadirelatifmengecil.
POLA1
POLA2
TITIKA
POLAPANCARANGambar1
Kitaperhatikangambar1,pola1adalahpolapancaranantenadipole.Bilapadaantenadipole diberikan sebuah reflektor dan director, maka akan kita peroleh pola pancaran sepertitergambarpadasebagaipola2.Pancarankesatuarahakanmenjadilebihjauhsedangkanpancarankejurusanlainnyaakanmenjadijauhlebihkecil.
Antenapengarahdikatakanmempunyai gain, yangdinyatakandalam dB. GainadalahperbandinganlogarithmikantarapowerantenadibandingkandengandipoleLambda.Apabilasebagai pembanding digunakan antena isotropic, maka gain dinyatakan dalam dBi. MisalnyaantenadipoleLambdamempunyaigainsebesar+2.1dBiterhadapisotropic.AkantetapipadaumumnyagainsuatuantenayangdigunakanpembandingadalahdipoleLambda.
MisalnyapowersuatuantenapadatitikA(periksagambar1)adalahPasedangkanpower
dipoleLambdaditempatitusebesarPd,makagainantena:
-
Gain=10log10Pd/PadB
MengukurgainsuatuantenapraktistidakpernahdilakukankarenauntukpekerjaaninidiperlukansuatusangkarFarradayyangcukupbesar.Misalnyauntukpenelitiangainantena35CMperlusangkarFarradaysebesar6x6x6meter.MakinrendahfrekuensimakinbesarukuransangkarFarraday,halinitentumemakanbiayayangsangatbesar.
Perbandingankuatpancarankearahdepandenganarahbelakangdisebut fronttoback ratio.Sedangkanperbandingankuatpancarankedepandengankuatpancarankearahsampingdisebutfronttosideratio.Untukmengetahuikeberhasilankitamembuatantenapengarah,secarapraktisdapatkitaamatidarifronttobackrationya.Makinbesarfronttobackratiomenandakanmakin baiknya pengarahan antena tersebut dan umumnya front to side rationya jugamenjadimakinkecil.Dalampraktekkitatidakpernahmengukurbesarnyagainantena.
StandingWaveRatio(SWR)Sebelum melangkah lebih jauh, kita akan menconba memberiak gambaran mengenai
standingwaveratio.SWRiniharusdiamatiadawaktukitamemasangantenauntukmendapatkanhasilyangbaikdanmenjagaawetnyaperangkattransceiver.
Apabilasepanjangfeederlineadagelombanglistrikyangmengalirdari transceiverkeantenadantidakadaaliranbalikdariantenaketransceiver,makagelombanglistriktersebut,baikvoltagenyamaupunarusnyaakantetapbesarnya.Akantetapiapabilaadaarusbalikyang,makaarusbalikiniakanmengadakaninterferensidenganarusyangpergikeantena.Sehinggaarusyangmengalirsepanjangfeederlinetadipadasuatusaattertentumenjadimembesardanpadasuatusaatberikutnyamenjadimengecil.
Perbandingan antara arus maksimumdengan arus minimumatau perbandingan antaravoltagemaksimumdenganvoltageminimumindisebutStandingWaveRatio(SWR)
StandingWaveRatioinibesarnyatergantungdaribesarnyaarusbalik,makinbesararusbalikmakaSWRmenjadimakinbesarpula.Adanyastandingwavepadafeederlineinitidakdikehendakikarenahalinimemberikanindikasiadanyamismatch.Arusbalikiniakanmasukkefinaldanditransformasikanmenjadipanas,dimanapanasinibilacukuptinggiakandapatmerusakfinal.
Untuk mengukur besarnyaSWRsuatu transmission line yangmenghubungkantransceiverdanantenadigunakanSWRMETERyangberisi swrbridge. ContohsuatuSWRmeterterdapatpadagambar2,biasanyaalatsemacaminidilengkapidenganpowermeterdanfieldstrengthmeter.
-
10
1 2 4 86
SWRSET
0
121.5 3
1002
4080
60
WATT
0
0
20
410
86
LEVEL
PRW
SWR
10W/FWD
100W/REF
NoponikiSWRANDPOWERMETER
SWRANDPOWERMETERGambar2
Fieldstrengthmeterdigunakanuntukmengukurkuatpancartransceiverdenganantena tertentu suatu antena. Kuat pancar diukur pada suatu jarak tertentu dan arahtertentu,selanjutnyadibandingkandengankuatpancarpadaarahlain.Inidapatdigunakanuntukmengukurbesarnyafronttobackratio.
DummyLoad
UntukmelakukanpenguranSWRpadasuatufeederline,makapadaujungfeederlinediberikansuatudummyloadsebagaipenggantiantena.DummyloadiniberfungsimenyerapRFyangmasukkepadanyasehinggatidakterjadiRFbalikdariluarfeederline(coaxialcable),dengandemikianSWRfeederlinedapatdiukursecaramurni.
DUMMYLOADGambar3
Distribusitegangandanarus.
Apabilakitainginmelihatsuatugambaranmenganaiarusdanteganganpadasuatuantenadipole,makadistribusitegangandandistribusiarussepanjangantenadapatdilihatpadagambarberikutini.
-
DIPOLE1/2LAMBDAVOLTAGE
ARUS
VERTIKAL1/4LAMBDA
VOLTAGE
ARUS
DISTRIBUSITEGANGANDANARUSGambar4
ANTENAYAGIUNTUKHF
AntenapengarahyangdibahasdalamtulisaniniadalahantenaYagi.AntenainiditemukanolehDr. H.YagidariTokyoUnivesitypada tahun1926.AntenaYagiyangpalingsederhanaadalahantena2elemenyangterdiriatassaturadiatorataudrivenelemendansatuelemenparasitiksebagaidirectordenganspacingsekitar0.1.Powergaindapatmencapaisekitar5dBdengnfronttobackratiosebesar7sampai15dB.Gainakanmenjadisedikitlebihrendahapabilaparasitikelementersebutdipasangsebagaireflektor.
Untuk bandband 10 30 meter, bahan elemen dapat dari tubing aluminium sehinggamemungkinkanuntukdiputarputararahnya.
Akantetapiuntukband160meteratau80meter,tubingaluminiummenjaditidakpraktiskarenaterlalupanjangsehinggakurangkuat,lebihpraktisdigunakankawatdengankonsekuensitidakdapatdiputararah.
Panjang elemen Yagi dipengaruhi oleh diameter elemen dan adanya sambungansambungan. Baikdiameterelemenmaupunbanyaknyasambunganakanmemberikanpengaruhterhadapkapasitansi antar elemen, seperti kita ketahui bahwadua logamyang terletaksejajartersebutakanmerupakansuatukapasitor.
RumusperkiraanuntukmenghitungpanjangelemendanspacingantenaYagiduaelemenadalahsebagaiberikut:
Drivenelemen 145/f(dalamMHz)meter.
Director 137/f(dalamMHz)meter.
Spacing 36.6/f(dalamMHz)meter
ElemenantenaYagiuntukband20,17,15,12dan10meterlebihpraktisdibuatdaribahan tubing aluminium, sehingga dapat diputarputar dengan menggunakan rotator yangdigerakkandenganlistrikataurotatoryangdigerakkandengantangan.
Tubingyangdiperlukanuntukmembuatantenainiadalahtubingaluminiumyangtebal
-
yangdisusunsecarateleskopik, ialahditengahdiameterbesarmakinkeujungdiametermakinmengecil,agarantenatersebuttidakmenjaditerlalumelengkungkebawahpadaujungujungnya.Untukantena10meter,elemendapatdibuatdaritubingdiameterinchdaninch,untuk20meterdengandiameter,h,dan1inch.
DRIVEN
DIRECTOR
TALINYLON
TALINYLON
ISOLATOR
BAMBU
ANTENAYAGIDUAELEMENKAWAT(80MATER)Gambar5
Mengenai diameter tubingdapat dicobacobasendiri olehrekanrekanamatir sehinggadidapatkanperformanceyangcukupbaik, mengingat tersedianya tubingaluminiumdi pasaranpadamasingmasingtempat.
Antenauntukbandband20sampai10meterdapatdibuatdengan3elemen,yaitudrivenelemen,satureflektordansatudirector.Powergainantenatergantungpadaspacingantarelemen,denganspacing0.15antenainidiharapkanakanmemeberikangainsebesarsekitar8dBdenganfronttobackratioantara10sampai25dB.
ANTENAYAGITIGAELEMENGambar6
Panjangelemendanspacingantarelemendapat diperhitungkandenganrumussebagaiberikutini:
Reflektorelemen153/f(dalamMHz)meter.
Drivenelemen 144/f(dalamMHz)meter.
Director 137/f(dalamMHz)meter.
Spacing 36.6/f(dalamMHz)meter
-
Elemen antena Yagi di atas masih dapat ditambah lagi menjadi 4 elemen denganmenambahkansatudirectorakantetapipanjangelemennyaperludiubah.
Sepertitelahdiutarakandiatas,powergainantenatergantungpadaspacingantarelemenataudapat dikatakan panjangboomnya. Denganpanjangboom0.45 antena4elemenYagidiharapkanakanmemeberikangainsebesarsekitar9.5dBsampaiu10dBdenganfronttobackratioantara15sampai25dB.
Apabilakitaperhatikanantarapenambahanjumlahelemendantambahanpowergainnya,makaterlihatbahwaantenadengan3elemendapatdipandangmerupakanjumlahelemenyangpalingoptimal.Tambahanjumlahelemenberikutnyamakintidakmemberikanangkayangberarti.
UntukantenaYagiempatelemen, perhitunganpanjangelemensertaspacingnyadapatmenggunakantabelsebagaiberikut:
Reflektorelemen153/f(dalamMHz)meter.
Drivenelemen 144/f(dalamMHz)meter.
Director1 137/f(dalamMHz)meter.
Director2 135/f(dalamMHz)meter.
Spacing 36.6/f(dalamMHz)meter
Perludiperhatikansekalilagibahwadiametertubing,panjangmasingbagianelemen,sertaketinggianantenaakansangatberpengaruhterhadapkepanjanganelemenYagi.Rumustersebutdiatasakanmemberikanpanjangtheoritisyangmasihperlukoreksilingkungan.
Dalampraktek di lapangan, rekanrekan amatir radio diharapkanmengadakan banyakpercobaan, sehingga akan didapatkan hasil yang paling baik disesuaikan dengan bahan yangdipergunakansertakondisilingkunganditempatmasingmasing.Suatuantenayangsudahdisetbaikdisuatulokasi,biladipasangdilainlokasibisamenjadikurangbaik.
GAMMAMATCH
Untukdrivenelemen,disampingmenggunakandipolesepertiyangdiuraikandiatas,dapatpulamenggunakandrivenelemendenganGammaMatch.Padaelemendengangammamatchinielementidakdibagiduaakantetapiutuhdanpadafeedpointdiberikansuatumatchingdevicetersebut.PadaprinsipnyagammamatchmerupakanLCcircuit.
ab
c1/4INCH3/4INCH
DRIVENELEMENT
isolator
innerfeederline
outerfeederlineBOOM
disambungdengan
disambungdengan
GAMMAMATCHINGDEVICEGambar7
-
Peralatanyangmerupakanbagianbagianuntukmembuatgammamatchingdevicebisadidapatkandipasaan.Panjangasekitar50CMdanpanjangcsekitar10CMsedangkanpanjangbdicaripadasaatkitamelakukanmatching(antara100120CM)sehinggadidapatkanSWRyangbaik.Ukurangammamatchingdevicetersebutdiatasdapatdipergunakanpadadrivenelementuntukbanddari10sampai20meter.
ANTENAYAGIUNTUKVHF
AntenaYagiuntukbandVHF2meteranbiasanyaelemennyadibuatlebihbanyakuntukmendapatkangainyangmemuaskanpenggunanya.Walaupundisadaribahwapenambahandirectormakinbanyakmakinmemberikantambahangainyangmakinkecil,akantetapikarenaujudfisikantena tersebut kecil dan ringan, maka penambahan elemen yang banyak tidak mempunyaidampakburukbagiketahananboomdanketahananterhadaptiupananginsertajumlahbahanyangdipakai.
SepertihalnyadenganantenaYagiuntukHF,makadrivenelementdapatberupadipole,akantetapikebanyakanmenggunakangammamatchingdevice.Untukband2meteran,demensigammamatchingdevicedibuatlebihkecil,sepertiterlihatpadagambar5.Sedangkanbahanuntukelemendapatdigunakantubingaluminiumdariinchdantidakperludibuatteleskopik.
Untuk VHF 2 meteran, konfigurasi elemenelemen dibuat tegak untuk mendapatkanpolarisasi vertikal. Yang perlu diperhatikan disini adalah feeder line harus diatur sedemikiansehinggategaklurusdenganarahbentanganelemen.Feederlinedapatditarikkearahbelakangmengikutiboomataudapatjugaditariktegaklurusdenganboomdantegakluruspuladenganbentanganelemen.
Gambar8adalahsuatucontohantenaYagiuntukVHF2meterdengan7elemen,terdiriatasdrivenelement,reflektordan5buahdirector.
Selanjutnya rekanrekan amatir bisa mengadakan modifikasi mengenai spacing darimasingmasingelemensertapanjangmasingmasingdirectornyauntukmemperolehperformanceyangpalingbagus.Disarankanbahwasetiapkitamengadakanmodifikasi,makaspasifikasiyanglamajanganlahdibuangtetapidicatat,sehinggamisalnyahasilmodifikasinyakurangmemuaskan,kitamasihdapatkembalipadaspesifikasiterdahulu.
-
c1/4INCH
26CM
43.5CM45CM46CM47CM51CM
42CM43.5CM
1/4INCH1/4INCH1/4INCH1/2INCH
1/4INCH1/4INCH
26CM 26CM26CM 26CM 26CM
REFLEKTOR
DRIVEN DIR1 DIR2DIR3 DIR4 DIR5
ANTENAYAGI2METERANGambar8
Apabilakitaperhatikanantenaantenabuatanpabrikmakapanjangsertaspacingelemenelemenberagam.Denganmempelajariantenaantenabuatanpabriktersebutrekanrekanamatirradiobisamendapatkaninspirasiuntukmembuatmodifikasisehinggadicapaiperformanceyanglebihbaik.
Untukpembuatanmatchingdevice,berikutinidiberikancontohpembuatangammamatchuntukVHF2Myangcocokdigunakanpadaantenasepertiterdapatpadacontohpadagambar8diatas.Gambar8hanyalahsekedarmemberikancontohsalahsatucaramembuatgammamatchingdevice, rekanrekan amatir radio diharapkan dapat mengadakan modifikasi sehingga dapatditemukandeviceyanglebihbaguslagi.
1/4INCH
DRIVENELEMENT
9CM15CM
coaxRG58/Udikupasouternya
innerfeederline
outerfeederline
BOOM
5CM
GAMMAROD
BRACKET
GAMMAMATCHINGDEVICEVHF2MGambar9
MatchingdilakukandenganmengaturgammaroddanbracketsehinggadidapatkanSWRyang baik. Menggerakkan bracket berarti mengatur induktansi dan menggerakkan rod berartimengaturkapasitansi.Antaragammaroddaninnercoaxialmembentuksuatukondensator,nilaikapasitansinyaditentukanolehpanjangcoaxialcabledalamgammarod.
SelainantenaYagiyangtelahbanyakdibahasdisini,beberapajenisantenapengarahyanglainbanyakjugadigemari,misalnyaantenaQuadBeam,LogPeriodicdansebagainya.
-
LOGPERIODIC QUADBEAM
Gambar10
Jakarta,Mei1998.