Antena Hf Untuk Lahan Sempit

[Lynn Hepler]

Beberapakali sudah saya bereksperimen untuk membuat antenna yang dapat dipergunakan pada lahan sempit atau terbatas, antara lain Quarter Wave Loop (Edginton Loop), antenna Linear Loaded Vertical (Antenna Lampion) dan yang terbaru adalah Linear Loaded EFHW, masing-masing dengan keunikannya sendiri.

Antenna QW Loop atau Edginton Loop dari Ben Edginton (G0CWT) cukup menarik dan sudah pernah dicoba bisa digunakan untuk berkomunikasi dengan hasil yang cukup baik, waktu itu menggunakan kawat email 1 mm dan kerangka pipa PVC. Tantangan dalam pembuatan antenna ini adalah jika pembuatan menggunakan kawat email masih dibutuhkan kerangka / frame yang cukup besar dan kurang praktis, sementara jika digunakan bahan logam alumunium dan sejenisnya menjadi berat dan perlu konstruksi khusus dalam pemasangannya.

Kali ini saya mencoba bereksperimen untuk membuat antenna loop berukuran besar dengan dimensi menyerupai QW Loop, dengan bahan logam yang tipis dan ringan. Metode penyesuaian impedansi menggunakan gamma match sehingga bisa dipastikan bahwa impedansinya mendekati 50 ohm secara empiris tanpa spekulasi lagi.

Bagian vertikal gamma match saya buat menggunakan pipa hollow juga. Pipa di bagian tengah yang bersifat stasioner langsung dikeling ke antenna dan dipasang konektor ke antenna pada bagian ujungnya. Selanjutnya bagian tengah konektor dihubungkan dengan alumunium pejal diameter 5 mm sepanjang 95 cm yang berfungsi dalam penyesuaian impedansi bersama dengan bagian vertikal yang bersifat dinamis bisa digeser-geser pada bagian ujung gamma match.

Pada antenna bagian atas, pipa dipotong dan diberi spasi untuk dihubungkan ke kapasitor variabel sebagai alat tuning antenna. Saya menyambungkan kedua ujung pipa hollow menggunakan pipa PVC yang berfungsi sebagai isolator sekaligus mempertahankan kekuatan antenna.

Inilah kapasitor yang digunakan dalam pengetesan, terdiri dari satu kapasitor keramik dan satu trimmer logam. Tentunya ketika besok antenna ini akan dipasang untuk komunikasi digunakan varco yang sesuai baik ukuran kapasitansinya maupun kemampuan tegangannya. Setelah dilakukan pengukuran ternyata dapat digunakan kapasitor sekitar 71 pF pada 40m Band.

Misalnya ada pertanyaan, seandainya ujung gamma match digeser lagi sedikit apakah bisa pas nyender ke 50 ohm, maka jawaban saya sementara ini belum bisa digeser lagi karena batang vertikal di sebelah ujung sudah mentok terhalang lipatan pipa hollow sekitar 1 cm lagi. Mohon maaf ya hehehe . . .

3. Pastinya antenna ini bisa dicoba lebih lanjut di tempat yang tinggi, dalam kondisi siap mancar haruslah disiapkan dulu kapasitor yang sesuai. Jika hasilnya bagus maka sebelum dipasang permanen kiranya bagian logam dari antenna ini perlu diberi perlakuan misalnya pengecatan atau pemberian lapisan anti karat karena faktanya dengan tertundanya pengetesan selama hampir 1 bulan dengan kondisi antenna berada di luar rumah, sekalipun berada di bawah kanopi sudah menyebabkan timbulnya karat di sana-sini.

Antenna ALBaN sudah diturunkan dan dilakukan penyesuaian pada dimensi gamma match. Tinggi gamma match yang semula 20 cm dari bawah dirubah menjadi 30 cm, bentuk dan ukuran bagian lainnya masih serupa dengan rancangan awal. Hasil pengukuran dengan kondisi antenna di atas kursi adalah sebagai berikut :

Setelah eksperimen di atas dilakukan beberapa kali maka saya dapat menyimpulkan bahwa tahap paling sulit dalam pembuatan antenna loop ini adalah mendapatkan kapasitor yang sesuai, dan cara melakukan tuning yang tepat. Sedangkan pembuatan body antenna tidak terlalu sulit, namun untuk mendapatkan hasil yang lebih baik tentunya perlu menggunakan bahan yang konduksinya baik serta tidak mudah korosi. Penggunaan hollow baja ringan memang praktis tetapi kelemahannya tidak tahan korosi serta penyambungan antar bagian dengan menggunakan paku rivet tidak menghasilkan konduksi yang sempurna. Pada akhirnya kondisi ini menimbulkan kesulitan pada saat pengaturan gamma match untuk mendapatkan impedansi 50 ohm. Untuk sementara saya akan melanjutkan dengan eksperimen antenna yang lain . . .

Teorinya antenna ini termasuk kategori Linear Loaded Dipole dan umumnya tidak dirancang sebagai antenna yang resonan. Dalam penggunaannya disarankan untuk melengkapi dengan Antenna Tuner Unit ( ATU ).

Dalam percobaan ini agar tetap terarah maka saya tetap menggunakan patokan panjang gelombang 80 m sebagai acuan, dimana panjang total dipole 1/2 lambda seharusnya sekitar 38 meter. Panjang ini dibagi 4 kabel sehingga bentangan total seharusnya 9,5 meter. Saya pikir karena tidak harus resonan ya sekalian saja dibulatkan jadi panjang total 10 m, masing-masing sayap panjangnya 5 m.

Bahan antenna saya pakai kabel speaker yang berukuran cukup besar, isinya kawat serabut tembaga yang terbungkus bahan plastik. Setiap satuan panjangnya terdiri dari 2 kabel paralel sehingga untuk mendapatkan antenna Cobra dengan bentangan total 10 m dibutuhkan 20 m kabel speaker. Kabel tersebut dipotong menjadi 4, masing-masing sepanjang 5 m.

Sayap kanan terdiri dari 2 potong kabel disusun paralel, demikian juga sayap kirinya. Ujung-ujung kabel dihubungkan seperti pada ilustrasi gambar dan foto di bawah ini.

Cara menyambungkan dan pakai bahan apa terserah Anda. Cara yang saya pakai pada ilustrasi di atas untuk jaga-jaga barangkali akan dipasang pada tempat yang tinggi sehingga bisa di-baut pada bahan isolator yang cukup kuat untuk selanjutnya dibentangkan di antara 2 tiang pendukung.

Saya masih berencana untuk eksperimen dengan pemancar sehingga antenna belum digantung tinggi-tinggi, cukup diletakkan dengan tumpuan kaso / usuk di bawah genting pada ketinggian sekitar 2,5 m dari tanah.

Tepat sebelum antenna saya pasang balun 4 : 1 terdiri dari 9 lilit kawat email 1 mm digulung bifilar pada pipa pralon diameter 2 inch, spasi antar lilitan kira-kira 5 mm. Dari balun ini menuju ke transmitter / receiver langsung menggunakan kabel coax RG 58 impedansi 50 0hm. Silahkan lihat gambarnya ya Om . . .

Nah, begitulah hasil sementara eksperimen antenna Cobra. Percobaan untuk penerimaan dengan menghubungkan langsung kabel tengah coax ke antenna radio kempitan menghasilkan penerimaan yang lebih baik dibandingkan menggunakan antenna Box-Loop jemuran handuk.

Pengetesan rangkaian menggunakan antenna QW Loop sebagaimana yang saya pergunakan pada artikel Quarter Wave Loop #2 dengan ukuran keliling sekitar 10,2 meter, jarak diagonal di bagian tengah antenna 3,5 meter, dan tinggi balun/tuner dari tanah sekitar 1,5 meter (lihat ilustrasi pada bagian awal artikel ini) diperoleh hasil sebagai berikut :

Beberapa waktu yang lalu saya mencoba membuat antenna vertikal dengan sistem linear loaded yang saya sebut antenna lampion. Setelah dicoba dan dipasang beberapa bulan ternyata ada tantangan dari segi konstruksi pembuatannya dan cara pemasangannya. Di samping itu seperti antenna vertikal 1/4 lambda lainnya ternyata tersedianya sistem grounding sangat mempengaruhi kinerja antenna ini.

Setelah merasakan pengalaman tersebut ditambah rasa khawatir melihat antenna lampion saya semakin miring pada tiang bambunya, muncul ide untuk membuat antenna EFHW (end fed half wave) yang dirangkai dengan cara linear loaded juga dan dipasang vertikal. Harapannya adalah antenna ini tidak terlalu tergantung kepada sistem grounding sehingga pancarannya bisa optimal dan dari segi konstruksi mudah dibuat dan diletakkan pada lokasi yang sempit.

Dari ide dalam bayangan dilanjutkan corat coret skema kira-kira seperti di bawah ini.

Saya mempergunakan kawat email diameter 1 mm sepanjang 9 x 250 cm lebih sedikit, ditata pada pipa PVC 2 1/2 inch (dua setengah inch) ditambah pipa alumunium kecil sepanjang lebih kurang 2 meter sebagai pecut di bagian atas/ujung. Total panjang antenna adalah 24,5 meter lebih sedikit tampaknya ada pengaruh dari kawat-kawat yang letaknya saling berdekatan sehingga tidak pas 1/2 lambda.

Sengaja saya tambahkan tali nilon karena antenna ini sempat roboh di tengah angin besar dan hujan badai beberapa waktu yang lalu. Terbukti bahwa angin yang lewat lebih berat dibandingkan batu bata satu ember hehehe . . .

Setelah diukur ternyata masih belum optimal mencapai impedansi 50 ohm maksa ditambahkan rangkaian LC matcher sederhana, hasilnya lumayan. Frekuensi pada band 40m sudah sesuai tinggal impedansi mungkin bisa diperbaiki dengan merubah letak atau mengencangkan dan meluruskan kawat counterpoise.

Kesimpulan sementara pembuatan antena linear loaded EFHW sudah bisa dilaksanakan sesuai rencana, frekuensinya sudah pas, dan perlu sedikit perbaikan agar impedansinya lebih bagus lagi. Tampak jelas perbedaan dengan antenna yang digulung menjadi antenna helical dimana dengan kawat yang panjangnya 1/2 lambda maka antennanya berfungsi sebagai antenna vertikal 1/4 lambda. Sedangkan jika yang digunakan adalah sistem linear loaded dengan kawat email yang diatur naik turun dengan panjang 1/2 lambda tetap berfungsi sebagai antenna 1/2 lambda dengan impedansi tinggi sehingga membutuhkan sebuah trafo khusus agar impedansinya mendekati 50 ohm.

.

Selamat mencoba.

Merubah ferit trafo menggunakan balun hidung babi ukuran besar yang biasa digunakan pada penguat linier, juga tidak bisa membuat impedansi antenna nyender di 50 ohm. Sesudah semua upaya tersebut saya coba lagi melihat bagaimana kurva SWR antenna tersebut menggunakan trafo 1 : 81 sebagai berikut :

Perubahan kondisi sosial ekonomi masyarakat menyebabkan semakin berkembangnya wilayah permukiman, yang umumnya terbagi menjadi blok-blok yang berisi sekumpulan rumah dengan ukuran luas tanah dan bangunan tertentu. Sementara itu pola tradisional yang terdiri dari rumah keluarga dengan pekarangan dan kebun yang luas lambat laun semakin menghilang dari lingkungan kita. Disadari maupun tidak, kondisi tersebut turut mempengaruhi pilihan minat pada kegiatan Radio Amatir. Pada zaman dahulu ruang untuk mendirikan antenna 80 m Band dapat tersedia tanpa kesulitan, sedangkan zaman sekarang karena kondisi lahan pekarangan yang terbatas menyebabkan pergeseran minat menuju band frekuensi yang lebih tinggi dimana kebutuhan ruang untuk pemasangan antenna tidak terlalu besar dimensinya. Bagi Amatir Radio yang tetap ingin beraktivitas pada band 80m dan 40m tentulah harus mencari solusi antara lain menggunakan antenna yang berdimensi kecil.

Kali ini saya mencoba suatu antenna yang dimensinya tidak terlalu besar namun mempunyai performa yang lumayan. Artinya baik digunakan untuk penerimaan maupun untuk memancar masih bisa didapat hasil yang wajar, ditambah keunggulan bahwa antenna ini tidak memerlukan grounding atau counterpoise yang intensif.

.

QUARTER WAVE (EDGINTON) LOOP ANTENNA

Antenna QW Loop (Edginton Loop) adalah antenna yang sudah dipatenkan oleh Ben Edginton (G0CWT) dengan nomor paten GB2285712, namun untuk keperluan eksperimen radio amatir telah diberikan ijin untuk menggunakannya.

Untuk mempelajari landasan tehnik dan sejarah penemuan antenna ini dipersilahkan untuk meninjau alamat sebagai berikut :

3a8082e126