obrolan AntennaManIa 1111

80/40m (dan band-band lain) dengan Tuned feeders, dan NYARIS tidak perlu ATU. No antenna pruning required. My transmission line really does tune my antenna system [Cecil W5DXP]


YBØKO Bam

Buat rata-rata amatir radio negeri ini, antena HF per- tama yang kebayang mau dinaikin tentunya yang bisa dipakai untuk main di 80m. Baru kemudian akan ter- pikir band lain, misalnya 40 (dan 15) m.

Untuk segmen hi-band HF (20, 17, 12 dan 10m) biasanya dari awal sudah terpikir “gimana caranya” untuk bisa membuat antena monoband di band-band tersebut — syukur-syukur kalau yang berupa gain an- tenna (antena yang punya atau menghasilkan gain), malah kalau bisa dari jenis antena pengarah (directive) yang bisa diputar-putar (rotatable) itu.

Era plastik sekarang ini juga memberikan kemudahan (dan kemurahan) untuk merancang dan membuat sendiri hi-band HF Antennas, karena banyak rancangan antena yang memungkinkan disubstitusinya pipa/ tubing (biasanya aluminum) dengan joran pancing dari bahan fibre glass yang jauh lebih ringan (di bobot dan di harga ;).
Merunuti pola pikir dan sikon seperti itu, sepanjang tulisan ini sebutan antena Multiband akan mengacu ke rancangan yang bekerja di low-band HF (terutama di 80 dan 40m) dan dibuat dari kawat/kabel (wire anten- nas), walaupun kalau tidak disebut secara khusus, hampir semua antena Multiband HF memang bisa di- pakai untuk bekerja dari 80 s/d 10m.

The Classic Design
Di semua literatur tentang antena buat amatir, yang pertama disebut-sebut sebagai Multiband Antenna adalah the classic 135 ft Doublet.

Rancangan antena ini kurang lebih sama umurnya de- ngan hobbi radio amatir itu sendiri, sehingga seperti- nya sudah ‘nggak pernah keinget dan disebut-sebut lagi siapa (nama atau call sign) penemunya.

Sebutan Doublet mengacu pada bentangan 2 utas kawat sama panjang dengan feed point di tengah-tengah, yang dipotong mendekati ukuran 1/2λ dari band yang terrendah. Sejak awal sebuah Doublet TIDAK direnca- nakan untuk resonan di frekuensi tertentu pada band amatir tertentu.

Sesuai namanya, Multiband Klasik ini bentangan horizontal (flat top) dibuat sepanjang 135 feet (41,15 mtr, yang “mendekati” ukuran 1/2λ pada 80m), dan sesuai zamannya (di era pra-coax) diumpan dengan balanced feeder berupa open-wire line. Pada era itu tidak ada yang peduli dengan mismatch (ke-tidak laras-an) antara output impedance dari rangkaian akhir TX dan feed point impedance dari antena — atau impedansi dari saltran/saluran transmisinya — karena pemancar (dan penerima) di era itu masih menggunakan tabung (tube/valve) dengan rangkaian akhir (untuk keluaran/ output) berupa kekalang Phi (phi-section), atau induc- tive/link coupling yang mudah disetel untuk menye- suaikan dan membuat laras (matched) berbagai im- pedansi yang berbeda .

Era kabel coax.
Dengan memasyarakat dan terbelinya kabel coax, pe- lan tapi pasti kepopuleran berjenis open wire balanced line sebagai saltran mulai tergeser, apalagi kemudian tercapai kesepakatan di lingkungan industri untuk membakukan terminal input dan output pada perang- kat radio (pemancar maupun penerima beserta akses- orisnya) dengan bakuan 50 ohm unbalanced yang ber- laku dimana-mana – – sampai sekarang.

Untuk dapat tetap menggunakan rancangan antena yang aslinya memang menggunakan balanced open wire sebagai saltran, ada beberapa pilihan yang bisa dilakukan:

1. menggunakan Balun dengan ratio [n] : 50, dimana [n] adalah feedpoint impedance dari antena.
2. Menggunakan rangkaian fixed impedance trans- former (seperti pada antena folded dan three-wire dipole)
3. Menggunakan ATU (Antenna Tuning Unit) yang dilengkapi fitur keluaran balance.
4. Tetap menggunakan balanced open wire sebagai saltran, tapi saltran tersebut ditala [= tuned feeder] untuk resonan dengan frekuensi kerja antena.

Pilihan ke 4 itulah yang diikuti Cecil A. Moore W5DXP dengan rancangan Multiband antenna yang diwedar di halaman berikut …

Di majalah WorldRadio edisi Maret 2007 Cecil W5DXP ngawedar tentang rancangan yang disebutnya The Half – Extended Double Zepp (HEDZ) Antenna: A dual bander for 80/40m.

Catatan: ,Antena Zepp = end-fed 1/2λ antenna; Dou- ble Zepp (DZ) = 1λ center-fed dipole (= 2x Zepp); Extended Zepp (EZ) = end-fed 5/8λ antenna; Ex- tended Double Zepp (EDZ) = 5/4λ center-fed dipole (= 2x EZ); jadi Half EDZ adalah = CENTER-FED EZ, yang diumpan lewat tuned balanced feeder line, BUKAN coax. Di samping murni berfungsi sebagai saltran, balanced feeder ini juga berfungsi sebagai penyelaras impedansi dari impedansi tinggi di feed- point ke 50 ohm di sisi TX.

Cecil mengambil 7.150 MHz sebagai design frequency untuk HEDZ-nya, sehingga terpulang kepada rekans yang berminat mencontek untuk melakukan adjust- ment seperlunya kalau menghendaki design frequency lain. Cara yang lebih mudah adalah mengikuti ukuran- ukuran yang diberikan Cecil kemudian di-optimize de- ngan bantuan pogram Antenna Simulator/Modelling seperti MANNA, EZNEC dsb. untuk mendapatkan ukuran yang paling pas dengan sikon setempat.

Kompromi membawa “nikmat”
Di 7.150 MHz, sebuah Double Zepp dengan sayap- sayap sepanjang 130 ft/39.62 mtr dengan 450 ohm ladder-line sepanjang 92 ft/28 mtr akan membuahkan Gain sebesar 1.5 dBd, tetapi di 80m frekuensi reso- nannya jatuh di 4.065 MHz (terlalu tinggi dan di luar band)

5/4λ EDZ dengan sayap-sayap sepanjang 166 ft/50.60mtr dengan 85.5 ft/26 mtr ladder-line.akan memberikan Gain sebesar 3 dBd, tetapi di 80m fre- kuensi resonannya jatuh di 3.65 MHz, yang jadinya agak kerendahan bagi mereka yang main-nya cuma di mode phone/SSB doang 😉

NAAAAH, bukan DZ, bukan pula EDZ – ambil aja ukuran “kompromistis” antara 40 dan 50 mtr = 45 mtr seba- gai ukuran HEDZ untuk 7.150 MHz.

Dengan ukuran ini diharapkan di 80m frekuensi resonan bisa jatuh di 3.850 MHz., dengan cakupan “tolerable” VSWR sekitar 100 KHz up dan down.

Tuning & Adjustment
Yang paling awal harus diingat (dan dikerjakan) adalah menyelakan (inserting) sebuah Choke Balun 1:1 pada titik sambung ujung bawah ladder line dengan RG-58 coax yang ke TX.

Pasangkan ladder line ke feed-point, kemudian naik- kan HEDZ sampai feed-point berada di ketinggian maksimal yang bisa di”capai” tiang/mast yang ada (Cecil menggunakan ketinggian h = 40 ft/12.30 mtr dalam melakukan simulasi/modellingnya)

Check SWR di 7.15 MHz, dan lakukan trimming dan pruning (potong dan potong lagi, sejengkal demi se- jengkal) seperlunya pada ladder line sampai didapat- kan penunjukan SWR terrendah, syukur-syukur kalau bisa 1:1, atau paling tidak 1:2 yang merupakan batas “merah” yang bakal tolerable di rig modern sekarang.

Check frekuensi resonan di 80m, yang seharusnya ketemu di 3.850 Mhz. Kalau tidak, trik untuk menu- runkan frekuensi adalah dengan memperpanjang ukuran elemen dan PADA SAAT YANG SAMA memper- pendek ukuran ladder ine.
Untuk menaikkan frekuensi lakukan langkah seba- liknya: perpendek ukuran elemen dan perpanjang ukuran ladder line.

[Pada simulasi dengan EZNEC di W5DXP didapati
“kombinasi “ seperti berikut:

L dipole L feeder 40m 80m
135 ft/41 mtr 92 ft/28 mtr 7.150 3.990
145 ft/44 mtr 90 ft/27 mtr 7.150 3.850
155 ft /47 mtr 88 ft /26+mtr 7.150 3.740
165 ft /50 mtr 86 ft /26 mtr 7.150 3.660
Trend-nya jelas: adjustment 10 ft pada ukuran dipole akan menggeser frekuensi sebesar 100 KHz di 80m, dengan TETAP mempertahankan frekuensi dasar yang 7.150 MHz di 40m.]

Di 80m pola radiasi antena ini tidak akan jauh berbeda dengan radiasi 1/2λ Dipole biasa; di 40m mendekati pola radiasi EDZ (lihat gambar di bawah); dan sebagai “bonus”, di hi-band 17 & 15m didapatkan pola radiasi multi lobes “clover leaf” dengan Gain > 10 dBi dan take off angle 160 (yang cukup rendah buat ‘nge-DX).

BTW, semua ukuran, perolehan Gain, sudut pancar dsb. yang ditela di atas adalah hasil peng-kondisi-an ideal dari bermacam parameters dan variables (dengan simulasi komputer) plus materi kelas 1 bikin- an pabrik (mis. 450 ohm ladder line, kawat antena), yang diharapkan (atau TENTU dan SEHARUSNYA) men- jadi tantangan bagi pem-biksen/homebrewers anak negeri untuk menjajalnya sendiri dengan bahan-bahan seadanya yang dipungut (atau didaur ulang) dari sekitar.

So, ENJOY homebrewing (& experimenting with) your own antenna !!!

73, [Ed.]