G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
2. Pentingnya Kesesuaian Impedansi
Kesesuaian antara impedansi antena dengan saluran transmisi dan pemancarnya sangat penting sekali. Jika sebuah antena memiliki impedansi yang berbeda jauh dengan saluran transmisi dan atau dengan pemancarnya, maka antena tersebut tidak akan bekerja dengan maksimal. Demikian juga jika impedansi antena dan saluran transmisi sudah sesuai, namun tidak sesuai dengan impedansi pemancarnya, maka pancaran antena juga tidak akan maksimal.
Gambar 7.1 dibawah memperlihatkan contoh kabel transmisi atau kabel saluran antena.
Contoh kabel 3C2V dengan impedansi 75Ω Biasanya dipakai untuk kabel penerima Televisi.
Contoh kabel Feeder 300Ω merupakan salah satu contoh kabel balance. Biasanya digunakan untuk kabel penerima Televisi. (model antena tv yang lama).
104
Gambar disamping adalah contoh kabel RG 58 yang mempunyai impedansi 50Ω Biasanya dipakai untuk kabel transmisi pemancar HF atau VHF yang berdaya kecil.
Gambar disamping adalah contoh kabel RG 8 yang mempunyai impedansi 50Ω. Biasanya kabel ini dipakai untuk kabel transmisi pemancar HF atau VHF yang berdaya menengah. Ada 2 jenis kabel, yaitu yang mempunyai iner serabut dan iner tunggal.
Gambar disamping adalah contoh kabel Heliax yang mempunyai impedansi 50Ω. Biasanya kabel ini digunakan untuk kabel transmisi pemancar VHF maupun UHF yang mempunyai daya besar.
Gambar 7.1. Macam-macam kabel transmisi
Dalam perencanaan pemasangan antena baik antena penerima maupun pemancar, hal yang sangat penting antara lain adalah memilih dan menentukan kabel transmisi sesuai dengan kebutuhannya. Ini penting untuk menjaga kesesuaian impedansi pemancar atau penerima, kabel transmisi dan antenanya.
Antena pemancar dan penerima yang dengan ketinggian rendah, maka gelombang langsung dan gelombang pantulan hampir mempunyai besaran amplitudo yang sama, tetapi bisa berbeda fasa dan berkecenderungan saling meniadakan satu sama lainnya.
Kebanyakan antena bermasalah dengan ground losses resistance, ada yang memasangnya dalam ketinggian tertentu dan ada pula yang diletakkan rata dengan tanah ada pula yang diletakan di samping bangunan metal atau beton.
105 Tentunya mengakibatkan perubahan radiasi dan ground resistance dan juga feed point impedance. Panjang ground plane radial sekitar ¼ lamda dan ketinggian antena secara keseluruhan sebaiknya lebih tinggi dari ½ lamda atau akan lebih baik untuk medapatkan zero ohms ground resistance. Kurang lebih sekitar 12-15 meter dari atas tanah akan menambah kemampuan daya pancar dari antenna
vertical performance, apalagi jika dipakai untuk kondisi band VHF dan UHF atau
high band.
D. Aktifitas Pembelajaran
1. Selama proses pembelajaran, anda hendaknya mengidentifikasi dan dapat menguraikan tentang impedansi antena dan pentingnya kesesuaian impedansi antena.
2. Untuk menambah wawasan dan informasi, sebaiknya anda dapat mengakses dan mencari alamat website yang berkaitan dengan materi impedansi antena.
3. Definisi-definisi yang terdapat pada pentingnya kesesuaian impedansi antena harus dipahami dan dapat menjelaskan serta mengaplikasikan sesuai dengan jenis antenanya.
E. Latihan/Tugas
1. Yang mempengaruhi impedansi suatu antena adalah ….
2. Jelaskan dengan singkat yang dimaksud dengan VSWR !
3. Apa yang terjadi jika sebuah antena secara pengukuran tidak sesuai impedansinya dengan perangkat pemancarnya ?
4. Sebutkan akibat dari ketidak sesuaian impedansi antena dengan perangkat pemancarnya !
5. Apa yang perlu diperhatikan dalam menggunakan SWR Meter ?
F. Rangkuman
Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya.
106
Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, maka impedansi antena haruslah conjugate match. Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi pemantulan energi yang dipancarkan atau diterima.
Jika sebuah antena secara pengukuran tidak sesuai impedansinya dengan perangkat pemancarnya maka akan terjadi kerugian, yaitu daya dari pemancar tidak bisa di transmisikan oleh antena secara maksimal.
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
1. Umpan Balik
Setelah mempelajari kegiatan pembelajaran ini, periksalah penguasaan pengetahuan dan keterampilan anda tentang impedansi antena dan pentingnya kesesuaian impedansi antena menggunakan daftar periksa di bawah ini:
No Indikator Ya Tidak Bukti
1 Menerangkan pengetahuan tentang impedansi antena
2 Menerangkan pengetahuan tentang pentingnya kesesuaian impedansi antena
2. Tindak Lanjut
a. Buat rencana pengembangan dan implementasi praktikum sesuai standar di lingkungan laboratorium kerja anda.
b. Apakah anda mengimplementasikan rencana tindak lanjut ini sendiri atau berkelompok?
sendiri
berkelompok – silahkan tulis nama anggota kelompok yang lain dalam tabel di bawah.
107 c. Gambarkan suatu situasi atau isu di dalam bengkel/laboratorium anda yang mungkin dapat anda ubah atau tingkatkan dengan mengimplementasikan sebuah rencana tindak lanjut.
. . . . . . d. Apakah judul rencana tindak lanjut anda?
. . . . . . e. Apakah manfaat/hasil dari rencana aksi tindak lanjut anda tersebut? . . . . . . f. Uraikan bagaimana rencana tindak lanjut anda memenuhi kriteria
SMART Spesifik Dapat diukur Dapat dicapai Relevan Rentang/Ketepatan Waktu
109
KEGIATAN PEMBELAJARAN 8 : MERANCANG DAN
MEREALISASIKAN SISTEM ANTENA
A. Tujuan
Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran ini, peserta diharapkan dapat : 1. Membuat antena HF
2. Membuat antena VHF 3. Membuat antena UHF
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
1. Terealisasinya pembuatan antena HF 2. Terealisasinya pembuatan antena VHF 3. Terealisasinya pembuatan antena UHFC. Uraian Materi
1. Membuat Antena HF
Pada bagian ini akan dibahas tentang pembuatan antena untuk band HF (High
Frequency). Teori tentang antena sudah dibahas sebelumnya, sehingga pada
bagian ini tinggal penerapan dan realisasinya.
a. Bahan Antena HF
1) Kawat atau kabel
Pertama yang harus dipersiapkan adalah bahannya dulu. Bahan antena sebaiknya berupa kawat atau kabel yang cukup baik kualitasnya apabila dikembangkan atau ditarik, tetapi sekaligus konduktor yang baik. Kawat tidak boleh menjadi panjang atau mulur atau putus apabila ditarik. Kawat atau kabel yang baik juga punya kemampuan untuk meneruskan arus secara baik, misalnya kawat yang terbuat dari perak (atau yang dilapisi bahan perak) menyusul tembaga, alumunium dan lain sebagainya. Kawat yang lebih tebal atau lebih besar diameter kawat tidak akan menguatkan pancaran, tetapi membuat antena itu bisa lebih lebar bandwidth-nya. Artinya antena bisa menunjukkan SWR rendah lebih lebar pada band tersebut.
110
2) Panjang kawat atau kabel diusahakan kurang lebih 40 meter. Ini dikarenakan secara teori adalah ½ ʎ dari 80 meter.
3) Dua buah isolator, untuk menambatkan antena ke tiang untuk kanan dan kiri.
4) Balun 1:1 atau bisa juga tanpa balun dengan menggantinya dengan isolator.
5) Dua tiang antena, untuk penyangga/tambatan kedua ujung kawat antena.
6) Tali penarik yang lentur, kuat dan tahan cuaca.
b. Alat-alat
Alat-alat yang harus disiapkan dan pasti dibutuhkan adalah :
1) Perangkat radio pemancar (HF Transceiver), akan lebih baik jika menggunakan radio transceiver general coverage.
2) SWR meter atau antenna analyzer jika ada.
Antena yang akan dibuat adalah antena HF yang bekerja di band 80 meter, atau frekuensi sekitar 3,830 MHz. Adapun bentuk antenanya seperti gambar 8.1 dibawah.
Gambar 8.1. Bentuk antena 80 meter band
c. Pembuatan dan pengetesan
1) Pertama-tama potong kawat/kabel sesuai dengan frekuensi kerjanya (band frekuensinya), yaitu di frekuensi 3,830 MHz. Adapun rumus yang dipakai adalah :
111 ʎ = dalam meter
f = Mhz
Perhitungannya : ʎ = 300/3,830 MHz = 78,33 meter
Karena kita akan membuat antena 2 x ¼ ʎ, maka hasil 78,33/4 = 19,58 meter. Panjang kawat/kabel ini sesuai panjang yang sebenarnya menurut teori.
2) Ke dua ujung kabel tadi sambungkan ke balun atau isolator untuk sambungan fed point-nya yang nantinya disambungkan ke kabel saluran transmisi. Ke dua ujung kabel yang lain disambungkan ke isolator untuk tambatan ke tiang penyangga.
3) Naikkan antena atau pasang di tiang yang sudah disediakan. Jangan lupa pasang kabel saluran transmisinya di bagian tengah/fed point dari antena. Pasang konektor yang sesuai dengan kabel saluran transmisi (misal pakai kabel RG 58).
4) Pasang ujung kabel saluran transmisi ke SWR meter pada konektor antena. Sementara konektor input SWR ke pesawat HF, seperti terlihat pada gambar 8.2 di bawah.
Gambar 8.2.Cara pemasangan SWR meter
5) Kalibrasi SWR meter sebelum digunakan untuk pengukuran. Seting pesawat HF pada mode AM dengan frekuensi 3,830 MHz. Atur juga daya output pesawat disekitar 10 watt (jika memungkinkan).
6) Amati penunjukan SWR meter. Cari penunjukan SWR meter yang paling rendah, dengan cara merubah frekuensi kerja pesawat HF. Jika penunjukan SWR meter di frekuensi lebih rendah dari 3,830 MHz, berarti
112
antenanya kepanjangan. Namun jika penunjukan frekuensi diatas 3,830 MHz berarti antenanya kependekan.
7) Selain menggunakan SWR meter, kita juga bisa menggunakan Antenna
Analyzer semisal MFJ-259. Penggunaan antenna analyzer akan lebih
mudah karena tidak membutuhkan pesawat HF, karena didalam antenna
analyzer sudah ada pembangkit sinyalnya. Pengukuran dengan antenna
analyzerseperti terlihan pada gambar 8.3 di bawah.
Gambar 8.3. Penggunaan antenna analyzer
8) Atur saklar frekuensi range di frekuensi yang akan kita ukur (sekitar 3,830 MHz). Putar tombol tune sehingga didapat penunjukan antenna
analyzer dengan SWR sekecil mungkin dan resistance sekitar 50 ohm.
Perhatikan frekuensi penunjukan saat itu. Jika penunjukan SWR meter di frekuensi lebih rendah dari 3,830 MHz, berarti antenanya kepanjangan. Namun jika penunjukan frekuensi diatas 3,830 MHz berarti antenanya kependekan.
2. Membuat Antena VHF
Kali ini akan diuraikan salah satu cara membuat antena untuk band VHF (2 meter band) dengan panjang antena ¼ ʎ. Antena ini cukup mudah dibuat, sehingga cocok untuk pemula atau latihan.
a. Komponen yang dibutuhkan
Berikut adalah daftar komponen yang dibutuhkan: - pipa PVC 3/4 ” – panjang disesuaikan
113
- Dop drat dalam PVC 3/4 ” – 1 bh
- konektor N/PL – 1 bh
- kabel tembaga listrik NGA – 1,5 meter - sekrup 4 mm panjang 2,5cm – 4 bh - Mur 4 mm – 4 bh
- Kabel coax 50 ohm Panjang sesuai kebutuhan
Gambar 8.4. Bahan membuat antena vertikal
Bahan-bahan dalam membuat antena vertikal seperti terlihat pada gambar 8.4 di atas. Hal pertama yang dilakukan adalah untuk mengupas kawat tembaga keluar dari selubung isolator kabel, maka akan melihat kabel hitam biru dan kuning. kemudian tanggalkan isolasi dari kabel hitam, biru dan kuning juga. Ketika anda selesai akan memiliki tiga kabel tembaga telanjang 1,5 meter panjangnya. kawat mungkin lebih baik, karena lebih besar dan kaku, tapi dapat juga menggunakan apa yang ada. Potong 5 buah kawat, masing-masing 56 cm panjangnya. Luruskan kawat masing-masing sebaik mungkin.
Lalu 4 buah kawat tembaga, yang akan digunakan untuk radial antena, ditekuk salah satu ujungnnya sehingga membentuk lingkaran kecil, lubang lingkaran disesuaikan dengan diameter drat dari sekrup yang ada, kemudian sekrup lingkaran ujung kawat tadi pada lubang di ke empat sudut konektor N.
Lakukan ini untuk disetiap salah satu sudut dari konektor N. Setelah selesai, . Pastikan kabel tembaga yang mencuat tegak lurus ke tengah konektor N, seperti terlihat pada gambar 8.5 di bawah.
114
Gambar 8.5. Ground antena vertikal
Setelah itu kencangkan sekrup ke bawah, ini akan membantu dari terpaan angin yang bisa membuat radial menjadi longgar pada konektor.
Selanjutnya perlu untuk menyolder elemen vertikal dari antena 2 meter. Setelah selesai disolder, konektor untuk antena 2 meter akan terlihat seperti gambar 8.6 di bawah.
Gambar 8.6. Antena vertikal dari samping
Sekarang antena 2 meter sudah siap untuk dirakit. Ambil pipa PVC 3/4″ dan sambungkan dengan sock drat luar PVC 3/4″, dapat digunakan lem PVC atau menggunakan lem panas.Kemudian pasang konektor RG-8 pada kabel coax RG-8, pasangkan dop PVC 3/4″ pada ujung konektor N, dan hubungkan konektor coax ke antena seperti dalam gambar 8.7 di bawah ini.
115 Setelah antena 2 meter vertikal dipasang, tekuk radial kebawah sebesar 45 derajat. Sekarang waktunya untuk memotong kawat vertikal guna menyesuaikannya ke dalam band 2 meter radio amatir. Untuk ini minta bantuan rekan kerja memegang antena di tempat. Tune (penyesuaian) frekwensi band 2 meteran, umumnya antena ini cukup untuk menutupi hampir seluruh pita 2 meter.
Seperti gambar 8.8 inilah kira-kira hasil akhir dari rangkaian pekerjaan yang telah dilakukan.
Gambar 8.8. Bentuk akhir antena ground plane vertikal
b. Pengetesan
Untuk pengetesan antena VHF secara prinsip prosedurnya sama dengan pengetesan antena HF sebelumnya. Peralatan yang dipakai adalah sumber sinyal dapat berupa pesawat RIG 2 meter band dan SWR meter atau antena
analyzer. Gambar rangkaian pengetesan seperti gambar 8.9 di bawah ini.
Gambar 8.9. Pengetesan antena VHF dengan SWR meter
Apabila matching frekuensinya dibawah 144 MHz, berarti antena tersebut terlalu panjang. Sedangkan jika frekuensi matchingnya di atas 144 MHz
116
berarti antenanya terlalu pendek. Untuk pemotongan kawat antena jika terlalu panjang dapat digunakan metode seperti pemotongan pada antena HF sebelumnya.Selain menggunakan SWR meter untuk pengujian, dapat juga menggunakan antena analizer. Yang perlu diingat saat menggunakan
antenna analyzer harus diperiksa kemampuan frekuensi kerja dari antenna
analyzer tersebut. Pengujian antena VHF dengan antena analizer seperti
gambar 8.10 di bawah.
Gambar 8.10. Pengujian antena VHF dengan antena analizer
3. Membuat Antena TV UHFSederhana
Bagian ini akan membahas pembuatan antena TV sederhana yang bekerja pada band UHF. Selain biayanya yang murah, bahan-bahan yang digunakan juga mudah didapatkan.Walaupun dibilang sederhana, tetapi hasilnya memuaskan dan dapat dipakai praktek siswa-siswa nantinya di sekolah. Kelebihan antena sederhana ini antara lain :
Ukuran tidak terlalu besar, sehingga tidak memakan tempat
Dapat dipasang dibawah atap rumah, sehingga tidak mudah berkarat karena air hujan
Hasil gambar memuaskan untuk semua kanal TV
Biayanya murah
Bahan -bahan yang dibutuhkan :
Seng nisplang atau seng biasa ukuran 1 meter. (Dapat dibeli di toko-toko material). Untuk yang menginginkan gambar lebih jernih, gunakan Alumunium foil (bukan seng) atau plat alumunium
Gunting seng
117
Obeng
Palu
a. Potong seng seukuran gambar berikut (Ukuran tidak perlu presisi hingga milimeter), seperti terlihat pada gambar 8.11 dan 8.12 di bawah ini.
Gambar 8.11. Sayap kupu-kupu antena TV UHF
Gambar 8.12. Reflektor antena TV UHF
b. Pasang seng yang telah dipotong berdasarkan gambar 8.13berikut.
118
Jarak antara sayap kupu-kupu antena 2 cm, seperti terlihat pada gambar 8.19 di atas. Tinggi kayu penyangga 11 cm. Posisi kupu-kupu/sayap antena diletakkan di tengah plat yang ukuran 35cm x 50cm. Gunakan paku kecil untuk menyambungkan bagian sayap antena, tiang penyangga dan plat reflektornya.
c. Siapkan kabel antena TV yang berimpedansi 75 ohm, jika ada pilihlah kabel yang kualitasnya bagus. Kaitkan ke dua bagian kabel (iner dan serabut ground) ke masing-masing sayap antena, seperti gambar 8.14berikut.
Gambar 8.14. Cara memasang kabel antena
Rapikan kabel antenanya sehingga terlihat bersih dan aman seperti terlihat pada gambar 8.15 di bawah ini.
Gambar 8.15. Merapikan kabel antena
d. Sambung ujung kabel satunya dengan konektor aerial TV. Setelah selesai tinggal uji coba antenanya. Tempatkan diketinggian dan carikan
119 tempat yang aman, yang di depannya tidak dekat dengan halangan apapun.
D. Aktifitas Pembelajaran
1. Selama proses pembelajaran, anda hendaknya mengidentifikasi dan dapat menguraikan cara-cara membuat antena dengan benar dan dapat mengidentifikasi peralatan yang digunakan dalam pembuatan antena.
2. Untuk menambah wawasan dan informasi, sebaiknya anda dapat mengakses dan mencari alamat website yang berkaitan dengan materi pembuatan antena.
3. Definisi-definisi yang terdapat pada pengukuran atau pengesetan antena harus dipahami dan dapat menjelaskan serta mengaplikasikan sesuai dengan jenis antenanya.
E. Latihan/Tugas
1. Antena HF model dipole ½ ʎ bekerja pada frekuensi 7,055 MHz. Panjang sayap kawat/kabel antena tersebut adalah ….
2. Antena HF model dipole 2 x ¼ ʎ direncanakan bekerja pada frekuensi 3,825 MHz. Setelah dilakukan pengetesan ternyata matching di frekuensi 3,675 MHz. Jelaskan keadaan seperti ini !
3. Pada soal no 2 diatas, apa yang harus anda lakukan sehingga antena matching di frekuensi 3,825 MHz ?
4. Sebuah antena ground plane saat pengetesan ternyata matching di frekuensi 145,500 MHz dan mempunyai bandwidh 4 Mhz. Dengan demikian antena ini dapat bekerja pada frekuensi ….
5. Jelaskan dengan singkat cara menggunakan antenna analyzer dalam pengetesan antena !
F. Rangkuman
Dalam pembuatan antena, pemasangan, dan pengetesan sangat jarang sekali langsung ketemu antena yang kita inginkan sesuai perhitungan teori. Kebanyakan kalau tidak kepanjangan atau kependekan. Kalau kependekan susah untuk penyambungannya, tetapi kalau kepanjangan masih bisa dipotong.
120
Selain menggunakan SWR meter untuk pengujian, dapat juga menggunakan antena analizer. Yang perlu diingat saat menggunakan antena analizer harus diperiksa kemampuan frekuensi kerja dari antena analizer tersebut.
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
1. Umpan Balik
Setelah mempelajari kegiatan pembelajaran ini, periksalah penguasaan pengetahuan dan keterampilan anda tentang merancang dan merealisasikan sistem antena menggunakan daftar periksa di bawah ini:
No Indikator Ya Tidak Bukti
1 Membuat antena HF