Antena Yagi

(1)

Antena Yagi adalah jenis antena radio atau televisi yang diciptakan oleh Hidetsugu Yagi.

Antena ini dilengkapi dengan pengarah dan pemantul yang berbentuk batang.

Antenna Yagi terdiri dari tiga bagian, yaitu:

Antena Yagi terdiri dari 2 bagian:

• elemen antena

• boom antena

Ada tiga jenis elemen:

• Reflector (REFL)

• Driven Elemen (DE)

• Direksi/Director (DIR)

Reflector berada di belakang antena terjauh dari stasiun pemancar. Dengan kata lain boom

antena adalah menunjuk ke arah stasiun radio di atas cakrawala dengan reflektor terjauh dari

stasiun. Reflector berfungsi sebagai pemantul sinyal,dengan panjang fisik lebih panjang

daripada driven

Elemen Driven adalah tempat sinyal disadap dengan peralatan yang menerima dan memiliki

kabel terpasang yang mengambil sinyal yang diterima ke penerima atau disebut titik catu dari

kabel antenna, biasanya panjang fisik driven adalah setengah panjang gelombang dari

frekuensi radio yang dipancarkan atau diterima.

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.

(2)

6 Element Yagi Antenna

Lihat tabel di link ini untuk melihat panjang elemen antena dan jarak antara mereka untuk

frekuensi yang diberikan. Panjang dan jarak diberikan untuk band radio FM. Atau Anda

dapat menggunakan rumus di bawah ini untuk menghitung dimensi untuk antena Anda.



http://antenayagi.com/membuat-antena-yagi.html

antena yagi

I

Desain Antena Yagi :

Antena Yagi, PF 5000

AAntena Yagi atau antena Yagi-Uda RF digunakan secara luas dan merupakan salah satu

antena desain paling sukses atau banyak digunakan untuk aplikasi RF direktif. Antena

Yagi-Uda adalah nama lengkapnya, pada umumnya dikenal dengan sebutanYagi atau antena Yagi.

RF singkatan dari frekuensi radio. Antena ini diciptakan oleh dua penemu asal Jepang Yagi

dan Uda (muridnya). Antena ada banyak macamnya dan tiap jenis antena masing-masing

(3)

diciptakan sesuai untuk tujuan yang berbeda dan masing-masing berfungsi terbaik pada

frekuensi tertentu.

Antena Yagi digunakan untuk menerima atau mengirim sinyal radio. Antena ini dolo 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 dBd.

Bagian-bagian dari Yagi dan cara kerjanya:

Setiap antena Yagi terdiri dari dipole, reflektor dan director. Bagian utama antena yang

memegang tiap elemen antena Yagi disebut dengan crossbar atau boom. Anda perlu

mengarahkan crossbar atau boom antena menuju ke arah datangnya sinyal untuk menerima

sinyal secara maksimal. Jika anda tidak tau dimana letak transmitter atau datangnya sinyal,

anda bisa melihat antena2 televisi di atas sekelompok rumah dan perhatikan kemana antena

tersebut mengarah, biasanya mereka akan mengarah ke arah yang sama. Itu akan

memberitahu anda arah di mana pemancar televisi berada.

Bagian dari Antena Yagi

Bagian dipole biasanya terhubung langsung ke kabel koaksial karena dia merupakan bagian

yang bertugas untuk menerima energi frekuensi radio. Bagian lainnya terdiri dari beberapa

elemen reflektor dan minimal satu director. Dibelakang dipole terdapat reflektor yang

biasanya 5% lebih panjang dari dipole. Reflektor berfungsi untuk memantulkan sinyal yang

terlewat dari bagian-bagian elemen tengah kembali ke mereka. Bagian director biasanya 5%

lebih pendek daripada dipole dan mereka berfungsi untuk mengarahkan sinyal ke arah yg

ditujukan.

(4)

Seperti yang mereka ketahui bahwa penambahan direktor pada antena akan meningkatkan

directivity antena, meningkatkan Gain dan mengurangi beamwidth. Namun penambahan

reflektor tidak ada pengaruhnya. Makin banyak dipole yang dimiliki antena pada plane yang

sama maka makin banyak sinyal band yang akan diterima pada waktu yang sama. Ketika

anda mengarahkan antena tersebut ke arah datangnya signal, elemen-elemen yang kecil akan

menarik sinyalnya ke elemen bagian tengah, dan elemen yang lebih panjang (reflektor) akan

memantulkan sinyal yang lolos kembali ke elemen tengah.

Jenis antena ini sengaja dibuat untuk fokus pada satu arah, ke depan. Gelombang arah lain

dibatalkan. Pada kenyataannya, Yagi adalah antena yang paling umum digunakan dalam

aplikasi yang beroperasi di atas 10 MHz.

http://elevenmillion.blogspot.com/2009/12/apa-itu-antena-yagi-dan-kegunaannya.html

Ada yang tau tentang antena Yagi..?? ato Yagi uda, Itu lho yang bentuknya mirip duri ikan

ato yang sering buat antena TV di rumah. Antena yagi sendiri itu ditemukan oleh 2 orang

profesor asal jepang yang bernama Prof. Hidetsugu YAGI dan Shintaro UDA dari Tokyo

University. Ada banyak fungsi sebenarnya antena yagi itu selain untuk menerima gelombang

UHF untuk TV, antena yagi juga bisa untuk menerima gelombang wifi dari internet hotspot,

malahan juga sering digunakan untuk nembak hotspot orang, trus ada juga yang bisa

menerima gelombang dari pemancar CDMA jadi kalau didaerah yang sinyal handphonenya

lemah dapat menggunakan antena jenis yagi untuk memperkuat sinyal yang masuk ke

handphone.

Dibawah ini ada salah satu contoh kegunaan antena yagi yaitu untuk menerima gelombang

wifi dengan kriteria pembuatan sbb :

.

1. Menentukan Spesifikasi Antena

•

Frekuensi 2400 MHz – 2500 MHz

•

Gain > 15 dBi

•

SWR < 1.5

•

Zo 50 Ω

2. Menentukan dimensi antenna

•

Panjang 100 cm

•

Lebar 10 cm

•

Jumlah Director 18 buah

Direktor Panjang Direktor Panjang Direktor Panjang

1 6.3 cm

7 6.0 cm

13 5.9 cm

(5)

3 6.2 cm

9 6.0 cm

15 5.8 cm

4 6.1 cm

10 5.9 cm

16 5.8 cm

5 6.1 cm

11 5.9 cm

17 5.8 cm

6 6.1 cm

12 5.9 cm

18 5.8 cm

•

Jumlah Driven 1 buah ( 6.25 cm )

•

Jumlah Reflektor 1 buah ( 10 cm )

3. Melakukan pemotongan bahan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan

4. Membuat Driven dengan jenis Dipole Sleve ½ λ dengan alasan karena mempunya

impedansi ( Zo ) 50 Ω sehingga sesuai dengan impedansi ( Zo ) dari kabel Koaksial yang

digunakan.

Driven terbuat dari kabel koaksial 50 Ω dengan panjang total ½ λ yang kemudian ¼ λ nya

dikupas baik innernya ataupun outernya dan sisanya dibiarkan terbungkus dengan outernya.

Setelah jadi maka driven ditempelkan pada konektor N-Female dengan cara disolder.

5. Setelah driven dan antenna jadi maka selanjutnya tinggal melakukan pengukuran untuk

mencari nilai SWR dan Bandwith dengan menggunakan alat Network Analyzer, jika nilai

SWR atau Bandwith belum pas maka dicari sampai sesuai dengan yang diharapkan salah

satunya dengan cara mengikir driven untuk memperpendek λ atau dengan memperbaiki

solderan.

6. Setelah pengukuran dalam dilakukan dan mendatkan hasil yang sesuai dengan yang

diinginkan yaitu SWR < 1.5 dan mempunyai Bandwith yang cukup lebar dan bekerja diantara

frekuensi 2400 MHz – 2500 MHz maka dilakukan pengukuran luar untuk mencari pola

pancar antenna serta nilai – nilai lain yang diperlukan.

.

(6)

.

Dimensi Antena Yagi for Wifi with 18 Director

Director Number

Length

Spacing

Number

cms.

1

6.3

0.9

2

6.2

2.2

3

6.2

2.6

4

6.1

3.1

5

6.1

3.4

6

6.1

3.7

7

6.0

3.9

8

6.0

4.0

9

6.0

4.2

10

5.9

4.4

11

5.9

4.6

12

5.9

4.7

13

5.9

4.8

14

5.9

4.8

15

5.8

4.9

16

5.8

4.9

17

5.8

4.9

18

5.8

4.9

(7)

Reflector Length (cm)

6.7 Reflector Spacing (cm)

2.9 Driven Element (cm)

6.5 .

.

Spesification

Frequency

(MHz).

2450.0 Mhz

Wavelength

(cm).

12.5 Boom Diameter

(cm).

1 Element

Diameter (mm).

0.2 Boom Length

(Metres)

1 Gain (dBd)

15.5 Useable

bandwidth

2401 to 2499

MHz

SWR

< 1.5

Zo

50 Ohm

Panjang Director 150 cm

Panjang Antena

100 cm

.

Bahan – bahan

1. Pipa alumunium persegi 1 Meter

2. Pipa alumunium 0.2 mm silinderer 1,5 Meter

3. Kabel Coaxial 50 Ohm 0,1 Meter

4. Konektor N-Female 1 buah

5. Pipa Paralon 0,15 Meter

6. Tutup Paralon 1 buah

(8)

.

Mungkin kriteria diatas bisa kurang akurat saat benar – benar diterapkan menjadi sebuah

antena tetapi semua data – data diatas adalah hasil riset yang kemungkinan ada banyak

perbedaan dengan hasil orang lain. Maka hanya sekedar saran saja untuk mendaoatkan hasil

yang maksimal dapat disesuaikan dengan kondisi lapangan.

Contoh Gambar Nyata Yagi Buatan Sendiri

Yang dibungkus paralon itu namanya Driven ( Catuan )

TEORI DASAR

2.1 Umum

Pada bab ini akan dijelaskan tentang teori-teori yang mendasari permasalahan

dan penyelesaian tugas akhir ini. Diantaranya adalah pengenalan antena, besaran

-besaran pada antena, diagram radiasi, gain, VSWR antena dan macam - macam

antena. Selanjutnya akan dijelaskan pula mengenai pengenalan wireless LAN.

2.2 Pengenalan Antena

Antena adalah suatu piranti yang digunakan untuk merambatkan dan

menerima gelombang radio atau elektromagnetik. Pemancaran merupakan satu

proses perpindahan gelombang radio atau elektromagnetik dari saluran transmisi

ke ruang bebas melalui antena pemancar. Sedangkan penerimaan adalah satu

proses penerimaan gelombang radio atau elektromagnetik dari ruang bebas

melalui antena penerima. Karena merupakan perangkat perantara antara saluran

transmisi dan udara, maka antena harus mempunyai sifat yang sesuai (match)

dengan saluran pencatunya.

Secara umum, antena dibedakan menjadi antena isotropis, antena

omnidirectional, antena directional, antena phase array, antena optimal dan

antena adaptif. Antena isotropis (isotropic) merupakan sumber titik yang

memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti

permukaan bola. Antena ini tidak ada dalam kenyataan dan hanya digunakan

Page 2

(9)

sebagai dasar untuk merancang dan menganalisa struktur antena yang lebih

kompleks. Antena omnidirectional adalah antena yang memancarkan daya ke

segala arah, dan bentuk pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat

(doughnut) dengan pusat berimpit. Antena ini ada dalam kenyataan, dan dalam

pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang lebih

kompleks. Contoh antena ini adalah antena dipole setengah panjang gelombang.

Antena directional merupakan antena yang memancarkan daya ke arah tertentu.

Gain antena ini relatif lebih besar dari antena omnidirectional. Contoh, suatu

antena dengan gain 10 dBi (kadang-kadang dinyatakan dengan “dBic” atau

disingkat “dB” saja). Artinya antena ini pada arah tertentu memancarkan daya 10

dB lebih besar dibanding dengan antena isotropis. Ketiga jenis antena di atas

merupakan antena tunggal, dan bentuk pola radiasinya tidak dapat berubah tanpa

merubah fisik antena atau memutar secara mekanik dari fisik antena.

Selanjutnya adalah antena phase array, yang merupakan gabungan atau

konfigurasi array dari beberapa antana sederhana dan menggabungkan sinyal

yang menginduksi masing-masing antena tersebut untuk membentuk pola radiasi

tertentu pada keluaran array. Setiap antena yang menyusun konfigurasi array

disebut dengan elemen array. Arah gain maksimum dari antena phase array dapat

ditentukan dengan pengaturan fase antar elemen-elemen array.

Antena optimal merupakan suatu antena dimana penguatan (gain) dan fase

relatif setiap elemennya diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan kinerja

(performance) pada keluaran yang seoptimal mungkin. Kinerja yang dimaksud

kinerja antara lain signal to interference ratio, SIR atau signal to interference plus

Page 3

8

noise ratio, SINR. Optimasi kinerja dapat dilakukan dengan menghilangkan atau

meminimalkan penerimaan sinyal-sinyal tak dikehendaki (interferensi) dan

mengoptimalkan penerimaan sinyal yang dikehendaki.

Antena adaptif merupakan pengembangan dari antena antena phase array

maupun antena optimal, dimana arah gain maksimum dapat diatur sesuai dengan

gerakan dinamis (dinamic fashion) obyek yang dituju. Antena dilengkapi dengan

Digital Signal Proccessor (DSP), sehingga secara dinamis mampu mendeteksi

dan melecak berbagai macam tipe sinyal, meminimalkan interferensi serta

memaksimalkan penerimaan sinyal yang diinginkan.

Gambar 2.1 Diagram Dasar Antena

2.3 Besaran-besaran Penting Pada Antena

Ada beberapa besaran penting sebagai karakteristik dari setiap antena. Besaran

ini menentukan dimana antena tersebut akan diaplikasikan. Besaran-besaran

penting dari setiap antena biasanya ditentukan pada pengamatan medan jauh

(far-Gelombang ruang bebas Waveguide Gelombang Tertuntun Antenna Pemancar Gelombang

(10)

ruang bebas Waveguide Gelombang Tertuntun Antenna Penerima

Page 4

9

field). Teknik pengukuran besaran antena adalah proses mengukur

besaran-besaran karakteristik dari antenna, seperti

Diagram Radiasi : sebagai besaran yang menentukan ke arah sudut mana sebuah

antena memancarkan energinya.

Direktivitas D : besaran yang menyatakan perbandingan antara kerapatan daya

maksimal dengan kerapatan rata-rata

Gain G : direktivitas dikurangi dengan kerugian pada antena. Pada antena yang

tak memiliki kerugian, G = D.

Polarisasi : menyatakan arah dan orientasi dari medan listrik dalam

perambatannya dari antenna pemancar.

Impedansi : impedansi masukan antena dilihat dari rangkaian elektronika,

penting untuk menghindari mismatching.

Bandwidth : lebar pita frekuensi, di interval ini performance antena masih

dianggap baik

2.3.1 Diagram Radiasi

Diagram radiasi adalah besaran yang paling penting pada antena.

Diagram radiasi merepresentasikan distribusi energi yang dipancarkan

oleh antena di ruang. Besaran ini diukur/dihitung pada medan jauh

(far-field) dengan jarak yang konstan ke anten dan divariasikan terhadap sudut,

biasanya sudut dan .

θ

φ

Sebagai contoh sederhana adalah antena dipole yang diletakkan di sumbu

asal dari sistem koordinat. Antena ini mempunyai diagram pancar secara

Page 5

10

tiga dimensi seperti yang terlihat gambar 2.2. Sebuah bentuk konsentrasi

energi yang seperti bentuk donat. Jika kita amati karakteristik radiasi dari

antenna ini pada bidang horizontal (bidang H/H plane) berbentuk

lingkaran. Dalam kordinat polar, artinya jika bergerak pada bidang

horizontal pada jarak yang konstan, maka kita akan mendapatkan energi

yang sama, ke sudut manapun kita bergerak. Tetapi jika kita amati pada

φ

bidang vertical ( bidang E/E plane ), kita potong donat tersebut misalnya

dengan bidang yz maka akan kita dapatkan bentuk seperti gambar 2.2

dibawah ini. Dalam kordinat polar berarti, pada sudut =0 tak ada

θ ˚

pancaran, dan dengan membesarnya akan membesar pula kontribusi

θ

pancaran kearah sudut itu, sampai mencapai maksimalnya pada =90 ,

θ

˚

kemudian mengecil, dan kembali nol pada =180 .

θ

˚

Gambar 2.2 Bentuk Konsentrasi Energi

Page 6

(11)

2.3.2 Direktivitas dan Gain

Karakteristik pancar antena didefinisikan pada medan jauh (far

field), yang mana pada kondisi medan jauh ini, pada suatu radiyus tertentu,

kita akan mendapatkan medan listrik yang merupakan fungsi dari sudut

θ

dan ,

φ

E( , ) dan medan magnet yang juga merupakan

ϑ ϕ

fungsi dari kedua

sudut tersebut, H( , ) kedua saling terkait, satu dengan lainnya sesuai

ϑ ϕ

dengan

...(2.1)

Zo adalah impedansi gelombang

ruang bebas, dengan Secara

nilai medan magnet proporsional dengan medan listrik vektor Pointing

(kerapatan daya), yang secara singkatnya di sini dituliskan dengan

...(2.2)

Vektor Pointing menggambarkan aliran daya, yang pada rumus di atas

mempunyai arah radial keluar dari antena.

2.3.3 VSWR

Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) merupakan kemampuan

suatu antena untuk bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Pengukuran

VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena

tersebut. VSWR sangat dipengaruhi oleh impedansi input. Impedansi

antena penting untuk pemindahan daya dari pemancar ke antena dan dari

antena ke penerima. Sebagai contoh untuk memaksimumkan perpindahan

Page 7

12

daya dari antena ke penerima, impedansi antena harus conjugate match.

Jika ini tidak dipenuhi maka akan terjadi pemantulan energi yang

dipancarkan atau diterima.

Perbandingan level tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang

datang menuju beban (V+) ke sumbernya lazim disebut koefisien pantul

atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol “ ” atau dapat

Γ

dituliskan:

Γ

=

v− v+

...

(2.3)

Hubungan antara koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran

(Zo) dan impedansi beban/ antena (Zl) dapat ditulis:

Γ

=

1−0 1+ 0

...(2.4)

Harga koefisien refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa

pantulan/match) sampai 1, yang berarti sinyal yang datang ke beban

seluruhnya dipantulkan kembali ke sumbernya semula. Maka untuk

perhitungan VSWR.

=

| |Γ | |Γ

(12)

Besar nilai VSWR yang ideal adalah 1, yang berarti semua daya

yang diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima (match).

Page 8

13

2.4 Macam – macam Antena

2.4.1 Antena Yagi

Antena yagi secara teoritis yaitu sejenis antena yang terdiri dari 3

macam elemen. Dimana 3 macam yang memegang peranan penting dalam

konstruksi antena yagi yaitu reflektor, dipole dan direktori dalam

pengimplementasianya sebuah antena yagi dapat dibuat dari elemen

berbentuk pararel silindris.

Gambar 2.3 Antena yagi pada koordinat cartesius

Pada gambar diatas menunjukkan bahwa elemen-elemen yagi

terletak sejajar pada Z axis, sedangkan boom ataupun bahan penyangga

elemen sejajar dengan X axis.

2.4.1.1 Elemen Driven

Driven merupakan bagian paling penting dari sebuah antena yagi

karena elemen inilah yang akan membangkitkan gelombang

elektromagnetik menjadi sebuah sinyal yang akan di pancarkan. Untuk

Page 9

14

menjadikan sebuah driven yang menghantarkan radiasi dengan baik,

biasanya menggunakan antena dipole sebagai bentuk drivennya.

Gambar 2.4 Antena Dipole

2.4.1.2 Elemen Reflector

Sesuai dengan namanya reflector, elemen ini merupakan elemen

pemantul. Elemen reflektor ditempatkan di belakang dipole dan dibuat

lebih panjang dari pada panjang dipole.

Gambar 2.5 Susunan Reflektor dan Driven

Tujuan utama dari penempatan reflektor di belakang adalah untuk

membatasi radiasi agar tidak melebar kebelakang namun kekuatan

Page 10

15

pancarannya akan diperkuat ke arah sebaliknya. Reflektor juga bersifat

menjadikan antena lebih induktif.

2.4.1.3 Elemen Director

Elemen Direktor merupakan elemen pengarah yang diletakkan

didepan antena dipole terlipat (driven), direktori akan memaksakan radiasi

dari driven menuju ke satu arah. Elemen ini juga kadang sering disebut

dengan elemen parasitic.

Gambar 2.6 Penempatan elemen Direktor

Antena Yagi Uda termasuk dalam tipe antena parasitic array. Konfigurasi

antena Yagi Uda dapat dilihat seperti pada Gambar 2.3

(13)

Page 11

16

Elemen kedua dari antena dinamakan driven dan yang lain adalah parasitic.

Dipole pertama memiliki ukuran lebih panjang dibandingkan dengan driven.

Dipole kedua ini difungsikan untuk sebagai reflector. Elemen yang berada pada

sisi kanan dari driven memiliki ukuran lebih pendek dari elemen sebelumnya.

Elemen ini memiliki fungsi sebagai sebagai director. Director dan reflector

mengatur radiasi sepanjang sumbu x. Antena Yagi Uda banyak dipakai sebagai

antena penerima TV dan memiliki directivity yang bagus serta struktur yang

sederhana. Antena Yagi Uda termasuk jenis antena yang banyak dipergunakan

karena memiliki gain yang tinggi, biaya pembuatannya murah serta proses

pembuatannya yang relatif mudah. Antena Yagi Uda terdiri atas sebuah dipole

yang disusun dengan beberapa elemen parasitic (parasitic elemen), dimana

terdapat dua macam elemen parasitic tersebut yaitu

Sebuah

−

reflector yang berfungsi memantulkan radiasi dari driven

Satu atau beberapa

−

director yang berfungsi mengarahkan radiasi dari driven

kearah tertentu

Pada antenna Yagi Uda jumlah elemen mempengaruhi gain antena tersebut.

Semakin banyak elemen maka semakin tinggi pula gain yang dimilikinya. Sampai

sekarang antena yagi sangat dikenal, terdapat banyak pembahasan mengenai

realisasi antena tersebut, yang membedakan adalah jarak sejumlah direktor, jarak

antara elemen antena dan tingginya masing-masing elemen. Pada kebanyakan

kasus, jumlah elemen, jarak dan tinggi dibedakan berdasarkan percobaan.

Sekarang ini banyak program untuk modeling antena yagi untuk

mengoptimalkannya berbasis komputer.

Page 12

17

Sebelum memulai analisa angka dari antena yagi, beberapa hal untuk

mempermudah diperkenalkan :

1. Antena dianggap dalam medium lossless.

2. Elemen antena dibuat dari konduktor dengan kualitas yang

sempurna.

3. Arus dan pengisian dikonsentrasikan pada sumbu dari kabel

antena.

http://ekoari.wordpress.com/2008/08/04/antena-yagi-untuk-aplikasi-wifi/

kambing.ui.ac.id/onnopurbo/orari-diklat/pemula/.../antenna-yagi.pdf

Sebelum kita berbicara tentang antena Yagi atau antena pengarah marilah kita menengok

terlebih dahulu antena isotropic. Antena isotropic adalah antena yang memancarkan radiasi ke

segala jurusan ke samping, ke atas dan ke bawah dengan kuat pancaran yang sama. Apabilka kita

(14)

gambarkan pola radiasinya maka akan berbentuk bola. Antena ini tidak pernah ada, ini hanya

digunakan untuk pembicaraan theoritis.

Antena isotropic ini berbeda dengan antena omni directional, antena omni directional

mempunyai kuat pancar yang sama ke segala penjuru mata angin akan tetapi ke atas dan ke bawah

tidak sama. Antena vertikal ¼ Lambda mempunyai sifat ini.

Untuk keperluan terutama komunikasi jarak jauh dan tidak diperlukan QSO dengan

stasiunstasiun

yang berada di berbagai jurusan, maka sering diperlukan antena pengarah agar pancaran pada arah yang dikehendaki menjadi lebih besar. Tentu saja

mengandung konsekuensi

bahwa pancaran ke arah yang lain menjadi relatif mengecil.

POL

Kita perhatikan gambar 1, pola 1 adalah pola pancaran antena dipole. Bila pada antena

dipole diberikan sebuah reflektor dan director, maka akan kita peroleh pola pancaran seperti

tergambar pada 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 1) adalah Pa

sedangkan power

dipole ½ Lambda di tempat itu sebesar Pd , maka gain antena :

Gain = 10 log10 Pd / Pa dB

Mengukur gain suatu antena praktis tidak pernah dilakukan karena untuk pekerjaan ini

diperlukan suatu sangkar Farraday yang cukup besar. Misalnya untuk penelitian gain antena 35

CM 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 arah belakang disebut front

to back

ratio. Sedangkan perbandingan kuat pancaran ke depan dengan kuat pancaran

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

(15)

makin baiknya pengarahan antena tersebut dan umumnya front to side rationya juga menjadi

makin kecil. Dalam praktek kita tidak pernah mengukur besarnya gain antena.

Standing Wave Ratio (SWR)

Sebelum melangkah lebih jauh, kita akan menconba memberiak gambaran mengenai

standing wave ratio. SWR ini harus diamati ada waktu kita memasang antena untuk mendapatkan

hasil yang baik dan menjaga awetnya perangkat transceiver.

Apabila sepanjang feeder line ada gelombang listrik yang mengalir dari transceiver ke

antena dan tidak ada aliran balik dari antena ke transceiver, maka gelombang listrik tersebut, baik

voltagenya maupun arusnya akan tetap besarnya. Akan tetapi apabila ada arus balik yang, maka

arus balik ini akan mengadakan interferensi dengan arus yang pergi ke antena. Sehingga arus yang

mengalir sepanjang feeder line tadi pada suatu saat tertentu menjadi membesar dan pada suatu saat

berikutnya menjadi mengecil.

Perbandingan antara arus maksimum dengan arus minimum atau perbandingan antara

voltage maksimum dengan voltage minimum in disebut Standing Wave Ratio

(SWR)

Standing Wave Ratio ini besarnya tergantung dari besarnya arus balik,

makin besar

arus balik maka SWR menjadi makin besar pula. Adanya standing wave

pada feeder line

ini tidak dikehendaki karena hal ini memberikan indikasi adanya

mismatch. Arus balik ini

akan masuk ke final dan ditransformasikan menjadi panas, dimana panas

ini bila cukup

tinggi akan dapat merusak final.

Untuk mengukur besarnya SWR suatu transmission line yang

menghubungkan

transceiver dan antena digunakan SWR METER yang berisi

swr bridge

.

Contoh suatu

SWR meter terdapat pada gambar 2, biasanya alat semacam ini

dilengkapi dengan power

meter dan field strength meter.

Field strength meter digunakan untuk mengukur kuat pancar transceiver

dengan

antena tertentu suatu antena. Kuat pancar diukur pada suatu jarak

tertentu dan arah

tertentu, selanjutnya dibandingkan dengan kuat pancar pada arah lain. Ini

dapat digunakan

untuk mengukur besarnya front to back ratio.

Dummy Load

Untuk melakukan penguran SWR pada suatu feeder line, maka pada ujung feeder line

(16)

diberikan suatu dummy load sebagai pengganti antena. Dummy load ini berfungsi menyerap RF

yang masuk kepadanya sehingga tidak terjadi RF balik dari luar feeder line (coaxial cable), dengan

demikian SWR feeder line dapat diukur secara murni. DUMMY LOAD

Gambar 3

Distribusi tegangan dan arus.

Apabila kita ingin melihat suatu gambaran menganai arus dan tegangan pada suatu antena

dipole, maka distribusi tegangan dan distribusi arus sepanjang antena dapat dilihat pada gambar

berikut ini.

ANTENA YAGI UNTUK HF

Antena pengarah yang dibahas dalam tulisan ini adalah antena Yagi. Antena ini ditemukan

oleh Dr. H. Yagi dari Tokyo Univesity pada tahun 1926. 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

(17)

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 menjadi terlalu melengkung ke bawah pada ujungujungnya.

Untuk antena 10 meter, elemen dapat dibuat dari tubing diameter ½ inch dan ¾ inch, untuk 20

meter dengan diameter ¼, ½ h, ¾ dan 1 inch.

DRIVEN DIRECTOR TALI NYLON TALI NYLON ISOLATOR BAMBU

ANTENA YAGI DUA ELEMEN KAWAT (80 MATER) Gambar 5

Mengenai diameter tubing dapat dicobacoba sendiri oleh rekanrekan

amatir 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. ANTENA YAGI TIGA ELEMEN

Gambar 6

Panjang elemen dan spacing antar elemen dapat diperhitungkan dengan rumus sebagai

berikut ini :

Reflektor elemen153 / f (dalam MHz) meter. Driven elemen 144 / f (dalam MHz) meter. Director 137 / f (dalam MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter 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

(18)

menggunakan tabel sebagai berikut :

Reflektor elemen153 / 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, rekanrekan

amatir radio 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.

GAMMA MATCH

Untuk driven elemen, disamping menggunakan dipole seperti yang diuraikan di atas, dapat

pula menggunakan driven elemen dengan Gamma Match. Pada elemen dengan gamma match ini

elemen tidak dibagi dua akan tetapi utuh dan pada feed point diberikan suatu matching device

tersebut. Pada prinsipnya gamma match merupakan LC circuit. a b 3/4 INCH 1/4 INCH c DRIVEN ELEMENT isolator

inner feeder line outer feeder line

BOOM disambung dengan

disambung dengan

GAMMA MATCHING DEVICE Gambar 7

Peralatan yang merupakan bagianbagian untuk membuat gamma matching device bisa

didapatkan di pasaan. Panjang a sekitar 50 CM dan panjang c sekitar 10 CM sedangkan panjang b

dicari pada saat kita melakukan matching ( antara 100120 CM) sehingga didapatkan SWR yang

baik. Ukuran gamma matching device tersebut di atas dapat dipergunakan pada driven element

untuk band dari 10 sampai 20 meter.

ANTENA YAGI UNTUK VHF

Antena Yagi untuk 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

(19)

dampak buruk bagi ketahanan boom dan ketahanan terhadap 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, demensi

gamma matching device dibuat lebih kecil, seperti terlihat pada gambar 5. 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 8 adalah suatu contoh antena Yagi untuk VHF 2 meter dengan 7 elemen, terdiri

atas driven element, reflektor dan 5 buah director. Selanjutnya rekanrekan

amatir 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 spasifikasi yang

lama janganlah dibuang tetapi dicatat, sehingga misalnya hasil modifikasinya kurang memuaskan,

kita masih dapat kembali pada spesifikasi terdahulu. ANTENA YAGI 2 METERAN Gambar 8

Apabila kita perhatikan antenaantena

buatan pabrik maka panjang serta spacing elemenelemen beragam. Dengan mempelajari antenaantena

buatan pabrik tersebut rekanrekan amatir

radio 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 8 di

atas. Gambar 8 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.

1/4 INCH DRIVEN ELEMENT 9 CM 15 CM coax RG58/ U dikupas outernya

(20)

inner feeder line outer feeder line

BOOM

5 CM

GAMMA ROD BRACKET

GAMMA MATCHING DEVICE VHF 2M Gambar 9

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. Selain antena Yagi yang telah banyak dibahas disini, beberapa jenis antena pengarah yang

lain banyak juga digemari, misalnya antena Quad Beam, Log Periodic dan sebagainya.

Bikin Antena Yagi 13b2

Cara membuat antenna radio komunikasi jenis yagi atau yagi yang bekerja pada frekuensi 144 Mhz (2 meteran) atau biasa di sebut antenna ngebrik jenis yagi atau pengarah. jika kita membuat sendir antenna yagi crussraf 13 elemen atau 17 elemen yang di kenal dengan 13b2 atau 17b2 yang pertama kita cari adalah

skema atau ukuran antenna yang kedua alat dan bahan yang ketiga pengerjaan haru teliti. Biasanya pembuatan gagal atau kurang maksimal karena pengerjaan kurang teliti atau potongan ukuran ada yang lebih atau kurang walaupun hanya satu millimeter disini saya mencoba mengulas sedikit tentang pembuatan antana 13b2/17b2 bedasarkan skema ukuran standar dan pengalaman saya yaitu:Alat dan bahan

Untuk alat tentunya menyesuaikan sendiri diataranya obeng, tang, gergaji besi atau kater almunium khusus kalau ada, palu yang kepalanya di bungkus karet, biar tidak penyok almunium ,palu biasa dll Untuk bahan

Utnuk elemen mengunakan alumunium isi yang kecil kurang lebih 0.5 mm atau alumunium 1cm-1,5 cm terserah anda tapi yang pernah saya buat yang 0.5 mm lebih bagus. Untuk boom atau yang besar alumuniun 1.5 inci dan untuk driven menggunalan alumunium diameter kurang lebih 2 cm . untuk T mach atau meching menggunakan system balloon dengan box atau paralon dan bahan balloon kabel rg 8 75 Ohn atau kabel tv.

Skema ukuran

untuk panjang elemen dari belakang atau reflector, terus driven, dan director, Elemen 1 panjang 101.0 Cm

Elemen 2 panjang 98.7 Cm Elemen 3 panjang 96.2 Cm Elemen 4 dan 5 panjang 92.1 Cm Elemen 6 panjang 90.8 Cm Elemen 7 panjang 89.5 Cm Elemen 8 – 13 panjang 88.0 Cm Dan Jarak Elemen Dari belakang Dari 1 ke 2 : 39.4 Cm

Dari 2 ke 3 : 22.1 Cm Dari 3 ke 4 : 22.9 Cm Dari 4 ke 5 : 8.0 Cm Dari 5 ke 6: 41.3 Cm

(21)

Pemotongan Elemen menggunakan gergaji ata kater khusus dan kedua ujung di kikir biar rata dan ukuran setelah dikikir harus tepat misalnya elemen pertama 101.0 tidak boleh lebih atau kurang walaupun hanya 1 mm. baru pemasangan elemen ke boom bisa dengan cara di bor atau

menggunakan breket yang sesuai ukuran yang telah anda siapkan, kalau saya menngunakan breket selain pemasangan lebih mudah dan cepat serta mudah di geser-geser.

Pembuatan driven atau T mach

Kalau yang asli berbentuk kotak didalamya menggunakan kabel 75 Ohn kecil sekali senyak 3 botongan dan sebuat capasitor. Yang pernah saya buat mengguankan tabung dari paralon dengan kabel 75 Ohm atau antenna tv dengan 3potongan masing masing 62 Cm. cara membuatnya

Pada ujung kanan (A) di pasang konektor dan ujung kiri dua buah konektor (B) dan (c) caranya dari ake b di a disorder dengan konektor Positip dan degatipnya jangan sampai tergabung di b hanya posotipnya saja , dari b ke c psitipnya saja dan negatipnya di sambungakan danterus dari c ke b sebelum di sambung positip dan negarip di gabung terus di sorder pada negate b dan c . jika di cek menggunakan afometer positip dan negatip tidak nyambung , positi kabel dengan bodi antena nyambung, negate kabel dengan bodi antenna tidak nyambung, setel itu tutup rapat balloon yang kita buat jangan sampai air masuk,kemudia di pasang.

Setelah semua elemen terpasang termasuk driven yang terakhir uji coba tau maching, jika anda membuat lebih dari satu buah antenna sebelumdipasang jumper di macth satu-satu dulu dengan cara tentunnya menggunakan swr meter dan di geset baut mech kana kiri seimbang , usahan mendapat mach lebih kecil jika machnya masih besar coba cek satu persatu dari elemen dan balon. Jika benar biasanya antara 1.1 sampai 1.3 itu yang pernah saya buat.

Setelah itu baru pemasangan jumper. Jika dua buah antenna jemper petama 1.05 Cm dan jemper kedua 99.08 Cm.

Setelah di uji coba di bawah catatan lokasi tebuka di tidak terdapat ganguan besi atau logam yang lanyya sekitan jaran 4-5 meter, tinggi dari tanam lebih dari dua meter kenapa sebab mempengaruhi anda mengatur machir dan pembacaan skala pada swr meter. Jangan lupa kabel koek di damilood dulu, Setelah oke barulah pemasangan di tiang antenna.

Untuk Antena 17b2 ukuran panjang elemen sama hanya di tambkan saja untul elen yang ke 14 -17 jaran antenna dan panjang elemen sama .

Taksiran biaya biaya satu buah antenna yang pernah saya buat tahun 2000 sekitar 500 ribuan. selamat mencoba