Masih Ingat ‘kan Ya? 0506
Merancang “Shortened (Dipole) Antenna” , bagian II
Sudarmanta Tri Widada – YD1DCN
Pengantar:
OM Sudarmanta, YD1DCN mencoba me- nuangkan ilmu yang diinspirasi dari tuli- san Luiz Duarte Lopes, CT1EOJ dari maja- lah QST edisi Oktober 2003, yang tentu- nya tidak bisa diakses begitu aja oleh ma- yoritas pembaca BEON (so, matur nuwun mas Dar – atas partisipasi dan kontribusi Anda dalam upaya pengentasan kemis- kinan ‘ilmu anak negri, terutama di bi- dang perantennaan ini). 73 de YB0KO/1.
Reaktansi sepanjang antena
Misal kita akan memendekkan antena menjadi 2/3 untuk bekerja pada frekuen- si 7,070 MHz (lihat gambar 2 berikut).
Reaktansi pada suatu segmen yang akan digantikan dengan kumparan dihitung se- suai dengan rumus 1:
X = ---j Z0 cot b
X = reaktansi yang dimaksud
b = jarak (dalam derajat elektrikal) diu- kur dari ujung antena sampai titik yang dikehendaki
Z0 = impedansi karakteristik dari trans- mission line satu kawat, mengguna- kan ukuran kawat dan ketinggian yang sama dengan antena
Dengan demikian akan didapat dua nilai reaktansi, yaitu X1 pada pertemuan C dan B, serta X2 pada pertemuan B dan A, ma- sing-masing senilai –jX1 dan –jX2. Reak- tansi kumparan XL adalah = X2 – X1 = -jX2 – ( -jX1 ) = jX1 – jX2. Nilai X1 selalu lebih besar daripada X2 (karena X1 lebih dekat ke ujung antena daripada X2), maka nilai XL positif ( +j ) yang berarti: kumparan. Nilai Z0 dihitung sesuai rumus:
Z0 = 138 log (4h/d)
h = ketinggian (elektrikal) antena di atas tanah
d = diamater kawat, keduanya dengan satuan yang sama.
Secara praktis nilai h tidak sama dengan ukuran ketinggian yang diukur dengan menggunakan meteran, karena juga dipe- ngaruhi kondisi sekitarnya dan tanah se- tempat. Tinggi secara elektrikal lebih kecil daripada ketinggian secara fisik, namun dalam proses perancangan ini ketinggian secara fisik akan digunakan sebagai pendekatan nilai h.
Contoh pertama
Dengan menggunakan gambar 2, diran- cang panjang antena dan nilai induktansi kumparan pada frekuensi 7,070 MHz de- ngan kawat Ø 2 mm dan ketinggian diper- kirakan 6 meter di atas tanah. Panjang antena sebelum diperpendek:
L = 150/f = 150/7.07 = 21.22 m
Dihitung :
Z0 = 138 log [4(6000/2)] = 563 Ω XL = jX1 – jX2
= j563( cot 30 ) – j563( cot 60 )
= j975 – j325 = +j650
XL = 2 pi f L
L = 650 / [ 2 pi ( 7.07 )]
= 14.63 µH ~ 15 µH
Dengan menyelakan kumparan senilai 15 µH pada pertengahan masing-masing lengan dipole, panjang total antena akan berkurang dari total 21,22 m menjadi 14,14 m atau 2/3 dari panjang penuh. Antena akan resonans pada 7,070 MHz, yang setelah proses penalaan masih mungkin didapatkan ukuran fisik yang le- bih pendek lagi (sebagai akibat dari ada- nya fenomena end effect), yang akan memperpendek antena setelah ditala.
Contoh kedua
Seperti contoh pertama, akan tetapi di- perpendek sampai setengah panjang di- pole penuh. Lihat gambar 3, bagian C di- bagi dua masing-masing 15 derajat. Ba- gian A tak dikurangi, bagian yang dihilang- kan sekarang B & C1 senilai 45 derajat.
Dihitung :
XL = j563 ( cot 15 ) – j563 ( cot 60 )
= j2101 – j325 = +j1776
L = 40 µH
Panjang total berkurang menjadi 10,61 m, namun nilai induktansi memerlukan kumparan yang lebih besar dan mungkin nilai 40 µH dianggap terlalu besar, oleh karenanya akan dirancang contoh ketiga.
Contoh ketiga
Panjang antena tetap dikehendaki sepa- ruh panjang dipole, tetapi dengan kumpa- ran yang lebih kecil. Konsekwensinya le- tak kumparan harus digeser lebih ke te- ngah. Lihat gambar 4, di mana dipole di- bagi menjadi delapan bagian, masing-masing 22,5 derajat. Nilai X1 & X2 dihitung untuk posisi 22,5 dan 67,5 derajat.
X1 = -j1359
X2 = -j233
XL = +j1126
L = 25 µH
Pada contoh ini nilai kumparan mengecil, namun dengan mengorbankan bagian A dari panjang segmen semula 30 derajat menjadi 22,5 derajat, artinya dengan ki- nerja yang berkurang. Contoh keempat yang akan ditayangkan edisi mendatang akan mengatasi hal ini, yaitu tanpa mengurangi bagian A.
[73]
No comments:
Post a Comment