Ngobrol Ngalor Ngidul 0410

Ngobrol Ngalor Ngidul 0410  

Wire Beams Untuk Band 40 m

kalo’ ada pertanyaan silah kirim via orari-news@yahoogoups.com, atau langsung ke
unclebam@indosat.net.id

Pengantar:
Bisa DX-ing di low-band HF (80, 40, apalagi di 160 m) adalah “tantangan” tersendiri bagi amatir yang senang ‘nge-DX, karena memang diperlukan sesuatu yang “tidak sekedar diatas rata-rata” untuk bisa melakukannya, sampé ada yang bilang: low band DX-ing differs an OM from an OB.

Untuk bisa ikutan ber-Low-band DX-ing memang tidak bisa sekedar berbekal niat atau  nawaitu doang, tapi harus pula disertai usaha khusus untuk memilah sumber daya/resources yang ada: pengetahuan (misalnya tentang propagasi, MUF, band plan, DX window dll.), Rig yang memadai termasuk peralatan dan aksesories di hamshack, sistim Antenna termasuk saltran-nya …, dan last but not least tentunya segala extra yang
berkaitan dengan “waktu dan doku “…

Karena obrolan di kolom ini utamanya terfokus pada ihwal per-antenna-an saja, tentunya sistim ANTENNA-lah yang bakal dibahas. Atas beberapa pertimbangan, bahasan akan lebih diutamakan bagi antenna yang bisa di home brew untuk band 40 m, walaupun dengan beberapa batasan yang menyangkut urusan ukuran, tingkat kesulitan pekerjaan, keberadaan bahan dll., rancangan yang diwedar di sini bisa saja di scale-up (atau down) untuk band-band lain.

DX-ing erat kaitannya dengan directivity, dan karenanya bahasan juga akan diutamakan  pada Beam antennas, yang memang dirancang untuk bisa di beam atau diarahkan ke direction atau arah tertentu.

Menimbang kenaikan harga BBM yang biasanya lantas diikuti (atau malah sudah  didahului) sama kenaikan harga material bangunan, maka dari segi kemudahan mencari, ketersediaan dan terjangkaunya harga bahan, bahasan akan dibatasi lagi pada Wire Beams, yaitu Beam antenna yang dibikin dari wire atau kawat, walaupun pada beberapa desain tidak tertutup kemungkinan (kalau kebeli) untuk membuatnya dari aluminium
tubing.

Berjenis Beam Antenna
Dari bermacam pengelompokan jenis antenna, dengan menyoal pengaruh kondisi Ground di bawah bentangan antenna pada dasarnya an- tenna (atau Beam antenna khususnya) dibagi dalam 2 kelompok atau kategori:

1. Ground dependant antenna: yang kinerjanya SANGAT dipengaruhi konduktivitas tanah di bawah bentangannya. Antenna dari kategori ini bisa ditandai dari di-ground-kannya komponen-komponen antenna tersebut (misalnya boom dan/atau bagian-bagian dari elemen-nya), dan mempersyaratkan ketinggian free space bagi feed pointnya

untuk bisa berkinerja optimal. Dalam kategori ini termasuk Antenna Dipole dan  variantnya, serta berjenis antenna Yagi (yang pada dasarnya adalah beberapa Dipole yang dirèntèng pada satu Boom).

2. Ground Independent antenna: yang kinerjanya nyaris TIDAK dipengaruhi samasekali oleh konduktifitas tanah di bawahnya. Antenna dari kategori ini bisa ditandai dari TIDAK adanya bagian-bagian antenna yang di-ground-kan, artinya elemen- elemen antenna tersebut dibuat floating atau mengambang terhadap Ground, dan karenanya ketinggian instalasi (atau posisi feedpoint) tidak merupakan kendala yang kritis untuk bisa membuatnya bekerja optimal. Dalam kategori ini termasuk phased array antennas seperti antenna W8JK,
berjenis Log Periodic dsb.

Sama-sama direnteng pada satu Boom, berbeda dengan pada Yagi antenna yang hanya Driven element (DE) saja yang di drive atau di feed dengan RF-signal dari sumber signal (dan element lain hanya berfungsi sebagai parasitic element, apakah sebagai DIRector ataukah REFlector), maka pada phased ar- ray SEMUA elemen di-feed jadi satu.

2-element 40M Wire Beam (the Poor man’s Yagi)
Dari kelompok atau kategori Ground De- pendant Antenna yang pertama mau di”angkat” di  edisi ini adalah 2-element 40 m wire beam yang diadaptasi dari artikel Ferrara, W9DWR, di majalah QST edisi Juni 1983. Ferrara merakit Beam-nya dari 2 buah Inverted Vee antenna yang sudah kelewat populer itu (boleh dibilang bagi majoritas amatir yang “main”nya di HF, Antenna yang terpikir mau dinaikin duluan begitu IAR keluar ya
Inverted Vee ini, kan ….).

Proses perakitan diawali dengan menyiapkan2 buah Inverted Vee (sebut saja Iv-1 dan Iv-2) sebagai masing-masing elemen. Untuk bikin elemen ini bisa dipaké kawat dinamo yang engkel (tunggal), atau berjenis kabel serabut seperti kabel NYAF, atau kabel sistim kelistrikan mobil, atau kabel speaker dsb. dengan diameter antara1,6 – 2 mm.

Iv-1 nantinya dijadikan DE (Driven Element) dari Beam ini, dan untuk ukurannya bisa dihitung dengan rumus dasar perhitungan antenna Di- pole yang L = 143/f itu.

Tergantung nanti Beam-nya mau dibikin dengan konfigurasi DE-DIR (yang ini lebih recommended) atau DE-REF, maka ukuran Iv-2 bisa dibikin dengan mengurangi (untuk DIR) atau menambah (REF) ukuran Iv-1 dengan 5%, sehingga (sekedar sebagai contoh soal) kalau de- sign frequency-nya di 7.055 MHz maka akan didapatkan Iv-1 = 20.27 m (yang nantinya dibagi dua untuk masing-masing sayap) dan Iv-2 =
19.25 m (DIR) atau = 21.28 m (REF).

Boom:
Untuk mendapatkan kompromi terbaik antara Forward Gain dan Front-to-Back ratio maka  untuk Space (S) atau jarak antar elemen diambil S = 1/8l atau sekitar 5.30 m.

Karena kalau sudah jadi konstruksi Beam ini relatip ringan-ringan saja beratnya, Boom  bisa dibuat dari pipa ledeng (galvanized) dia. 3/4“, atau aluminium tubing dia. 1-1/4”, atau bisa saja dibikin dari 2 batang bambu bekas tiang bendera 17 Agustusan tahun lalu (yang sudah dicat merah- putih itu, jadi setidaknya sudah ada sedikit proteksi terhadap terpaan cuaca) yang mungkin masih disimpen di pos Hansip atau kantor pak RT.

Kalau memang diniatkan untuk bikin the Bamboo-boom ini, untuk mendapatkan kepanjangan  sekitar 6 m tersebut siapkan 2 batang tiang bendera untuk disambung bertolak belakang (karena bambu beginian rata-rata panjangnya cuma 3-4 meteran) sehingga didapatkan Boom bambu yang “manis” bentuknya (gedé ditengah — bagian yang nantinya diklèm ke tiang atau mast, dan tapered/mengecil di kedua ujung). Sebelum dipasang nanti, jangan lupa untuk membuat juga grounding strip*) supaya Boom dan parasitic-element-nya bisa ter-ground-kan dengan baik (supaya bisa bekerja optimum dan sebagai seduikiiiiit  perlindungan terhadap sambaran petir)

BALUN:
Untuk mendapatkan signal yang “clean” (bersih dari imbalance current – lihat ulang  blah-blah- blah tentang Balun di BEON nr 0401-0402-0403 edisi tahun lalu) maka seyogyanya disiapkan juga Balun-nya sekalian.

OM Ferrara sendiri mencontohkan pembuatan current Balun 1:1 dari coax RG59A/U (70 ohm) seperti di Gambar 2 berikut. RG59A/U-nya dipotong dengan ukuran yang bisa dihitung dengan rumus:

L = (75/f) x VF,

dimana L = panjang coax; f = design fre- quency;
dan VF = Velocity Factor.

Biar rapi gunakan coaxial Tee-connector di titik sambungan antara RG58A/U (feederline dari TX) dengan kedua ujung RG59A/U dari Balun tsb., sedangkan untuk koneksi antara kedua ujung RG59A/U (inner dan outer conductors yang masing-masing saling di solder dijadiin satu) dengan feedpoint bisa digunakan cable shoes atau kalo’ mau bisa juga langsung disolder-kan saja.
BTW, kalau ‘nggak mau kelewat repot, buat aja choke Balun dengan menggulung beberapa  kali ujung atas coax RG58A/U feeder line (sebelum disambungkan ke feed point). Untuk band 40M cadangkan +/-5 mtr ujung coax tersebut untuk digulung menjadi 6x gulungan dengan diameter sakdapatnya.

· Perakitan, Penalaan dan “Pengèrèkan”:
Buatkan dulu dudukan (mounting bracket, Gambar 3) untuk me”naruh” Iv-1 ke Boom, yang  bisa dibikin dari acrylic sheet t. 5 mm (atau tilep aja telenan/chopping board plastik punya XYL dari dapur) yang dipotong seukuran 10 x 15 cm. Buat lobang-lobang seperlunya pada keping acrylic tersebut: 2 lobang kecil untuk kedua sayap Iv-1 (yang sekali gus jadi feed point dan titik sambung dengan Balun), 4 lobang agak besaran untuk dudukan U-clamps (klèm knalpot) yang nantinya untuk ‘nge-klèm mounting bracket ini ke Boom, +
1 lobang kecil untuk mengèrèk Iv-1 pada proses penalaan awal.

Pasangkan kedua sayap Iv-1 di mounting bracket, kemudian sambungkan Balun dan feeder line-nya sekalian. Untuk melakukan penalaan awal, dengan tambang plastik atau senar pancing kèrèk mounting bracket ke titik +/- 10 meteran dari tanah. Posisikan kedua ujung luar Iv-1 (yang tentunya sudah dipasangkan isolator, yang bisa dibikin dari keping acrylic juga atau potongan pipa PVC) ke ketinggian +/- 3 m DPT (dari permukaan  tanah), lalu lakukan proses penalaan seperti biasa. Mungkin pada proses ini bakal ada urusan potong-memotong atau tambah menambah sedikit, sampai ditemukan penunjukan SWR terrendah pada design frequency.

Turunkan kembali Iv-1 tersebut dan pasangkan mounting-bracketnya ke Boom. Pasangkan  Iv-2 (yang ukurannya sudah disesuaikan dengan ukuran Iv-1 pasca penalaan) di posisinya yang +/- 5.30 m didepan Iv-1. Titik tengah Iv-2 HARUS bener-bener ter-konèk dengan baik dan benar pada Boom, kalo’ perlu lakukan ini dengan mengupas atau mengerok salut plastik/vynil atau email pada bagian yang nantinya diklèm mati ke boom (atau disolderkan ke grounding strip kalo’ dipaké the Bamboo Boom).

Nah, selesai tahap ini tentunya tinggal urusan bagaimana mengèrèk naik 2-element Beam  ini keposisi akhirnya, nun diatas sana. JANGAN LUPA untuk meng-short atau meng-jumper Boom atau grounding strip-nya dengan outer braid atau shield dari coaxial feederline. Kalau ini susah dilakukan, ‘nggak-tau-gimana-caranya usahakan Boom harus terhubung dengan Ground (!)

Untuk menjaga supaya jarak/space antar elemen di ujung-ujung luar masing-masing sayap tidak berobah, sebelum dinaikin hubungkan masing- masing ujung luar DE dan DIR (di sebelah luar isolator, sebelum diikat ke perentang) dengan senar pancing atau tambang plastik sepanjang 5.30 m juga ( = S pada Boom), seperti yang digambarkan dengan pada Gambar 4

Kalo’ lahan memang memungkinkan, posisikan antenna ini untuk mengarah (namanya juga  Beam Antenna) ke arah favorit anda: menghadap ke Barat kalo’ anda lagi ‘nguber benua hitam, agak miring ke Utara untuk Eropah, atau anda ‘pingin ‘nyoba WKG long path ke negri-negri eksotis di Amerika Latin sana.

Akan banyak membantu kalo’ sebelum “OPERATION DX” dilakukan hamshack juga dilengkapi  dengan equidistant map yang banyak manfaatnya untuk bisa mengarahkan Beam dengan akurat.

Begitu dikèrèk sampé di posisinya dan diumpan sinyal, ada kemungkinan penunjukan SWR akan sedikit berobah karena frekwensi resonan sedikit bergeser, tapi karena lebar spektrum “jatah” di 40 m cuma 100 kHz, rasanya penunjukan SWR yang “aman” masih bakal keuber, atau kalo’ perlu ya diuber aja paké ATU, dari pada mesti nurunin instalasi yang sudah kadung rapi.

Pada kondisi instalasi yang ideal, 2-element wire Beam ini men-janji- kan 5 dBd  Forward Gain, uni-directional dengan polarisasi horizontal.utk element  utk U-clamps Lantas bagaimana kalo’ kondisi ideal (a.l. posisi feedpoint di ketinggian Free Space) tersebut ‘nggak bisa kecapai, misalnya cabang pohon buat digantungi Beam ini tingginya cuma sekitar 10 meteran dari permukaan tanah? Ya mesti ‘nrimo-lah, kinerja
optimal ‘nggak bisa dicapai (!), terutama   yang menyangkut urusan directivity yang sebenarnya dari awal mendasari niatan untuk naikin Beam ini …

Nah, kalo’ memang ada “penyeselan” lantaran mesti ‘nrimo begitu, di edisi depan kita  tengok rancangan antenna jenis Ground independent, yang konon tidak mempermasalahkan ketinggian instalasi untuk mau bekerja nyaris optimal …

So, until then …. CU ES 73.


*) grounding strip: penulis bikin dari sisa-sisa berjenis kabel coax yang ada di junk  box. Bagian yang dijadikan bahan ‘ngebikin grounding strip adalah outer braid atau shield dari coax yang berupa anyaman tersebut. Beberapa potong coax yang salut vynil-nya sudah grèpèsan digrigitin tikus malah mempermudah proses pembuatan. Pertama-tama kupas lapisan vynil-nya (lapisan paling luar), kemudian tarik keluar inner conductor sekalian dengan lapisan/ salut plastiknya yang putih kusam (atau semi transparan) itu. Proses ini bisa dipermudah kalo’ begitu lapisan vynil luar terkupas, coax yang sudah “telanjang” tersebut digulung-dibuka-digulung-dibuka beberapa kali, atau diplintir-plintir sampé terasa bahwa bagian anyaman sudah lepas (atau terasa longgar) dari inner conductor + salut-nya.

Taruhlah anyamanyang sekarang sudah jadi hollow atau bolong itu dibidang yang rata, kemudian dengan penggaris besi (atau potongan kayu rèng) gilaslah anyaman tersebut (sambil diseret seperti anda dragging mouse) dari ujung-ke-ujung, sehingga didapatkan strip atau pita dari anyaman tembaga selebar 4 - 10 mm (tergantung coax jenis apa yang dikanibal, paling kecil tentunya RG-174, lebaran ‘dikit berturut-turut adalah RG-58 yang lantas disusul RG-59, dan paling lebar adalah jenis RG-8 atau RG-213)