Antena QUAGI

obrolan  AntennaManIa

Antena QUAGI

The quagi antenna in my opinion is the perfect choice if you are looking for an easy to home brew and to construct, high gain, inexpensive 2m, or any VHF/UHF antenna [citing ‐ with a bit editing –John C Bradley KU4AY in his http://ku4ay.net/quagi.html].

Dengan sedikit menyunting alinea pembuka di laman John C Bradley KU4AY seperti di atas, memang Penyunting juga bersetuju bahwa Gain Antenna untuk band 2m yang pertama terbayang (kalau ada yang menanyakan) adalah Antena QUAGI, yang -- sesuai na- manya -- kinerjanya merupakan kombinasi optimal (kalau didisain secara optimal pula) dari kinerja antena Full wave (1λ) Quad Loop dan antena Yagi.

Dalam konfigurasi yang paling sederhana, taruhlah dengan sebuah Quad Loop sebagai DE/Driven Element dan 3 bh parasitic elements sepanjang 1/2λ yang masing-masing berfungsi sebagai REFlector (1 bh) dan DIRector  (2 bh),  paling  tidak  sudah  bisa  diharapkan perolehan Forward Gain sebesar:

1λ Loop DE                   2  dBd 

REF                                3 dB 

DIR 1                             5  dB 

DIR 2                             2  dB

---------------

Total                            12 dB

= faktor penguatan sebesar 15.8 x

Dengan demikian, di setasiun lawan pancaran dari se- buah pemancar berdaya 5 watts akan diterima SAMA

‘njlegurnya dengan pancaran dari pemancar berdaya paling tidak 75 watts)

Gambar 1 – Antena QUAGI dengan konfigurasi

REF – DE - DIR 1 - DIR 2

BAHAN PEMBUATAN :

Antena ini tetap bisa berkinerja nyaris sempuna (sesuai harapan) walaupun dibuat dari bahan-bahan yang bisa dibilang seadanya, misalnya :

 elemen  Quad  dibuat  dari  kawat  tembaga  #  12  (2 mm) bekas/sisa-sisa kawat gulungan dinamo, atau “belahan” kabel speaker 2x32 atau 2x50 (pokoknya kawat berisolasi)

 elemen parasitik dibuat dari kawat las atau alumin- ium rod atau tubing diameter 3 - 5 mm,

 spreader atau perentang dari sumpit (atau belahan bambu yang diserut),

 Boom dari pipa PVC 1/2” – 3/4” (usahakan untuk mencari yang Type AW, yang berdinding tebal).

 Element-to-Boom mounting bracket:

+ elemen parasitik bisa langsung dimasukkan ke Boom  pada  lubang-lubang yang lebih dahulu  di- siapkan dengan mengebor Boom pada titik-titik yang sudah ditetapkan. Hanya saja, dengan cara ini sekali elemen terpasang maka tidak mungkin (atau susah) kalau harus melakukan adjustment dengan memaju-mundurkan posisi elemen pada Boom. Untuk mengatasi ini di pasaran banyak di- jual dudukan  elemen Yagi 2-meteran dari alumin- ium  cor-coran,  atau  pakai  saja  sisa-sisa  atau bekas antena TV – syukur-syukur kalau   bisa ne- mukan yang ex era TV masih di band VHF – yang terbuat dari plastik.

+  elemen Quad: di pasaran juga dijual (walau men- dapatkannya tidak semudah seperti mencari yang untuk Yagi) spreader hub (bentuk X pada Gambar, sebagai ”dudukan” spreader ke Boom) untuk an- tena Quad yang terbuat dari aluminum cor. Kalau tidak bisa didapat, bisa saja dipakai   dari T-doos cabang-4 merk Clipsal, yang tentunya akan pas banget kalau spreadernya juga dibuat dari pipa conduit merk Clipsal (walau sebenarnya agak ke- gedean kalau untuk bikin Quad 2 meter). Dalam keadaan tertutup (aslinya tutup tersebut disekrup ke “wadah”nya)  dengan sedikit berhati-hati – su- paya jatuhnya bisa pas di tengah – bikin lubang tembus pada kedua muka wadah sebagai lubang masuk bagi Boomnya..

Untuk pemakaian dalam jangka waktu lama, sebagai Boom pipa PVC merk apapun akan melengkung sesu- dah  2-3  bulan  terdadah  terpaan  panas-hujan-cuaca (dan terutama sinar UV), karenanya sebaiknya masuk- kan dowel (atau batang kayu reng yang dibubut) dari kayu keras (meranti, suren ... asal BUKAN jati atau kamper yang berat dan susah dikerjainnya) -- yang cu- kup kuat, tapi tetap ringan – ke dalam pipa. Supaya tidak ”oblak” dowel sebaiknya dilem dengan lem epoxy ke pipa PVC supaya bisa “duduk pas” di dalam pipa, dan ujung-ujung pipa ditutup dengan cap PVC yang sesuai supaya air (hujan, embun atau air sebagai hasil proses kondensasi alamiah) tidak bisa masuk.

Ukuran dan Rumus perhitungan:

Rumus-rumus berikut adalah rumus dasar yang umum dipakai dalam memotong kawat/pipa sebagai elemen antena.

Untuk penggunaan di band VHF, biasakan untuk mele- bihkan pemotongan barang 5-10 cm sebagai toleransi (karena lebih baik kepanjangan ketimbang ke- pendekan), untuk nantinya di-trim sewaktu proses pe-

nalaan.

1.  Elemen 1λ: Lmtr = 306.3/f

2.  Elemen parasitik (1/2λ): Lmtr = 143/f

(tambahkan 5% untuk REF, kurangkan 5% untuk DIR 1. DIR 2 = DIR 1 – 5%)

3.  Jarak/spasi antar elemen: 0.18 – 0.2λ (umumnya dipakai spasi  1/8λ,  kemudian adjustment  dilaku-

kan pada waktu penalaan untuk mendapatkan Forward Gain dan Front-to-back (F/B) ratio yang di- inginkan.

Sekedar sebagai contoh (dan rujukan untuk memband- ingkannya dengan hasil hitungan sendiri), berikut adalah ukuran-ukuran yang menurut David R Blaschke W5UN merupakan hasil hitungan-hitungannya dengan menggunakan program komputer (EZNEC) untuk fre- kuensi kerja di 144.100 MHz:

Element                     Posisi             Panjang Element pd Boom               (= Lmtr))

(cm dari

pangkal)

Reflector                   0.0000                2.143*) 

Driven Loop              41.275                2.094

Dir 1                          94.456                91.867

Dir 2                          178.276              91.572

Sedangkan perhitungan John KU4AY untuk frekuensi kerja di 147 MHz mendapatkan ukuran-ukuran sbb. :

Reflector                   0.0000                2.159*) 

Driven Loop              52.07                  2.032

Dir 1                          92.075                91.281

Dir 2                          175.895              90.805

*) David W5UN  dan  John KU4AY sama-sama  meng- gunakan 1 bh Quad loop sebagai REF, dengan masing-masing 6 bh (KU4KY) dan 9 bh (W5UN, lihat Gambar 2 berikut) DIR pada QUAGI mereka.

(di QTH masing-masing mereka gunakan beberapa buah  QUAGI  yang  di-stack  untuk  ber-QSO  pada moda EME/earth-moon-earth)

Pada suntingan ini [demi ke-mudah-murah-dan-efisien- an rancangan] alih-alih menggunakan Quad loop seba- gai REF, Penyunting lebih merekomendasikan untuk menggunakan  1/2λ  parasitic  element  saja,  karena (kecuali  ada  yang mengajukan  kilah atau  teori  lain) Penyunting merujuk ke Bill Orr W6SAI (SK) dan Lew Mc Coy W1ICP (SK) yang meng”hipotesa”kan: Pada se- buah antena (jenis apapun) yang diberi elemen parasi- tik berupa sebuah Director (DIR) atau Reflector (REF) akan didapatkan tambahan Gain sebesar 5 dB.

Perhatikan bahwa kedua empu per- antena-an tersebut TIDAK secara spesifik menyebutkan REF tersebut harus ber- bentuk sama dengan Driven element.

Dengan demikian, dengan merujuk ke butir 2 Rumus Perhitungan di atas, untuk frekuensi kerja 146 MHz bisa  dihitung  panjang  REF:  Lmtr   =    1.05  (143/f)  = 1.05*0.979 = 1.03 mtr.

Untuk jumlah DIR yang hanya 2 bh, Penyunting juga merujuk ke Orr W6SAI dan Mc Coy W1ICP pada ”hipo- tesa” mereka yang lain: Jika sudah ada sebuah DIRect- or (DIR-1) maka tambahan Gain pada penambahan DIR berikutnya (DIR-2, DIR-3 dst.) akan menunjukkan penurunan: tambahan DIR-2 menambahkan Gain 2 dB di atas perhitungan sebelumnya, sedangkan pada penambahan DIR-3 dan DIR-4 masing-masing DIR tambahan hanya menambah Gain 1 dB saja. Pada pe- nambahan DIR-5 dst. TIDAK lagi didapatkan penamba- han Gain yang menyolok/kentara.

Demikian pula: jika pada sebuah antena dipakai REF dan DIR bersama-sama, maka Gain dari REF yang se- mula 5 dB akan dihitung sebesar 3 dB saja.

[baca orèk-orèkan bam ybØko bertajuk:”Perhitungan Gain dan dB” di salah satu edisi lawas BeON]

PENGUMPANAN DAN PENALAAN:

Ada dua “madzab” di bidang cara pengumpanan antena QUAGI ini, yaitu :

1.  Yang menganggap Feedpoint impedance = +/- 50 ohm, sehingga bisa diumpan LANGSUNG dengan coax 50 ohm (mis.: RG-58, RG-8, 3D2V) panjang sebarang dari TX.

2.  Mereka yang biasa ”main” di HF akan menganggap Feedpoint impedance pada sebuah Loop = 70 –

100 ohm, sehingga pada feedpoint perlu diselakan Q-section (= impedance matching xfmr dari coax 75 ohm mis. RG-59, RG-6, 3C2V sepanjang 1/4λ, hi- tung dengan rumus Lmtr  = 75/F*VF)  SEBELUM di- konek coax 50 ohm panjang sebarang ke TX.

Gambar 2 – The W5UN 2m QUAGI          

Sesudah proses ‘ngebahan, memotong, mengkriya dan merakit  berbagai  komponen  antena  (seperti  elemen DE, REF, DIRs, Boom, berbagai mounting brackets: element-to-Boom, Boom-to-mast dsb.) selesai, taruhlah DE di posisinya pada Boom, kemudian posisikan Boom (dengan  digantung,  atau  di  klem  pada  mast/tiang) pada ketinggian 2 - 2.5 mtr DPT (sepantasnya saja lah, pertimbangkan kemungkinan untuk melakukan pe- nalaan dengan sekedar berdiri ’ngejinjit, dan tidak sampai harus naik ke atas dingklik, kursi atau meja).

Penalaan tahap awal dilakukan pada Quad loop seba- gai Driven Element, yang untuk amannya silahkan saja kalau mau menggunakan Q-section pada tahap pe- nalaan awal ini. Adjust  Lmtr  DE dengan memotong ka- wat sedikit demi sedikit sampai didapatkan penunjuk- an SWR yang paling rendah (tidak perlu 1 : 1) pada frekuensi kerja yang dikehendaki.

Pasangkan REF di posisinya, umpankan signal ke feed- point, kemudian maju-mundurkan posisi REF pada Boom sampai didapatkan penunjukan SWR yang SAMA dengan penunjukan SWR pada tahap penalaan per tama.

Lakukan proses yang sama – berturut-turut – dengan DIR 1 dan DIR 2, kembali untuk mendapatkan penun- jukan SWR yang seragam dengan SWR pada tahap penalaan pertama. Baru sesudah seluruh elemen ter- tala, adjust kembali Lmtr DE (SAJA) untuk mendapatkan SWR 1:1 (kalau bisa, tetapi kalau pada tahap penalaan pertama sudah bisa didapatkan SWR < 1 : 1.3. rasanya tidak perlulah terlalu ‘ngoyo untuk mendapatkan SWR 1 : 1 tersebut) !!!

Kalau punya Field Strength Meter, tahap penalaan bisa dilanjutkan untuk mendapatkan Forwad Gain dan F/B ratio terbaik yang bisa didapatkan dari rancangan se- derhana ini, dengan cara menggeser maju-mundur posisi parasitic elements pada Boom (atau – buat rekans yang bisa dan demen main dengan program simulasi  antena  seperti  MANNA  atau  EZNEC –  silah masukkan data/parameter di atas untuk kemudian di- optimize kerja dan kinerjanya).

SELAMAT BEREKSPERIMEN, dan silah me-NIKMAT-i hasil keringat anda sendiri ..... [Ed.]