Memperpendek Ground Radial oleh Ridwan, YC0PE

Tak banyak orang di sini yang percaya dengan keampuhan sebuah antena tx jenis vertikal pada band HF untuk long haul DX. Setidaknya, di saat awal karir saya di amatir radio, lebih banyak saya dengar rekomendasi/penggunaan jenis-jenis Yagi, three-wire, double bazooka, (rotary) dipole dll.
Bagaimana sebenarnya kinerja antena vertikal pada HF, dan bagaimana membuatnya supaya makin ampuh?
Simak penjelasan dari OM Ridwan, YC0PE tentang antena vertikal dan ground radial-nya kepada saya di bawah ini yang, hingga kini, jadi referensi utama bagi saya bekerja DX pada top band (160m)

From: Jo,YC0LOW
Subject: Coil untuk Memperpendek GND Radials
To: ridwan_lesmana@yahoo.com
Date: Sunday, November 16, 2008, 5:23 AM

Yth OM Ridwan, YC0PE

Semoga ada dalam keadaan sehat wal afiat sekeluarga dan ada dalam keridhaanNya.

Saya sedang eksperimen dan perlu nasihat/petunjuk dari Anda. Saya sudah baca beberapa artikel Anda dalam Lemlokta (buletin berkala Orari Lokal Tanah Abang, Jakarta -Jo) dan memberanikan diri menulis langsung kepada Anda. Namun,harus saya jelaskan dulu bahwa saya tidak punya latar belakang formil di bidang rekayasa teknik elektro. Hanya seorang amatir radio :-)) 


Musti saya akui dan apresiasikan bahwa penjelasan-penjelasan teknis dalam artikel Anda tsb mudah dimengerti. Biasanya, artikel teknis 'how-to' sering bikin pusing, tapi yang Anda buat sama sekali tidak. Itu sebabnya saya memilih cara untuk menghubungi Anda secara langsung, via email.

Saya perlu informasi/rumus untuk membuat coil yang BUKAN untuk TX melainkan untuk memperpendek kawat ground radials bagi antena vertikal 160m saya.

Teorinya, panjang ground radial yang ideal/resonan adalah sekitar 1/4 lambda juga (pada band 160m bisa sepanjang 39 meter!). Padahal, lahan saya terbatas, hanya ada jarak antara 15-20 meter. 
Nah, bagaimana kita membuat ground radials sepanjang --katakanlah rata-rata 17 meter-- yang resonan dengan 1/4 lambda dengan bantuan coils. Dengan sistem ini, rencananya, saya akan membuat banyak kawat GND radials sehingga ground loss bisa dikurangi.

Apakah OM Ridwan bisa menjelaskannya? Atau, merujuk saya ke alamat tertentu di internet untuk memahaminya dan saya akan dapat membuatnya sendiri?

Mni TIA es 73 de Jo, YC0LOW.

PS: Salam hangat utk Hotang, YC0IEM, kawan lama saya dalam ber-DX


-------------------------Jawaban ada di bawah garis pemisah ini----------------

-->

24 Nopember 2008

Om Jo, YC0LOW

Sesuai dengan janji saya sebelumnya, maka saya sudah mencari dan membaca lagi beberapa artikel tentang vertical antenna dan ground radial-nya.

Saya menemukan sebuah study dari W5ALT tentang “shortening ground radial “ dan summary-nya bisa dilihat pada point 13 dan 14 di bawah ini.

Dari beberapa artikel yang saya baca, dapat disimpulkan beberapa hal sbb tentang vertical antenna yaitu:

1. Vertical antenna digunakan pada Low Band agar didapatkan take off angle yang rendah (sekitar 20 s/d 30 derajat).
2. Gain dari sebuah vertical antenna sangat rendah, yaitu 0 dBi atau – 1,8 dBd.
3. Vertical antena sebaiknya dipasang setinggi mungkin agar ground loss bisa berkurang.
4. Ideal grounding system untuk sebuah Vertical antena sebaiknya terdiri dari 120 radial yang masing-masing panjangnya paling sedikit ½ λ (setangah lambda), dipasang secara radial dari base antena dan berjarak sama. Referensi: ARRL Antenna Book terbitan 1974 halaman 61 – 63.
5. Ground radial bisa diletakkan langsung diatas tanah atau ditanam beberapa inch ke dalam tanah. Panjang ground radial biasanya ¼ λ.
6. Jika jumlah ground radial berkurang, maka efficiency antenna juga akan berkurang. Sebagai contoh, jika jumlah ground radial hanya 15 buah, maka efficiency akan berkurang menjadi sekitar 50 %. Dan jika jumlah radial hanya tingal 2 buah, maka panjang ground radial menjadi kurang penting dan eficiency hanya tinggal 25 %.
7. Untuk ground radial bisa digunakan kawat ukuran AWG #12 sampai #28.
8. Jika jumlah ground radial tidak bisa dipenuhi, maka untuk memperbaiki system grounding bisa dilakukan dengan beberapa cara :
1. Mempergunakan ground rod  (batang -Jo) beberapa buah yang ditanam ke dalam tanah sedalam 8 feet.
2. Mempergunakan bantuan pipa ledeng sebagai grounding.
3. Mempergunakan screen seperti kawat kandang burung/ayam, dsb sebagai grounding.
9. Mengingat panjang lahan yang terbatas untuk memasang ground radial, maka ground radial boleh ditekuk melingkar (seperti pohon kelapa) sepanjang pasangan ground radial di depannya dipasang secara symmetris.
10. Mengingat terbatasnya lahan untuk memasang ground radial, maka sering digunakan ”simulated ground” atau ”elevated ground” atau disebut juga ”counterpoise”. Dalam hal ini ground radial tidak terhubung dengan tanah, melainkan terletak pada suatu ketinggian sekitar 3 meter dari tanah. Jumlah radial bisa dikurangi hanya menjadi 4 buah dan masing-masing berukuran ¼ λ.
11. Dalam hal point 6 yang dipakai, maka sudut antara radial dengan bidang horizontal bisa dibuat sekitar 45 derajat sehingga impedansi antenna akan sekitar 50 Ohm.
12. Dari artikel yang saya baca tentang point 10 diatas, maka jika kita lihat Vertical Radiator ¼ λ dan sebuah ground radial dengan panjang ¼ λ saja, maka bentuknya seperti sebuah DIPOLE dimana salah satu kaki ditekuk. Dengan demikian, menurut saya sangat dimungkinkan ground radial diberi LOADING COIL (huruf tebal dari saya - Jo) seperti halnya memperpendek dipole. Cuma dalam hal ini kita harus melakukan percobaan yang akan sangat melelahkan dan memakan banyak biaya dan tenaga sedangkan hasilnya mungkin tidak memadai, apalagi jika Om Jo baca artikel dari W5ALT seperti saya summary-kan pada point 13 dan 14 berikut ini.
13. Panjang ground radial tidak harus ¼ λ. Jika lahan tidak mencukupi, maka panjang ground radial masih boleh dikurangi (huruf tebal dari saya - Jo).
14. Vertical radiator juga bisa dikurangi panjangnya, hanya efek pengurangan vertical radiator jauh lebih buruk dibandingkan efek pengurangan panjang ground radial.

Untuk point 13 dan 14 ini, saya summary-kan dari satu artikel yang menarik, yaitu dari W5ALT yang saya cuplik dan sertakan sebagai Lampiran. Untuk lengkapnya Om Jo bisa mendatangi web site-nya.

Saran saya untuk ground radial bagi Vertical Antena Om Jo sebaiknya dilakukan:

1. Untuk grounding system yang dipasang di atas tanah, maka pasang ground radial seadanya (sesuai luas lahan) dan sebanyak mungkin agar ground loss bisa dikurangi. Jangan terlalu dipikirkan bahwa panjang ground radial harus ¼ λ dan jumlahnya harus 120 buah.

2. Ground radial bisa digantikan dengan ground rod yang ditanam sedalam 8 feet atau digantikan screen kawat kandang burung atau yang lain.

3. Jika jumlah ground radial ingin dikurangi, sebaiknya grounding system dipasang sekitar 3 meter di atas tanah dan jumlahnya cukup 4 buah dengan sudut 45 derajat terhadap bidang horizontal. Jika dipasang di atas teras rumah, maka bisa dicoba hanya dipasang 4 buah ground radial saja dengan sudut sekitar 45 derajat terhadap bidang horizontal. Dalam hal ini Anda bisa mencoba menambahkan LOADING COIL seperti pada shortened dipole.
 

Selamat bereksperimen. Semoga sukses!!.

Salam,

Ridwan Lesmana, YC0PE.