Minggu, 03 Maret 2013

Merancang Antenna Amatir Radio dengan MMANA


Pada bagian ini akan diterangkan proses merancang antenna amatir radio menggunakan software MMANA. MMANA adalah software untuk mensimulasi antenna yang dibuat oleh JE3HHT - Makoto Mori, DL1PBD - Alex Schewelew & DL2KQ - Igor Gontcharenko. Menggunakan software MMANA kita dapat menghitung secara tepat berapa ukuran antenna yang harus kita bangun untuk bekerja pada frekuensi tertentu yang match dan baik.


DOWNLOAD & INSTALL MMANA

MMANA dapat di ambil secara gratis dari,
Instalasi di PC Windows relatif sederhana, seperti instalasi software lainnya, kita cukup meng-klik pada file .exe dari MMANA maka MMANA akan secara automatis terinstalasi di PC yang kita gunakan.


MENGANALISA ANTENNA SEDERHANA

Pada saat di install, MMANA telah menyiapkan banyak contoh antenna yang dapat kita gunakan tanpa perlu membuat contoh antenna yang baru. Berbagai contoh tersebut dapat di akses melalui menu MMANA File --> Open, di dalamnya akan ada beberapa folder berisi contoh antenna, seperti,
* Aperiodic - seperti Rhombic.
* Feeders - antenna feeder.
* HF Beam - antenna beam di HF.
* HF multiband - antenna multiband di HF.
* HF Simple - antenna sederhana di HF.
* Match - untuk matching impedansi.
* Receive - untuk receiver / radio penerima.
* Short - antenna pendek.
* VHF - antenna VHF dan UHF.
* VHF Beam - antenna beam / yagi di VHF / UHF.
Dan masih banyak lagi. Jika kita tidak perlu men-tune antenna ke frekuensi yang lain, maka sebenernya proses simulasi sangat sederhana sekali.
Langkah yang perlu dilakukan adalah,

1. Load file antenna yang di inginkan, melalui menu MMANA File --> Open --> Folder yang diinginkan -> File yang di inginkan.


2. Setelah file antenna di load, anda akan di suguhi dimensi / geometri antenna yang akan di simulasikan, beserta berbagai informasi lainnya, seperti posisi source dan load (coil) yang di pasang di antenna.


3. Klik Menu Calculate untuk siap men-simulasi antenna. Jika anda ingin mengubah frekuensi simulasi, anda dapat melakukannya sekarang dengan mengubah frekuensi pada Kotak Frekuensi.


4. Tekan tombol start untuk mensimulasi antena, informasi yang akan di keluarkan antara lain adalah SWR, Gain, sudut elevasi pancaran.


5. Langkah selanjutnya yang sering dilakukan adalah melihat performance (SWR, Gain dan pola radiasi antenna) dalam rentang frekuensi tertentu. Hal ini dilakukan menggunakan menu Plot yang ada di bagian bawah dalam menu Calculate. Kita biasanya perlu menekan tombol "Detailed" untuk memperoleh semua kalkulasi pada berbagai frekuensi.


Kita selanjutnya dapat melihat Impedansi (Z) vs frekuensi


SWR vs Frekuensi


Gain vs Frekuensi


Polaradiasi vs Frekuensi


6. Jika kita cukup puas dengan hasil simulasi, bisanya kita ingin mengetahui dimensi / geometri antenna. Hal ini dapat dilakukan dengan menekan menu View, dimensi kabel terdapat di samping kanan. Untuk mengetahui berbagai dimensi kabel yang ada kita perlu menggunakan menu Selected Wire yang ada di kanan bawah.



Optimasi Antenna Pada Kriteria Tertentu
Sering kali, kita menginginkan antenna yang kita rancang untuk bekerja pada frekuensi tertentu, dengan gain tertentu atau Front/Back Ratio tertentu. Hal ini cukup mudah di lakukan melalui menu Calculate --> Optimization.


Pada menu optimization, kita dapat menset kriteria sukses yang kita inginkan, apakah itu,
  • Gain
  • F/B
  • Elev - sudut elevasi radiasi antenna
  • jX - komponen reactive dari antenna
  • SWR
  • Match
  • Current - arus di maksimalkan di titik coax
Saya biasanya langkah pertama selalu mengoptimasi SWR yang dimaksimumkan, sementara yang lain di NOL-kan terlebih dulu.


Selanjutnya kita harus memilih elemen mana yang akan di optimisasi. Saya biasanya mengklik All element, Memang ini kadang-kadang akan membuat susah, tapi untuk pemula mungkin lebih mudah untuk memilih All element.


Sampai tahapan ini, kita sudah dapat langsung mengoptimisasi antenna dengan cara menekan tombol "Start".
Bagi anda yang ingin mengoptimisasi ke impedansi tertentu, kita perlu mengubah-nya pada menu Advanced.


Bagi anda yang ingin mengoptimisasi ke frekuensi tertentu, bisa beberapa frekuensi sekaligus kalau antenna yang di rancang adalah multiband, maka dapat masuk ke menu Band Settings.


Dalam contoh gambar, antenna di optimasi untuk bekerja sekaligus pada tiga (3) frekuensi center, yaitu, 10.12MHz, 7.035MHz, dan 3.8MHz.
Tekan tombol "Start" jika semua goal yang kita inginkan telah dimasukan. MMANA akan berusaha mengoptimasi disain antenna sesuai dengan goal yang kita inginkan.



Rancangan Antenna Yagi 13ele di 2m

Antenna Yagi 13 elemen di frekuensi 144.2MHz menggunakan MMANA-GAL. Hasil rancangan yangdiperoleh dari MMANA-GAL adalah sebagai berikut:
  • Frekuensi 144.2MHz
  • Ketinggian 36m
  • SWR <>
  • Elemen 13
  • Panjang Boom 6 m
  • Bahan Kawat Aluminium 5 mm
  • Boom tidak di definisikan, sebaiknya bahan isolator.

Antenna yang di hasilkan
  • Gain 18.3 dBi (19.5dB untuk ketinggian 20m)
  • F/B 26 dB
  • Sudut Elevasi 4.1 derajat (1.4 derajat untuk ketinggian 20m)

Di bawah ini adalah input file antenna Yagi 13 elemen. JIka dimasukan ke MMANA, kita dapat melihat ukuran & dimensi elemen & antenna yang akan dibuat.

13ele YAGI 2m (6m boom)
*
144.2
***Wires***
13
0.0, 0.0, -0.4955, 0.0, 0.0, 0.4955, 0.0025, -1
-0.514, 0.0, -0.508, -0.514, 0.0, 0.508, 0.0025, -1
0.185, 0.0, -0.4705, 0.185, 0.0, 0.4705, 0.0025, -1
0.672, 0.0, -0.4615, 0.672, 0.0, 0.4615, 0.0025, -1
1.374, 0.0, -0.4635, 1.374, 0.0, 0.4635, 0.0025, -1
1.987, 0.0, -0.454, 1.987, 0.0, 0.454, 0.0025, -1
2.606, 0.0, -0.4065, 2.606, 0.0, 0.4065, 0.0025, -1
3.233, 0.0, -0.4325, 3.233, 0.0, 0.4325, 0.0025, -1
3.816, 0.0, -0.4395, 3.816, 0.0, 0.4395, 0.0025, -1
4.344, 0.0, -0.4135, 4.344, 0.0, 0.4135, 0.0025, -1
4.902, 0.0, -0.388, 4.902, 0.0, 0.388, 0.0025, -1
5.281, 0.0, -0.4105, 5.281, 0.0, 0.4105, 0.0025, -1
5.795, 0.0, -0.4145, 5.795, 0.0, 0.4145, 0.0025, -1
***Source***
1, 1
w1c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 1
***Segmentation***
400, 40, 2.0, 1
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 36.0, 3, 50.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
Mod by Onno W. Purbo, YC0MLC 3/18/2008 6:34:18 AM

Beberapa gambar / capture screen proses simulasi MMANA-GAL,





Performance hasil simulasi MMANA-GAL






Tidak ada komentar:

Poskan Komentar