Ground dapat di definisikan sebagai koneksi elektrikal ke tanah dengan impedansi serendah mungkin. Disamping peralatan elektronik, semua sistim antena pemancar juga memerlukan ground system atau 'sistim pertanahan' yang baik untuk memberikan keselamatan bagi operator dan radiasi yang efisien dari energi RF ke udara.

Ada 3 kategori "ground", yaitu :

Power Line Ground : adalah ground yang ada pada panel listrik, dimana peralatan elektronik terhubung. Itu diharuskan oleh peraturan, untuk memberikan keselamatan jiwa dan peralatan yang berhubungan dengan sistim kelistrikan.

DC Ground ( Safety Ground ) : yaitu yang dikenal pada amatir radio sebagai konduktor (kabel/kawat) yang disambung dari peralatan listrik ke pipa air atau tembaga yang ditanam dalam tanah untuk mengurangi bahaya terkena "setrum" atau kerusakan pada peralatan radio karena "hubungan pendek" listrik, atau dari petir yang menyambar antena atau sistim perkabelan (listrik/telepon).
Pada kendaraan, adalah kawat yang menghubungkan bagian ground pada radio dengan terminal negatif pada baterai (accu), atau dalam teori dengan blok mesin.

Sistim "Safety ground" yang efektif diperlukan oleh setiap stasion radio amatir. Sistim tsb memberikan potensial yang normal utk semua bagian pada sistim ac dan mengurangi kemungkinan kejutan listrik dengan memastikan bahwa semua konduktor yang tidak terbungkus tetap pada potensial yang rendah. Sebetulnya sistim listrik dengan 3 kabel menghasilkan ground yang efektif untuk peralatan dengan sistim dc dan frekuensi rendah. Hanya saja ground untuk 60Hz tsb (dgn panjang gelombang 5.000.000 m) dapat pula berfungsi sebagai antena yang baik pada band 20m.

RF Ground : adalah saluran dari RF dgn impedansi rendah menuju tanah yang di buat utk meredam radiasi RF itu sendiri.

Tidak semua sistim antena radio memerlukan ground untuk meningkatkan dayaguna. Jika ground tsb dimaksudkan sebagai "safety ground" adalah betul, tetapi akan salah jika beranggapan bahwa ground tsb akan secara otomatis membuat pula komunikasi menjadi lebih baik.

Pada frekuensi rendah atau "gelombang panjang", "RF ground" bukan hanya pertimbangan yang masuk akal, tetapi ini adalah dasar utk menghasilkan unjuk kerja terbaik pada hubungan komunikasi stasion radio. Tetapi pada frekuensi tinggi atau "gelombang pendek", "RF ground" mungkin menjadi kurang berguna, bahkan akan mengganggu unjuk kerja komunikasi secara keseluruhan.
Coba perhatikan konsep mengenai panjang secara fisik dari konduktor "ground" dengan "panjang gelombang" itu sendiri seperti ilustrasi berikut.

Banyaknya harmonics yang mengganggu terjadi pada band VHF. Hal ini disebabkan karena kawat ground yang panjang akan sebanding dengan beberapa kali panjang gelombang pada VHF, dan akan berfungsi sebagai antena "longwire" yang sangat efektif. Sinyal VHF yang terdapat pada kawat ground yang panjang tsb akan dipancarkan. Ini bukanlah maksud atau tujuan dari dibuatnya sistim pertanahan (grounding).

Telah berpuluh tahun amatir radio dianjurkan untuk menghubungkan semua peralatan komunikasinya dengan Ground RF yang dekat dengan stasion. tetapi kadang2 maksud baik ini tidak dapat dicapai dengan mudah. "Dekat" untuk pengertian ini adalah 10 ft ( 3 m ) atau kurang untuk pengoperasian di HF, bahkan kurang untuk frekuensi yang lebih tinggi. Pada beberapa stasion sangat sulit untuk membuat RF ground yang efektif karena letak stasion yang jauh dari lokasi untuk ground. Untuk itu, jika tingkat RF yang perlu diredam tidaklah tinggi maka tidak perlu dibuat Ground RF.

Pada kebanyakan stasion, "safety ground" dan "RF ground" dapat dihasilkan dari sistim yang sama. Jika anda menggali beberapa ground rod, hubungkanlah satu sama lain dan hubungkan pula dengan pusat dari ground listrik di rumah. Pada rumah jaman dulu saluran pipa air kadang2 digunakan sebagai pusat untuk ground pada listrik.

Ada beberapa pemikiran yang salah bahwa "RF ground" harus dipisah dari "safety ground". Semua ground, termasuk safety, RF, pelindung petir harus saling terhubung dengan maksud untuk melindungi keselamatan jiwa dan peralatan.

Ground Loops
adalah kondisi dimana "ground" dari masing2 peralatan elektronik tidak berada pada potensial yang sama yaitu 0V AC dan DC.
Ketika dua atau lebih alat tersambung pada ground yang berbeda, "ground loop" akan terjadi. Dengan adanya beda potensial, arus akan mengalir melalui beberapa arah membuat naiknya tegangan (voltage) dan menimbulkan radiasi signal yang tidak diinginkan. Kondisi ini dapat menyebabkan timbulnya Radio Frequency Interference (RFI), dengung pada peralatan audio, meningkatkan kemungkinan TVI, dll.

Untuk mencegah "ground loop" :

1. Perangkat stasion radio harus berada pada lantai dasar dari gedung.
   
2. Penghantar ground harus mempunyai resistan sekecil mungkin dan dengan panjang antara transceiver dan galian untuk ground kurang dari 1/4 panjang gelombang.
3. Jika tanah atau kondisi lain dihalaman tidak memungkinkan untuk menanam ground yang cukup dalam, maka tanamlah beberapa ground yang dihubungkan satu dengan yang lain.

Membuat "ground" yang efektif

Station ground :
Langkah pertama dalam membangun sistim ground RF adalah menghubungkan semua sasis peralatan pada stasion. Pilih konduktor yang cukup besar sehingga impedansi juga rendah. Hindari konduktor yang kaku/keras agar tidak mudah putus.

Serabut tembaga adalah baik untuk penggunaan ini. Dapat pula menggunakan serabut pada coax, tetapi kurang baik sebagai penghantar ground kecuali jika dilapisi timah, dengan konsekwensi menjadi tidak fleksibel. Ground dapat dihubungkan antara sasis peralatan satu dgn yang lain, tetapi lebih baik seperti pada gambar 1. Pada instalasi ini, pipa tembaga dgn diameter 1/2 inch diletakkan pada lokasi peralatan. Kemudian masing2 sasis peralatan dihubungkan ke pipa menggunakan serabut tembaga dan diikat dengan clamp pada pipa tembaga tsb.

Pipa tersebut diatas disambung ke tanah menggunakan penghantar yang tebal dan sependek mungkin. Yang terbaik adalah dengan menanam satu atau lebih pipa ground kedalam tanah di dititik dimana penghantar keluar dari ruangan. Pipa ground yang baik untuk ditanam kedalam tanah banyak tersedia di toko peralatan listrik.

Sistim Ground RF yang baik, minimal menggunakan 3 pipa yang ditanam dengan masing2 panjang 8 feet (2.4 m) atau lebih. Beberapa ground rod ini akan mengurangi tahanan elektrikal dan meningkatkan efektifitas dari sistim pertanahan. Jika anda tidak dapat menanam pipa sepanjang itu, maka anda harus menanam lebih banyak pipa yang lebih pendek, atau pendam kawat dengan sistim radial. Untuk yang terakhir, anda harus memotong radial kawat tsb dengan panjang masing2 lebih pendek dari 1/4 panjang gelombang pada 29,7 MHz (yaitu 94.5" atau 2,4 m).

Setelah pipa ditanam, ikat konduktor yang berasal dari pipa terminal di stasion pada pipa tsb dgn klem yang kuat dan tidak mudah berkarat. Jika mempunyai menara antena, ground dari menara tersebut juga harus dihubungkan dengan ground dari perangkat.

Yang harus diperhatikan pula adalah panjang kawat penghantar dari terminal ground pada peralatan sampai titik ground ke tanah. Sebagai contoh, penghantar yang panjangnya kira2 1/4 lambda (atau kelipatannya) dari frekwensi amatir radio akan berfungsi sebagai pembalik tahanan antara ujung satu dengan ujung lainnya. Karena pada ujung ground mempunyai tahanan yang rendah, maka pada ujung lainnya yang berada pada perangkat radio mempunyai tahanan yang tinggi. Akibatnya, RF akan memancar di sekitar stasion ketika transmitter digunakan. Pada kasus ini, sistim ground tersebut lebih buruk (dilihat dari sisi RF) dibandingkan tidak menggunakan ground sama sekali.

Untuk beberapa pemasangan, terutama yang terletak diatas dari lantai pertama rumah, sistim ground yg konvensional seperti yang dijelaskan diatas akan menghasilkan ground dc yang baik tetapi tidak untuk RF.

Tower & antenna ground :
Karena menara biasanya lebih tinggi dari bangunan sekitarnya, membuat menara menjadi sasaran empuk dari petir. Untuk itu "tower ground" yang baik adalah sangat penting sebagai pelindung dari petir, dengan cara membuat beberapa kawat sependek mungkin ke tanah sehingga energi petir tersebut terbagi dan akhirnya dihilangkan.

Sambung Connect each tower leg and each fan of metal guy wires to a separate ground rod. Space rods at least 6 ft apart. Bond the leg ground rods together with a enough large copper bonding conductor. Connect a continuous bonding conductor between the tower ring ground and the station ground. Make all connections with fittings approved for grounding applications. Do not use solder for these connections. Solder will be destroyed in the heat of a lightning strike. Tower ground is shown in Fig 2 below.

Unless the tower is also a shunt-fed antenna, use grounded metal guys. For crank-up or telescoping towers, connect the sections with strap jumpers. Because galvanized steel (which has a zinc coating) reacts with copper when combined with moisture, use stainless steel hardware between the galvanized metal and the copper grounding materials. To prevent strike energy from entering a shack via the feed line, ground the feed line outside the home. Ground the coax shield to the tower at the antenna and the base to keep the tower and line at the same potential. Several companies offer grounding blocks that make this job easy.

Important Tip: Don't install the ground cage within the concrete! One reason is that it is connected to the earth via the high resistance of the concrete. The other reason is that a lightening strike to the tower may well blow the concrete block to bits!

1. keep the ground conductor shorter than a quarter wavelength on 10 Meters, which is the highest frequency HF band.

2. make this conductor be at the lowest AC resistance (impedance) possible, By using large surface area (fat) conductors, and SOLDER all connections. After soldering, seal them from the eroding effects of weather by using electricians tape and silicon sealers.
   Anti-oxidizing compounds such as "No-Ox", which are available at most electrical suppliers, are a must for any connection of dissimilar metals! A simpler way to deal with this last mentioned concern is to simply use non-alloy baring copper for the entire system. Copper tubing typically used for plumbing meets all of the above requirement perfectly. Don't use steel or iron pipe for ground rods!

3. connect multiple ground rods in a line. This line can bend or zigzag but, it must extend from the nearest to the furthest ground rod or screen in a line.

4. cover as much ground surface area as is practical within the constraints of your yard. A minimum RF ground system will use at least three 8 foot or longer ground rods.

Fig 1
Station ground.

 

Fig 2
Tower ground.