Antena helix atau antena helical merupakan antena yang mempunyai bentuk tiga dimensi. Bentuk dari antena helix menyerupai per atau pegas dengan diameter lilitan serta jarak antar lilitan berukuran tertentu. Helix dapat dimodifikasi dengan memvariasikan parameter geometris tertentu dalam upaya untuk meningkatkan karakteristik dari antena, seperti pada Gambar 1. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara termasuk variasi diameter (D), sudut kemiringan lilitan (α) atau jarak antar lilitan (S).

Gambar 1. Ringkasan modifikasi geometris antena heliks.

Antena helix terdiri dari beberapa koaksial helix yang banyak digunakan untuk satelit dan komunikasi seluler. Di antaranya adalah bifilar (dua unsur) dan yang paling menonjol, quadrifilar (empat unsur) antena heliks. Sebuah octifilar (delapan unsur) helix bahkan telah diteliti. Dalam kasus helix bifilar, dua unsur diberi pengaruh pada antiphase dan menghasilkan balok bercabang seperti pada Gambar 2, sedangkan helix Quadrifilar memiliki unsur-unsur yang berdekatan yang berpengaruh dalam fase quadrature.

Gambar 2. Sebuah antena bifilar helix dengan 3 putaran tiap elemen

Antena bifilar merupakan modifikasi dari antena helix konvensional, yang mempunyai arti terdiri dari dua filar atau dua lilitan. Antena akan diukur perfomansi elektrisnya dengan mengamati besaran-besaran penting pada antena untuk memastikan

keberhasilan proses perancangan yang dilakukan. Berikut adalah spesifikasi antenna bifilar helix yang digunakan sebagai komunikasi satelit , yaitu :

Perancangan Antena

Perancangan antena dilakukan untuk mendapatkan spesifikasi dari dimensi antena. Antena dirancang pada sebuah ground plane yang berbentuk lingkaran. Berikut ini merupakan spesifikasi antena bifilar helix beserta ground plane yang digunakan.

A. Perhitungan Dimensi Antena Bifilar Helix

Gambar 3. Bentuk dasar antenna helix dan hubungan antara D,S,C,L

Gambar 4. C ‹‹ λ menghasilkan mode normal (kiri) dan C ›› λ menghasilkan mode aksial (kanan)

Dari gambar 3 dan gambar 4 terdapat beberapa parameter pada antena bifilar helix yang masing-masing memiliki definisi sebagai berikut :

h : tinggi antena d : diameter helix D : diameter lilitan S : jarak antar lilitan α : pitch angle L : panjang satu lilitan N : jumlah putaran lilitan C : circumference

Berikut ini merupakan hasil perhitungan dimensi antena :

λ=Cf= 3.108

2,4.109=12,5 cm

Dengan perancangan optimum berlaku :

12 °<α<14 ° , sehingga α=13 °34

λ<C< 43

λ ;9,375<C<16,667 ;C=15

C=πD

D=Cπ

= 153,14

=4,7770 cm

S=πD tan∝ S=3,14.4,7770 . tan 13° S=3,4619 cm

L=√S2+C2

L=√3,46192+152 L=15,3943cm

h=N . S ; dimana nilai N = 6 lilitanh=6.3,4619 cm=20,7714 cm

B. Perhitungan Ground Plane

Parameter lain yang mempunyai peran penting dalam perancangan antena helix adalah ground plane dan pemasangan feeder. Ground plane dibuat dalam bentuk lingkaran dengan

diameter minimal ¾ λ. Feeder dipasang pada bagian tengah dari ground plane. Konektor yang digunakan adalah konektor SMA female dengan nilai impedansi kabel sebesar 50 Ω.

Gambar 5. Ilustrasi ground plane antenna bifilar helix

d 1=34

λ=34

12,5= 9,375 cm

Realisasi Antena

Bentuk dan detail antena didapatkan pada langkah perancangan. Antena bifilar helix dibuat berdasarkan hasil perhitungan optimum. Untuk membuat antena bifilar helix beserta ground plane diperlukan material berupa :

1. Kawat tembaga diameter 3 mm sepanjang 102,3658 cm 2. Pipa sepanjang 20,7714 cm 3. Plat aluminium 1,5 mm berbentuk lingkaran dengan diameter 9,375 cm 4. Konektor SMA-female 50 Ω 5. Kabel koaksial 50 Ω 6. Timah 7. Solder 8. Alat ukur

Gambar 6. Ilustrasi realisasi antenna bifilar helix frekuensi 2,4 GHz

Aplikasi Antena Bifilar Helix

Antena bifilar helix dapat diimplementasikan untuk perangkat pendukung sistem komunikasi nirkabel, yaitu sebagai antena receiver pada komunikasi satelit, wi-fi, ataupun GPS yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz.

DAFTAR PUSTAKA

Ghoreishian Idine, The Spiro-Helical Antenna, Blacksburg, Virginia Tech, 1999. Clark Jeffrey R., Multifilar Hemispherical Helical Antennas, Blacksburg, Virginia,

2003. Irianto Antonius, Savitri Betty, Soerowirdjo Busono, Perancangan Antena Helix

untuk Frekuensi 2,4 GHz, Universitas Gunadarma. Balanis, C.A., Antenna Theory, Analysis and Design, 3rd Edition, John Wiley and

Sons, New York, 2005. M. M. Hasan, Setijadi Eko, Hendrantoro Gamantyo, Desain Antena Helix dan Loop

Pada Frekuensi 2,4 GHz dan 430 MHz untuk Perangkat Ground Station Satelit Nano, Jurnal Teknik ITS Vol.1, ISSN : 2301-928X, 2012.

MAKALAH ANTENA DAN PROPAGASI

ANTENA BIFILAR HELIX

OLEH :

DIAN NEIPA P.

1203121007

D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI A

TAHUN AJARAN 2013 - 2014