atau pegas dengan diameter lilitan serta jarak antar lilitan berukuran tertentu.Antena Helix mempunyai bentuk geometri 3 dimensi.Dimensi dan bentuk
antena Helix digambarkan oleh Gambar 2.12 [10].
Lengan Penopang
Tiang Penopang
pigtail
USB Ground Plane
Llilitan Kabel Email Potongan Kuningan
Konektor SMA Female
Gambar 2.12 Model Antena Helix
Pada antena Helix dirancang, menggunakan kawat email yang dililitkan pada pipa PVC Polyvinyl Chloride dan lempengankuningan sebagai ground
plane, serta pigtail pada perpanjangan konektor SMA Sub Miniature version A. Pemilihan antena Helix sebagai antena bantu lebih dikarenakan
kemudahan dalam perancangan dan kemampuan antena ini untuk menguatkan sinyal juga terbilang sangat baik.
2.7.1 Bagian Dasar Antena Helix
Antena Helix merupakan antena yang mempunyai bentuk tiga dimensi.Bentuk dari antena Helix menyerupai per atau pegas dengan diameter
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
lilitan serta jarak antar lilitan berukuran tertentu.Antena Helix mempunyai bentuk geometri 3 dimensi seperti pada Gambar 2.13 memperlihatkan bentuk dasar dari
sebuah Antena Helix dengan parameter-parameternya adalah sebagai berikut [9].
Gambar 2.13 Bentuk dasar antena Helix dan hubungan antara D, S
,
C, L D = diameter dari Helix
C = circumference keliling dari Helix = πD
S = jarak antar lilitan α = sudut jepit pitch angle = arctan SπD
L = panjang dari 1 lilitan n = jumlah lilitan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
A = axial length= nS d = diameter konduktor Helix
Diameter dan keliling circumference digunakan sebagai parameter dalam menentukan frekuensi kerja dari antena Helix, biasanya dinyatakan pula dalam
panjang gelombang D dan C. Axial Length dan pitch angle menentukan gain dari antena Helix. Untuk mencari diameter antena Helix dapat menggunakan
persamaan berikut: 2.17
Sementara untuk menghitung circumference dapat menggunakan persamaan berikut [11] :
2.18
Makin panjang axial length makamakin besar pula gain dari antena Helix. Relasi ini dapat dilihat dari persamaan berikut [11] :
2.19
Dan untuk mencari panjang dari antena Helix dapat menggunakan persamaan berikut [11] :
2.20 Antena Helix biasanya dipasang diatas sebuah ground plane seperti pada
Gambar 2.14 Ground plane dapat berbentukapa saja, tetapi biasanya bentuknya segi empat atau lingkaran dengan diameter satu sampai satu setengah kali panjang
gelombang. Ground plane dapat berbentuk reflector kerucut atau dapat pula
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
berbentuk datar. Dengan menggunakan ground plane, diharapkan back lobe dari antena Helix dapat diminimalisasi [12].
Gambar 2.14 Antena Helix dengan Ground Plane
Antena Helix dapat dioperasikan dalam dua mode, yaitu mode transmisi transmission mode dan mode radiasi radiation mode.Mode transmisi
digunakan untuk menjelaskan bagaimana gelombang elektromagnetik
dipropagasikan sepanjang Helix, mengingat Helix dapat diasumsikan sebagai saluran transmisi tak hingga atau waveguide, dimana beberapa mode transmisi
yang berbeda dapat dioperasikan. Mode radiasi digunakan untuk mengetahui bentuk dari medan jauh far
field pattern dari sebuah Helix. Pada mode radiasi dikenal dua macam mode, yaitu mode axialdan mode normal [12].
2.7.2Operasi Antena Helix pada Mode Axial
Mode operasi axial terjadi jika circumference, C dari antena Helix bernilai kurang lebih satu kali panjang gelombang pada frekuensi tengah dari frekuensi
kerjanya 0,75λC
λ
1,3λ atau nilai optimum adalah 1. Sementara sudut jepit pitch angle
,α yang optimal adalah antara 12 ≤ α ≤ 14 [9].
Metal Ground Plane
Maximum Radiation
Coaxial Feeder
R= diameter ground plane
a= jarak lilitan ke ground plane
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Antena Helix pada mode operasi axial adalah antena yang sederhana dan mudah untuk dibuat karena sifatnya yang non-critical.Ada beberapa parameter
penting dari antena yang perlu untuk diperhatikan, yaitu [12] : 1.
Beamwidth lebar berkas 2.
Gain penguatan 3.
Impedance impedansi Parameter-parameter diatas merupakan fungsi dari banyaknya lilitan n,
jarak antar lilitan S dan frekuensi. Untuk jumlah lilitan yang telah ditentukan, sifat dari beamwidth, gain dan impedansi dapat menentukan lebar bandwith.
Sementara itu, nilaidari bandwith juga berhubungan erat dengan circumference dari antena Helix.
Parameter lain yang mempunyai peran penting dalam perancangan antena Helix adalah bentuk dan ukuran dari ground plane, diameter konduktor antena
Helix, struktur penunjang antena Helix, dan pengaturan feed. Ground plane dapat dibuat dalam berbagai macambentuk. Namun umumnya ground plane dibuat
dalam bentuk lingkaran atau persegi yang datar atau flat dengan ukuran diameter atau sisi minimal 3λ4. Ukuran konduktor dapat dipilih dari 0.005λ sampai dengan
mendekati 0,05λ. Antena Helix dihubungkan dengan saluran transmisi kabel coaxial
melalui feeder.Pada pemasangan feeder, konduktor antena Helix dihubungkan dengan bagian dalam dari kabel coaxial melalui bagian dalam dari feeder,
sementara bagian luar dari feeder berfungsi menghubungkan bagian luar dari kabel coaxialdengan ground plane.Pemasangan feeder ini dapat pula
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
mempengaruhi impedansi dari antena Helix. Pada antena Helix, feeder dapat dipasang dengan 2 macam model, yaitu [12] :
1. Peripheral feed
2. Axial feed
Dengan model peripheral feed, impedansi antena Helix mempunyai nilai yang dihitung dengan persamaan berikut [11]:
2.18 Sementara dengan menggunakan axial feed impedansi antena Helix
bernilai [11]: 2.19
Impedansi antena Helix dapat diatur sedemikian rupa sehingga sesuai dengan impedansi yang diinginkan dengan caramemodifikasi ¼ lilitan
terakhirnya. Beamwidthdari antena Helix dapat dihitung sesuai dengan persamaan
berikut [11]: 2.20
Sementara itu, beamwidth between first null dihitung berdasarkan persamaan berikut [11]:
2.21
Sedangkan directivityantena Helix dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini [11]:
2.22
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
2.8 Material
