PERANCANGAN ANTENA HELIX PADA

FREKUENSI 433 MHz

Disusun Oleh :

BUDI SANTOSO (11411552)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

KONSENTRASI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS GUNADARMA

Jakarta, 28 November 2015

ABSTRAK

Budi Santoso.11411552

PERANCANGAN ANTENA HELIX PADA FREKUENSI 433 MHz

Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, 2015

Kata kunci : Antena Helix, Parameter Antena, Software 4 NEC2, Pola Radiasi, Spectrum Analyzer

(xiv + 82 + lampiran)

Antena helix pada frekuensi 433MHz adalah suatu antena yang berfungsi untuk pemancar dan penerima suatu jaringan yang bekerja pada frekuensi 433 MHz seperti pada radio komunikasi Handy Talky (HT), satelit orbit rendah, antena TV UHF, dan lain-lain. Sebelum merancang antena helix, terlebih dahulu harus mengetahui beberapa komponen seperti, panjang gelombang (𝜆), Diameter (D), keliling (Circumference, C), jarak antar lilitan (S), panjang dari antena helix (A), sementara ukuran dari reflektor (R) adalah sama dengan C atau 𝜆. Reflektor atau ground plane pada antena helix berfungsi untuk pemantul atau pengarah sinyal dan juga untuk pendingin kawat tembaga. Pembuatan antena helix menggunakan 2 tahapan yaitu simulasinya dengan menggunakan software 4 NEC2 dan pengukuranya menggunakan spectrum analyzer. Pengukuran dengan menggunakan spectrum analyzer dikarakteristikan meliputi frekuensi, Gain dan pola radiasi antena helix 433 MHz. Hasil pengukuran penguatan daya dengan menggunakan spectrum analyzer terbesar 45 dBm, sedangkan penguatan daya yang terkecil sebesar 25 dBm. Untuk nilai gain pada saat simulasi memiliki nilai sebesar 8.7 dBi. Hasil pengukuran antena helix memiliki nilai gain sebesar 30.5 dBi. Perhitungan gain antena secara manual 13.73 dBi. Kelebihan antena helix adalah struktur sederhana, biaya murah, efisiensi besar, dan dapat diaplikasikan sebagai pemancar dan penerima gelombang radio.

Daftar pustaka (1988 - 2015)

Latar Belakang

Antena helix termasuk ke dalam suatu antena yang sederhana, tidak terlalu sulit

cara pembuatannya. Antena helix mempunyai struktur geometri yang mirip dengan pegas.

Dengan struktur geometri yang sedemikian rupa, pembuatan antena helix dirasakan

sederhana dan dapat dijadikan alternatif antena. Didalam perancangan suatu antena helix

yang perlu diketahui adalah parameter yang ada pada antena tersebut antara lain beamwidth

(lebar berkas), gain (penguatan), 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

bandwidth. Sementara itu, nilai dari bandwidth juga berhubungan erat dengan circumference

atau keliling dari antena helix.

Pada umumnya antena sekarang sudah dirancang dengan teknologi mikro yang

sangat kecil sekali. Pada antena helix dengan frekuensi 433 MHz banyak digunakan pada

satelit orbit rendah, alat komunikasi Handy Talky (HT), Antena UHF TV (300-800 MHz).

BAB I

PENDAHULUAN

Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penulisan Skripsi ini adalah merancang dan

membuat antena helix pada frekuensi 433 MHz. Pengukurannya dilakukan di

dalam ruangan. Antena helix ini digunakan sebagai antena pengirim.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menganalisa hasil dari pengukuran pada

perancangan antena helix pada frekuensi 433 MHz dengan menggunakan spectrum

analyzer, sehingga membentuk pola radiasi dan gain. Simulasinya dengan

menggunakan software 4 NEC2.

Perancangan Antena Helix

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Pada bagian perhitungan ini digunakan untuk menghitung spesifikasi dari antena

helix. Untuk itu sebelum merancang antena helix terlebih dahulu melakukan perhitungan

untuk menentukan panjang gelombang (𝜆), Diameter (D), keliling (C), jarak antar lilitan (S),

panjang antena helix (A) sedangkan reflektor yang digunakan dengan ketebalan 0,4 – 0,7

mm dan diameternya (𝜆 2 ). Pada perhitungan tersebut menghasilkan parameter-parameter

yang digunakan untuk merancang antena helix yang sesuai dengan frekuensi 433 MHz.

Setelah melakukan perancangan, tahapan selanjutnya adalah melakukan simulasi

dengan menggunakan software 4 NEC2. Pada software 4 NEC2 digunakan untuk

mengetahui pola radiasi, Gain, Standing Wave Rasio (SWR), dan impedansi frekuensi dari

antena helix 433 MHz. Dengan cara memasukkan parameter-parameter dari hasil

perhitungan secara manual ke dalam software 4 NEC2 tersebut. Sehingga menghasilkan

antena helix yang ideal untuk digunakan pada frekuensi 433 MHz.

Tahapan selanjutnya, pada proses fabrikasi berisi tentang hasil dari perhitungan

untuk selanjutnya dirancang dengan menggunakan bahan yang sesuai dengan spesifikasi

pada antena helix tersebut. Pada proses fabrikasi antena helix dirancang dengan

menggunakan bahan seperti kawat tembaga, reflektor, kabel koaksial RG58 50Ω, konektor

tipe N male dan female, konektor BNC. Setelah semua bahan tersebut tersedia tahapan

selanjutnya adalah membuat bentuk antena helix yang berbentuk seperti pegas dengan

spesifikasi yang telah ditentukan pada proses perhitungan.

Pada proses pengukuran, antena ini diukur dengan menggunakan spectrum

analyzer yang berguna untuk mengetahui frekuensi, gain, dan pola radiasi yang digunakan

pada antena helix 433 MHz. Proses pengukurannya berada di dalam ruangan dengan jarak

sekitar 2 m dengan menggunakan antena referensi yang berupa antena yagi dengan frekuensi

433 MHz digunakan sebagai antena penerima. Sedangkan antena helix digunakan sebagai

antena pengirim sinyal frekuensi 433 MHz.

Proses Pengukuran Antena Helix

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

Antena helix disejajarkan dengan antena under test pada saat proses

pengukuran tahap awal dengan jarak yang telah ditentukan antar antena. Antena

pengukur/pengirim akan memancarkan gelombang tertentu dengan besaran elektris

tertentu dan antena yang diukur/AUT (Antenna Under Test) menangkap gelombang

tersebut untuk kemudian diolah dan dianalisa oleh Spectrum analyzer.

Pada proses pengolahan tersebut menghasilkan besaran-besaran elektris

dari gelombang yang ditangkap oleh AUT yaitu berupa gelombang sinusoidal yang

menunjukkan kekuatan sinyal dari antena helix. Semakin mendekati besaran-

besaran elektris yang ditangkap AUT dengan besaran-besaran elektris yang

dipancarkan antena pengukur/transmitter maka semakin baik pula antena yang

dibuat. Hasil yang diketahui dari proses pengukuran antena helix adalah diagram

radiasi, gain, dan polarisasi.

Pola Radiasi Antena Helix pada Saat Pengukuran

Pola Radiasi Antena Helix pada Software 4 NEC2

Pengukuran pola radiasi dilakukan secara horizontal dengan cara

memasang antena helix sebagai antena pengirim sinyal. Kemudian antena under

test tersebut diputar secara periodik sejauh 100 sampai jarak putaran menempuh

3600 searah jarum jam. Adapun pola radiasi dari hasil pengukuran dan hasil

simulasi tersebut secara garis besar mempunyai persamaan dan cenderung pada

pola radiasi directional walaupun tidak terlalu rapi seperti pada saat simulasi

tersebut.

Pengukuran Gain Antena Helix

Kesimpulan

Pengukuran perhitungan antena helix secara manual menghasilkan nilai gain

sebesar 13.74 dBi sedangkan dengan menggunakan simulasi berupa software 4 NEC2

menghasil pola radiasi dengan gain 8.7 dBi, sedangkan pada saat pengukuran dengan

menggunakan spectrum analyzer menghasilkan nilai kekuatan daya dari antena helix yang

paling besar 45 dBm. Sedangkan kekuatan daya yang terkecil sebesar 25 dBm. Hasil dari

pengukuran antena helix pada frekuensi 433 MHz belum mendekati pola radiasi yang

diinginkan dengan nilai gain pada saat pengukuran sebesar 30.5 dBi. Hal ini dikarenakan

adanya interferensi pada bahan yang digunakan dan juga pada saat pengukuran yang

seharusnya dilakukan pada malam hari dengan jarak yang cukup jauh dan dilakukan di luar

ruangan. Pengukurannya dengan menggunakan antena referensi yaitu antena yagi dengan

frekuensi yang sama menghasilkan pola radiasi yang belum sesuai dengan yang diinginkan,

tetapi setidaknya antena tersebut dapat digunakan untuk frekuensi 433 MHz.

BAB IV

PENUTUP

Saran

Dalam perancangan antena helix terdapat banyak kesalahan yang mungkin

disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam hal pembuatan antena helix dan

pengukurannya yang jauh dari kata sempurna. Penulis berharap pengembangan dalam hal

perancangan dan pembuatan antena helix selanjutnya jauh lebih baik. Bahan yang digunakan

harus juga diperhatikan karena untuk mengurangi return loss. Pengukurannya dengan

menggunakan network analyzer untuk hasil yang lebih sempurna. Pengaplikasian antena

helix pada frekuensi 433 MHz dalam kehidupan sehari-hari.

TERIMA KASIH