Berita - Antena Heliks: Pilihan Ideal untuk Polarisasi Melingkar Pita Lebar

AAntena SpiralIni adalah contoh tipikal antena kawat, yang dicirikan oleh struktur berbentuk spiralnya. Ini adalah antena pita lebar yang cocok untuk pita VHF dan UHF.

Antena heliks beroperasi pada rentang frekuensi sekitar 30 MHz hingga 3 GHz, terutama mencakup pita VHF dan UHF.

Konstruksi dan Prinsip Kerja Antena Spiral

Antena spiral dibentuk dengan melilitkan konduktor menjadi bentuk spiral dan menghubungkannya ke bidang tanah melalui saluran transmisi. Dengan struktur yang sederhana, antena ini secara alami menghasilkan gelombang terpolarisasi melingkar dan banyak digunakan dalam komunikasi luar angkasa seperti sistem relai satelit.

Gambar di atas menunjukkan sistem Antena Spiral yang digunakan untuk komunikasi satelit. Antena seperti ini biasanya membutuhkan ruang instalasi luar ruangan yang luas.

Antena Spiral terdiri dari kumparan kawat tembaga tebal atau tabung yang dibentuk menjadi heliks, yang bekerja bersamaan dengan bidang tanah logam datar. Salah satu ujung heliks dihubungkan ke konduktor tengah kabel koaksial, sedangkan konduktor luar dihubungkan ke bidang tanah.

Gambar di atas mengilustrasikan struktur Antena Spiral, dengan tampilan detail komponen-komponennya.

Karakteristik radiasi Antena Spiral terutama ditentukan oleh diameter heliks, jarak antar lilitan (pitch), dan sudut pitch.

Sudut kemiringan didefinisikan sebagai sudut antara garis singgung pada heliks dan bidang normal terhadap sumbu heliks, dan diberikan oleh:

Di mana:

•D adalah diameter heliks

•S adalah pitch (jarak antar pusat putaran yang berdekatan)

•α adalah sudut kemiringan

Mode Operasi

Antena spiral beroperasi dalam dua mode utama:

•Mode Normal (juga dikenal sebagai mode radiasi tegak lurus)

•Mode Aksial (juga dikenal sebagai mode pancaran ujung atau mode radiasi berkas)

Setiap mode dijelaskan secara rinci di bawah ini.

Pada mode radiasi normal, medan radiasi tegak lurus terhadap sumbu heliks, dan gelombang radiasi terpolarisasi melingkar. Mode ini tercapai ketika dimensi heliks kecil relatif terhadap panjang gelombang. Dalam hal ini, karakteristik radiasi antena heliks dapat dianggap sebagai kombinasi antara antena dipol pendek dan antena loop.

Gambar di atas mengilustrasikan pola radiasi Antena Spiral yang beroperasi dalam mode normal.

Mode ini ditentukan oleh diameter heliks D dan jarak antar lilitan S. Kekurangan dari mode operasi ini meliputi efisiensi radiasi yang rendah dan bandwidth yang sempit; oleh karena itu, jarang digunakan dalam aplikasi praktis.

Mode Aksial

Dalam mode radiasi aksial, medan radiasi menunjukkan karakteristik pancaran ujung sepanjang sumbu heliks, dan gelombang radiasi terpolarisasi melingkar atau hampir melingkar. Mode ini tercapai ketika keliling heliks ditingkatkan hingga orde satu panjang gelombang (λ) dan jarak antar putaran kira-kira λ/4. Dalam kondisi ini, pola radiasi melebar sepanjang sumbu dengan karakteristik arah, dan lobus samping muncul pada sudut yang bergeser dari sumbu.

Gambar di atas mengilustrasikan pola radiasi dari Antena Spiral yang beroperasi dalam mode aksial.

Ketika antena dirancang untuk gelombang terpolarisasi melingkar kanan (RHCP), antena tersebut tidak akan menerima gelombang terpolarisasi melingkar kiri (LHCP), dan sebaliknya. Mode operasi ini mudah diimplementasikan dan lebih umum digunakan dalam aplikasi praktis.

Keunggulan utama dari Antena Spiral adalah sebagai berikut:

•Struktur sederhana dan mudah dirancang

•Arah pancaran tinggi

•Bandwidth lebar

•Mampu melakukan polarisasi melingkar

•Cocok untuk pita frekuensi HF dan VHF

Aplikasi utama dari Antena Spiral adalah sebagai berikut:

•Antena heliks tunggal atau susunannya digunakan untuk transmisi dan penerimaan sinyal VHF.

•Banyak digunakan dalam sistem komunikasi satelit dan wahana antariksa dalam.

•Diterapkan dalam tautan telemetri antara rudal balistik, satelit, dan stasiun bumi

•Digunakan untuk membangun komunikasi antara Bulan dan Bumi

•Juga memainkan peran penting dalam aplikasi astronomi radio.