WiFi: Antenna Helical

Salah satu antenna yang cukup menarik adalah antenna helical yang dirancang oleh Jason Hecker (jason@air.net.au). Untuk memberikan gambaran bagi para pembaca berikut adalah terjemahan bebas dari penjelasan Jason dari http://users.bigpond.net.au/jhecker/.

Komponen dan Material

1 x 0.55 meter pipa pralon diameter 40 mm (40 mm inner, 42-43 mm outer).
1 x 40 mm (diameter) penutup pralon.
1 x 150 mm (diameter) penutup pralon atau potongan plastik / kayu yang tenbal dengan diameter yang sama.
2 x 25 mm atau 35 mm baut U.
8 x mur untuk baut U.
8 x ring untuk baut U.
1 x 5/16” baut (yang pendek) dengar mur & ring yang cocok.
1 x lempengan kuningan dengan ketebalan 0.4-0.7 mm secukupnya untuk dipotong dengan lingkaran berdiameter 130 mm.
Kabel tembaga diamter 1 mm berlapis email sepanjang beberapa meter.
1 x konektor N untuk di letakan di panel.
3 x mur & ring untuk konektor N tersebut.
Print PDF file berisi pattern antenna helical, atau membuat sendiri dari perhitungan di bawah. File PDF dapat di ambil dari http://users.bigpond.net.au/jhecker/.
Lem Araldite yang lambat mengeringnya.
Lem Loctite 424 atau yang mirip (seperti superglue atau hotglue gun).
Penutup silicon.
Selotape.

Peralatan

Gergaji.
Meja yang rata / datar.
Pemotong kabel.
Kunci untuk baut 5/16”.
Obeng untuk konektor N.
Bor
Solder
Gunting (untuk menggunting lempeng kuningan).
Pisau.

Langkah Membuat Antenna

Print & potong template dari PDF file yang anda ambil di http://users.bigpond.net.au/jhecker/. Ada tiga file, yaitu, circle.pdf dan rhspiral.pdf atau lhspiral.pdf. Gunakan rhspiral untuk right handed spiral helicals dan lhspiral untuk left handed spirals. Anda membutuhkan circle untuk membuat ground plane (reflector), kecuali jika anda dapat membuat lingkaran dengan diamter 130 mm yang baik.

Potong pipa pralon 40 mm sepanjang 550 mm (55 cm).

Lilitan template lilitan rhspiral atau lhspiral di pipa pralon dan selotape ujung-ujungnya. Tidak masalah anda menggunakan RIGHT atau LEFT handed template selama ujung-ujungnya menyambung. Pastikan spiral yang kita gambar menyambung ujung ke ujung. Sedikit gap tidak terlalu masalah. Yang perlu di ingat bahwa jika anda menyatukan LEFT & RIGHT handed helical, maka total sinyal akan saling mematikan.

Di ujung awal tempate akan menjadi tempat menempelkan ke dasar antenna. Sebaiknya ujung awal di lebihkan sedikit untuk mengkompensasi ketebalan penutup pralon 40 mm. Seperti tampak pada gambar.

Gunakan ujung yang lancip seperti cutter, beri tanda pada template sepanjang jalur helical dalam interval tetap, misalnya 5 atau 6 tanda setiap putaran. Dengan cara ini kita akan meninggalkan tanda pada pralon untuk memudahkan pada saat kita melilit kabel email. Beri tanda di mana kabel email berhenti di pipa pralon. Anda harusnya mempunyai beberapa mm kelebihan di pipa pralon. Hal ini OK.

Lilitan kabel tembaga berlapis email dan gunakan superglue atau Loctite 424 untuk menempelkan kabel ke tempat akhir kabel di pipa pralon. Perlahan lilitkan kabel sepanjang pipa pralon ikuti tanda spiral yang telah kita toreh di pipa pralon. Pada interval yang sama, misalnya setiap ½ atau 1/3 lilit, tambahkan lem untuk menempelkan kabel di tempatnya.

Pada saat anda mendekati akhir lilitan, lilitan terakhir jangan di lem. Biarkan cukup banyak kabel (10 cm atau lebih) di akhir lilitan. Biarkan dulu beberapa saat sampai lem mengering.

Potong lempengan kuningan atau tembaha dengan diameter 130 mm diambil dari circle.pdf.

Bor lubang pada penutup pralon 150 mm dan lempengan 130 mm untuk baut dan konektor N. Semua berpusat pada penutup pralon 40 mm yang akan ditempelkan para penutup pralon 150 mm. Posisikan konektor N pada pinggiran kanan dari penutup pralon 40 mm.

Potong penutup pralon 40 mm agar ada tempat cukup untuk konektor N maupun lubang baut-nya yang tiga buah itu. Untuk memberikan gambaran potongan lihat gambar.

Lubangi di tengah penutup pralon agar cukup untuk baut 5/16”. Penutup pralon dengan potongan maupun lubang baut tampak pada gambar.

Baut penutup pralon 40 mm dan 150 mm menjadi satu seperti tampak pada gambar. (konektor N & reflektor belum terpasang).

Tempat penempelan baut U terserah kepada kita tergantung pada ukunran-nya 25 atau 35 mm atau berapapun. Pastikan agar tidak mengganggu pada saat kita memasang kabel coax di konektor N.

Pasang lempengan tembaga atau aluminium 130 mm pada penutup pralon 150 mm, dan bautkan pada penutup pralon 40 mm. Pastikan semua lubang pada lempengan dan penutup pralon pas.

Sambungkan konektor N.

Untuk dapat matching impedansi antenna yang biasa sekitar 150 ohm untuk antenna helical ke kabel coax yang hanya 50 ohm, anda membutuhkan lempengan tembaga atau kuningan selebar 15-20 mm. Potong lempengan tersebut diagonal dan hubungkan dari konektor N ke ujung antenna. Ukuran potongan tembaga yang digunakan pada sisi tegak adalah 17 mm dan 71 mm dengan diagonal 73 mm. Lempeng aluminium tidak dapat di solder, jadi jangan digunakan. Lempeng kuningan yang baik digunakan. Lihat gambar untuk jelasnya.

Masukan pipa pralon ke penutup pralon 40 mm dan tandai dimana spiral akan bertemu dengan ujung penutup. Potong kabel email yang berlebih disini, gunakan ampelas untuk menghilangkan email yang ada agar siap di solder.

Solder lempeng tembaga yang baru kita buat di atas ke kabel email dari spiral helical. Gunakan lem seperlunya. Mungkin anda perlu melakukan trimming dari lempengan lembaga untuk mencocokan ukuran.

Pada saat pipa pralon masuk secara penuh ke penutup pralon 40 mm, seharusnya pipa akan masuk dengan baik. Setelah itu lempengan tembaha yang menjadi matching impedansi di solder ke konektor N.

Agar pipa pralon menempel dengan baik ke penutup pralon 40 mm, ampelas permukaan kedua benda yang akan saling berhubungan ini dengan ampelas agar lem yang kita gunakan dapat lebih baik menempelkan pralon.

Gunakan lem Araldite yang SLOW DRYING (bukan 5 menit). Letakan Araldite di ujung bawah pipa pralon & di dalam penutup pralon. Atur posisi konektor N & rangkaian matching impedansinya.

Biarkan lem mengering (sekitar satu hari). Pasang baut U dan anda sudah memiliki sebuah antenna helical. Bentuk konektor N yang menonjol melalui lempengan tembaga yang terhubung pada lempengan matching impedansi tembaga tampak pada gambar.

Alasan utama mengapa penutup 150 mm digunakan agar kita dapat menutup selurtuh konstruksi antenna menggunakan pipa pralon 150 mm sehingga aman dari ganggung cuaca burung dll.

Produk akhir sebuah antenna helical

Tampak belakang ....

Beberapa hal penting

Test pipa pralon yang akan digunakan untuk antenna di dalam oven microwave. Kalau pipa pralon menjadi panas setelah di oven selama 2 menit-an, artinya bahan pipa pralon tersebut tidak baik untuk antenna, karena akan mengambil energi radio.

Rangkaian matching impedensi di atas tidak terlalu sensitif.

Antenna ini cukup baik digunakan untuk jarak 3-4 km dengan line of sight yang baik.

Ada banyak kemungkinan variasi disain, misalnya kita dapat mengunakan PCB yang di etching sesuai dengan pola circle sebagai reflektor.

Referensi

http://users.bigpond.net.au/jhecker/

Pranala Menarik

Antenna High Performance

Wajanbolic e-goen
Antenna Pancibolic
Antenna Wajanbolic AP dan pigtail
Wajanbolic Timor Leste
Antenna Kaleng Sebagai LNB Parabola
WiFi: USB Parabolic - kemudian hari menjadi Wajanbolic e-goen