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Nemecký rádioamatér Andreas DL6YCL es conocido por sus soluciones prácticas para sistemas de antenas para bandas de microondas, especialmente en relación con el funcionamiento mediante un transpondedor geoestacionario QO-100 (Es’hail-2). Medzi jeho projekty patrí aj moderný 3D tlačený YATT Helix ožarovač pre pásmo 2,4 GHz, ktorý predstavuje ľahko realizovateľné a výkonné riešenie pre satelitnú uplink anténu. Skratka YATT v názve znamená Yet Another Two Turn, čo odkazuje na kompaktný, ale účinný dizajn.
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Concepto y determinación
Ožarovač YATT Helix bol navrhnutý ako ožarovač (feed) pre parabolické reflektory, ktoré sa používajú v amatérskej satelitnej prevádzke. Je optimalizovaný pre uplink na frekvencii 2400 MHz, ktorá zodpovedá vysielacej časti transpondéra QO-100. Konštrukcia využíva dvojzávitovú helixovú anténu con polarización circular, ubicada frente al reflector, que asegura una irradiación efectiva de la parábola con alta eficiencia y mínima atenuación de ganancia.
A diferencia de algunos irradiadores más complejos, el YATT Helix está diseñado para ser ľahko vyrobiteľný aj domácimi prostriedkami. Väčšina dielov sa dá vytlačiť na 3D tlačiarni a kovové prvky sa dopĺňajú bežnými komponentmi – ako sú mosadzné skrutky, koaxiálny konektor typu SMA a medený vodič pre helix.
Construcción mecánica según DL6YCL
El diseño del irradiador consta de varias partes básicas:
- Reflektorová doska – un reflector circular de metal con un diámetro de aproximadamente 70 mm, que garantiza la direccionalidad y suprime la retroradiación.
- 3D tlačené telo – un soporte de plástico que sirve como estructura de soporte de la hélice y al mismo tiempo como tapa para la conexión coaxial. En el modelo DL6YCL, está diseñado para un fácil montaje en el soporte del LNB (convertidor) de modo que el radiador se pueda colocar con el LNB receptor en el foco común de la antena.
- Helixový žiarič – una espiral de cobre de doble hebra con un diámetro de aproximadamente 40 mm, hecha de un alambre de cobre macizo con un diámetro de 1,5-2 mm. El tamaño y dirección de paso del devanado está diseñado para que la antena funcione con polarización circular derecha (RHCP), compatible con el transpondedor QO-100.
- Prispôsobovacia (matching) platnička – una pequeña pieza triangular de chapa metálica situada cerca del punto de alimentación, que proporciona una adaptación de impedancia a 50 Ω y mejora la transferencia de potencia entre el coaxial y la hélice.
- Koaxiálne napájanie – Conector coaxial SMA o tipo N, fijado desde la parte posterior del reflector. El cable central del conector está conectado directamente al comienzo de la hélice, el cable de blindaje está conectado al reflector.
Andreas DL6YCL navrhol jednotlivé časti tak, aby bolo možné celý ožarovač vytlačiť bez potreby podpornej štruktúry e incluso un constructor menos experimentado se encargó del montaje. Los archivos STL para impresión 3D están disponibles en Thingiverse, así como instrucciones de ensamblaje y dimensiones para conectar al conector coaxial.
Parámetros eléctricos y adaptación.
El irradiador YATT Helix ha sido optimizado para la frecuencia de funcionamiento. 2400 MHz, pričom charakteristická impedancia je prispôsobená na 50 Ω. V experimentoch autora dosahovala anténa SWR pod 1,2 : 1, čo svedčí o veľmi dobrom prispôsobení bez potreby dodatočných ladení.
Simulácie a merania ukazujú, že ožarovač poskytuje zisk približne 11 dBi y el ancho de la viga principal alrededor de 65°. Estos parámetros son adecuados para su uso con parabolickým reflektorom o priemere 60 – 100 cm, pričom v kombinácii s vhodným LNB poskytuje ideálnu geometriu pre súčasný príjem a vysielanie cez QO-100.
Materiales y producción
DL6YCL recomienda imprimir el cuerpo del radiador desde UV stabilného PETG alebo ASA filamentu, ktoré lepšie odolávajú poveternostným vplyvom. Pre použitie v exteriéri, najmä v zimnom období, je dôležité, aby materiál mal nízku nasiakavosť a vysokú rozmerovú stabilitu.
Helix je najvhodnejšie vyrobiť z medeného drôtu (p. ej. de un conductor eléctrico macizo CY 1,5 mm²). Después de enrollar la plantilla, es importante mantener la distancia exacta entre las espiras, lo que determina la resonancia y la polarización circular. El reflector puede estar hecho de una lámina de aluminio de 1 mm de espesor o de un disco de cobre.
Integración mecánica con LNB
Jedným z praktických aspektov návrhu DL6YCL je posibilidad de fijación directa del irradiador al soporte del LNB, čím sa dosiahne optimálne zladenie so spoločným ohniskom paraboly. Tento spôsob montáže minimalizuje straty a uľahčuje zarovnanie polarizácie.
El irradiador se monta mediante un adaptador o funda de plástico que se puede imprimir junto con el cuerpo. El soporte está diseñado para LNB habituales con un diámetro de 40 mm. En algunos casos, el radiador se puede conectar directamente a la cubierta frontal del LNB si se utiliza un soporte común para una configuración de "alimentación dual".
Experiencia operativa
Según la experiencia del autor y de varios usuarios publicada en portales. Thingiverse a QRZ.com, YATT Helix ponúka stabilný výkon, minimálny SWR a spoľahlivú reprodukovateľnosť výsledkov. V kombinácii s výkonovým zosilňovačom 2,4 GHz s výkonom 2–5 W je možné dosiahnuť silný a čistý signál na uplinku QO-100 aj pri menších parabolách (60 cm).
Varios radioaficionados han confirmado que el radiador ha demostrado su eficacia incluso en condiciones climáticas más exigentes: después de más de un año de uso en exteriores, no mostró deterioro de sus parámetros, especialmente si estaba impreso con filamento ASA de alta calidad.
Ventajas y notas prácticas.
Las principales ventajas del irradiador YATT Helix incluyen:
- producción sencilla y rápida sin herramientas especiales,
- la posibilidad de impresión 3D a partir de materiales comúnmente disponibles,
- excelente adaptación a 50 Ω,
- característica adecuada para reflectores parabólicos de hasta 1 m,
- fácil integración con LNB para QO-100,
- peso reducido y dimensiones compactas,
- Alta resistencia a los efectos climáticos.
DL6YCL recomienda comprobar la ROE antes del montaje final con VNA analyzátora, aby bolo možné doladiť vzdialenosť medzi helixom a reflektorom. Malé odchýlky môžu mať vplyv na impedančné prispôsobenie a polarizačnú čistotu.
Conclusión
Projekt YATT Helix de DL6YCL es un excelente ejemplo de una combinación práctica de tecnologías modernas como 3D tlač, s klasickou mikrovlnnou anténnou technikou. Vďaka jednoduchosti, dostupnosti a overenej funkčnosti sa stal obľúbeným riešením medzi rádioamatérmi, ktorí chcú vlastnoručne postaviť spoľahlivý a efektívny ožarovač pre QO-100.
Modelos 3D publicados y documentación disponible en Thingiverso permitir a cualquier persona interesada fabricar un irradiador exactamente según el diseño original. YATT Helix representa así una solución moderna, abierta y totalmente reproducible que combina la precisión del diseño técnico con el enfoque creativo de la comunidad de radioaficionados.