radioaficionado alemán 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). Entre sus proyectos también se encuentra uno moderno impreso en 3D. Irradiador de hélice YATT para la banda de 2,4 GHz, lo que representa una solución potente y fácil de implementar para una antena de enlace ascendente satelital. En breve YATT en el nombre significa Otros dos turnos más, que hace referencia a un diseño compacto pero eficiente.
Lo leerás en el artículo.
Concepto y determinación
El irradiador YATT Helix fue diseñado como irradiador (alimentación) para reflectores parabólicos utilizados en la operación de satélites de aficionados. Está optimizado para enlace ascendente a una frecuencia de 2400 MHz, que corresponde a la parte transmisora del transpondedor QO-100. Los usos de la construcción. antena de doble hélice 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 producido fácilmente con remedios caseros. La mayoría de las piezas se pueden imprimir en una impresora 3D y los elementos metálicos se complementan con componentes comunes, como tornillos de latón, un conector coaxial SMA y un cable de cobre para la hélice.
Construcción mecánica según DL6YCL
El diseño del irradiador consta de varias partes básicas:
- Tablero reflector – un reflector circular de metal con un diámetro de aproximadamente 70 mm, que garantiza la direccionalidad y suprime la retroradiación.
- cuerpo impreso en 3D – 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.
- Emisor de hélice – 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.
- Plato a juego – 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.
- Fuente de alimentación coaxial – 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 diseñó las piezas individuales para hacer posible el irradiador completo. imprimir sin necesidad de una estructura de soporte 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. 2400MHz, mientras que la impedancia característica se ajusta a 50 Ω. En los experimentos del autor, la antena alcanzó ROE por debajo de 1,2:1, lo que indica un ajuste muy bueno sin necesidad de ajustes adicionales.
Las simulaciones y mediciones muestran que el irradiador proporciona una ganancia de aprox. 11 dBi y el ancho de la viga principal alrededor de 65°. Estos parámetros son adecuados para su uso con reflector parabólico con un diámetro de 60-100 cm, mientras que en combinación con un LNB adecuado proporciona una geometría ideal para la recepción y transmisión simultánea a través del QO-100.
Materiales y producción
DL6YCL recomienda imprimir el cuerpo del radiador desde Filamento PETG o ASA estable a los rayos UV, que resisten mejor los efectos del clima. Para uso en exteriores, especialmente en invierno, es importante que el material tenga una baja absorbencia y una alta estabilidad dimensional.
Helix se hace mejor a partir de alambre de cobre (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
Uno de los aspectos prácticos del diseño DL6YCL es posibilidad de fijación directa del irradiador al soporte del LNB, que logra una alineación óptima con el foco común de la parábola. Este método de montaje minimiza las pérdidas y facilita la alineación de la polarización.
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. Thingiverso a QRZ.com, YATT Helix ofrece Rendimiento estable, ROE mínima y reproducibilidad fiable de los resultados.. En combinación con un amplificador de potencia de 2,4 GHz con una potencia de 2-5 W, es posible lograr una señal fuerte y clara en el enlace ascendente QO-100 incluso con antenas parabólicas más pequeñas (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 analizador VNA, de modo que se pueda ajustar la distancia entre la hélice y el reflector. Pequeñas desviaciones pueden afectar la adaptación de impedancia y la pureza de la polarización.
Conclusión
Proyecto Hélice YATT de DL6YCL es un excelente ejemplo de una combinación práctica de tecnologías modernas como impresión 3D, con tecnología clásica de antena de microondas. Gracias a su simplicidad, disponibilidad y funcionalidad comprobada, se ha convertido en una solución popular entre los radioaficionados que desean construir un radiador confiable y eficiente para el QO-100 con sus propias manos.
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.