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.
Na rozdiel od niektorých zložitejších ožarovačov je YATT Helix koncipovaný tak, aby bol ľahko vyrobiteľný aj domácimi prostriedkami. 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:
- 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.
Ožarovač YATT Helix bol optimalizovaný pre pracovnú frekvenciu 2400 MHz, pričom charakteristická impedancia je prispôsobená na 50 Ω. V experimentoch autora dosahovala anténa SWR pod 1,2 : 1, lo que indica un ajuste muy bueno sin necesidad de ajustes adicionales.
Simulácie a merania ukazujú, že ožarovač poskytuje zisk približne 11 dBi a šírku hlavného zväzku okolo 65°. Tieto parametre sú vhodné pre použitie s parabolickým reflektorom o priemere 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 odporúča tlač tela ožarovača z UV stabilného PETG alebo ASA filamentu, 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 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 možnosť priameho upevnenia ožarovača na držiak 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
Podľa skúseností autora aj viacerých používateľov publikovaných na portáloch Thingiverse a QRZ.com, YATT Helix ponúka stabilný výkon, minimálny SWR a spoľahlivú reprodukovateľnosť výsledkov. 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 odporúča pred finálnou montážou skontrolovať SWR pomocou VNA analyzátora, 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
Projekt YATT Helix od DL6YCL je výborným príkladom praktickej kombinácie moderných technológií, ako je 3D tlač, 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.