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Nemecký rádioamatér Andreas DL6YCL est connu pour ses solutions pratiques pour les systèmes d'antennes pour les bandes micro-ondes, notamment en relation avec le fonctionnement via un transpondeur géostationnaire 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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Concept et détermination
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 à polarisation circulaire, située devant le réflecteur, qui assure une irradiation efficace de la parabole avec un rendement élevé et une atténuation minimale du gain.
Contrairement à certains irradiateurs plus complexes, le YATT Helix est conçu pour être 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.
Construction mécanique selon DL6YCL
La conception de l'irradiateur se compose de plusieurs éléments de base :
- Reflektorová doska – un réflecteur circulaire métallique d'un diamètre d'environ 70 mm, qui assure la directivité et supprime le rayonnement arrière.
- 3D tlačené telo – un support en plastique qui sert de structure porteuse de l'hélice et en même temps de couvercle pour la connexion coaxiale. Dans le modèle DL6YCL, il est conçu pour un montage facile sur le support LNB (convertisseur) afin que le radiateur puisse être placé avec le LNB récepteur dans le foyer commun de la parabole.
- Helixový žiarič – une spirale de cuivre double brin d'un diamètre d'environ 40 mm, constituée d'un fil de cuivre massif d'un diamètre de 1,5 à 2 mm. La taille et la direction du pas du bobinage sont conçues pour que l'antenne fonctionne en polarisation circulaire droite (RHCP), compatible avec le transpondeur QO-100.
- Prispôsobovacia (matching) platnička – une petite pièce de tôle triangulaire située à proximité du point d'alimentation, qui permet une adaptation d'impédance à 50 Ω et améliore le transfert de puissance entre le coaxial et l'hélice.
- Koaxiálne napájanie – Connecteur coaxial de type SMA ou N, fixé à l'arrière du réflecteur. Le fil médian du connecteur est connecté directement au début de l'hélice, le fil de blindage est connecté au réflecteur.
Andreas DL6YCL navrhol jednotlivé časti tak, aby bolo možné celý ožarovač vytlačiť bez potreby podpornej štruktúry et même un constructeur moins expérimenté a géré l'assemblage. Les fichiers STL pour l'impression 3D sont disponibles sur Thingiverse, ainsi que les instructions de montage et les dimensions de connexion au connecteur coaxial.
Paramètres électriques et adaptation
L'irradiateur YATT Helix a été optimisé pour la fréquence de fonctionnement 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 et la largeur du faisceau principal autour de 65°. Ces paramètres conviennent à une utilisation avec parabolickým reflektorom o priemere 60 – 100 cm, pričom v kombinácii s vhodným LNB poskytuje ideálnu geometriu pre súčasný príjem a vysielanie cez QO-100.
Matériaux et fabrication
DL6YCL recommande d'imprimer le corps du radiateur à partir de 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 (par exemple à partir d'un conducteur électrique solide CY 1,5 mm²). Après enroulement sur le gabarit, il est important de maintenir la distance exacte entre les spires, qui détermine la résonance et la polarisation circulaire. Le réflecteur peut être constitué d'une tôle d'aluminium d'une épaisseur de 1 mm ou d'un disque de cuivre.
Intégration mécanique avec LNB
Jedným z praktických aspektov návrhu DL6YCL je possibilité de fixation directe de l'irradiateur sur le support LNB, čím sa dosiahne optimálne zladenie so spoločným ohniskom paraboly. Tento spôsob montáže minimalizuje straty a uľahčuje zarovnanie polarizácie.
L'irradiateur est monté à l'aide d'un adaptateur ou d'un manchon en plastique qui peut être imprimé avec le corps. Le support est conçu pour les LNB courants d'un diamètre de 40 mm. Dans certains cas, le radiateur peut être connecté directement au capot avant du LNB si un support commun est utilisé pour une configuration « double alimentation ».
Expérience opérationnelle
D'après l'expérience de l'auteur et de plusieurs utilisateurs publiés sur des portails 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).
Plusieurs radioamateurs ont confirmé que le radiateur a fait ses preuves même dans des conditions météorologiques plus exigeantes : après plus d'un an d'utilisation en extérieur, ses paramètres n'ont pas montré de détérioration, surtout s'il était imprimé à partir de filament ASA de haute qualité.
Avantages et notes pratiques
Les principaux avantages de l'irradiateur YATT Helix sont les suivants :
- une production simple et rapide sans outils spéciaux,
- la possibilité d'imprimer en 3D à partir de matériaux couramment disponibles,
- excellente adaptation à 50 Ω,
- caractéristique adaptée aux réflecteurs paraboliques jusqu'à 1 m,
- intégration facile avec LNB pour QO-100,
- faible poids et dimensions compactes,
- haute résistance aux intempéries.
DL6YCL recommande de vérifier le SWR avant l'assemblage final avec VNA analyzátora, aby bolo možné doladiť vzdialenosť medzi helixom a reflektorom. Malé odchýlky môžu mať vplyv na impedančné prispôsobenie a polarizačnú čistotu.
Conclusion
Projekt YATT Helix par DL6YCL est un excellent exemple d'une combinaison pratique de technologies modernes telles que 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.
Modèles 3D publiés et documentation disponibles sur Thingivers permettre à toute personne intéressée de fabriquer un irradiateur exactement selon la conception originale. YATT Helix représente ainsi une solution moderne, ouverte et entièrement reproductible qui allie la précision de la conception technique à l'approche créative de la communauté radioamateur.