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Nemecký rádioamatér Andreas DL6YCL è nota per le sue soluzioni pratiche per sistemi di antenna per le bande delle microonde, in particolare in connessione con il funzionamento tramite transponder geostazionario 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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Concetto e determinazione
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 polarizzazione circolare, posto davanti al riflettore, che garantisce un efficace irraggiamento della parabola con elevata efficienza e minima attenuazione del guadagno.
A differenza di alcuni irradiatori più complessi, YATT Helix è progettato per esserlo 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.
Costruzione meccanica secondo DL6YCL
Il design dell'irradiatore è costituito da diverse parti fondamentali:
- Reflektorová doska – un riflettore circolare in metallo con un diametro di circa 70 mm, che garantisce la direzionalità e sopprime la radiazione posteriore.
- 3D tlačené telo – un supporto in plastica che funge da struttura portante dell'elica e allo stesso tempo da copertura per il collegamento coassiale. Nel modello DL6YCL, è progettato per un facile montaggio sul supporto LNB (convertitore) in modo che il radiatore possa essere posizionato con l'LNB ricevente nel fuoco comune della parabola.
- Helixový žiarič – una spirale di rame a doppio filamento del diametro di circa 40 mm, costituita da un filo di rame pieno del diametro di 1,5-2 mm. Le dimensioni e la direzione del passo dell'avvolgimento sono progettate in modo che l'antenna funzioni con polarizzazione circolare destrorsa (RHCP), compatibile con il transponder QO-100.
- Prispôsobovacia (matching) platnička – un piccolo pezzo di lamiera triangolare situato vicino al punto di alimentazione, che fornisce un adattamento di impedenza a 50 Ω e migliora il trasferimento di potenza tra il coassiale e l'elica.
- Koaxiálne napájanie – Connettore coassiale di tipo SMA o N, collegato dal retro del riflettore. Il filo centrale del connettore è collegato direttamente all'inizio dell'elica, il filo schermato è collegato al riflettore.
Andreas DL6YCL navrhol jednotlivé časti tak, aby bolo možné celý ožarovač vytlačiť bez potreby podpornej štruktúry e anche un costruttore meno esperto ha gestito l'assemblaggio. Su Thingiverse sono disponibili i file STL per la stampa 3D, così come le istruzioni di montaggio e le dimensioni per il collegamento al connettore coassiale.
Parametri elettrici e adattamento
L'irradiatore YATT Helix è stato ottimizzato per la frequenza operativa 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 e la larghezza della trave principale intorno a 65°. Questi parametri sono adatti per l'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.
Materiali e produzione
DL6YCL consiglia di stampare il corpo del radiatore da 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 (ad es. da conduttore elettrico solido CY 1,5 mm²). Dopo l'avvolgimento sulla dima è importante mantenere l'esatta distanza tra le spire, che determina la risonanza e la polarizzazione circolare. Il riflettore può essere costituito da una lamiera di alluminio dello spessore di 1 mm oppure da un disco di rame.
Integrazione meccanica con LNB
Jedným z praktických aspektov návrhu DL6YCL je possibilità di fissaggio diretto dell'irradiatore al supporto LNB, čím sa dosiahne optimálne zladenie so spoločným ohniskom paraboly. Tento spôsob montáže minimalizuje straty a uľahčuje zarovnanie polarizácie.
L'irradiatore viene montato tramite un adattatore o manicotto in plastica che può essere stampato insieme al corpo. Il supporto è progettato per i comuni LNB con un diametro di 40 mm. In alcuni casi il radiatore può essere collegato direttamente al coperchio frontale dell'LNB se si utilizza una comune staffa per una configurazione “dual-feed”.
Esperienza operativa
Secondo l'esperienza dell'autore e di diversi utenti pubblicati sui portali 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).
Diversi radioamatori hanno confermato che il radiatore si è dimostrato valido anche in condizioni meteorologiche più impegnative: dopo più di un anno di utilizzo all'aperto, non ha mostrato alcun deterioramento dei parametri, soprattutto se è stato stampato con filamento ASA di alta qualità.
Vantaggi e note pratiche
I principali vantaggi dell'irradiatore YATT Helix includono:
- produzione semplice e veloce senza attrezzi speciali,
- la possibilità di stampa 3D da materiali comunemente disponibili,
- ottimo adattamento a 50 Ω,
- caratteristica adatta per riflettori parabolici fino a 1 m,
- facile integrazione con LNB per QO-100,
- peso ridotto e dimensioni compatte,
- elevata resistenza agli effetti atmosferici.
DL6YCL consiglia di controllare l'SWR prima dell'assemblaggio finale con VNA analyzátora, aby bolo možné doladiť vzdialenosť medzi helixom a reflektorom. Malé odchýlky môžu mať vplyv na impedančné prispôsobenie a polarizačnú čistotu.
Conclusione
Projekt YATT Helix di DL6YCL è un eccellente esempio di una combinazione pratica di tecnologie moderne come 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.
Modelli 3D pubblicati e documentazione disponibili all'indirizzo Thingiverse consentire a chiunque sia interessato di realizzare un irradiatore esattamente secondo il progetto originale. YATT Helix rappresenta quindi una soluzione moderna, aperta e completamente riproducibile che unisce la precisione della progettazione tecnica con l'approccio creativo della comunità radioamatoriale.