Z 
Nemecký rádioamatér Andreas DL6YCL znana jest z praktycznych rozwiązań systemów antenowych na pasma mikrofalowe, szczególnie w połączeniu z pracą poprzez transponder geostacjonarny 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.
Przeczytasz w artykule
Koncepcja i determinacja
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 o polaryzacji kołowej, umieszczonej przed reflektorem, co zapewnia efektywne naświetlanie paraboli z dużą wydajnością i minimalnym tłumieniem wzmocnienia.
W przeciwieństwie do niektórych bardziej złożonych naświetlaczy, YATT Helix został zaprojektowany tak, aby był 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.
Konstrukcja mechaniczna zgodna z DL6YCL
Konstrukcja naświetlacza składa się z kilku podstawowych części:
- Reflektorová doska – metalowy odbłyśnik okrągły o średnicy około 70 mm, który zapewnia kierunkowość i tłumi promieniowanie wsteczne.
- 3D tlačené telo – plastikowy uchwyt będący konstrukcją nośną spirali i jednocześnie osłoną złącza koncentrycznego. W modelu DL6YCL przystosowano go do łatwego montażu na uchwycie LNB (konwertera), dzięki czemu promiennik można umieścić z konwerterem odbiorczym we wspólnym ognisku czaszy.
- Helixový žiarič – dwużyłowa spirala miedziana o średnicy około 40 mm, wykonana z litego drutu miedzianego o średnicy 1,5-2 mm. Rozmiar i kierunek skoku uzwojeń zostały zaprojektowane tak, aby antena pracowała w prawoskrętnej polaryzacji kołowej (RHCP), kompatybilnej z transponderem QO-100.
- Prispôsobovacia (matching) platnička – mały trójkątny kawałek blachy umieszczony w pobliżu punktu zasilania, który zapewnia dopasowanie impedancji do 50 Ω i poprawia przenoszenie mocy pomiędzy kablem koncentrycznym a spiralą.
- Koaxiálne napájanie – Złącze koncentryczne typu SMA lub N, mocowane od tyłu reflektora. Środkowy przewód złącza podłącza się bezpośrednio do początku spirali, przewód ekranujący podłącza się do odbłyśnika.
Andreas DL6YCL navrhol jednotlivé časti tak, aby bolo možné celý ožarovač vytlačiť bez potreby podpornej štruktúry i nawet mniej doświadczony konstruktor poradził sobie z montażem. Pliki STL do druku 3D są dostępne na Thingiverse, a także instrukcje montażu i wymiary podłączenia do złącza koncentrycznego.
Parametry elektryczne i adaptacja
Naświetlacz YATT Helix został zoptymalizowany pod kątem częstotliwości roboczej 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 a szerokość belki głównej około 65°. Te parametry są odpowiednie do użycia z parabolickým reflektorom o priemere 60 – 100 cm, pričom v kombinácii s vhodným LNB poskytuje ideálnu geometriu pre súčasný príjem a vysielanie cez QO-100.
Materiały i produkcja
DL6YCL zaleca wydruk korpusu chłodnicy z 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 (np. z litego przewodu elektrycznego CY 1,5 mm²). Po nawinięciu na szablon ważne jest zachowanie dokładnej odległości pomiędzy zwojami, która określa rezonans i polaryzację kołową. Odbłyśnik może być wykonany z blachy aluminiowej o grubości 1 mm lub krążka miedzianego.
Mechaniczna integracja z LNB
Jedným z praktických aspektov návrhu DL6YCL je możliwość bezpośredniego mocowania naświetlacza do uchwytu LNB, čím sa dosiahne optimálne zladenie so spoločným ohniskom paraboly. Tento spôsob montáže minimalizuje straty a uľahčuje zarovnanie polarizácie.
Montaż promiennika odbywa się za pomocą plastikowego adaptera lub tulejki, którą można zadrukować razem z korpusem. Uchwyt przeznaczony jest do popularnych konwerterów LNB o średnicy 40 mm. W niektórych przypadkach promiennik można podłączyć bezpośrednio do przedniej pokrywy LNB, jeśli w konfiguracji „podwójnego zasilania” używany jest zwykły wspornik.
Doświadczenie operacyjne
Z doświadczeń autora i kilku użytkowników opublikowanych na portalach 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).
Kilku radioamatorów potwierdziło, że promiennik sprawdził się nawet w bardziej wymagających warunkach pogodowych – po ponad roku użytkowania na zewnątrz nie wykazał pogorszenia parametrów, zwłaszcza jeśli został wydrukowany z wysokiej jakości żarnika ASA.
Zalety i uwagi praktyczne
Do głównych zalet naświetlacza YATT Helix zalicza się:
- prosta i szybka produkcja bez specjalnych narzędzi,
- możliwość druku 3D z powszechnie dostępnych materiałów,
- doskonałe dopasowanie do 50 Ω,
- odpowiednia charakterystyka dla reflektorów parabolicznych do 1 m,
- łatwa integracja z LNB dla QO-100,
- niska waga i kompaktowe wymiary,
- wysoka odporność na działanie czynników atmosferycznych.
DL6YCL zaleca sprawdzenie SWR przed ostatecznym montażem VNA analyzátora, aby bolo možné doladiť vzdialenosť medzi helixom a reflektorom. Malé odchýlky môžu mať vplyv na impedančné prispôsobenie a polarizačnú čistotu.
Wniosek
Projekt YATT Helix firmy DL6YCL jest doskonałym przykładem praktycznego połączenia nowoczesnych technologii takich jak 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.
Opublikowane modele 3D i dokumentacja dostępne na stronie Wszechświat rzeczy umożliwią każdemu zainteresowanemu wykonanie naświetlacza dokładnie według oryginalnego projektu. YATT Helix reprezentuje zatem nowoczesne, otwarte i w pełni powtarzalne rozwiązanie, które łączy w sobie precyzję projektu technicznego z kreatywnym podejściem społeczności radioamatorów.