Postanowiłem zbudować antenę specjalnie na potrzeby wyjazdu wakacyjnego. Potrzebowałem konstrukcji małej, przenośnej i na tyle lekkiej, by bez problemu zmieściła się w walizce podróżnej. Kluczowym wymogiem było zapewnienie zysku energetycznego wystarczającego do pewnego odbioru sygnałów HRPT (High Resolution Picture Transmission) z satelitów polarnych NOAA, MetOp oraz Meteor.

I decided to build an antenna tailored specifically for travel. I needed something compact, lightweight, and easily disassembled to fit inside a standard suitcase. The essential requirement was delivering sufficient gain for reliable reception of digital HRPT (High Resolution Picture Transmission) downlinks from NOAA, MetOp, and Meteor polar-orbiting satellites.

Podstawa teoretyczna: reflektor w formie ściętego stożka

Theoretical Foundation: Truncated-Cone Reflector

Punktem wyjścia była publikacja serbskich naukowców: „On the optimal dimensions of helical antenna with truncated-cone reflector”. Opisane w niej rezultaty wskazywały na zysk wyższy o ponad 4 dB w porównaniu ze standardowym heliksem z płaskim reflektorem o boku 1,5 λ (~265 mm).

The build was inspired by research published by Serbian scientists: "On the optimal dimensions of helical antenna with truncated-cone reflector". The paper demonstrated over 4 dB of additional forward gain compared to a standard axial-mode helix with a flat square reflector of 1.5 λ (~265 mm).

Zasada działania anteny Helicone polega na zwężeniu wiązki głównej oraz skutecznym tłumieniu listków bocznych i tylnych przez stożkowy kołnierz ekranujący.

The helicone concept works by narrowing the main radiation beam and effectively suppressing side and rear lobes with the surrounding conductive conical shield.

Wymiary dla pasma 1700 MHz i przygotowanie szablonu

1700 MHz Geometry and Template Preparation

Rzut siatki stożka wygenerowałem za pomocą darmowego kalkulatora geometrii stożków: Blocklayer Cone Patterns. Narzędzie umożliwia wygenerowanie wielostronicowego pliku PDF w skali 1:1.

The flat pattern layout for the truncated cone was calculated using the online tool: Blocklayer Cone Patterns. The calculator exports a 1:1 scale multi-page printable PDF.

Plik PDF należy wydrukować w Adobe Acrobat z opcją „Plakat” (Poster) w skali 100%, a następnie skleić poszczególne arkusze taśmą w pełnowymiarowy szablon papierowy.

Print the PDF in Adobe Acrobat using the "Poster" option at 100% scale, then tape the individual pages together to form a full-scale paper pattern.

Konstrukcja stożka i tarczy nośnej

Cone and Base Backplate Fabrication

Do wykonania powierzchni stożka użyłem lekkiej aluminiowej siatki cięto-ciągnionej (stosowanej w pszczelarstwie do dennic uli). Z uwagi na dostępną szerokość arkusza siatki (42 cm) wykroiłem stożek z dwóch segmentów i połączyłem je opaskami zaciskowymi (trytytkami).

The cone surface was formed from lightweight expanded aluminum mesh (commonly used for beehive bottom boards). Because the available mesh width was 42 cm, the cone was cut in two pieces and joined using cable ties.

Elementy mechaniczne:
• Tarcza reflektora: krążek z blachy aluminiowej o średnicy 132 mm i grubości 2 mm.
• Mocowanie stożka: 8 symetrycznych otworów wywierconych na obwodzie tarczy.
• Gniazdo SMA: standardowe gniazdo montażowe SMA z kołnierzem 4-otworowym, zamontowane w odległości 28 mm od środka krążka.

Mechanical Components:
• Base Backplate: 132 mm diameter disc cut from 2 mm aluminum sheet.
• Cone Fastening: 8 symmetrical holes drilled along the rim.
• SMA Connector: standard 4-hole flange SMA female chassis connector positioned 28 mm from center.

Promiennik helikalny: model 3D Dereksgc

Helical Radiator: Dereksgc 3D Model

Jako karkas heliksa zastosowałem precyzyjny model do druku 3D zaprojektowany przez Dereksgc (plik: 1700R_7.5T_0.14S_4D_10-90M.stl na Thingiverse).

For the helical coil former, I used the 3D-printable model designed by Dereksgc (file: 1700R_7.5T_0.14S_4D_10-90M.stl on Thingiverse).

Drut miedziany o przekroju 1,5 mm² układa się w wyprofilowanych rowkach karkasu i lutuje bezpośrednio do pinu gniazda SMA. Cały karkas z heliksem został trwale zamocowany do aluminiowej tarczy za pomocą mocnej taśmy dwustronnej.

Solid copper wire (1.5 mm²) is wound into the printed guiding grooves and soldered directly to the SMA connector center pin. The entire 3D-printed helical assembly is mounted to the aluminum backplate using heavy-duty double-sided tape.

Tor odbiorczy i testy polowe (Namibia)

Receiver Chain and Field Testing (Namibia)

Wyposażenie toru radiowego:
• Przedwzmacniacz / filtr: Nooelec SAWbird+ GOES zamontowany bezpośrednio przy gnieździe anteny.
• Odbiornik SDR: RTL-SDR (np. NESDR SMArTee v2 z wbudowanym zasilaniem bias-tee).
• Oprogramowanie: SatDump / SDR++ do dekodowania strumieni cyfrowych HRPT.

RF Signal Chain:
• LNA / Filter: Nooelec SAWbird+ GOES mounted directly at the antenna feed point.
• SDR Receiver: RTL-SDR (e.g., NESDR SMArTee v2 with integrated bias-tee power).
• Software: SatDump / SDR++ for real-time HRPT demodulation and frame decoding.

Sprawdzian czułości i ergonomii anteny miał miejsce m.in. podczas wyprawy astrofotograficznej do Namibii we współpracy z kanałem AstroLife (Mateusz Kalisz), gdzie antena umożliwiała stabilny, ręczny odbiór przelotów satelitów polarnych.

The mobility and reception performance were proven during an astrophotography expedition to Namibia with Mateusz Kalisz (AstroLife), providing rock-solid handheld tracking of polar satellite passes.

Transmisja AstroLife ze śledzenia satelitów (od 1:21:49) • Otwórz na YouTube → AstroLife live stream: field satellite tracking (from 1:21:49) • Watch on YouTube →

Odebrane fotografie z satelitów meteorologicznych: Zobacz album w Google Photos →

Decoded weather satellite imagery gallery: Open Google Photos Album →

Galeria fotografii z budowy

Build Photo Gallery