Información y Diseño de Antena Yagi (Calculos).

Antena Yagi

La antena Yagi es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre Yagi-Uda). En esta antena sobresale la invención de uitar la tierra a las ya convencionales antenas (groundbreaking), lo cual produjo que mediante una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como reflector y directores,   se lograra   construir una antena de muy alto rendimiento.

En esencia, una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas, y una guía de onda es un tubo metálico conductor por medio del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor, o ambos. Una antena se utiliza como la interface entre un transmisor y el espacio libre o el espacio libre y el receptor. Una guía de onda, así como una línea de transmisión, se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con el transceptor. Una antena acopla energía de la salida de un transmisor a la atmósfera de la Tierra o de la atmósfera de la Tierra a un receptor. Una antena es un dispositivo recíproco pasivo; pasivo en cuanto a que en realidad no puede amplificar una señal, por lo menos no en el sentido real de la palabra (sin embargo, una antena puede tener ganancia), y recíproco en cuanto a que las características de transmisión y recepción son idénticas, excepto donde las corrientes de alimentación al elemento de trasmisión.

En virtud del principio de reciprocidad, se puede demostrar que las propiedades (impedancia, ganancia, etc.) de una antena cualquiera son las mismas tanto en emisión como en recepción. Como es más fácil de comprender el funcionamiento de una antena Yagi en transmisión que en recepción, comenzaremos por una antena en transmisión.


Desarrollo de su diseño.

1.- Lo que se debe hacer como primer paso es el diseño de la antena, es decir hallar los valores de longitud y separación de los elementos de la antena en la que hipotéticamente utilizaremos la frecuencia del canal 11 la cual es f= 199.25 MHz para video; esto lo realizamos utilizando siguientes formulas:

Longitudes:
Directores:


Separación:


2.- Corte una tira de metal, para que soporte  los elementos de la antena Yagi. Con el Pie de Metro comience por marcar desde uno de los extremos un punto a una distancia adecuada desde donde comenzara la construcción de la antena. Específicamente ese será el lugar donde se ubicara el Reflector (R). Siga marcando los puntos según la indicación del diseño. Sea prolijo al hacer las marcas puesto que esta acción es unos de los factores determinantes a la hora de los resultados del trabajo.

3.- Acto seguido, corte tubos metálicos y con el Pie de Metro, haga una marca desde uno de los extremos a una determinada distancia. En ese punto y con la ayuda de una broca; como resultado los orificios para adecuarlos a la antena.

4.- A continuación, corte cada uno de los elementos a la medida que indica el diseño. Sea ordenado y cuidadoso con las mediciones y posteriormente, con la ubicación de los elementos directores. Comience a instalar estos elementos; es decir que la distancia de los extremos al centro sea equidistante. Comience por el Reflector (R) y así sucesivamente con el resto de los elementos. Una vez que este seguro que las distancia entre los extremos esta justo al centro de cada elemento comience a unirlos.

5.- Una vez terminado el montaje de los elementos debe alinearlos mirando desde el frente de la antena. Posiblemente quedara más de alguno de los directores desalineado, pues bien, rectifique esto, con cuidado y sin hacer mucha fuerza mecánica.

Lista de Materiales
Alambre coaxial.
Tubos de aluminio.
Broca.
Pinzas.
Tiras de metal.      
Sierra.
Conectores.
Metro.

Diagramas:
Tabla Diseño de Antena Yagi  (frecuencia en MHz).

N° Directores
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ganancia [dB]
9
9.5
10
11
12
13.5
15
15.5
16
RDipolo
80
76
72
64
56
50
44
40
38
2° Director
3° Director
4° Director
5° Director
6° Director
7° Director
8° Director
9° Director
10° Director
n
n
p
n
p
q
n
p
q
s
m
n
p
q
s
m
n
n
p
q
s
m
n
n
p
p
q
s
m
n
n
p
p
q
q
s

m
n
n
p
p
q
q
s
s







Comentarios

  1. Nadie en la basta web sabe decir de dónde rayos salen los primeros valores...

    ResponderBorrar
    Respuestas
    1. En la antena Yagi-Uda se requiere que en comparacion con el elemento activo los elementos parasito como el reflector sea mas grande (usual mente 5%) y el director mas pequeño (usualmente 5%). Esto es para que en la direccion de propagacion exista una interferencia constructiva de las ondas, amplificando las mismas y en la direccion contraria exista interferencia destructiva, haciendo que no radie en la direccion opuesta.

      Borrar
  2. Digan de dónde toman o sacan todos los valores de cada formula que se esta utilizando, ejemplo: lamda/2 es para sacar la media onda con la velocidad de la luz en vacío, o sea 300/2, luego: 150/f = 150/199.25 = .7528m =75.28cm. otra: el .95, el .9, el .885, .867, .860, etc, de qué o de dónde son? le están quitando un porcentaje a la velocidad de la luz en el vacío, pero por qué y en qué se basan para ello? luego por qué se va incrementando la reducción? veo que ésto es para lo largo del reflector, irradiante y directores, pero para la separación entre ellos por qué se usa .18(300) = 54/199.25 = 27.1cm, luego usan .09 y después .18, de dónde o por qué toman estos valores de .09, .18 y luego los demás .18? Tengan en cuenta que no todos sabemos lo que ustedes y queremos aprender, no omitan lo que ustedes suponen se da por entendido por favor. 73!

    ResponderBorrar
  3. Estimado Héctor Daniel: Los valores que se calculan de los tubos de los directores y el reflector son en base a que las ondas electromagnéticas se propagan en los conductores metálicos más lentamente que en el aire. En un conductor abierto es 5% menos que en el aire.
    En un cable coaxial es todavía más lenta la propagación en virtud del aislante que recubre el conductor central, ésto se conoce como Factor de Velocidad y es una característica de cada tipo de cable por el tipo de aislamiento utilizado, típicamente es del 66 %. En los cables que usan espuma de poliuretano como las líneas Heliax el porcentaje es alrededor del 70%.
    Otras líneas Heliax tienen aire como aislante y el conductor central lleva una espiral para separar al conductor central del blindaje.
    El valor 150 es para obtener la media longitud de onda.

    ResponderBorrar

Publicar un comentario

Entradas más populares de este blog

Antena Parabólica: Información y Diseño (Calculos).

Comunicación vía celular (Información y Diagrama)