INTRODUCCION.

La Antena Yagi

fue creada y patentada en 1926

Es una antena inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante.

Esta invención da avanzada a las antenas convencionales con la yagi se logró construir una antena de muy alto rendimiento.

ANTENA YAGI.

Una vez que el dipolo de media onda se había popularizado entre los usuarios de equipos de radio observaron que colocando elementos parásitos en cercanías de un dipolo de media onda, éste alteraba su comportamiento formando así la antena Yagi.

Antena Yagi

La antena Yagi se construye con un elemento excitado, un reflector y varios directores.

Los reflectores se usan con frecuencia para aumentar la ganancia y modificar elpatrón de radiación de las antenas. Uno de los casos más simples es el de un reflector plano.

Elemento excitado, que suele ser un dipolo o un dipolo doblado

Directores o elementos parásitos , situados frente al elemento excitado

La antena Yagi radia de forma semejante al dipolo con reflector, pero su ganancia es mayor, dependiendo del número de elementos.

El alineamiento o arreglo de antenas a un sistema de radiadores dispuestos en el espacio de alguna forma geométrica específica y alimentados con corrientes de amplitudes y fases tales que permiten conseguir ganancias generalmente mayores y patrones de radiación diferentes a los que se obtienen con una sola antena.

El elemento excitado es un dipolo que tiene una longitud de λ⁄2

Antena Yagi

El reflector tiene una longitud un poco mayor (en un 5%),

Los directores son ligeramente más cortos (en un 5%).

La disposición de elementos depende del fabricante.

La separación entre los elementos es de 0.15 λ a 0.25 λ

La antena Yagi tiene un ancho de banda relativamente estrecho

Cuando se optimiza para ganancia, su ancho de banda utilizable es sólo cerca de 2% de la frecuencia de operación

Al variar la longitud de los directores se obtiene un ancho de banda más amplio, haciéndolos más cortos conforme se incrementa su distancia a partir del elemento excitado.

Cuando la antena Yagi se utiliza para recepción de televisión necesita mayor ancho de banda.

Mediante este arreglo se consigue que la impedancia de 75 del dipolo, aumente hasta unos 300 .

Yagi-Uda se utiliza extensamente en los sistemas de comunicaciones en las bandas de HF, VHF y UHF

Para una ganancia de 10 dBi, se necesitan 6 directores, pero con más directores se logran ganancias de hasta 16 dBi.

Además de su ganancia y ancho de haz, la Yagi se caracteriza por su relación frente-atrás, que típicamente alcanza los 15 dB.

La Yagi es una antena directiva.

La Yagi es una antena directiva, con un solo lóbulo principal y varios menores.

GANANCIA:

La ganancia de la antena está controlada por:

• La separación entre los directores.• La longitud o el diámetro de los

elementos parásitos.

En el gráfico, vemos de manera clara la forma en que los elementos pasivos o parásitos incrementan la ganancia del conjunto (líneas azules) en el sentido apropiado, según su longitud y su separación respecto al elemento activo o irradiante.Colocando el elemento pasivo a una distancia específica, la antena ofrece una ganancia importante

A medida que comenzamos a variar la longitud del elemento pasivo y a incrementar la separación, respecto al irradiante, la ganancia comienza a hacerse presente, obteniendo un máximo en una separación de 0,36 longitudes de onda, para luego descender si se continúa incrementando la separación (S).

• CUANDO SE COMBINAN LOS MODELOS ANTERIORES EN UNA ÚNICA CONSTRUCCIÓN, SE CONSIDERA QUE SE HA ALCANZADO UNA CONFIGURACIÓN YAGI MÍNIMA: DIRECTOR, IRRADIANTE Y REFLECTOR PARA FORMAR UNA ANTENA DE 3 ELEMENTOS QUE PUEDE ALCANZAR A BRINDAR UNA GANANCIA DE 8,5DB, RESPECTO A UN DIPOLO TRADICIONAL.

• PARA UNA GANANCIA DE 10 DBI SE NECESITAN 6 DIRECTORES, PERO CON MÁS DIRECTORES SE LOGRAN GANANCIAS DE HASTA 16 DBI.

• CUANTO MÁS DIRECTORES TIENE LA ANTENA MAYOR ES SU GANANCIA.

LÓBULOS DE RADIACIÓN:• La antena yagi es una antena

directiva , con solo un lóbulo principal y varios menores

Cuando la antena Yagi es paralela al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es paralela al plano de la tierra: se dice que tiene polarización horizontal. Cuando la antena Yagi es perpendicular al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es perpendicular al plano de la tierra: se dice que tiene polarización vertical. En HF, y en VHF en clase de emisión banda lateral única se prefiere la polarización horizontal, y en VHF en clase de emisión frecuencia modulada, la polarización vertical.

La impedancia de una antena Yagi depende de la configuración de los reflectores y directores (dimensiones de cada elemento, espaciamiento entre elementos). Habitualmente las antenas se diseñan para que la impedancia sea de 50 o 75 Ohms, o sea, la impedancia requerida por los equipos conectados a la antena:- Antenas de recepción de televisión: 75 Ω- Antenas de emisión / recepción (por ejemplo, radioaficionados): 50 Ω- Antenas de Wifi: 50 Ω

DICHA IMPEDANCIA SE CONSIDERA ÓPTIMA CUANDO SU PARTE REAL ES CERCANA A 75 Ω Y SU PARTE IMAGINARIA DESPRECIABLE, LO CUAL GARANTIZA UN ACOPLAMIENTO IDEAL ENTRE LA ANTENA AISLADA Y UN CABLE DE ALIMENTACIÓN CON IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA COMERCIAL DE 75Ω

CONSTRUCCIÓN DE ANTENA YAGI

ETAPA DE DISEÑO • Primero tomamos en cuenta la frecuencia a la

que va a trabajar la antena

• Con la fórmula de longitud de onda encontramos

• Dónde:c: Velocidad de la luz f: Frecuencia

LONGITUD DEL DIPOLO

Se toma en cuenta la longitud de onda.La longitud del dipolo es:

LONGITUD DEL REFLECTOR

Para la longitud del reflector:

(El 5% más de la longitud del dipolo)

LONGITUD DE LOS DIRECTORES

La longitud de los directores se calcula:

(El 5% menos de la longitud del dipolo)

Longitudes de las varillas

Reflector

Director 1

Director 2

Director 3

SEPARACIÓN DIPOLO-REFLECTORDIPOLO-DIRECTORES

• El dipolo se va a ubicar en el punto cero de los ejes de coordenadas

• Entonces tenemos las siguientes distancias de separación:

Dipolo-Reflector

Dipolo-Director 1

Dipolo-Director 2

Dipolo-Director 3

ETAPA SIMULACIÓN EN MMANA-GAL

• ANTENA DISEÑADA • VALORES CALCULADOS

LÓBULO DE RADIACIÓN

OPTIMIZADO

• Valores Calculados

ANTENA Y LÓBULO DE RADIACIÓN

ETAPA DE CONSTRUCCIÓN

MATERIALES • tornillos • arandelas• adaptador VHF-UHF• 3 varillas de aluminio para

crear los directores de 8mm• 1 varilla para el reflector• 2 varillas cortadas a la mitad

para hacer el dipolo• 1 tubo de aluminio de 3.15 m• Caja Plástica para adaptar el

dipolo

HERRAMIENTAS• 1 alicate• 1 destornillador• 1 lima• 1 sierra• 1 flexómetro• 1 taladro

CONCLUSIONES

• Las antena yagi es una antena direccional; es decir que utiliza la máxima potencia en una dirección especifica.

• Al aumentar el número de elementos en la antena yagi, incrementa la ganancia hasta un numero especifico

• Para evitar las interferencias que puedan aparecer detrás de la antena, interesa que el lóbulo posterior sea lo más pequeño posible, cosa que se logra variando la separación del reflector o director del dipolo, o bien aumentando o disminuyendo la longitud del reflector o director.

GRACIAS