UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

EDUARDO SANDOVAL - ALEJANDRA PINTO SIST. CX. RADIANTECIERCOM 23/01/2014

TEMA: ANTENAS YAGIOBJETIVOS: Diseñar una antena yagui-uda con la especificaciones necesarias para

ser utilizada en cierto tipo de frecuencia ya sea VHF o UHF

Una antena es un dispositivo (conductor metálico) diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.

La antena Yagi o la antena Yagi es uno de los diseños de antena más brillantes. Es fácil de construir y tiene una alta ganancia, típicamente mayor que 10 dB. Las antenas Yagi funcionan típicamente en el HF a las bandas de UHF (alrededor de 3 MHz a 3 GHz), aunque su ancho de banda es típicamente pequeña, del orden de un pequeño porcentaje de la frecuencia central.

El presente trabajo consiste en el diseño y la construcción de una antena Yagi con la cual sea posible captar frecuencias determinadas, estudiando para ello los materiales y características necesarias para optimizar el funcionamiento de la antena.

I. Introducción

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 tuvo 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.

II. Desarrollo.

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; esto lo realizamos utilizando siguientes formulas:

LongituLongitud Reflector

77.6 = ג cm

Longitud Dipolo

73.6= ג cm

Longitud 1er Director

69=ג cm

Longitud 2do Director

69= ג cm

Longitud 3er Director

68=ג cm

Longitud 4to Director

67=ג cm

Longitud 5to Director

66=ג cm

Separación Dipolo-Reflector

28=ג cm

Separación Dipolo-1er Director

14=ג cm

Separación entre directores

28=ג cm

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).

Gráficos:

III. Resultados

Reflector

Dipolo

Directores

Como resultado obtenemos una antena con las siguientes características

ANTENA YAGI

Ancho de Banda

Frecuencia 400Mhz

Impedancia Característica

Ganancia 11dB

IV. Conclusiones

-Determinar correctamente el ancho de banda de trabajo de una antena es muy necesario en el momento de utilizarla para cualquier tipo de aplicación, debido a que es necesario conocer las limitaciones del elemento usado.

-La antena yagi si tiene conexión eléctrica entre todos sus elementos.

-El diseño e implementación de una antena Yagi tiene costos accesibles, los cálculos para su diseño son operaciones aritméticas sencillas.

-El analizador de espectros puede resultar en una herramienta de trabajo muy poderosa cuando se está haciendo diseño e implementación de antenas, redes inalámbricas, y otro tipo de aplicaciones en las que se trabaje en frecuencias correspondientes a la banda de radiofrecuencia.

- Se debe de tener cuidado al estar colocando los diferentes materiales en

su respectivo lugar para obtener el resultado deseado en cuanto a la recepción de señal.

V. Bibliografía

KRAUS, John D. Antennas. New York: McGraw Hill, 1950. 553 p.

BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analisis and Design. New York: John Wiley and Sons, 1997. 941 p.

http://www.zero13wireless.net/foro/showthread.php?1448-Construccion-Antena-Yagi

http://html.rincondelvago.com/fabricacion-de-antenas.html