Antenas Yagi

Antena Yagi

Elementos de una antena Yagi:

1.- Elemento conductor

2.- Reflectores

3.- Directores

4.- Cable.

La antena Yagi o antena Yagi-Uda es una antena direccional inventada por el Dr. Shintaro Uda de la Universidad Imperial de Tohoku y en menor parte, el Dr. Hidetsugu Yagi (de ahí al nombre Yagi-Uda). Esta invención de avanzada a las antenas convencionales, produjo que mediante una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como reflector y directores, logró construir una antena de muy alto rendimiento.

Uso de una antena Yagi en orientación por radio.

La invención del Dr. Uda (patentada en 1926) no fue usada en Japón en un principio, ya que el diseño original de la antena tenía como objetivo la transmisión inalámbrica de energía. Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde se incorporó a la producción comercial, de los sistemas de difusión, TV y otros.

El uso de esta antena en Japón solo comenzó a utilizarse durante la Segunda Guerra Mundial, cuando fue descubierto que la invención de Yagi era utilizada como antena de radar por los ejércitos aliados.

Índice [ocultar]

1 Construcción

2 Cómo funciona una antena Yagi-Uda

3 Diseñar una antena Yagi

4 Alimentar una antena Yagi

5 Evoluciones de la antena Yagi

5.1 Red de antenas Yagi

5.2 Antenas Yagi de elementos ahusados

5.3 Antenas Yagi de elementos acortados

6 Propiedades eléctricas

6.1 Tensión y corriente

6.2 Diagrama de emisión

6.3 Polarización

6.4 Impedancia

6.5 Resonancia

7 Construcción y fórmulas

7.1 Construcción básica

7.2 Amplitud

8 Véase también

9 Artículos externos

10 Enlaces externos

Construcción[editar · editar fuente]

El esquema de una Antena Yagi simple.

En la primera imagen de la derecha se muestra los diferentes elementos que forman esta antena:

Un conductor que actúa como radiador.

Un elemento que actúa como captador (Balun).

Los elementos parásitos son aquellos que no son activos, no se conectan a la línea de transmisión y reciben la energía a través de la inducción mutua. Se clasifican en reflectores y directores

Cómo funciona una antena Yagi-Uda[editar · editar fuente]

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-Uda en transmisión que en recepción, comenzaremos por una antena en transmisión.

Como ya se ha mencionado, una antena Yagi-Uda está formada por un elemento alimentado (conectado al emisor o al receptor) formado por un simple dipolo o un dipolo doblado llamado también "radiador" de manera inapropiada, ya que en la antena Yagi-Uda todos los elementos irradian de manera comparable. Además de ese elemento, la antena tiene uno o varios elementos aislados llamados, injustamente, elementos parásitos. La corriente que circula en el elemento alimentado irradia un campo electromagnético, el cual induce corrientes en los "elementos parásitos" de la antena. Las corrientes inducidas en esos elementos irradian también campos electromagnéticos que a su vez inducen corrientes en los demás. Finalmente la corriente que circula en cada uno de los elementos es el resultado de la interacción entre todos los elementos. El elemento alimentado. La fase de la corriente que circula en el elemento parásito dependerá de la distancia entre los dos elementos y de la longitud y diámetro de este último. La amplitud también dependerá de lo mismo pero mucho menos y será, de todas maneras, de la misma magnitud que la corriente del elemento alimentado.

Coloquemos el elemento parásito delante del elemento alimentado a una distancia de \scriptstyle{\lambda\over 10} (donde \scriptstyle {\lambda} es la longitud de onda) y ajustemos su longitud para que la corriente tenga un retardo de fase de \scriptstyle {180-{360 \over 10}\,=\,144^\circ}. En ese caso, el cálculo muestra que la corriente en el elemento parásito es 1,19 veces la corriente en el elemento alimentado. El campo radiado hacia atrás será la suma del campo producido por el elemento alimentado más el campo producido por el elemento parásito. Pero éste último ha sido emitido con un retardo de 144° y como debe recorrer una distancia adicional de \scriptstyle{ {\lambda\over 10}} sufrirá un retardo adicional de 36°, lo que hace que, hacia atrás, los campos emitidos por los dos elementos estarán en oposición de fase. En cambio, hacia adelante, el campo emitido por el elemento parásito, ganará 36° (en lugar de perderlos) y su retardo de fase no será más que \scriptstyle{144-36=108^\circ}. La suma de los dos campos será máxima.

En el caso particular de este ejemplo, la amplitud E del campo eléctrico de la onda electromagnética radiada hacia adelante en una dirección \scriptstyle {\theta } es \scriptstyle{ E_1\sqrt{2{,}42 + 2{,}38\cos\left({2\pi\over 10}\cos\theta-{8\pi\over 10}\right)}} donde \scriptstyle {E_1} es el campo producido por el elemento alimentado si estuviese solo. La ganancia es de 8,96 dBi.

Este tipo de elemento parásito, situado delante el elemento alimentado y que refuerza el campo hacia adelante, se llama director. Los elementos situados detrás y que refuerzan el campo hacia adelante se llaman reflectores. Pero no hay que confundirlos con las superficies o rejas reflectoras utilizadas en otros tipos de antenas.

Generalmente se ponen

...