Antena Yagi

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 quitar 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.

1. Elementos de excitación. (Dipolo) Pueden ser activos o excitados, estos se conectan directamente a la línea de transmisión y reciben potencia de la fuente.

1. Elementos parásitos. No se conectan a la línea de transmisión y reciben la energía a través de la inducción mutua. Estos elementos se clasifican en Reflectores y Directores.

Las antenas yagi presentan dos tipos de elementos:

Reflector. Elemento parásito más largo que el elemento de excitación. Reduce la intensidad de la señal que está en su dirección e incrementa la que está en dirección del dipolo.

Director(es). Elemento(s) parásito(s) más corto(s) que su elemento de excitación. Incrementa(n) la intensidad del campo en su dirección y la reduce(n) a la dirección del reflector.

Calculos de una antena Yagi.

En las antenas de 2 a 4 elementos, la separación aproximada es de 0.15 a 0.2 λ, en algunos casos se logra una ganancia mayor si el segundo director esta 0.25 λ del primero, y aun mayor, separando el tercero y cuarto elementos hasta un máximo de 0.4 λ. 

Otro factor importante es la ganancia ya que esta aumenta rápidamente con pocos elementos y lentamente para un número mayor. Con un diagrama de 2 elementos (1 director, dipolo y un reflector) la ganancia es de 5 a 7 dB, con 5 es aproximadamente de 10 dB y de 8 elementos de unos 12 dB, por esta razón no se diseñan antenas Yagi de mas de 12 a 15 elementos.

Las formulas para el diseño de una antena Yagi son las siguientes:

Por lo general, las antenas se diseñan para una sola frecuencia, tomando por lo general la frecuencia central de la banda de frecuencia deseada. 

Teniendo lo anterior, se calcula la longitud de onda para antena, que este caso sera para una frecuencia de 519.25 MHz, misma que se utiliza para la transmisión del canal 22.

Utilizando las formulas se calculan las logitudes del reflector, dipolo y primer director.

Utilizando la siguiente tabla se decide cuantos directores se quieren usar.

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

Por ultimo se calcula la separación que se utiliza.

Y con esto basicamente se tiene todo lo necesario para construir una antena, solo faltaría el material y armarla.