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• Fabriciojonathan Medinacelli

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Introducción: 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 voltaje en ondas electromagnéticas y la receptora realiza la acción inversa. En este caso hablaremos sobre la antena “Yagi-Uda” más conocida como “Yagi” La antena “Yagi-Uda” es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y en menor parte, el Dr. Shintaro Uda (de ahí el nombre “YagiUda”). 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, logro construir una antena de muy alta rendimiento. La invención del Dr. Yagi (fue patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio, ya que el diseño de la antena no fue para implementarse en las comunicaciones sino para utilizarse en la guerra como una arma radioactiva. Yagi experimentaba con ratones a los que sometía a fuertes ondas de radio que eran concentradas gracias a la direccionalidad de la antena. Los resultados no fueron buenos para Yagi y abandono el proyecto. Sin embargo fue aceptada en Europa y Norteamérica, en donde se incorporó a la producción comercial de los sistemas de difusión, tv y otros. Objetivos: Objetivos generales Analizar en detalle la antena Yagi, la cual es formada por agrupaciones de elementos parásitos, es decir, elementos que no se excitan directamente sino que están acoplados electromagnéticamente al elemento alimentado. Objetivos específicos Identificar las partes de dicha antena, las aplicaciones, y los diferentes usos que tiene en diferentes lugares. Explicar todas las características que tiene esta antena.

Marco teórico Partes de la antena 1.- Elemento conductor 2.- Reflectores 3.- Directores 4.- Cables

1.- Elemento conductor Esta antena se compone de un arreglo de dipolos en paralelo de radiación longitudinal, con diferentes longitudes y separaciones. En esta antena solamente uno de los dipolos se alimenta directamente, llamado elemento activo o conductor. 2.- Reflectores Elementos parásitos más largos que el elemento de excitación. Reduce la intensidad de la señal que esta es su dirección e incrementa la que está en dirección opuesta. El reflector suele tener una longitud de un 5% mayor que la del dipolo activo, habitualmente entre 0,5λ y 0,52λ. 3.- Directores Son elementos parásitos cortos. Con un diseño adecuado de los elementos conductores o parásitos pueden conseguirse diagramas de radiación de tipo longitudinal bastante directivos. No se conectan a la línea de transmisión y reciben la energía a través de la inducción mutua. La longitud de los directores oscila entre 0,38λ y 0,84λ, siendo típicamente un 5% o 10% inferíos a la del dipolo activo. La separación entre elementos es algo mayor para el reflector (típica 0,15λ) que para los directores (típica 0,11λ)

Funcionamiento Una antena Yagi 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 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 CEM, el cual induce corrientes en los “elementos parásitos” de la antena. Las corrientes inducidos en esos elementos irradian también CEM 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. La fase de la corriente que circula en el elemento parasito 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.

Uso de la antena

Su uso de más frecuente en las bandas de HF, VHF y UHF (3Mhz a 3000Mhz) en aplicaciones de radiodifusión de la televisión, estaciones de radioaficionados y radioenlaces punto a punto.

Características de radiación 1. Impedancia de Entrada Impedancia de entrada de unos 300 ohmios, debido a la utilización de un dipolo doblado como elemento activo, por lo que es necesario el uso de simetrizadores para poder conectarlas a cables coaxiales de 50 y 75 Ω.

2. Ancho de Banda 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 3. Eficiencia Direccional 4. Nivel de lóbulos laterales

Ganancia La ganancia de la antena está controlada por: 1.- La separación entre directores. 2.- La longitud y el diámetro de los elementos parásitos. 3.- El diámetro del larguero. Ganancia relativa al dipolo en λ/2 entre 5 dB y 18 dB. Esta ganancia, expresada en dB, es del orden de magnitud del número de elementos, hasta un máximo de 20.

Diagrama de radiación