Estudiar los parámetros de las antenas. Analizar el principio de funcionamiento de las antenas. disenar y aplicar

1. Diseño de antenas:
uso herramienta CAD
MmanaGal
Radiocomunicaciones. PNF Ingeniería Electrónica
Estudiar los parámetros de las antenas. Analizar el principio de funcionamiento de
las antenas. diseñar y aplicar

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Antena Yagi-Uda
La antena Yagi es una antena ideada por el
japonés Hidetsugu Yagi, un ingeniero eléctrico
que patentó esta antena en 1926. Se trata de
una antena en la cual los elementos irradiantes
y los elementos parásitos se montan sin
aislamiento.

3. Estructura.
▪ Elementos que forman esta antena:
▪ 1 : Elemento conductor(radiador/captador).
▫ Éste es el elemento que capta o emite las señales.
▪ 2 : Reflectores
▫ Estas dos varillas actúan reflejando las ondas en la dirección del
elemento conductor.
▪ 3 : Directores / Guiaondas
▫ Estas varillas, de longitud progresivamente menor alejándose del
conductor y espaciadas a distancias precisas, hacen que la onda
siga el camino correcto hasta llegar al elemento conductor. También
influyen sobre la impedancia de la antena.
▪ 4 : Cableado
▫ Cable coaxial o bifilar, que va desde la fuente de origen hasta la
antena.

4. Funcionamiento.
▪ 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" . Además de ese elemento, la antena tiene uno o
varios elementos aislados llamados,, elementos parásitos.
dipolo
reflector
director

5. Funcionamiento.
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. F inalmente la corriente que circula en
cada uno de los elementos es el resultado de la interacción entre
todos los elementos.

6. Alimentar una antena Yagi
▪Para respetar la adecuación entre la impedancia de la antena y la
impedancia de la línea de transmisión se utilizan distintos tipo de
alimentación:
1.Alimentación asimétrica por cable coaxial: adaptación gamma
2.Alimentación simétrica por cable bifilar: adaptación delta
▪A veces es necesario interponer un simetrizador o balun para
asegurar que la antena Yagi esté correctamente alimentada.

7. Propiedades eléctricas.
Tensión y corriente:
Siendo una evolución del dipolo, el punto medio del elemento conductor es un nodo de
tensión y un vientre de corriente. Los reflectores y directores, pese a no estar
directamente alimentados, también tienen tensiones y corrientes.
Diagrama de radiación:
En la antena Yagi los reflectores reducen la emisión hacia atrás, y los directores concentran
la emisión hacia adelante.
Dependiendo entre otras cosas de la cantidad de elementos directores, y de la longitud de la
antena (boom, en inglés), es posible llegar a ganancias máximas de por ejemplo 15 dB,
lo que equivale a multiplicar la señal por 32.
Cuanta más ganancia en una dirección, más estrecho será el haz. Para medir esa apertura,
la definimos como el ángulo respecto del eje de la Yagi donde la ganancia cae a la
mitad (o sea, pierde 3 dB respecto del eje central).
Ya que éste tipo de antenas son direccionales, el coeficiente de ganancia en las direcciones
0°/180° (adelante/atrás), es importante. Cuanto mayor sea ese coeficiente, más inmune
es la antena a señales provenientes de otras direcciones.

8. Propiedades eléctricas.
▪ Polarización
1. polarización horizontal: Cuando la antena Yagi es paralela al plano de la
tierra, la componente eléctrica de la onda es paralela al plano de la tierra.
2. polarización vertical:Cuando la antena Yagi es perpendicular al plano de la
tierra, la componente eléctrica de la onda es perpendicular al plano de la
tierra.
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.
▪ IMPEDANCIA.
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 ohmios
▫ Antenas de emisión / recepción (por ejemplo, radioaficionados): 50
ohmios
▫ Antenas de WiFii: 50 ohmios.

9. Construcción básica
▪ La construcción básica de una A ntena Yagi, que consta de un elemento
director, un elemento reflector y un elemento activo, como se muestra:
▪ La longitud del elemento activo es de λ/2, es decir, la mitad de la longitud
de onda.
▪ El elemento reflector es ligeramente más grande ya que mide 0.55λ (es
decir, un 5% más que media longitud de onda o λ/2)
▪ A su vez, el elemento director es 5% más corto que el elemento activo.

10. Diseño.
A diferencia de la antena dipolo, es sumamente difícil
modelar con ecuaciones matemáticas una antena Yagi.
Por lo tanto, existen distintos programas de simulación
numérica de antenas que permiten simular distintos
diseños que permitirán una primera aproximación.
un programa de simulación de antenas con versión en
español es MmanaGal .

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Fuentes utilizadas:
- Mmana-Gal basic. V 3.0.0.31. Creadores Makoto Mori (JE3HHT),
Alexander Schewelew (DL1PB),Igor Gontcharenko (DL2KQ).
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