Figura 1. Geometría de diseño en FEKO
Figura 2. Diagrama de Radiación de antena Yagi
UHF, VHF, diseño | Francisco Sandoval | 
August 16, 2009 13:28 | 
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Cuando el parásito funciona como reflector, la ganancia máxima llega a 5 dB para una distancia dipolo-parasito de 
Cuando el parásito funciona como director, la ganancia máxima tiene lugar para una distancia dipolo-parasito de 
La máxima ganancia para un reflector se obtiene cuando este es más largo que el dipolo en un 5% aproximadamente, y la máxima ganancia como director se obtiene cuando este es aproximadamente un 5% más corto que el dipolo.
Cuando el elemento parásito ya no está en resonancia, presenta cierta reactancia, inductiva si es demasiado largo, capacitiva si es demasiado corto.
Al momento de construir una antena yagi, se comprueba que el efecto de un director a
En la figura siguiente se describe el dimensionamiento para la fabricación de una antena yagi de hasta 4 elementos:
Longitud de los elementos, ganancia y resistencia de radiación [11]
De esta manera y de forma general se puede considerar que la longitud del dipolo (alimentador) está dada por:
La longitud del reflector según el número de elementos viene dada por:
La longitud del primer director según el número de elementos es:
La separación entre dipolo y reflector suele ser de:
La distancia entre dipolo y primer director es de:
La distancia entre primer director y segundo director es de:
El trecho entre el segundo director y el tercer director es de:
El trecho entre el tercer director y el cuarto director es de 2:
La distancia entre los directores siguientes suele ser de 0.25 longitudes de onda y sus dimensiones suelen disminuir en 0.01 longitudes de onda cada 2 directores.
Referencias:
[11] David M. Pozar, “Microwave Engineering”, Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. 1998.
De esta manera y de forma general se puede considerar que la longitud del dipolo (alimentador) está dada por:
VHF, teoría | Francisco Sandoval | August 14, 2009 09:59 | Comments (2)
La antena de 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). Esta invención “de quitar la tierra” a las ya convencionales antenas (groundbreaking), 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. La invención del Dr. Yagi (patentada en 1926) no fue usado en Japón en un principio.
La directividad se expresa a menudo por el ángulo cuya bisectriz es la dirección de radiación máxima y en cuyo interior la ganancia en potencia no desciende por debajo de la mitad de la ganancia máxima. Esta disminución de la ganancia corresponde a 3dB. Si la antena tiene una ganancia de 14 dB, el ángulo en el que la ganancia esta comprendida entre 8 Y 11 dB da la directividad de la antena. Este ángulo expresa en definitiva el grado de estrechez del lóbulo principal del diagrama de radiación.
Cuando varias antenas paralelas, todas alimentadas, se combinan para conjugar sus efectos, se obtiene una ganancia sustancial, pero las dificultades de puesta en fase o en oposición de fase complican de modo singular la construcción de estos sistemas de antenas. Se ha pensado, por tanto, en alimentar solamente una de las antenas y utilizar la radiación de esta para alimentar las otras.
Cuando las antenas están muy juntas, la corriente inducida por la antena alimentada en las antenas que no lo están es importante, estas antenas radiarán a su vez, reaccionarán sobre la antena alimentada y combinarán su radiación propia con la de la antena alimentada. Se puede producir un efecto directivo y, por tanto, una ganancia, combinando las radiaciones de estas distintas antenas para que se sumen en la dirección deseada y se resten en otra dirección.
Se considera el caso de dos antenas de media longitud de onda, en donde a la que está alimentada se le conoce como dipolo, y a la segunda, la que toma su energía del dipolo se la conoce como parasito.
Se Comprende que el parasito no puede captar toda la energía emitida por el dipolo. No tendrá, por tanto, la misma influencia que este último, y el efecto producido por el conjunto será disimétrico. Por otra parte, como el parasito recibe su energía del dipolo, esta le llega con cierto retraso, hay una diferencia de fase entre las corrientes en el dipolo y en el parasito y esta diferencia depende de la distancia que separa los dos elementos y también de la longitud del parasito. Es fácil imaginar que un parasito en resonancia en la frecuencia de la energía emitida por el dipolo absorberá más energía que un parasito no sintonizado. Además, cuando más cerca este el parasito del dipolo, más energía captará. Sin embargo, se observa que hay una regulación de la distancia dipolo-paracito y una longitud de elementos que dan el máximo de ganancia.
Cuando varias antenas paralelas, todas alimentadas, se combinan para conjugar sus efectos, se obtiene una ganancia sustancial, pero las dificultades de puesta en fase o en oposición de fase complican de modo singular la construcción de estos sistemas de antenas. Se ha pensado, por tanto, en alimentar solamente una de las antenas y utilizar la radiación de esta para alimentar las otras.
Cuando las antenas están muy juntas, la corriente inducida por la antena alimentada en las antenas que no lo están es importante, estas antenas radiarán a su vez, reaccionarán sobre la antena alimentada y combinarán su radiación propia con la de la antena alimentada. Se puede producir un efecto directivo y, por tanto, una ganancia, combinando las radiaciones de estas distintas antenas para que se sumen en la dirección deseada y se resten en otra dirección.
Se considera el caso de dos antenas de media longitud de onda, en donde a la que está alimentada se le conoce como dipolo, y a la segunda, la que toma su energía del dipolo se la conoce como parasito.
Se Comprende que el parasito no puede captar toda la energía emitida por el dipolo. No tendrá, por tanto, la misma influencia que este último, y el efecto producido por el conjunto será disimétrico. Por otra parte, como el parasito recibe su energía del dipolo, esta le llega con cierto retraso, hay una diferencia de fase entre las corrientes en el dipolo y en el parasito y esta diferencia depende de la distancia que separa los dos elementos y también de la longitud del parasito. Es fácil imaginar que un parasito en resonancia en la frecuencia de la energía emitida por el dipolo absorberá más energía que un parasito no sintonizado. Además, cuando más cerca este el parasito del dipolo, más energía captará. Sin embargo, se observa que hay una regulación de la distancia dipolo-paracito y una longitud de elementos que dan el máximo de ganancia.
VHF, teoría | Francisco Sandoval | July 8, 2009 09:27 | Comments (0)
La configuración de antena logoperiodica de dipolos se basa en el mismo principio descrito anteriormente, es decir, manteniendo una relación de periodo logarítmico de valor 
Fig. 2. Agrupación logoperiodica de dipolos [2].
Como se observa en la figura 2, además de factor de escala, la antena logoperiodica también está definida por un ángulo 
El diseño de una agrupación logoperiodica se basa en gran parte en el empleo de tablas que han obtenido mediante modelos de aproximación; es por esto, que la relación 5 viene ligada por la tabla 1:
Tabla 1. Datos óptimos para diseño de antenas Logoperiodicas [3].
De manera tal que con una ganancia deseada para una antena, se tienen los valores del factor de espacio y de escalonamiento, calculando de esta manera el ángulo
Dado el margen de frecuencias que se debe cubrir, se determina la longitud de los dipolos más cortos y más largos de forma que:
Debido a que 
El número de elementos de la agrupación logoperiodica y el ancho de banda están relacionados por el factor de escala
En donde B es el ancho de banda relativo de la agrupación y k al igual que en la expresión 8 es un factor que tiene en cuenta la zona activa de la antena en todo el ancho de banda preestablecido [2], [4].
La longitud total de la antena puede encontrarse mediante las siguientes consideraciones geométricas:
Considerando que la longitud total de la antena se considera desde el dipolo más pequeño hasta el más grande, mas no desde el origen de consideración del ángulo
[2] Angel Cardama Aznar, Lluís Jofre Roca, Juan Manuel Ruis Casals, Jordi Romeu Robert, Sebastian Blanch Boris, “Antenas”, cap. 7, pp. 314-315, 2000.
[3] Yi Huang, Kevin Boyle, “Antenas from theory to practice”, cap. 5, pp. 157-162, 2008.
[4] Thomas A. Milligan, “Modern Antenna Design”, cap. 11, pp. 550-560, 2005.
Tags: logoperiódicas, teoría
UHF, VHF, logoperiódicas, teoría | luisjavier | April 30, 2009 09:22 | Comments (0)
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