E3T, Universidad Industrial de Santander Bucaramanga, Colombia
Proyecto Antena Yagi Oscar Fabián Caro S, Ronald Steve Suárez R, Marlon Fabián Rivera C.
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Polarización I. INTRODUCCIÓN La antena Yagi es una antena direccional inventada en Japón en 1926 por Shintaro Uda y dada a conocer después por el Dr. Hidetsugu Yagi es la más utilizada en recepción de TV. Está formada por un dipolo (elemento activo) y varios elementos pasivos. La antena Yagi es un un arreglo arreglo de antena, antena, que como todos los arreglos, se han hecho con el objetivo de incrementar la directividad directividad del sistema sistema y concentrar concentrar potencia radiada en en un área más pequeña. II. MARCO TEÓRICO Impedancia de entrada
Forma que describe la variación el en tiempo y espacio de una onda electromagnética electromagnética Cuando la antena Yagi es paralela al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es paralela al plano de la tierra, se dice que tiene polarización horizontal. Cuando la antena Yagi es perpendicular al plano de la tierra, la componente eléctrica de la onda es perpendicular al plano de la tierra, se dice que tiene polarización vertical. vertical. III. MÉTODOS
La antena Yagi es un tipo de antena muy común, pero El conocimiento de la impedancia de entrada es no fue utilizada en Japón en un principio, ya que el importante pues el ancho de banda útil de la antena diseño de la antena no fue para implementarse en las suele estar fijado por el margen de frecuencias que está comunicaciones comunicaciones sino para utilizarse en la guerra. adaptada al transmisor o al receptor. La medida de la impedancia de una antena es igual a la de cualquier Esta antena tiene una gran utilidad en diferentes tipos dispositivo de un acceso, con la particularidad de que de dispositivos, se puede implementar para radios, se debe tener en cuenta que el entorno afecta su televisión y diverso tipo de señales inalámbricas como impedancia, por lo tanto la medida se debe realizar lo wi-fi o telefonía, su utilidad depende de la frecuencia más fielmente posible a las condiciones reales de para la cual va a ser diseñada, en la actualidad existen funcionamiento funcionamiento de la antena.[ 1] varios laboratorios y dispositivos experimentales y caseros con los que se trabaja utilizando este tipo de Ancho de banda antenas, su fabricación no es complicada pero si demanda tener características y conceptos bibliográficos bibliográfic os claros de lo que se pretende hacer hacer con la Debido a su geometría finita todas las antenas están limitadas a operar satisfactoriamente en una banda de antena. frecuencias, este intervalo de frecuencias, en el que un parámetro de antena determinado no sobrepasa los En virtud del principio de reciprocidad, se puede limitas prefijados, se conoce como ancho de banda de demostrar que las propiedades (impedancia, ganancia, la antena. El ancho de banda de la antena lo impondrá etc.) de una antena cualquiera son las mismas tanto en el sistema del que forme parte parte y será afectado afectado por el emisión como en recepción. parámetro más más sensible o critico critico en la aplicación. aplicación. [ 2]
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Para la elaboración de la antena se pueden utilizar diversos programas de simulación de licencia privada o gratuita como el MMANA-GAL de descarga gratuita en el siguiente link http://www.coimbraweb.com/documentos/software/m mana_gal_1.2.0.20.exe.
Fig.3 Vista 3D simulación Mmana-Gal
LISTA DE HERRAMIENTAS Y MATERIALES
1 Metro de alambre de cobre de 2,5 mm. 1 tubo de aluminio aluminio de 45 cm de largo. largo.
50 cm. de cable coaxial RG-58.
Conector tipo N. Conector para cable coaxial. coaxial. Termo contraíble. Silicona. Cautín, estaño y pasta para soldar. Alicates, Taladro.
Fig. 1 Tabla de geometria MMANA-GAL.
DISEÑO DE LA ANTENA Se procede a tomar tomar las medidas en el tubo de aluminio (Boom) y perforar el mismo con el taladro teniendo en cuenta que las distancias de los orificios van aumentando progresivamente 3mm partiendo del reflector. [3 [ 3]
Fig. 2 Vista simulacion MMANA-GAL
Fig. 4 Boom perforado. perforado.
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Posteriormente se se cortaron 12 alambres de cobre de 8 cm de longitud longitud para los directores, uno de 16 cm de longitud para el reflector y uno para el dipolo de longitud 20 cm. Fig 5
Fig. 7 Balún.
Y se dobla de la siguiente manera, fig. 7.1 Fig. 5 Directores .
Para la elaboración del dipolo se toma el alambre de cobre de 20 cm y se dobla como se muestra muestra en la figura 6.
Fig. 7.1 Balún.
Para soldar el balum , el dipolo y el cable coaxial se procede de la siguiente siguiente manera, manera, fig. 7.2 , 7.3.
Fig. 6 Dipolo
Para la elaboracion del balum se utilizaron las siguientes especificaciones, especificaciones, fig 7 .
Fig. 7.2 Adamptacion del Balún.
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Fig. 7.3 Adaptación del Balún, dipolo, dipolo, coble ,coaxial.
Se introduce los directores en los orificios previamente hechos en el boom y se fijan al boom con silicona. Fig. 8
Fig 10 Antena terminada terminada
Se hizo un análisis empleando un router wifi, la antena diseñada y un programa llamado inssider 2.1, con este se pudo comparar comparar el desempeño de la la antena diseñada y la antena del router obteniendo resultados favorables, el rendimiento rendimiento de la antena se ve representado representado en el programa con una señal de color verde en la parte superior. Fig. 11 g
Fig. 8 Adaptación de los los directores.
Ya para para terminar terminar se le adapta un conector tipo N en el terminal de cable coaxial para realizar los análisis respectivos, fig. 9. Fig. 11 Señar de antena yagi Insside 2.1 Esta simulación corresponde a la señal que genera el router con su antena original. Fig. 12.
Fig. 9 Adaptador tipo N .
Fig. 12 Señar de antena router Insside 2.1
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Se hizo un video en el que se muestra los resultados obtenidos despues de la elaboración de la antena y a la vez se compara la señal transmitida por la antena del router y la antena yagi wifi. [ 6]
R EFERENCIAS EFERENCIAS
Observaciones:
Se puede observar claramente en las las figuras 11 y 12 que los resultados de la señal son similares, con esto se afirma que el funcionamiento de nuestra antena esta en optimas condiciones.
También se pudo evidenciar que la presencia de un obstáculo entre el transmisor (antena yagi) y el receptor (computador) genera una caída de señal significativa debido a que la antena yagi es direccional.
CONCLUCIONES
Para obtener óptimos resultados se tuvo en cuenta la precisión de medidas y dimensiones del balúm, el dipolo, el boom y los directores. directores.
El cable coaxial coaxial se debe encontrar en en prefecto estado (sin fractura fractura alguna) alguna) y los puntos de soldadura deben estar estar perfectamente perfectamente aislados.
La antena antena se elaboró para trabajar trabajar con un ancho de banda de 2.4 GHz pero los datos prácticos arrojaron un ancho de banda que oscila entre entre 2.321 GHz y 2.369 GHz.
Los programas Mmana-gal e Inssider 2.1 fueron de gran utilidad la simulación, elaboración y verificación verificación de la antena. R econocimientos econocimientos Agradecimientos al Ingeniero Efrén Darío Acevedo Cárdenas siendo la persona que que desde un principio tubo gran interés en exigir y compartir sus conocimientos dándonos muchas herramientas que que nos son de gran utilidad utilidad en lo que concierne a la carrera, su ayuda y orientación fue indispensable para la finalización del proyecto llevado acabo .
[1] Redes inalámbrica en los países en desarrollo, http://wndn.net [2] Antenas, Ángel cardama. Alfaomega EDICIONES UPC [3] Antena yagi , http://es.wikipedia.org/w http://es.wikipedia.org/wiki/Antena_Yagi. iki/Antena_Yagi. [4] Mmana-gal http://www.coimbraweb.com/document http://www.coimbraweb.com/documentos/software/mmana_g os/software/mmana_gal_ al_ 1.2.0.20.exe. [5] Inssider 2.1 http://inssider.updatestar.com/es [6] http://youtu.be/YoyrN-WbK-Q
