Yagi

Tabla Diseño de Antena Yagi (frecuencia en MHz) Reflector

Dipolo

Directores

Longitudes: λ

150 [ m] 2 f λ 142.4 0.95 = [ m] Dipolo: 2 f λ 135 1er. Director: 0.9 2 = f [ m]

Reflector:

=

Directores:

λ

135

m: 0.900 2 = f [m] λ

133

λ

130

n: 0.885 2 = f [m] p: 0.867 2 = f [m] λ

129

λ

126

q: 0.860 2 = f [m] s: 0.837 2 = f [m] N° Directores Ganancia [dB] RDipolo 2° Director 3° Director 4° Director 5° Director 6° Director 7° Director 8° Director 9° Director 10° Director

2 9 80 n

3 9.5 76 n p

Separación: 54

Dipolo – Reflector: 0.18λ = f [m] 27

Dipolo – 1er. Director: 0.09λ = f [m] 54

Directores consecutivos: 0.18λ = f [m]

4 10 72 n p q

5 11 64 n p q s

6 12 56 m n p q s

7 13.5 50 m n n p q s

8 15 44 m n n p p q s

9 15.5 40 m n n p p q q s

10 16 38 m n n p p q q s s

PASO A PASO DISEÑAR UNA ANTENA YAGI 1.- REALIZAR LOS CÁLCULOS Con las formulas antes descritas se realizaron los cálculos para las longitudes mostradas en la figura anterior.

PROCEDIMIENTO La antena elegida para realizar fue la Yagi-Uda, con un ancho de banda que abarca frecuencias desde 174MHz hasta 216MHz, frecuencias asignadas a los canales del 7 al 13 para la radiodifusión de televisión. Como frecuencia central se eligió 187.5MHz Se decidió construir una antena con 5 elementos: un elemento activo el cual es un dipolo doblado o trombón, un reflector y tres directores. Este tipo de antenas fueron ampliamente usadas apra la recepción de televisión. La Figura 5 muestra las consideraciones de dimensiones que deben ser tomadas en cuenta para la construcción de una antena yagi de 5 elementos.

Figura 5. Consideraciones. La Tabla 1 muestra las longitudes de los elementos y espaciamientos para la antena realizada.

Tabla 1. Longitudes y Espaciamientos

Longitud

Espaciamiento al siguiente Elemento

Reflector

80 cm

30 cm

Trombón

75 cm

20 cm

Director 1

70 cm

25 cm

Director 2

65 cm

25 cm

Director 3

65 cm

Elemento

Una vez hallados las longitudes respectivas se procedió a construir la antena. Para el eje o “Boom” se utilizó aluminio cuadrado de ½ pulgada, con una longitud de 1m. Para los elementos se utilizó aluminio cilíndrico de ¼ de pulgada de diámetro. Para los soportes de los elementos se utilizaron soportes de plástico. Finalmente los elementos fueron unidos al boom mediante tornillos.

1- Hay varios puntos importantes que debes seguir si deseas divertirte o ser un hobbista en esto de armar antenas sin demasiados conocimientos y lo primero es transformarte en un chatarrero que anda arriba de los techos y azoteas

sacando antenas viejas , rotas y abandonadas , para luego llevarlas a tu casa y si tu compañera no te las tira todas a la basura o piensa que estas algo loco y te las deja tener ya diste el primer paso .. 2- Deberás averiguar y esto es muy importante que canales deseas captar , porque te digo esto ? porque no es lo mismo armar una antena para captar por ejemplo canal 13 , que otra para canal cuatro y también deberás saber en dónde están esos canales y más o menos a que distancia se encuentran ? . 3 - Porque el número del canal es importante? mira el mayor error que se comete cuando no hay conocimiento es creer que porque tenemos un hermosa varilla de aluminio muy larga y bien lustrada , esta nos garantiza mayor ganancia , grueso error ... Cada varilla de una antena esta deberá estar sintonizada a la frecuencia del canal que deseamos captar, caso contrario mas larga o mas corta no garantiza nada . ( Traducido deberá estar cortada a medida ) Por este motivo aqui abajo la tablita de los canales y las medidas en centímetros del largo de la varilla . ( luego seguimos ahora cópiala)

4 - Por supuesto tú me podrás preguntar y como puede ser que yo compre una antena que dice multi canal (para todos los canales) y esta solo tiene tres varillas ? Te lo contesto primero son antenas de muy baja calidad, segundo son para zonas muy cercanas a las emisoras y tercero usan el truco de cortar las varillas en canales intermedios , o sea si una varilla esta sintonizada para canal 12 , captara señal de canal 13 y 11 , pero ojo estas antenas si tu te las llevas lejos de las emisoras No funcionaran esta claro el concepto ? . Lo mejor como lo exprese antes es armar una antena con sus varillas sintonizadas para cada canal de echo cuando viajamos afuera vemos que las antenas son Gigantes y con muchos elementos esto te da la idea que aqui la Magia no existe , una cosa es colgar una percha o dos agujas de tejer arriba de tu TV y ver algo solo porque vives en zonas muy cercanas a los canales y otra es armar una buena antena . 5 - Si tu deseas armar una antena de UHF porque sabes que hay canales mas arriba del 13 o sea captar canales como el 21 , 24 , 45 etc. las reglas de juego no varían son las mismas , por supuesto varían las medidas , pero las fórmulas que aplicas son idénticas para todas las frecuencias . 6 - Mira hay un viejo truco para aquellos que no conocen del tema y esto deberás memorizarlo para siempre y es esta: Para canales bajos como el 2 , 3 , 4 , 5 las varillas de tu antena son muy largas y para canales altos como el 11 o 12 y 13 las varillas son cortas y para canales de UHF como el 24 o 26 etc. son mucho más cortas todavía . Ahora entiendes porque cuando exprese arriba que la gente cree que teniendo o consiguiendo las varillas mas largas no garantizan obtener buen resultado? 7 - Adivino tu otra pregunta y cuanto mas varillas pongo a mi antena bien cortadas a un determinado canal obtengo mas ganancia? Bueno hasta un punto , una antena de 8 o 10 elementos bien cortados a un canal obtienes una excelente ganancia , luego si sigues agregando más varillas la cosa casi no varia mucho y aqui entra el factor tecnico que puede aburrirte , mira la figura abajo que te resultara mas facil interpretar .

Ingenio creatividad y ganas de divertirte , si logras esto tienes el 80% del trabajo terminado y con resultados óptimos ( No lo olvides esto es solo un pasatiempo , luego si lo deseas podrás ampliar mas tus conocimientos ) Vamos al Dipolo : Hay un truco censillo para armar el dipolo que no necesita de muchas formulas , si tu ya tienes la longitud de los directores en centímetros ( punta a punta ) el dipolo será mas grande apenas dos centímetros de cada lado y eso es todo , para armarlo en la figura abajo hay una sugerencia muy practica , solo tienes como lo exprese antes , transformarte en un junta fierros y andar por lo techos y terrazas a la caza de antenas viejas y olvidadas

El reflector funciones y medidas . Para no aburrirte con detalles técnicos muy específicos , el reflector como lo indica su nombre , capta y refleja la señal proveniente de la antena y la concentra en el dipolo , pero además es como una especie de pared que impide que lleguen señales de " atrás " de tu antena imagina que si no estuviese podrías tener imágenes superpuestas en un mismo canal y eso seria un problema , en realidad tiene otras funciones pero las principales son estas , abajo podrás ver la imagen para tener una mejor interpretación , también te damos la tabla de las frecuencias de UHF y la formula para sacar las medidas de tus varillas es la misma que te dimos arriba .

Las distancias entre elementos Generalmente con un cuarto de la longitud de los directores funcionara bien , ( para ver mejor abajo la imagen ) , vuelvo a repetir lo mismo en la fabricación y armado de antenas por expertos en este tema , tiene sus variantes y diferentes medidas , pero esto esta dedicado a quienes no tienen ninguna experiencia y desean divertirse un rato con algo que les funcione bien y les resulte fácil de realizarlo .

Como armar una antena Yagi casera de alta ganancia UHF TDA TDT para TV digital ( y esta si que funciona ....)

Esta pequeña Gigante , se armo con retazos de viejas antenas y su funcionamiento podemos decir que es optimo . Muy robusta y fácil de instalar en cualquier mástil . Desde luego ya aprendimos que este tipo de antenas es " muy direccional" y debemos saber de antemano donde se encuentra la o las estaciones emisoras . Cuidado es muy buena antena en areas locales , si deseamos mayor ganancia solo debemos agregar por lo menos cuatro directores mas , conservando las medidas originales . Abajo veremos detalles y medidas para su construcción

Garantizamos su funcionamiento y rendimiento excelente en las zonas de : Flores , Linieres , Madero , Lomas del Mirador , San Justo , San Martín y otras zonas aledañas Los canales captados en UHF : 21 , 30 , 43 , 45 , 53 , 55 y otros pero con menos ganancia . Captación para TV digital , se utilizo conversor que brinda el gobierno y otro de similar característica . Se recibieron 36 canales de alta definición con una ganancia estable y optima Servicio. Técnico de hora13.com

Y por ultimo casi el mismo modelo anterior , con las mismas medidas de su dipolo y reflector pero aqui los seis directores si bien conservan las mismas medidas ( 20 centímetros punta a punta ) están mas separados entre si ( 12 centímetros) A decir verdad no encontramos grandes diferencias entre ambas antenas en cuanto a su ganancia , quizás podríamos citar que la primera (arriba) es mas direccional , pero no requiere de tanta altura . En cuanto a esta ultima no hizo falta apuntar con tanta exactitud y la colocamos a mas altura pero en definitiva para las zonas de las que mencionamos ninguna de las dos saco grandes ventajas . Podemos afirmar que ambas no calificaron como la " súper antena" pero por su rápida construcción y como fueron realizadas con materiales reciclados de antenas viejas cubrieron muy bien las expectativas y nuestra calificación final respetando una vez mas nuestra honestidad para con el lector es de " buena " Antena Yagi Uda. Es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda. Esta invención de avanzada a las antenas convencionales, produjo que mediante una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como reflector y director (es), se obtuviera una antena sencilla y de muy alto rendimiento.

Generalidades El desarrollo de las antenas directoras se realiza en general basándose en los datos experimentales. El diagrama direccional requerido puede obtenerse con un número diferente de dipolos, diferentes distancias entre ellos, diferentes ajustes de los mismos. Sin embargo, es necesario tender a obtener el diagrama deseado a condición que las dimensiones de la antena sean mínimas. Las longitudes de los elementos y su separación no son muy críticas, permitiéndose variaciones de longitud y de 1 a 5 % de separación. La longitud del reflector es aproximadamente 5 % mayor que el dipolo y este 5 % mayor que el director. En ocasiones se tiende aumentar el tamaño del reflector y se reduce el tamaño de los directores, aumenta así el ancho de banda de la antena. Si el reflector es menor que el dipolo y este menor que los directores el efecto será totalmente dañino y anula el comportamiento de la misma. El dipolo no se cuenta como elemento, este es factor imprescindible y se da por entendido su existencia en el diagrama, una antena de un elemento se conforma de dipolo y reflector, la antena de dos elementos de reflector, dipolo y director. Función de los elementos Las antenas yagi presentan dos tipos de elementos: 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. 2. 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. 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. Ganancia 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. Ya que el aumento de la reactancia de los directores al ir creciendo su número lleva a la disminución de las amplitudes de corrientes entre ellos. Al mismo tiempo disminuye de forma brusca la amplitud de la corriente de los directores situados a gran distancia del dipolo activo. Formulas y diseño Por lo general, las antenas se diseñan para una sola frecuencia, tomando por lo general la frecuencia central de la banda de frecuencia deseada. El ejemplo muestra los cálculos para una antena de FM (88 – 108 MHz) de 2 elementos, para la frecuencia media 98 MHz. Para obtener el largo del reflector se utiliza la formula 150 dividido entre la frecuencia (150 / 98 = 153 cm)

El dipolo 143/frecuencia (143 / 98 = 145 cm) El director 138/frecuencia (138 / 98 = 140 cm) Distancia entre reflector y dipolo 45 / frecuencia (45 / 98 = 48.9 cm) Distancia entre dipolo y director 45 / frecuencia (45 / 98 = 48.9 cm) Medidas para el diseño de antenas de 3 elementos 

Reflector (150/Frecuencia)



Dipolo (143/Frecuencia)



Director1 (138/Frecuencia)






Separación entre Reflector y Dipolo (45/Frecuencia)



Separación entre Dipolo y Director1 (45/Frecuencia)

 Separación entre Director1 y Director2 (45/Frecuencia) Medidas para el diseño de antenas de 4 elementos 


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Director3(120/Frecuencia) Separación entre Reflector y Dipolo (48/Frecuencia)






Separación entre Director1 y Director2 (45/Frecuencia)

 Separación entre Dipolo y Director1 (60/Frecuencia) Medidas para el diseño de antenas de 5 elementos 


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Director4(120/Frecuencia) Separación entre Reflector y Dipolo (48/Frecuencia)

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Tabla de canales de TV, FM y sus frecuencias Canales Frecuencia en MHz VHF 2 3 4 5 6 FM 7 8

desde 54 60 66 76 82 88 174 180

hasta 60 66 72 82 88 108 180 186

9 10 11 12 13 UHF 14 15 16 17 18 19 20. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 83

desde 470 476 482 488 494 500 506 512 518 524 530 536 542 548 554 560 566 572 578 584 590 596 602 884

186 192 198 204 210 hasta UHF 476 37 482 38 488 39 494 40 500 41 506 42 512 43 518 44 524 45 530 46 536 47 542 48 548 49 554 50 560 51 566 52 572 53 578 54 584 55 590 56 596 57 602 58 608 59 890

desde 608 614 620 626 632 638 644 650 656 662 668 674 680 686 692 698 704 710 716 722 728 734 740

192 198 204 210 216 hasta UHF 614 60 620 61 626 62 632 63 638 64 644 65 650 66 656 67 662 68 668 69 674 70 680 71 686 72 692 73 698 74 704 75 710 76 716 77 722 78 728 79 734 80 740 81 746 82

desde 746 752 758 764 770 776 782 788 794 800 806 812 818 824 830 836 842 848 854 860 866 872 878

hasta 752 758 764 770 776 782 788 794 800 806 812 818 824 830 836 842 848 854 860 866 872 878 884

Perdida de señal Otro factor que hay que tener en cuenta al seleccionar e instalar una antena es el de la pérdida de la señal. Una antena debe instalarse tan lejos como sea posible de los objetos metálicos, chimeneas, paredes, y de la rama de los árboles que absorben las ondas de radio, reduciendo la intensidad de la señal que llega a la antena. Una antena floja o que se balancee puede causar desvanecimiento de la señal. Las torres de comunicación como telefónicas, transmisores y repetidores de radios, televisión u otras que se encuentren intermedias entre la antena y el transmisor o repetidor deseado. Las estructuras metálicas que actuaran como un "escudo" frente a las señales como puentes o edificios cuya estructura contiene un alto contenido de metales. También aumentará la pérdida de señal si hay mucha resistencia en el circuito de antena, para reducir la resistencia, todas las uniones y conexiones deben soldarse cuidadosamente y siempre que sea posible, la antena y la línea de transmisión debe de estar formado por ambos conductores sin uniones. Al igual que el aislamiento de la antena del mástil proporciona una protección para las señales de modo que no escapen a tierra. Relación Señal – Ruido Una consideración importante relativa a la instalación de una antena es el ruido. El ruido consiste en ondas de radio de muchas frecuencias que pueden ser producidas por aparatos electrónicos o por perturbaciones eléctricas naturales. Los aparatos que frecuentemente producen ruidos son ascensores, heladeras, los sistemas de ignición de los automóviles, equipos electrodomésticos como aspiradoras, lavadoras, ventiladores, computadoras, luces fluorescentes, Televisores, hornos microondas, termostatos. Etc. Las Industrias como las centrales eléctricas, azucareras u otras que empleen equipos eléctricos de gran taño, alto consumo eléctrico y que generen ruidos. Las líneas de conducción de energía eléctrica. Otros equipos son los de electromedicinas tales como rayos X. y de diatermia.

Reducir al máximo las interferencias Colocar la antena en ángulo recto con las líneas de distribución de energía eléctrica. Aumentar la altura de la antena tanto como las consideraciones de orden práctico lo permitan, elevando así la intensidad de la señal. Usar una buena conexión a tierra si el receptor no requiere, una toma de tierra en malas condiciones puede captar ruido, esta deberá ser tan corta como sea posible y alejada de dispositivos productores de ruido. Una buena conducción a tierra debe estar hecha de cable con aislamiento de goma, con el mayor diámetro posible. Línea de alimentación Para la selección de la línea de alimentación, se debe tener en cuenta el tipo de dipolo utilizado por la antena, para el caso de un dipolos no simétrico se utiliza una línea no simétrica (cable Coaxial), donde el revestimiento del coaxial se une a la superficie conductora tierra y el conductor interno al dipolo. El tipo de línea de alimentación de una antena simétrica se escoge según su gama de trabajo. La alimentación más natural del dipolo simétrico se realiza por línea simétrica. En caso del régimen de trabajo, las corrientes (tensiones) en los puntos correspondientes de los conductores de la línea son iguales en amplitud y contrarias en fase. Un dipolo simétrico con línea simétrica de igual impedancia trae como resultado que los brazos del dipolo se exciten cofásicamente y las amplitudes de las corrientes en ellos sean iguales, brindando una buena recepción de la señal. Sin embargo se recomienda el uso del cable coaxial ya que el cable simétrico no presenta blindaje siendo susceptible a las interferencias. Otra desventaja del cable simétrico esta relacionada con el largo del conductor este debe estar lo mas tensa posible entre la antena y el receptor de lo contrario afectara la calidad de la señal. Al conectar directamente el cable coaxial a un dipolo simétrico, el coaxial que no es simétrico tiende a excitar los brazos del dipolo con corrientes que son desiguales en amplitud y fase, lo que distorsiona el diagrama direccional, además una de estas corrientes produce las perdidas en el revestimiento del cable, perdiéndose también la energía del campo originado. La unión del cable coaxial al dipolo simétrico deberá realizarse solo por igualadores (ecualizadores) conocidos comúnmente como Balun ya sea creado utilizando una pequeña sección del cable coaxial “Codo U” determinada por la formula (0.5 ∙ velocidad del cable coaxial / frecuencia) o empleando los acopladores de impedancia de los televisores, estos últimos encontrándose para el caso de los TV analógicos en el interior siguiendo la entrada de antena, por lo general, una pequeña placa con un bobina con núcleo de ferrita, mostrando el valor de entrada 300Ω y salida 75Ω. Para el caso de televisores modernos aparece dentro del conector macho que se conecta a la entrada de antena.

Yagi

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