Dise o de una antena yagi

Centro de estudios tecnológicos mexicano japonés N´115
Martes 12 de mayo del 2015

Telecomunicaciones
4´E
Submodulo I
Diseño de antena YAGI-UDA
García Pérez Nahúm
Valle Sánchez Irvin
Villanueva Medina Leonardo Daniel
Lara López Francisco
Guerrero Rayas Néstor Oswaldo
Aguayo Ayala Ismael





Diseño de una antena yagi-uda
Objetivos generales:
Diseñar una antena yagi-uda para captar unafrecuencia de 1.8GHz.
Construir una antena yagi-uda con los materiales recomendados por el profesor.
Comprobar el funcionamiento de la antena yagi-uda que construiremos.
Poner en práctica los conocimientos teóricos adquiridos en los parciales anteriores.
Marco teórico.
Es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda. Estainvención 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.
Se componen de un dipolo plegado de λ/2, un reflector y 1 o más directores
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 totalmentedañino 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.
Las antenas yagi presentan dos tipos de elementos:
Elementos de excitación. (Dipolo) Pueden ser activos o excitados,estos se conectan directamente a la línea de transmisión y reciben potencia de la fuente.
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 eincrementa 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.

Descripción.
En esta práctica se tendrá que diseñar y fabricar una antena capaz de captar señales de 1.8GHZ con 10 directores y un dipolo doblado, con los siguientesmateriales:

Cable de 2.5mm de sección
Trozo de madera de 6x6mm para maquetas
Una caja de pegamento epóxico
50cm de cable coaxial (RG174)

Nota: el cable de 2.5mm de sección para instalaciones eléctricas domiciliarias tienen aproximadamente 1.6mm de diámetro

Para poder diseñar la antena se deberán emplear las ecuaciones necesarias para calcular las medidas de los elementos de la antena y el dipolo, y sies necesario realizar una pequeña investigación para poder sacar las medidas necesarias.


Desarrollo
El diseño de la antena lo iniciamos al comienzo del segundo parcial. Lo primero que hicimos es sacar las medidas de los elementos y la del dipolo, para calcularlas decidimos calcular primero el dipolo en base a los 1.8GHZ que queríamos que captara con esta fórmula:

Para sacar las demás medidasempleamos los siguientes criterios:
El reflector es 5% más largo que el dipolo, y se coloca a 0,2λ del dipolo
Director: Cada director es 5% más corto que el dipolo, separados 0,1λ entre cada uno. Para mayor ganancia, se pueden separar los directores 0,2 λ (la antena será más grande).
Y al final las medidas de nuestra antena fueron:
Reflector= 8.4cm
Dipolo=8.0 cm
Director 7.6, 7.2, 6.8,...