Antena Yagi: Funcionamiento del Parásito como Reflector o Director

Cuando el parásito funciona como reflector, la ganancia máxima llega a 5 dB para una distancia dipolo-parasito de 0.2\lambda. Esta distancia no es crítica y entre 0.15\lambda y 0.25\lambda la ganancia disminuye poco. Para 0.25\lambda, la resistencia de radiación del dipolo es casi la misma que si el dipolo estuviera solo. La relación delante-atrás de la ganancia es del orden de 5 dB, siendo la radiación hacia atrás inferior en 1 dB a la del dipolo solo.

Cuando el parásito funciona como director, la ganancia máxima tiene lugar para una distancia dipolo-parasito de 0.1\lambda; alcanza casi 6 dB. La ganancia hacia atrás es algo superior a la de una antena de media onda sola. La relación ganancia hacia adelante-ganancia hacia atrás es de unos 5 dB. La resistencia de radiación es muy pequeña, del orden de 13 ohm. La mejor relación delante-atrás se obtiene para una separación dipolo parásito de 0.05\lambda y alcanza 20 dB, pero la ganancia hacia adelante cae a 2.5 dB y la resistencia de radiación es pequeña, próxima a 17 ohm. Para alimentar esta antena hay que emplear un trasformador de impedancia que eleve la débil resistencia de radiación a un valor compatible con la impedancia de los feeders. Por otra parte, la resistencia óhmica deberá hacerse lo más pequeña posible para que le rendimiento de la antena sea satisfactorio.

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 0.1\lambda es compensado por el efecto de un reflector a 0.2\lambda. Aunque el efecto producido por un director o un reflector depende de la longitud de estos elementos, es decir, de su sintonía. Así, según sea la sintonía del director, la longitud del dipolo estará comprendida entre 14.325/F y 15.248/F cm. Esto para un director a 0.1\lambda (sin reflector). Para un reflector a 0.2\lambda, la longitud del dipolo estará comprendida entre 14.325/F y 13.868/F (sin director). Un buen valor para la longitud del reflector es 1.05 veces la longitud del dipolo, y para la longitud del director es 1.05 veces la longitud del dipolo.

En la figura siguiente se describe el dimensionamiento para la fabricación de una antena yagi de hasta 4 elementos:

longitud elementos antena yagi

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:

A=\frac{141}{f}\thickapprox\frac{\lambda}{2}

La longitud del reflector según el número de elementos viene dada por:

R=\frac{150}{f}\thickapprox1.05\frac{\lambda}{2}

La longitud del primer director según el número de elementos es:

D=\frac{135}{f}\thickapprox0.96\frac{\lambda}{2}

La separación entre dipolo y reflector suele ser de:

A-R=0.15\lambda\: hasta\:0.25\lambda

La distancia entre dipolo y primer director es de:

A-1D=0.1\lambda

La distancia entre primer director y segundo director es de:

1D-2D=0.15\lambda

El trecho entre el segundo director y el tercer director es de:

2D-3D=0.2\lambda

El trecho entre el tercer director y el cuarto director es de 2:

3D-4D=0.25\lambda

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.

Etiquetas: antenas, teoría

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