La antena Yagi o Yagi uda, cuyo nombre se debe a sus inventores (1926), dos doctores, Hidetsugu Yagi y Shintaro Uda pertenecientes a la Universidad Imperial de Tohoku en Japón, es una antena direccional, cuya estructura se trata de un arreglo lineal de dipolos, o dipolos trabajando en conjunto. Estos dipolos son el reflector, el dipolo principal, y los directores. Esta clase de antenas son usadas con regularidad en rangos de frecuencias HF, VHF y UHF.
No existe una fórmula estándar para calcular las dimensiones de una antena Yagi, pero si sabe que estas dimensiones, y sobre todo de los elemento parásitos y el reflector, se basan en un ligero decremento e incremento de la longitud del elemento radiador principal o dipolo, este tiene una longitud aproximada de media longitud de onda (o un cuarto de la longitud de onda en algunos casos) de la señal a irradiar o recibir por esta antena. Lo mismo ocurre con los espacios entre los dipolos, se trata de submúltiplos de la longitud de onda. En realidad se puede experimentar y comprobar la forma en como optimizar una antena Yagi, variando las dimensiones de la misma, siempre teniendo precaución que tengan correlación a la media longitud de onda, o en algunos pocos casos la longitud completa de onda.
La ganancia de una antena Yagi puede calcularse de manera algo aproximada, con la siguiente fórmula:
G=10 log(n) [dBd]
Siendo n el número de elementos de la antena Yagi (reflector, dipolo y directores).
Teóricamente la ganancia máxima que puede alcanzar una antena Yagi es de alrededor de 20 dBi, ya que conforme se va incrementando el número de elementos, el aumento de los decibeles deja de ser constante y va disminuyendo.
Como no existe un método estándar para diseñar una antena Yagi, lo más recomendable talvez sea utilizar alguna herramienta virtual, o algún software, que permita diseñar y simular la misma, lo cuál nos da una gran ventaja, antes de poneros a construir o implementar la misma, nos hace tener una mejor idea de como se comportará la antena Yagi que planeamos realizar. En este caso para el diseño de una antena Yagi, hemos consultado un software muy práctico llamado Yagi Calculator. Este programa nos permite ingresar algunos parámetros como la frecuencia, y algunas dimensiones de los materiales que se usarán para la construcción, como el grosor de las varillas de los dipolos o del boom.
En el siguiente video veremos el paso a paso del diseño de una antena Yagi para la frecuencia de 2.4 GHz o wifi, en Yagi Calculator y en Mmana-gal:
En lo que respecta a la construcción, se usó como materiales:
- Barras o alambres gruesos, calibre AWG 8 (se las cortará de acuerdo a las medidas de los elementos parásitos y el reflector, también se usará una barra para formar el dipolo doblado)
- Dos tiras de madera rectangulares delgadas (serán las que forman el boom)
- Cable coaxial RG 58 o similares
- Conector SMA
- Estaño
- Cautín
- Silicona (si es líquida y fría mejor)
- Dos tiras o pedazos de plástico pequeños
Lo que se hace primero es marcar las medidas de los espacios o los sitios donde se colocarán los elementos parásitos y el reflector, entre las dos tiras de madera. Una vez marcados, se colocan uno a uno los dipolos en una de las tiras, y se los va pegando con silicona, menos en el sitio donde va el dipolo doblado. Una vez pegados los dipolos en la primera tira, se procede a poner silicona y se cierra poniendo la segunda tira encima. Una vez seco todo se procede a poner unos pequeños pedazos de plástico, se los pega con silicona, uno arriba y otro abajo, para poder poner alrededor el dipolo doblado, en su respectivo lugar. El dipolo doblado, una vez obtenidas las medidas de Yagi calculator, se procede a buscar algún objeto que tenga el diámetro del lado redondo del dipolo doblado, y con él se le va dando forma, aunque lo ideal es poner el diámetro de este objeto primero en los cálculos. Luego se procede a soldar el cable coaxial en el punto de alimentación del dipolo, se recomienda mantener pegado el cautín al dipolo hasta que se caliente y sea más fácil la adherencia de los objetos a soldar. Una vez que se acabó de soldar, colocar con cuidado la silicona sobre las conexiones, esto sirve para protegerlas. Luego se coloca el dipolo doblado en el sitio correspondiente donde se pegaron los pedazos de plástico, estos pedazos ayudan a que el dipolo se cierre mejor alrededor de estas dos tiras de madera, entonces ya marcado el sitio de acuerdo a las medidas obtenidas del software, se procede a pegar el dipolo doblado.
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