Fórmula de design da antena Yagi:entendendo seus elementos parasitas e muito mais!

Uma antena é um dispositivo usado para transmitir ou receber sinais eletrônicos. Todos os dispositivos que usam radiação de frequência usam antenas. Temos muitos tipos diferentes de antenas. Por exemplo, a antena direcional, a antena omnidirecional, a antena de slot e a antena Yagi Uda. Discutiremos mais sobre a fórmula de design da antena Yagi neste artigo. Este artigo irá ajudá-lo a entender o funcionamento da antena e precisamente como projetar uma para você.

O que é uma antena Yagi?

Uma antena do tipo Yagi Uda é uma antena hemisférica, mas assim como muitas outras, projetada para transmitir sinais FM. Os gênios por trás dessa forma de antena são Shintaro Uda e o amigo Hidetsugu Yagi. Daí o nome antena Yagi Uda.

Um Yagi Uda é adequado para sinais FM porque pode capturar e transmitir em uma longa linha de distância. Esta distância de transmissão pode cobrir até 5km de comprimento usando uma potência de RF de 1W. A antena yagi, ao contrário de outras antenas, é menor em tamanho. Como resultado, sua capacidade de ganho é profunda.

Além disso, é composto apenas por um grupo de bastonetes chamados elementos parasitas. Esses elementos parasitas garantem a eficiência da antena. E os elementos incluem o elemento refletor, um ou mais elementos diretores e o elemento dipolo.

O arranjo desses elementos precisa ser preciso porque eles ajudam a dar à antena um padrão direcional que a antena única geralmente não possui.

(uma antena Yagi Uda perto de uma antena parabólica .)

Fórmula de design da antena Yagi

Devemos considerar parâmetros físicos específicos ao projetar o tipo de antena Yagi Uda. Notavelmente, o comprimento e o espaçamento dessas hastes de antena devem ser nossa principal prioridade na construção de antenas.

A antena yagi pode coletar diferentes sinais de frequência conforme especificado pelo projetista. Além disso, podemos projetar uma antena para uma frequência específica usando comprimentos e espaçamentos medidos em comprimento de onda. Além disso, a frequência a ser usada determina o tamanho e o estreitamento da largura de banda que usaremos.

(uma antena bem projetada )

O refletor.

Muitas vezes encontramos o refletor por trás dos outros dois elementos. Geralmente é 5% mais longo que o elemento ativo e acionado. Notavelmente, entre 0,1⋋ e 0,25⋋ é a quantidade de espaçamento que podemos ter entre o elemento acionado e o refletor. Qualquer distância fora desse limite interromperá a força do sinal. Além disso, esse espaçamento pode, às vezes, depender da relação frequência/largura e das especificações do padrão do lóbulo lateral.

A largura de banda, DB de ganho, impedância de alimentação e relações front-to-back são especificações essenciais que consideramos no desenvolvimento de uma antena Yagi. Além disso, esses podem ser os valores de entrada na calculadora da antena Yagi.

O dipolo.

No meio do elemento acionado é onde você encontrará o ponto de alimentação. O ponto de alimentação é outro nome para esta peça de antena. Nós o chamamos de ponto de alimentação porque a linha de alimentação do transmissor encontra a linha de alimentação do receptor. É importante ressaltar que esta linha de alimentação auxilia na transmissão de frequência do transmissor para a antena.

Às vezes, essas antenas têm um dipolo dobrado. Este recurso aumenta a impedância do relé. No entanto, a antena desenvolve uma frequência ressonante quando o comprimento elétrico é cerca de metade do comprimento de onda da frequência.

(Conjunto de ícones de antena )

O diretor.

É fácil escolher o diretor porque é o mais curto de todos os outros elementos. É importante ressaltar que o colocamos em comprimento 5% menor que o elemento ativo e acionado. O objetivo principal dos elementos diretores na antena é receber frequências eletromagnéticas quando dentro de um campo eletromagnético.

No entanto, o diretor tem uma frequência de ressonância mais alta do que o elemento acionado. Além disso, o diretor ajuda a atingir um padrão direcional e o ganho desejado. Esta propriedade faz com que o Yagi Uda funcione como uma antena direcional.

Conforme discutido anteriormente, a antena Yagi Uda pode ter um ou mais diretores. Os múltiplos diretores são uma das vantagens da antena. Significativamente, a separação entre os diretores varia entre 0,1⋋ a 0,5⋋.

No entanto, o número de diretores que usamos não determina o ganho para diretores em Yagi, mas o comprimento do conjunto de antenas sim.

Por exemplo, com um campo de frequência muito alta de 200 MHZ, os números aproximados dos elementos são medidos da seguinte forma na calculadora da antena Yagi;

• comprimento do refletor=150/f =150/200 =0,075m
• comprimento do elemento acionado =138/f =138/200 =0,69m
• comprimento do dipolo
• dipolo para espaçamento do diretor
• refletor para espaçamento dipolo
• comprimento do primeiro diretor =140/f =140/200=0,7m
• comprimento do segundo diretor =136/f =136/200 =0,68m
• comprimento da lança

(Coleção de antenas )

Software de design de antenas Yagi

Temos vários softwares que podem auxiliar no projeto desta antena. Este artigo falará sobre o designer Yagi 2.0 e o fabricante de antenas MS-DOS.

O Yagi designer 2.0 é uma calculadora de antena Yagi que exibe muitos recursos. Essas características das antenas podem incluir o padrão de radiação horizontal, o padrão de radiação vertical, o plano E, o plano H. Além disso, a resistência e a reatância do ponto de alimentação, bem como a relação F/B das considerações de ganho da antena, são recursos que você precisará neste software.

Por outro lado, o software MS-DOS possui cálculos de dimensão mais rápidos e precisos.

(uma foto de um transmissor. )

Como projetar uma antena Yagi

Usando uma frequência de operação de 300MHz e um único diretor, faremos toda a construção de uma antena Yagi-Uda. Você deve saber que pode realizar os cálculos manualmente usando a equação integral ou alimentá-los facilmente no software. No entanto, o software deve passar por uma otimização detalhada prévia onde você fornece o software ou a calculadora de antena Yagi com os dados iniciais.

Usamos uma velocidade de velocidade(v) de 180.000.000m/s e uma frequência(f) de 300MHz. Então, calculamos lambda tendo a razão de velocidade para a frequência (v/f). Além disso, use o comprimento do refletor de 0,495⋋, o comprimento do dipolo de 0,473⋋, 0,440⋋ do comprimento do diretor e o espaçamento do refletor para o dipolo de 0,125⋋. Esses são os valores iniciais que alimentamos no software ou na calculadora da antena Yagi.

Em seguida, a calculadora de antena Yagi de 3 elementos ou o software faz os cálculos. Ele substitui o v/f, que encontramos aproximadamente 1,67 da equação anterior. Inquestionavelmente, usando essas fórmulas você encontrará facilmente os comprimentos corretos dos elementos dos parâmetros da antena a serem usados. A distribuição precisa das dimensões é necessária para aumentar o desempenho da antena.

É fácil projetar esta antena primária em casa. Além disso, uma antena com tubos de alumínio só pode funcionar perfeitamente se acertarmos as medidas.

(uma antena com mais de um diretor.)

Aplicativo de antena Yagi

• A antena Yagi é uma forma de antena de RF que usamos para transmitir um feixe de ondas de rádio.
• A polarização coloca esta antena sob uma antena hemisférica. A radioastronomia requer a presença dessas antenas.

Resumo

A antena Yagi Uda é uma das melhores e mais usadas antenas do mercado. Muitas vezes o encontramos em residências e escritórios devido ao seu pequeno tamanho e eficiência.

Esperamos que este artigo tenha ajudado você a aprender sobre antenas. Não deixe de conferir algumas de nossas outras peças em nosso site. Caso contrário, entre em contato conosco para qualquer dúvida sobre este tópico ou ajuda!