Se você ocorreu para procurar durante uma unidade abaixo de uma rua suburbana nos EUA a qualquer momento durante os anos 60 ou 70, você não terá notado uma floresta de antenas de TV. Quando a TV Over-the-Air era a única opção, as pessoas foram para comprimentos fantásticos para transportar em sinais, com antenas de grandes proporções que voam sobre telhados.

Antenas ao ar livre, no entanto, desapareceram ao longo do último terço do século XX, como fornecedores de cabos que acabam sendo dominantes, lançados ao meio-fio como relíquias desagradáveis ​​de uma idade infeliz e passada de opções restritas, bem como a má recepção. Mas agora os Catchskates Catters, como a sua verdade, estão começando a romper uma floresta outrora espessa, desta vez em torno de antenas de lofting para obter programação digital sobre o ar. Muitas das novas antenas fazem declarações ultrajantes sobre desempenho ou tout são projetadas particularmente para HDTV. É tudo sem sentido de publicidade, é claro, desde então, como agora, quase todas as antenas de TV são apenas algum tipo de design clássico Yagi. A física desta antena é fascinante, como é a história de exatamente como a antena foi inventada.

“Uda quem?”

Shintaro Uda. Fonte: Seção IEEE Cincinnati
O que seria entendido como a Antena Yagi começou no início dos anos 1920 no laboratório do professor Shintaro Uda na Universidade Imperial de Tohoku, em Sendai Japão. O Dr. Uda estava trabalhando na banda VHF, bem como estava procurando métodos para tornar as antenas mais direcionais. Enquanto experimenta uma antena de loop ressonante, ele descobriu que colocando um loop estático perto da antena tendia a moldar o sinal de um padrão omnidirecional, quase como se o loop estivesse agindo como um refletor.

Juntamente com seu associado Hidetsugu Yagi, a UDA experimentou de diferentes configurações. Eles finalmente substituíram a antena de loop por um simples dipolo, além de adicionar elementos extras, que eles chamavam de diretores, em um longo boom para moldar ainda mais o feixe. Utilizando oito diretores em um boom de madeira de 15 metros montado no telhado de seu laboratório, a UDA, assim como Yagi, foram capazes de interagir a uma distância de 135 km a 68 MHz, sem realização média na época.

Hidetsugu Yagi, bem como “sua” antena. Fonte: Física World.com
Tendo apelidado de sua invenção a “antena direcional do projetor de ondas”, foi inevitável que a antena fosse nomeada após alguém. Exatamente como se tratava de ser creditado apenas ao Dr. Yagi é um conto de alguma traição na parte de Yagi com uma pitada de ingenuidade no UDA. O Dr. Uda publicou os primeiros papéis de língua japonesa na antena, no entanto, por razões desconhecidas, o Dr. Yagi usou para as patentes japonesas, bem como americanas para a antena, sem qualquer menção da UDA. A patente japonesa foi atribuída ao negócio Marconi na Inglaterra, enquanto a patente americana foi para RCA. Sem qualquer menção de UDA, assim como com o Dr. Yagi, visitando o mundo de língua inglesa para discutir “sua” antena em diferentes conferências de engenharia de rádio, a antena acabou sendo apenas a “Antena Yagi” ou a “Array Yagi”.

Ironicamente, graças a rivalidades entre serviços, bem como uma mentalidade de silo no Japão Imperial, era apenas a captura de um radar britânico durante a Batalha de Cingapura em 1942, que introduziu a invenção caseira para os militares japoneses. Os oficiais de inteligência japonesa nem sequer pensam em “Yagi” para ser um nome japonês – eles supunham que era apenas uma palavra de código composta pelos britânicos.

Parasitas.

As principais características da antena Yagi-UDA são altas direcionais, bem como alto ganho. Desde que a verdade que o comprimento de cada aspecto precisa estar perto de alguma fração do comprimento de onda do sinal, é mais prático para as frequências mais altas, principalmente acima de 30 MHz. Isso não é afirmar que não pode ser utilizado para os comprimentos de onda mais longos, embora – muitos presuntos trabalham os 20 m, bem como 40 m bandas com um enorme Yagi.

Um yagi para as bandas de presunto. Observe o aspecto acionado com feedline, sete diretores, bem como um único refletor. Fonte: antena-thity.com.
Como no design original do Dr. Uda, um Yagi consiste em um único elemento acionado paralelo, bem como coplanar com pelo menos dois elementos parasitas. Um estilo muito pequeno é um único aspecto refletor encontrado “por trás” o aspecto acionado (relativo à direção do sinal de rádio), bem como um único aspecto diretor na frente do elemento acionado. É provável que uma antena prática tenha vários diretores, quanto mais quais existem mais a direcionalidade, bem como maior o ganho, pelo menos tanto quanto um ponto.

Isso proporciona yagis sua aparência característica – um boom horizontal com vários aspectos organizados perpendicularmente. Existem algumas variações do programa – alguns Yagis têm vários refletores, ou têm um arranjo refletor de canto. Além de algumas antenas, especialmente antenas de TV, os aspectos parasitários varreram de um ângulo em vez de perpendicular ao boom. Além disso, os aspectos podem ser organizados horizontalmente ou verticalmente, dependendona polarização desejada.

Fasear

Para compreender o design do Yagi, lembre-se de que uma antena dipolo antiga comum na área livre tem um padrão de radiação que é o mais forte do lado da antena. Isso resulta em dois lobos enormes fora da frente, bem como a parte de trás da antena, com sinal de bit fora das extremidades. O aspecto acionado de um Yagi é apenas um dipolo de meia onda, ou às vezes um dipolo dobrado para aumentar a impedância. Os aspectos parasitários forma, bem como direcionar o feixe que utiliza interferência construtiva e destrutiva.

Como Dr. Uda descobriu, os aspectos parasitários podem ser indutivamente ou capacitivamente acoplados ao elemento acionado. Os aspectos indutivos são um pouco mais do que a meia onda, enquanto os aspectos capacitivos são um pouco mais curtos. Os diretores são todos mais curtos que a meia onda, bem como são, portanto, capacitivamente acoplados, enquanto o refletor é mais longo, bem como acoplado indutivamente. A diferença da meia onda perfeita é pouco – geralmente apenas 10% a 15%.

Interferência construtiva, bem como destrutiva em uma antena Yagi. A onda eco-friendly representa a soma do vermelho, bem como ondas azuis. Fonte: radartutorial.eu.
Tanto o refletor quanto os diretores trabalham desviando o poder do elemento acionado. O espaçamento do membro da família parasitária dos aspectos para o aspecto orientado determina a fase do sinal desviado. O refletor, sendo indutivamente reactivo, transmite o poder 180 ° fora de fase com o elemento acionado. O espaçamento é definido para garantir que isso desencadeie a interferência destrutiva fora da parte de trás da antena, enquanto exatamente o mesmo tempo está quase em fase com o sinal acionado da frente da antena. Isso resulta em interferência construtiva, impulsionando o desligamento da frente. Da mesma forma, os diretores capacitivamente acoplados são espaçados para garantir que eles desviam a potência mais ou menos na fase na direção à frente, enquanto irradiando fora de fase para a traseira.

O resultado é um sinal grandemente amplificado para os diretores, bem como quase nenhum atrás do refletor. Além de recordar que a teoria da antena especifica que qualquer tipo de antena que transmita também possa receber, bem como com as mesmas características exatas. Não importa se o aspecto acionado em um Yagi é dirigido por um transmissor de energia de 100 watts ligado ao feedline, ou por algumas microondas escolhidas de uma torre de TV distante. A direcionalidade, bem como ganho será o mesmo. Bem como Yagis pode ter ganho notável – tanto quanto 20 DBM quando projetado corretamente.

Tão útil quanto a antena Yagi é, está longe de ser perfeito. Desde o tamanho crucial, bem como o espaçamento dos elementos parasitas, Yagis tem uma largura de banda relativamente estreita. Além disso, a direcionalidade da antena pode ser um inconveniente, precisando que a antena seja girada para apontar mais ou menos precisamente no transmissor ou no receptor.

Mas se você exige puxar um único sinal distante, essa diretriz é exatamente o que você precisa. O Yagi é uma antena de Workhorse, bem como forneceu o efeito que tem, é mais provável que muitos tenham tomado para se referir como a antena Yagi-Uda.