Cálculos de fabricación de una antena Yagui
Todos los elementos que forman una antena Yagui están relacionados con la longitud de onda de la señal que pretenden emitir o recibir, a través de unos pocos y sencillos cálculos. Si deseamos construir una antena para cubrir la banda V de televisión, deberemos seguir los siguientes pasos:
Frecuencia central: La antena deberá resonar en el centro de la banda que deseamos cubrir. Como la banda V se extiende desde 606 MHz (canal 38) hasta los 862 (canal 69), su frecuencia central será:
Esto supone que deberemos calcular una antena para una frecuencia de 734 MHz.
Longitud de onda: Según hemos estudiado.
Longitud eléctrica: Nuestra antena resonará a la mitad de la longitud de onda de la señal.
Longitud física real: Aunque teóricamente la varilla del dipolo debería ser de media onda de largo, razones de tipo práctico aconsejan acortar ligeramente el dipolo, reduciendo su longitud un cinco por ciento.
Separación entre secciones del dipolo doblado: Si nuestra antena es un dipolo simple, la construiremos con las medidas obtenidas en el punto anterior. Pero si deseamos fabricar un dipolo doblado, hemos de tener en cuenta la separación existente entre las dos secciones que la forman. Esta distancia será un submúltiplo de la longitud de onda que nos proporcione un tamaño adecuado para realizar su construcción. Para la longitud de onda que hemos obtenido, podría resultar válido:
En este punto ya tenemos calculado el tamaño del dipolo, que es el elemento más complejo de la antena, a continuación le añadiremos los complementos que mejorarán su comportamiento y su ganancia directiva.
Reflector: Su tamaño coincide con el de la longitud eléctrica de la antena, en nuestro caso 20,4 cm . Estará separado del dipolo por una distancia de λ/4, es decir:
Directores: El primero de ellos (el más cercano al elemento activo) será un cinco por ciento más corto que el dipolo, y el resto medirá un cinco por ciento menos que el inmediatamente anterior. Si nuestra antena tiene, por ejemplo,dos directores, sus medidas serán:
D1 = 0,95 · Lreal =18,4 cm
D2 = 0,95 · D1 = 17,5 cm
En todos los casos, la separación entre los directores o entre el director y el dipolo será de λ/8
Una vez terminados los cálculos, quedaría una antena yagui formada por un dipolo, un reflector y dos directores, según la configuración de la figura siguiente.
Antena yagui para la banda V.
PROCESO:
1. Materiales y Herramientas
1.1 Materiales
- Tubo circular de aluminio de 1/2" y 1 metro de largo
- Alambre de cobre de 2,5mm unos 2 metros
- Estaño
- Termocontraible
1.2 Herramientas
- Taladro
- Dremel (opcional)
- Soldador de estaño
- Juego de brocas
- Pigtail para la antena el que mas os guste
- Vernier
2. Medidas
Si necesitan las ecuaciones para el diseño pueden pedirmelas por aca las tengo, pero el calculador esta bastante bueno incluso considera el acortamiento electrico que se produce al introducir los elementos en el Boon, ademas les indica la separacion que debe existir entre los extremos de los elementos con respecto al Boon.
Lo primero que debemos hacer es introducir los valores correctos en la hoja xls para ello medimos los diametros del Boon y el alambre, ademas debemos indicar la frecuencia de operacion. A continuacion algunas imagenes de este simple procedimiento.
Medimos el Boon.
Medimos el Alambre
Luego introducimos los valores
Hecho esto la hoja xls nos genera una serie de volores entre los cuales tenemos: Largo de cada uno de los elementos, distancia entre los elementos, entre otros parametros de importancia. Con estos valores ya podemos iniciar la preparacion del Boon y los elementos.
3. Preparacion del Boon
Para esta parte necesitareis un taladro preferiblemente de pedestal, una broca con un diametro de 2mm (mas pequeño que el del alambre), marcador y un tubo puede ser de cualquier tipo.
3.1 Linea de guia
Antes que nada deben hacer una linea recta a lo largo del Boon la cual posteriormente les
permitira perforar los orificios de forma correcta, para ello he usado un tubo y lo he sujetado al
Boon.
3.2 Perforaciones
El Boon que he utilizado para este modelo tiene un metro de largo, pero realizare el primer orificio (reflector) a 5 cm medidos desde uno de los extremos del tubo, la intencion de esto es dejar un poco de espacio para el cable y una base para la antena.
Hacemos el primer orificio
Medimos la distancia que nos indico la hoja xls (distancia reflector iluminador 3cm) a partir del
final del orifico que hemos hecho.
En ese punto hacemos el orificio para el iluminador, luego de igual forma miden y perforan el
orificio para el primer director. El procedimiento a partir de aqui es el mismo deben repertirlo
seguna las medidas indicadas por la hoja xls y segun el numero de elementos que desen agrgarle a la antena en mi caso con el Boon de 1 metro me alcanzo para 20 elementos.
4. Preparacion de los elementos
Para esta parte necesitan el alambre de cobre, pinzas para cortar, lima, vernier.
Les recomiendo que primero hagan los directores y dejen de ultimo el iluminador y el reflector,
para ello tomen el alambre y midan el largo segun lo indicado por la hoja xls en mi caso el primer director mide 5,9cm.
Medir y cortar el alambre segun lo indicado por el calculado.
Despues de cortar el alambre seguramente sera necesario ajustarlo para ello usen una lima.
Para el resto de los directores deben sequir el mismo procedimiento hasta alcanzar el numero de
directores que hagan falta, usen el vernier para medirlos recuerden que mientras mas precisas
sean las mediciones mejor sera el funcionamiento de la antena.
5. Preparacion del Dipolo
Para este modelo he usado un dipolo doblado de media longitud de onda, pero pueden usar
cualquier otro. La construccion del dipolo es algo criitica debe quedarles lo mas aproximado
posible a las medidas indicadas por la hoja xls de lo contrario resonara en otra frecuencia o tendra un redimineto muy bajo en la frecuencia para la cual fue diseñado originalmente, debe ser mas largo que el primer director y mas corto que el reflector, recuerden que el patron de ondas de un dipolo es bidireccional razon por la cual se agrega el reflector con el objetivo de dirigir la señal hacia adelante convirtiendo el patron de ondas de bidireccional a direccional.
Detalles de la construccion
Modelo Dipolo Doblado de Media longitud de onda.
Paso 1
Medir longitud total del alambre
En mi caso el dipolo debe medir 6,1cm por lo tanto medimos y cortamos unos 12,5cm (siempre corten un poco mas nunca a la medida exacta en este caso 6,1+6,1=12,2).
Paso 2
Desde uno de los extremos del alambre que han cortado medir 3,1 cm y marcar (longitud del
dipolo/2 para este caso 6,1/2=3,05) pero recuerden que esto es en mi caso, es probable que las medidas del Boon y los alambres que utilizen difieran de los que yo use por lo cual el calculador les dara otras medidas.
Paso 3
Tomamos una broca o algun elemento circular cuyo diametro sea de 10mm y utilizenlo para doblar el alambre.
Paso 4
Desde el extremo que acaban de doblar midan la longituud total del dipolo que les indico la hoja xls en mi caso 6,1 cm luego marquen alli.
Paso 5
Igual al paso 3, con la broca doblen el alambre en la marca que hicieron a 6,1 cm desde el extremo doblado del alambre.
Ahora coloquemosle un poco de termocontraible al dipolo, esto con la intencion de evitar el
contacto electrico entre el dipolo y el boon.
El factor de velocidad del RF-200 de Belden es del 83%, la frecuencia de operacion es 2437MHz, introduciendo estos valores en la ecuacion que se mostro en la figura anterior nos da que el largo del balun es de unos 5cm. A continuacion images de la construccion del balun.
Ahora deben soldar el balun al dipolo, para ello pueden sequir este esquema, vean las imagenes.
Finalmente solo queda soldar el dipolo y el cable al dipolo, ya con esto tenemos nuestra antena yagi terminada.
PROCESO:
1. Materiales y Herramientas
1.1 Materiales
- Tubo circular de aluminio de 1/2" y 1 metro de largo
- Alambre de cobre de 2,5mm unos 2 metros
- Estaño
- Termocontraible
1.2 Herramientas
- Taladro
- Dremel (opcional)
- Soldador de estaño
- Juego de brocas
- Pigtail para la antena el que mas os guste
- Vernier
2. Medidas
Si necesitan las ecuaciones para el diseño pueden pedirmelas por aca las tengo, pero el calculador esta bastante bueno incluso considera el acortamiento electrico que se produce al introducir los elementos en el Boon, ademas les indica la separacion que debe existir entre los extremos de los elementos con respecto al Boon.
Lo primero que debemos hacer es introducir los valores correctos en la hoja xls para ello medimos los diametros del Boon y el alambre, ademas debemos indicar la frecuencia de operacion. A continuacion algunas imagenes de este simple procedimiento.
Medimos el Boon.
Medimos el Alambre
Luego introducimos los valores
Hecho esto la hoja xls nos genera una serie de volores entre los cuales tenemos: Largo de cada uno de los elementos, distancia entre los elementos, entre otros parametros de importancia. Con estos valores ya podemos iniciar la preparacion del Boon y los elementos.
3. Preparacion del Boon
Para esta parte necesitareis un taladro preferiblemente de pedestal, una broca con un diametro de 2mm (mas pequeño que el del alambre), marcador y un tubo puede ser de cualquier tipo.
3.1 Linea de guia
Antes que nada deben hacer una linea recta a lo largo del Boon la cual posteriormente les
permitira perforar los orificios de forma correcta, para ello he usado un tubo y lo he sujetado al
Boon.
3.2 Perforaciones
El Boon que he utilizado para este modelo tiene un metro de largo, pero realizare el primer orificio (reflector) a 5 cm medidos desde uno de los extremos del tubo, la intencion de esto es dejar un poco de espacio para el cable y una base para la antena.
Hacemos el primer orificio
Medimos la distancia que nos indico la hoja xls (distancia reflector iluminador 3cm) a partir del
final del orifico que hemos hecho.
En ese punto hacemos el orificio para el iluminador, luego de igual forma miden y perforan el
orificio para el primer director. El procedimiento a partir de aqui es el mismo deben repertirlo
seguna las medidas indicadas por la hoja xls y segun el numero de elementos que desen agrgarle a la antena en mi caso con el Boon de 1 metro me alcanzo para 20 elementos.
4. Preparacion de los elementos
Para esta parte necesitan el alambre de cobre, pinzas para cortar, lima, vernier.
Les recomiendo que primero hagan los directores y dejen de ultimo el iluminador y el reflector,
para ello tomen el alambre y midan el largo segun lo indicado por la hoja xls en mi caso el primer director mide 5,9cm.
Medir y cortar el alambre segun lo indicado por el calculado.
Despues de cortar el alambre seguramente sera necesario ajustarlo para ello usen una lima.
Para el resto de los directores deben sequir el mismo procedimiento hasta alcanzar el numero de
directores que hagan falta, usen el vernier para medirlos recuerden que mientras mas precisas
sean las mediciones mejor sera el funcionamiento de la antena.
5. Preparacion del Dipolo
Para este modelo he usado un dipolo doblado de media longitud de onda, pero pueden usar
cualquier otro. La construccion del dipolo es algo criitica debe quedarles lo mas aproximado
posible a las medidas indicadas por la hoja xls de lo contrario resonara en otra frecuencia o tendra un redimineto muy bajo en la frecuencia para la cual fue diseñado originalmente, debe ser mas largo que el primer director y mas corto que el reflector, recuerden que el patron de ondas de un dipolo es bidireccional razon por la cual se agrega el reflector con el objetivo de dirigir la señal hacia adelante convirtiendo el patron de ondas de bidireccional a direccional.
Detalles de la construccion
Modelo Dipolo Doblado de Media longitud de onda.
Paso 1
Medir longitud total del alambre
En mi caso el dipolo debe medir 6,1cm por lo tanto medimos y cortamos unos 12,5cm (siempre corten un poco mas nunca a la medida exacta en este caso 6,1+6,1=12,2).
Paso 2
Desde uno de los extremos del alambre que han cortado medir 3,1 cm y marcar (longitud del
dipolo/2 para este caso 6,1/2=3,05) pero recuerden que esto es en mi caso, es probable que las medidas del Boon y los alambres que utilizen difieran de los que yo use por lo cual el calculador les dara otras medidas.
Paso 3
Tomamos una broca o algun elemento circular cuyo diametro sea de 10mm y utilizenlo para doblar el alambre.
Paso 4
Desde el extremo que acaban de doblar midan la longituud total del dipolo que les indico la hoja xls en mi caso 6,1 cm luego marquen alli.
Paso 5
Igual al paso 3, con la broca doblen el alambre en la marca que hicieron a 6,1 cm desde el extremo doblado del alambre.
Ahora coloquemosle un poco de termocontraible al dipolo, esto con la intencion de evitar el
contacto electrico entre el dipolo y el boon.
El factor de velocidad del RF-200 de Belden es del 83%, la frecuencia de operacion es 2437MHz, introduciendo estos valores en la ecuacion que se mostro en la figura anterior nos da que el largo del balun es de unos 5cm. A continuacion images de la construccion del balun.
Ahora deben soldar el balun al dipolo, para ello pueden sequir este esquema, vean las imagenes.
Finalmente solo queda soldar el dipolo y el cable al dipolo, ya con esto tenemos nuestra antena yagi terminada.
