Antena Yagi-Uda ou simplesmente Yagi é uma antena direcional utilizada para captação de ondas de rádio, radares e até mesmo Wi-Fi. A antena recebeu este nome pois foi criada por Hidetsugu Yagi, professor da Universidade de Tohoku, Japão, e por seu colega e assistente Shintaru Uda.
Apesar do primeiro estudo ser publicado em 1928, as antenas Yagi foram amplamente utilizadas durante a Segunda Guerra Mundial em sistemas de radar por japoneses, alemães, britânicos e americanos.
A antena Yagi-Uda é muito utilizada na prática por ser leve, de baixo custo, de fácil construção, por apresentar grande diretividade e ganho considerável. Ela pode operar como transmissor ou receptor
Características construtivas
Uma antena YAGI consiste de ‘N’ elementos cilíndricos dispostos paralelamente, no qual o segundo elemento é o excitador que é alimentado por uma tensão externa, por este motivo chamado de elemento irradiante. Os demais elementos são parasitas sendo o primeiro o refletor e os demais são elementos diretores.
As antenas YAGI UDA operam em diversas faixas de comprimentos de ondas:
- HF (3-30 MHZ)
- VHF (30-300 MHZ)
- UHF (300-3000 MHZ)
Este tipo de antena constitui-se de um dipolo de meia onda. A construção desse tipo de antena segue da seguinte maneira: os elementos, são dispostos sobre uma haste de metal que é o braço da antena e o primeiro elemento que é o refletor é construído de forma a ter um comprimento um pouco maior (5%) que o segundo elemento, o excitador, também chamado de irradiante, portanto:
- Refletor: E o maior elemento parasitário localizado atrás do elemento irradiante possui uma distância entre 0,1 λ à 0,25 λ.
- Elemento irradiante (fonte alimentadora): O elemento irradiante é o dipolo ou ressonante, tem seu comprimento de onda entre 0,45 λ a 0,49 λ da frequência requerida aplicada no ponto de alimentação, no qual é 5% menor que o refletor, este comprimento influencia em todas as características da antena.
- Elemento diretor: É o menor elemento parasitário em torno 5% menor que o elemento irradiante e as antenas são compostas por ‘N’ elementos diretores e seus comprimento variam entre 0,4 λ à 0,45 λ. A variação depende entre as quantidades de elementos e espaçamentos entre eles, largura de banda e diâmetro destes, a separação entre os diretores variam entre 0,3 λ à 0,4 λ.
Funcionamento de uma antena Yagi
As antenas possuem configurações para somente receber ou transmitir sinais, e também pode desempenhar as duas funções. Este processo acontece da seguinte maneira:
a) Emissão – ao aplicar uma tensão “V” a um circuito que possui uma resistência “R” uma corrente elétrica alternada é produzida pelo transmissor e tem sua intensidade variando no tempo. Esta corrente faz com que os elétrons e prótons oscilem ao longo do condutor e essa oscilação produz um campo eletromagnético ressonante, estas ondas produzidas são emitidas e viajam através do espaço.
b) Recepção – como existem diversos tipos de ondas a antena receptora irá captar apenas as ondas que estão na faixa de frequência programada. A onda ao chegar em uma antena receptora induz uma corrente alternada que oscilará em frequência idêntica a sua emissora. Se a corrente que gerou a onda na antena transmissora for muito baixa, ela pode ser amplificada no receptor.
A emissão da onda pelo elemento radiante “E” na direção dos diretores “D1” e “D2” e estas ondas individuais são emitidas com atraso de fase. A diretividade é definida como a capacidade da antena de concentrar energia em determinadas direções, ou seja, é a capacidade da antena de direcionar a potência irradiada.
Os campos irradiados por cada elemento “D1” e “D2” se somam em amplitude e fase para frente gerando a interferência construtiva. Enquanto as ondas no refletor são emitidas para atrás e estão fora de fase gerando interferência destrutiva. Portanto esta antena é direcional e pode ser configurada na horizontal ou na vertical.
Resumo
As antenas Yagi-Uda são amplamente utilizadas em sistemas de telecomunicações, devido as suas características peculiares: baixo valor de aquisição, bom ganho e alta diretividade.
