OBJETIVO DEL PROYECTO:

Diseñar y constuir una antena modelo YAGI para sintonizar el canal 33 de T.V abierta.

INTRODUCCION

La antena es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.

En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una señal y esta es radiada por el espacio libre.

ANTENAS YAGI

La antena de Yagi es una antena direccional inventada por el Dr. Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial de Tohoku y su ayudante, el Dr. Shintaro Uda (de ahí al nombre Yagi-Uda). Esta invención de avanzada a las antenas convencionales, produjo que mediante una estructura simple de dipolo, combinado con elementos parásitos, conocidos como reflector y directores, logró construir una antena de muy alto rendimiento.

Una antena Yagui-Uda está formada por un elemento alimentado (conectado al emisor o al receptor) formado por un simple dipolo o un dipolo doblado llamado también "radiador" de manera inapropiada, ya que en la antena Yagi-Uda todos los elementos irradian de manera comparable. Además de ese elemento, la antena tiene uno o varios elementos aislados llamados, injustamente, elementos parásitos.

La corriente que circula en el elemento alimentado irradia un campo electromagnético, el cual induce corrientes en los "elementos parásitos" de la antena. Las corrientes inducidas en esos elementos irradian también campos electromagnéticos que a su vez inducen corrientes en los demás.

Finalmente la corriente que circula en cada uno de los elementos es el resultado de la interacción entre todos los elementos. El elemento alimentado. La fase de la corriente que circula en el elemento parásito dependerá de la distancia entre los dos elementos y de la longitud y diámetro de este último. La amplitud también dependerá de lo mismo pero mucho menos y será, de todas maneras, de la misma magnitud que la corriente del elemento alimentado.

Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de dirección. Es decir, deben acentuar un solo aspecto de dirección y anular o mermar los demás. Esto es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una dirección determinada.

Las antenas también deben dotar a la onda radiada de una polarización. La polarización de una onda es la figura geométrica descrita, al transcurrir el tiempo, por el extremo del vector del campo eléctrico en un punto fijo del espacio en el plano perpendicular a la dirección de propagación

ALIMENTACION DE LA ANTENA YAGI

Para respetar la adecuación entre la impedancia de la antena y la impedancia de la línea de transmisión se utilizan distintos tipo de alimentación.

Alimentación asimétrica por cable coaxial: adaptación gammaAlimentación simétrica por cable bifilar: adaptación delta

En este caso utilizaremos la alimentación por cable coaxial de 75 ohms

ELEMENTOS QUE CONTENDRA LA ANTENA A CONSTRUIR.-

DIPOLO: Es el elemento principal de la antena, pues es el encargado de captar la energía (ondas electromagnéticas). Esto lo puede hacer por la parte posterior o la anterior.

REFLECTOR: La función de este elemento es impedir que el dipolo capte energía por la parte posterior (con esto se evita la imagen fantasma). De tal manera que el dipolo recibe señales en una dirección.

DIRECTOR: Este elemento aumenta la direccionalidad de la antena, además de la ganancia. Aumenta la captación hacia adelante de la antena. Pueden agregarse más elementos directores, lo que haría más direccional a la antena, pero el máximo de elementos aconsejables para una antena son diez.

Una antena debe cumplir con varios requisitos Por ejemplo: Longitud de los elementos, distancia e impedancia entre estos. Como el tamaño de loselementos y su separación están relacionados con la frecuencia, cada canal tendrá una antena de tamaño diferente.

DESARROLLO TEORICO

Frecuencias de los canales de television.-

Los canales están divididos en 2 grupos: CANALES BAJOS Y ALTOS, dependiendo si son de baja o altafrecuencia, a continuación te describo las frecuencias:

CANALES BAJOSCanal 2 frecuencia: 54 - 60 MHzCanal 3 frecuencia: 60 - 66 MHzCanal 4 frecuencia: 66 - 72 MHzCanal 6 frecuencia: 78 - 84 MHz

CANALES ALTOSCanal 8 frecuencia: 174 - 180 MHzCanal 9 frecuencia: 180 - 186 MHzCanal 10 frecuencia: 186 - 192 MHzCanal 11 frecuencia: 192 - 198 MHzCanal 12 frecuencia: 198 - 204 MHzCanal 13 frecuencia: 204 - 210 MHzCanal 14 frecuencia: 210 - 216 MHz

Si vemos la lista de canales, notamos que el ancho de banda de cada canal es de 6 MHz, con una onda portadora común para el sonido, la imagen y los pulsos de sincronismo.

Si vamos a construir una antena, debemos de tener en cuenta que la frecuencia escogida para las fórmulas es la frecuencia promedio.

Ejemplo: En este caso canal 33, Frecuencia promedio: = 587 MHz (584 + 590 = 126 dividido 2 = 587 ).

FORMULA PARA CALCULAR NUESTRA ANTENA:

Longitudes: NOTA.- Considerando siempre nuestra frecuencia em 587 Mhz.

Reflector:

λ2=150f

[m ] = 0.25 MTS Directores: 1er:

0 .900λ2=135f

[m ] = 0.23

mts

Dipolo: 0 .95

λ2=142.4

f[m ]

= 0.24 MTS 2do: 0 .885

λ2=133f

[m ] =

0.226 Mts

3ro: 0 .867

λ2=130f

[m ] =

0.221 Mts

4to: 0 .860

λ2=129f

[m ] = 0.216 Mts

Si necesitáramos más directores, se harán de la misma medida que el tercero(los directores hacen más sensible a la antena). Analizando los resultados vemos que el dipolo es 5% más pequeño que el reflector, el primer director, 5% menor que el dipolo, que el segundo director 3% menor que el primero y el tercero, 3% menor que el segundo director.

Aquí ya sabemos cuáles son las medidas de los elementos de nuestra antena. Sin embargo, otra de las condiciones para que una antena sea efectiva, es la separación entre estos. Esta distancia la podemos averiguar por medio de las fórmulas siguientes (tomamos como base el largo del reflector):

Separación:

Dipolo – Reflector: 0 .18 λ=54

f[m ]

= 9.2 Cm.

Dipolo – 1er. Director: 0 .09 λ=27

f[m ]

= 4.6 cms

Directores consecutivos: 0 .18 λ=54

f[m ]

= 9.2 cms.

DISEÑO DEL PROYECTO

MATERIAL DEL PROYECTO

Un tubo de aluminio que se ocupe como base para sostener los dipolosCable Coaxial Varillas de AluminioHerramienta

PASOS PARA CONSTRUIR LA ANTENA.-

Primero empezar por seleccionar el tubo de la antena, este puede un tubo de cualquier material, lo único importante es que sea lo suficientemente estable para que no se mueva la antena, también se puede adquirir uno especial en cualquier ferretería su precio varía dependiendo de la altura. Es recomendable conseguir uno lo más alto posible ya que la altura nos da ganancia de señal.

Colocar un soporte donde irán los elementos de la antena, este soporte no debe de tocar el tubo de la antena por lo cual se pondrá un aislante como por ejemplo dielectrico de plástico o cinta de aislar.

ANALIZANDO CON ELSOFTWARE MMANA – GAL.-

Mmana –Gal es un programa muy utilcon el cual podremos calcular nuestra antena yagi y obtener la ganancia de la misma y el patrón de radiación:

Hacemos lo siguiente:

1ro) Abrimos el programa y cargamos el archivo predeterminado par antenas yagi:

2do) Ingresamos los datos de la frecuencia que deseamos, en este caso 587 Mhz:

3ro ) con esto y apodemos tener una vista de nuestra antena :

4to) luego hacemos nuestro calculo con lo cual obtendremos lo siguientes resultados:

5to) Finalmente podremos ver un diagrama de campo lejano, donde podremos ver el patrón de radiación de nuestra antena yagi: