Sea para mejorar la recepcin de emisoras locales y semilocales, atenuar interferencias o hacer DX, una antena direccional es lo que se precisa para recepcin correcta de FM.Laantena Yagi-Uda(los nombres de sus creadores, japoneses), llamada yagi a secas, es muy popular a pesar de ser una antena monocanal, ya que con ciertas variaciones se logra ensanchar el espectro de frecuencias para las que trabaja. La vern constantemente en techos de bancos, comisaras, etc., ya que es la antena ms usada para todo tipo de enlaces fijos.Con la llegada de la primavera y hasta el otoo se abre la temporada de DX VHF, con recepciones entre algunos cientos de Km. hasta varios miles en el caso de la Propagacin Transecuatorial.Presentamos aqu el diseo de unaantena YAGI-UDA para FM. En este caso todas las medidas han sido copiadas detalladamente de un modelo comercial que hemos comprado recientemente.

Sin embargo la frmula para calcular una yagi para cualquier frecuencia es simple:Calculamos la banda para la que la queremos (imaginemos Canal 2 de TV, unos 55 a 6OMhz, banda de 5m) tenemos: undipolodoblado de media onda, unreflectorun 5% ms largo que el dipolo, separado de ste a una distancia de 0,2 Lamda (canal 2 sera, banda 5m x 0,2 = 1 m. entre dipolo y reflector), luego del otro lado del dipolo (a su frente) el primerdirector(y los que sigan) un 5% ms cortos y a 0,1 Lamda de separacin (para banda de 5m. seran 0,5m. entre dipolo y director, y entre stos).S espaciamos los directores igual que el dipolo, a 0,2 Lamda, la antena es ms larga pero tiene ms ganancias. Estas son las tpicas yagis de radioaficionados (bandas de 10, 6 y 2 metros), que generalmente usan no un dipolo doblado sino un dipolo abierto o un adaptador Gamma.Cuando queremos que una Yagi sea de banda ms ancha (que capte algo ms por arriba y por abajo de la frecuencia para la cual es el diplo), simplemente se alarga un poco el reflector y se acortan un poco los directores. Por contrapartida esto hace que para la frecuencia central que cortamos el dipolo, la antena sea un poco menos filosa en su direccionalidad.Con esta frmula pueden calcular para cualquier frecuencia. Para Canal 2 alcanza con 3 elementos (reflector y director), para canales 7 a 13 (170-220Mhz) ya precisan al menos 7 u 8 elementos (5 o 6 directores) y para UHF (canales 14 al 69/83, 470-806 (890 MHz. En teora los canales 70 a 83 ya no se usan para TV aire. Aclaremos que los canales 14-83 aire no utilizan las mismas frecuencias que los 14-83 de cable) hay que duplicar esa cantidad de elementos, para obtener siempre la misma recepcin.Volvamos a las medidas de nuestra yagi comercial de FM. Losmaterialesnecesarios son: Tubo de aluminio (o duraluminio) de 1 pulgada de lado (2,5cm) para el cuerpo de la antena (el boom). Generalmente cuadrado. De 152 cm. de largo. Se puede obtener en casas de aluminio o sacndolo de viejas antenas de TV. Tubo de aluminio (o duraluminio) de l0 mm. (1 cm.) para los elementos de la antena (o bigotes). Si son cuidadosos pueden usar pedazos de viejas antenas de TV, incluso aadindolos (hacindolo de forma que ambas piezas mantengan una buena conductividad), por ejemplo a un extremo de un tubo se le hace una ranura longitudinal, y se le encastra por dentro el otro trozo, y sobre la junta se aprieta con una abrazadera de mangueritas de autos o un firme nudo de alambre. Claro, pueden comprarlo en casas de alumnio.Tenemos 3 directores, un dipolo doblado y un reflector. Sus medidas son: Losdirectores(D1, D2 y D3 en el plano,Figura 1, que es una visin de la antena desde abajo). D3 = 116 cm. de largo (este es el ltimo director, el que apunta hacia lo que queremos captar). D2 = 123 cm. D1 = 128 cm. Eldipolo dobladomide 140,5 cm. totales (Figura 2, vista frontal, como A se ve en linea punteada el tornillo que sujeta aislador y lado entero del dipolo doblado al boom). Elreflectormide 147 cm. de largo.

La distancia entre elementos (A1, A2, A3 y A4 en la Figura 1) es la siguiente (la distancia se refiere a la que hay entre cada agujero que perforaremos en el boom para montar con tomillos cada elemento). Del reflector al dipolo (distancia A4 en Figura 1) 59cm. A3 = 29cm. A2 = 30cm. A1 = 28cm.El dipolo doblado se puede hacer cortando 4 piezas: las dos partes del dipolo (140,5 menos los 4,5 cm que los separa en el aislador -Figura 3-, son 136cm., dividido 2) la parte entera del dipolo doblado (mide 140,5cm.) y dos pequeas piezas que las unen en los extremos. La unin la hacen achatando 1 cm. de cada extremo, los perforan y los juntan con tomillos o remaches.

En la figura 3 se ve detallademente (como si tuviramos la antena frente a nosotros) la distancia que existe entre la parte del dipolo que lleva el aislador y la parte entera (que hace contacto directo con el boom), que es de 5 cm. (entre los bordes de ambos caos). Tambin vemos la distancia que queda entre ambos extremos del dipolo que se montan en el aislador (tpico de TV o lo hacen de algn plstico, etc.), 4,5 cm., y vemos finalmente la distancia que queda entre los tornillos con los que se agarran los extremos del dipolo al aislador, 9 cm. En esos tornillos se conecta el cable de bajada (de 300 ohms). La conexin del cable debe ser muy bien hecha y protegida contra el agua y la traccin por propio peso o el viento.El nico aislador que usa la antena (que en todas las figuras se ve en negro) es el comn de TV, que tiene unos 14 cm. de largo. Lo pueden hacer hasta de madera, pero en ese caso deben pintarlo muy bien para que con la lluvia no solo no se pudra, sino que no se convierta en conductor al mojarse.Todos los elementos van conectados al boom sin ningn tipo de aislacin, lo nico aislado son los extremos interiores del dipolo doblado (Figura 3).Para unir los elementos al boom sugerimos tornillos galvanizados o de bronce, para que no se oxiden. Al perforar los tubos finos de aluminio hay que ser cuidadosos, perforando lo ms fino posible para no debilitar el metal y que se partan. Se puede fortalecer al tubo de cada bigote suplementndole por arriba del agujero de agarra con unos 203 cm. de una media caa (se puede hacer cortando a lo largo el mismo tubo de l0 mm. que usamos para los bigotes), Figura 4.

Para evitar que los elementos roten sobre el boom hay que hacerles un soporte que los mantenga fijos a 90 grados con respecto al Boom. No se debe hacer esto apretando mucho el tornillo pasante, ya que no hay que forzar el metal (se puede partir luego). En cualquier vieja antena de TV vern como son estos soportes, y que da al ingenio de cada uno como hacerlos (o directamente sacarlos de antenas viejas). Una posible solucin es hacer sobre el boom una muesca transversal en la cual el bigote quede trabado, cuidando que no se debilite el boom, ni se tuerza.La antena se monta como cualquier antena de TV. El cable que se debe usar es el plano de TV de 300 ohms. O pueden usar cable coaxil intercalando un adaptador 75/300 ohms entre cable y antena. Recuerden que hacer bien la bajada de antena es fundamental, sino nunca sabremos cmo anda la antena (en este caso muy bien).En lo posible hay que poner la antena de manera tal que podamos orientarla segn hacia donde queremos captar. Esta es una antena muy direccional, de alta ganancia hacia adelante, pero poca y nula hacia los costados y atrs.Los que prefieran comprarla hecha calculen que en La Plata pagamos por ella 28 U$S, consiguindose ms barata en Buenos Aires. Cuando compren una antena verifiquen (con este plano en mano) que la antena es realmente una YAGI, ya que he comprobado personalmente que quienes atienden negocios donde se venden antenas no tienen ni idea, lo cual ya ni siquiera es curioso, aunque siempre irritante. La yagi puede tener algunas variaciones (ms o menos directores, dos reflectores, dos dipolos) pero en lo esencial se mantiene: largo de los elementos activos (conectados al cable), espaciados. Tambin existe un modelo comercial llamarlo YAGI hbrida que en lugar de un dipolo tiene 4 dipolos abiertos, luego 6 directores (todos iguales), y claro, el reflector, con un total de 11 elementos. Es muy buena antena, de gran ganancia, pero ya es raro verla a la venta, aunque s en muchos techos. Cualquier antena de FM la podrn reconocer porque sus elementos deben rondar una media onda de FM (100MHz es la banda de 3 metros, la mitad es 1,5 m.).Suerte en la construccin, vern que si tienen lugares vacos en el dial podrn recibir grandes sorpresas.

CONTRUYENDO UNA ANTENA YAGI DE 12 ELEMENTOS, CON DIPOLO PLEGADO.

Por Luis Angosto & Gerardo Lobos.Junio de 2005http://www.guw.cl

Consideraciones generales

La antena Yagi que proponemos utiliza como elemento irradiante (Drv),el llamado "DIPOLO PLEGADO O FOLDED DIPOLE ", cuya impedancianominal es de 300 Ohms. Este dipolo, al estar instalado con elementosparasitos en su entorno, vera su impedancia reducida a 200 Ohms,aproximadamente, es decir que nuestra antena Yagi tendra unaimpedancia 4 veces mayor a la impedancia del cable coaxial (50 Ohms),que normalmente utilizamos para alimentar nuestras antenas. Si bien alconectarla a aste cable la antena funcionara, parte de la malla del cablecoaxial pasara a formar parte de la rama del elemento irradiante al queesta conectada, produciendo una variacin en la longitud de la antena yhaciendo que la frecuencia de resonancia sea distinta a la deseada, comoconsecuencia que estamos conectando un elemento balanceado (antenadipolo) a otro desbalanceado (cable coaxial).

El problema planteado se resuelve utilizando un dispositivo llamado Baloncuyo nombre proviene del tarmino inglas "BALanced-UNbalanced". Sufuncin sera corregir el desbalance entre la antena y el cable coaxial,evitando que nuestra antena resuene en una frecuencia distinta a ladeseada, por el motivo sealado.Ademas, el Balon, se aprovechara para que se comporte como adaptadorde impedancias ya que tenemos que conectar un cable de 50 a unaantena de 200 Ohms. De esto se desprende que deberemos utilizar unBalon que permita realizar una adaptacin de impedancias, con relacinde 4 a 1 (4:1).

Al utilizar un Balon, conseguiremos que nuestra antena resuene en lafrecuencia que nos interesa y esta convenientemente adaptada a laimpedancia del cable de alimentacin que utilizaremos, minimizandose deesta forma los efectos negativos en el rendimiento de nuestro sistema deantena que, en algunas ocasiones, pueden ser muy significativos.

Existen muchas formas y materiales para construirlo, pero por susimplicidad y economia hemos elegido el que se confecciona con cablecoaxial. No esta demas insistir que las conexiones deberan ser lo mascortas posibles y que las soldaduras deberan ser hechas con muchocuidado. Las longitudes de la antena Yagi y del Balon son criticas y parasu confeccin es imprescindible el uso de un Pie de Metro. Recuerde laPAZ-CIENCIA es vital a la hora de obtener buenos resultados.

El plano que se muestra a continuacin esta diseado elactricamente parala frecuencia de 2.437 GHz, correspondiente al canal 6, y sus dimensiones estan en milimetros.

Materiales

01 Metro de cable de 2,5 milimetros de seccin. *01 Palito de Rauli 6 x 6 milimetros, para maquetas.01 Caja chica de poxipol.(Pegamento epxico).50 Cms. de cable coaxial RG174.

* Nota: El cable 2,5 mm de seccin para instalaciones elactricas domiciliarias tiene aproximadamente a 1,6 mm de diametro

La construccin.

Corte un palito de Rauli de 6 x 6 milimetros para maquetas, de 450milimetros de longitud para el BOOM (soporte de los elementos ) de laantena Yagi. Con el Pie de Metro comience por marcar desde uno de losextremos un punto a 145 milimetros, desde donde comenzara laconstruccin de la antena. Especificamente ese sera el lugar donde seubicara el Reflector (R). Siga marcando los puntos segon la indicacin delplano de la imagen de arriba. Sea prolijo al hacer las marcas puesto queesta accin es unos de los factores determinantes a la hora de losresultados del trabajo.

Luego, con un taladro de pedestal, comience a hacer las perforacionescon una broca de 1,5 milimetros, segon las marcas trazadas en el palito.Tenga Paz-Ciencia y realice aste trabajo con mucho cuidado para nodesastillar la madera.

Acto seguido, corte 150 milimetros de alambre de cobre de 2,5milimetros y con el Pie de Metro, haga una marca desde uno de losextremos a 45 milimetros. En ese punto y con la ayuda de una broca de 8milimetros, haga un dobles del alambre de 180. Acomode el radio delalambre con cuidado para lograr los 10 milimetros de separacin queindica el plano del Dipolo.

Enseguida pase por la perforacin que corresponde al Drive (Drv), el ladorecto, dandole el largo de los 60 milimetros. Haga el segundo doblespara terminar el Dipolo, como se aprecia en las siguientes imagenes

Una vez hecho esto, inserte un trozo de alambre de timbre que sera elpunto de tierra del centro del Dipolo. Enrosque el alambre de timbresegon lo muestran las imagenes.

En nuestra antena, y como mostraremos aqui, hicimos con un soportecon un trocito de fibra de vidrio para circuito impreso, tal como semuestra en las imagenes, y que sirve para afirmar el dipolo y paraposteriormente, afianzar el Balon.

En las imagenes de arriba se puede apreciar en detalle como quedamecanicamente afianzado el Dipolo. Una vez mas reiteramos que seameticuloso al realizar este trabajo, puesto que asta es una de las partesmas importantes y delicadas de la antena.

A continuacin, corte cada uno de los elementos a la medida que indica elplano. Sea ordenado y cuidadoso con las mediciones y posteriormente,con la ubicacin de los elementos directores. Comience a instalar estoselementos; ponga en cada uno de estos un trozo del forro plastico delalambre cuidando que al momento de instalar cada elemento, esta alcentro del Boom, es decir que la distancia de los extremos al centro seaequidistante. Comience por el Reflector (R) y asi sucesivamente con elresto de los elementos. Una vez que este seguro que las distancia entrelos extremos esta justo al centro de cada elemento comience a pegarloscon Poxipol. (SEA PACIENTE). Una vez concluido esto, deje fraguar elPoxipol y aplique, con un secador de pelo, aire caliente y despuas limpielos residuos de pegamento que quedan en la antena.

Una vez terminado el montaje de los elementos debe alinearlos mirandodesde el frente de la antena. Posiblemente quedara mas de alguno de losdirectores desalineado, pues bien, rectifique esto, con cuidado y sin hacermucha fuerza mecanica sobre el BOOM, recuerde que aste es de madera.

Diseo y calculo del Balon.

Tal como se ha mencionado, para los efectos de producir una buenaadaptacin de impedancia entre el cable coaxial de alimentacin y laantena, utilizaremos un Balon construido con cable coaxial y se calculasegon la formula que muestra la imagen de mas abajo. Como seobserva, uno de los factores de la frmula, es lo que se denomina *** factorde velocidad***. Este parametro es muy importante y debera corresponderexactamente al indicado por el fabricante del cable coaxial que utilicemospara construir nuestro Balon.

Por ejemplo, si utilizamos el cable coaxial RG-174 para su construccin,el factor de velocidad de ese cable es de 0,66. Aplicando la frmulaanterior para el canal N 6 cuya frecuencia es 2.437 Mhz., el largo delBalon seria: (15000 x 0,66) / 2446 = 4,06 cm. Para efectos practicosnuestro Balon medira 4 cm. Las 6 centasimas de cm. puedendespreciarse. El largo debe medirse desde un extremo de la malla hastael otro extremo.

Podra utilizarse cualquier tipo de coaxial, siempre y cuando suimpedancia caracteristica sea de 50 Ohms. Ademas, por razonesmecanicas se recomienda utilizar aquellos que sean flexibles por cuantodeberemos doblarlo para realizar una figura similar a la letra U y porningon motivo debera deformarse al hacer el doblez. Las conexiones conla antena dipolo deberan ser los mas cortas posibles y la soldaduradebera quedar fluida, brillante y libre de protuberancias. El diseo delBalon se ha basado en la publicacin del Radioaficionado Belga.Guy Roels ON6MU.

El acoplamiento del Balon y el conector de entrada.

Luis ha experimentado con antenas Yagi de 4 elementos con el Balonconstruido con Cable Coaxial RG-58/U con buenos resultados. Asitambian, esta construyendo una antena Yagi de 11 elementos con elBOOM y los elementos de aluminio, cuyos detalles de construccin sepublicaran prximamente.

Durante las pruebas realizadas en el sector rural de El Transito enMelipilla, las antenas Yagi de 12 y 4 elementos que construimos nosdejaron muy conformes, puesto que los resultados obtenidos cubrieroncon creces nuestras expectativas logrando una ganancia de 11 dB y 6 dB,respectivamente, con respecto a una antena dipolo de Onda.

La antena Yagi es una muy eficiente y de alta direccionalidad. Estearticulo esta dirigido a los experimentadores y aficionados a lascomunicaciones Wireless en 2,4 GHz.

La polaridad

Vertical Horizontal

Seria interesante hacerle algon cobertor mecanico, ya sea en plastico uotro material, para proteger la antena y asi, instalarla a la intemperie.Esperamos ver la creatividad en accin por parte de ustedes. Unaalternativa seria algo similar a esto:

Cmo construir una antena direccionalTipo Yagi-uda de 15dbi de Ganancia para 2.4Ghz

Tutorial por Ing. Francisco Sanchez Clari

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Elementos Necesarios

1. Calibre tipo Vernier2. 50cm de alambre de cobre de 2 a 2,5mm de espesor hueco o macizo3. Perforadora o taladro (manual o de mesa) y mecha del dimetro del alambre de cobre4. 30cm de cao plstico para instalaciones elctricas o de PVC de 15 o 16mm de dimetro externo5. Un conector tipo N-chasis6. Soldadora y estao7. Pistola plstica (para pegar) o similar8. 30cm de cao cuadrado de metal o aluminio hueco, con 15 o 16mm de luz interna9. Una lima de metal o para uas10. 30cm de cao de PVC de caeras o desages11. Una tapa de compact disk plstica o algo similar de plstico que se pueda recortar12. Una cerveza bien helada13. Paciencia y leer todo hasta el final

Cortar los directores, el reflector y fabricar el elemento radiante

Los elementos pasivos (reflector y directores) deben cortarse primero a groso modo es decir con uno o dos milmetros de ms y luego llevarse a la medida especificada en la tabla a partir de limar los extremos.

Elem.Largo (mm)Distancia al Elem. Activo (mm)Separacin con el siguiente (mm)Tipo

155.6-31,631.6Reflector

244.1 x 19.6024.6Elem. Activo

349.224,626,1Director

444.250,725,1Director

547.775,823,7Director

643.899,533,7Director

747.5133,227,9Director

843.5161,120,8Director

948.7181,933,7Director

1048.5215,6-Director

El elemento activo debe construirse segn la imagen con un alambre de unos 15cm que deber plegarse como se muestra. Puede imprimirse la ilustracin que tiene relacin de escala 1:1 de manera de poderse guiar con el papel impreso a medida que se dobla el alambre. Una vez plegado debe estaarse como se muestra, soldando un extremo al pin central del conector N y otro al chasis. Luego se puede colocar un trozo de plstico de aproximadamente 50mm x 25mm (con un orificio del dimetro del cao en el centro) al cual se le pega el elemento activo para sostenerlo alineado con el boom de PVC.

Guardar Archivo Corel10

Perforar el cao plstico para colocar los elementos

Basndose en la tabla se deber perforar el cao de plstico o PVC de 16mm efectundole agujeros pasantes de manera de poder encastrar luego los elementos de la antena.Dado que hacer los orificios de manera alineada no es una tarea fcil se sugiere construir un simple artefacto que facilitar la tarea.

Artefacto

Este elemento consiste en un cao cuadrado de aluminio u otro material en cuyo interior se pueda colocar el cao de PVC para perforarlo cmodamente. Previamente en el cao cuadrado se han hecho los orificios pasantes para todos los elementos de la antena entonces lo nico que resta es colocar el cao de PVC en el interior y usar los agujeros ya calibrados para perforar el cao de PVC sin tener que volver a medir para cada antena todas las distancias de nuevo. Adems tiene la ventaja que mantendr alineados todos los orificios que hagamos a lo largo del PVC.Ya que es posible que hagamos varias antenas de prueba este artefacto puede hacerse en una tornera con las medidas perfectamente calibradas y luego podemos usarlo como matriz de antenas sucesivas.

Artefacto para guiar perforacionesInsertando el cao en el artefactoEfectuando perforaciones de prueba.

Efectuando perforaciones de prueba.Como queda perforado el cao. Se ven 2 agujeros pasantes que estn alineados en el centro del cao.Antena una vez pasados los elementos y su coincidencia con los orificios del artefacto

Diseo del artefacto

Proteccin Externa

Cuando ya se tiene todo el conjunto armado puede colocarse dentro de un cao de PVC y sellar los extremos con dos tapas.

Antena colocada en el interior del cao de PVCConector sobresaliendo por la parte inferior de la antena para permitir su conexinAntena terminada.

Costo

El costo de esta antena ronda los $25 (pesos Argentinos) o 7 dlares en el peor de los casos.

Parmetros

Esta antena es muy direccional teniendo cuando est bien construida 15dbi de ganancia, impedancia de entrada de 50ohms y una ROE menor de 1.5. La polarizacin ser horizontal si los elementos estn horizontalmente y por lo tanto el conector queda para abajo o para arriba. En caso de colocarse de manera que los elementos queden verticalmente (conector hacia alguno de los lados) la polarizacin ser vertical.