Antena YAGI-UDA

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Campus Poços de Caldas
Engenharia Elétrica – Automação e Telecomunicação
LABORATÓRIO DE ELETROMAGNETISMO APLICADO
ANTENA YAGI-UDA
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	3
2.	OBJETIVO	4
3.	ANTENA YAGI-UDA	5
3.1.	YAGI-UDA DE N ELEMENTOS	5
3.2.	MATERIAIS UTILIZADOS NA CONFECÇÃO DA ANTENA	6
3.3.	YAGI-CALCULATOR	6
4.	CONCLUSÃO	8
1. INTRODUÇÃO
Com o grande avanço das telecomunicações, o conhecimento em antenas, torna-se imprescindível para pesquisadores e profissionais da área. Os sistemas de telecomunicações, normalmente, utilizam uma associação de duas ou mais antenas, colocadas próximas entre si, para obter maior diretividade e/ou cobertura específica. Essa associação recebe o nome de conjunto de antenas, redes de antenas ou ainda, sistemas de antenas. O conjunto de antenas lineares, constituído de dipolos, onde apenas um é excitado e os demais são elementos parasitas, é chamado de antena Yagi-Uda.
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, sendo muito aplicada como antena de TV e de celular.
Uma das antenas mais utilizadas em sistemas de telecomunicações é a antena Yagi-Uda. Entretanto, estas antenas só se tornaram mundialmente conhecidas em 1928. Desde então, a antena Yagi-Uda tem sido assunto de várias investigações analíticas e experimentais. 
2. OBJETIVO
Efetuar o projeto, confecção e apresentação de uma antena Yagi-Uda para ser aplicada em uma frequência de 900MHz. 
Estudar o princípio de funcionamento da Yagi-Uda, através da caracterização do elemento excitador e análise das estruturas de “n” elementos.
3. ANTENA YAGI-UDA
Foram realizados os cálculos e projetada uma antena Yagi-Uda utilizando o conector ser do tipo BNC macho para possibilitar avaliação de desempenho da antena com o analisador de espectro. A antena implementada deve ser testada fazendo uso de um analisador de espectro, onde deve ser medida a potência recebida pela antena. Para o teste deve ser feita a transmissão de um sinal na frequência de 900 MHz por uma antena dipolo de meio comprimento de onda.
3.1. YAGI-UDA DE N ELEMENTOS
A estrutura da Yagi-Uda de n elementos é composta por um elemento ativo, um refletor e vários elementos parasitas ou diretores. O número de elementos diretores, bem como a distância entre eles pode variar, influenciando as características da antena. Experimentos e simulações mostram que o aumento do número de elementos refletor não melhora muito a diretividade da antena Yagi-Uda. Entretanto, o acréscimo do número de elementos diretores na antena leva a um incremento no ganho máximo. 
O campo total irradiado pela antena Yagi de n elementos é obtido através do somatório dos campos individuais: 
	
	
Onde, N é o número total de elementos e Ei (θ) é o campo irradiado por cada um desses elementos.
O projeto da antena Yagi-Uda consiste em variar os parâmetros construtivos da antena, como o espaçamento, número e tamanho dos elementos, e acompanhar a resposta do ganho obtido. O objetivo é projetar uma antena com ganho considerável para operar em sistemas de 900MHz, faixa comum na área de telefonia celular.
Existem muitos procedimentos utilizados para se projetar uma antena Yagi-Uda a partir da especificação de alguns de seus parâmetros. 
3.2. MATERIAIS UTILIZADOS NA CONFECÇÃO DA ANTENA
· Boom: barra de alumínio, com uma largura de 20 mm e 400 mm de comprimento;
· Refletor, excitador e diretores: Barra roscada de 8 mm de diâmetro;
· Fixação: porcas para rosca de 8 mm;
· Cabo: utilizado cabo coaxial;
· Conexão: feito através de um conector BNC macho, compatível com a entrada do analisador de espectro.
3.3. YAGI-CALCULATOR
Para obter as medidas da antena YAGI, utilizamos o software YAGI calculator, onde conseguimos obter as medidas de cada parte (refletor, excitador, diretores e o boom). O passo a passo para obter as distâncias e medidas segue abaixo:
a) Frequência para a qual a antena trabalhará, que é de 900MHz;
b) Diâmetro do dipolo juntamente com o gap (espaço entre cada dipolo), escolhemos 4mm para o diâmetro e 4mm para o gap;
c) Escolha do cabo: utilizamos um RG6 de 75Ω;
d) Diretores: optamos por montar com um número de 4 diretores;
e) Sessão transversal e o tipo do Boom: o nosso tem 20 mm e tem sua forma quadrada;
f) Neste ponto direcionamos a forma, o tipo dos direcionadores e do refletor e seus respectivos diâmetros: no nosso caso ele é redondo, está em contato com o metal do boom e todos têm 8 mm de diâmetro;
g) Construção do dipolo: também optamos por ser redondo e com 8 mm de diâmetro.
Obedecendo todos estes passos, o software nos retorna as medidas de nossa antena, conforme a figura abaixo:
Figura 1: Aquisição de dados para antena no software Yagi Calculator
Figura 2: Resultados gerados pelo software Yagi Calculator
4. CONCLUSÃO
Com a realização deste trabalho, foi possível observar como se constrói uma antena do tipo YAGI-UDA.
Também nos permitiu um melhor entendimento das medidas de todos os componentes, diâmetros e suas distâncias.
E por fim, podemos realizar os testes de ganho com a utilização de um analisador de espectro.
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