Antena Yagi-Uda

Una antena Yagi-Uda , o antena Yagi , es una antena direccional que consta de dos o más elementos de antena resonantes paralelos en una disposición axial ; ^{[ 1 ]} estos elementos suelen ser varillas (o discos) de metal que actúan como dipolos de media onda . ^{[ 2 ]} Las antenas Yagi-Uda constan de un único elemento activo conectado a un transmisor o receptor de radio (o ambos) a través de una línea de transmisión , y radiadores pasivos adicionales sin conexión eléctrica, que generalmente incluyen un reflector y cualquier número de directores . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Fue inventada en 1926 por Shintaro Uda de la Universidad Imperial de Tohoku , Japón , ^{[ 5 ]} con un papel menor desempeñado por su jefe Hidetsugu Yagi . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Los elementos reflectores (generalmente solo se usa uno) son ligeramente más largos que el dipolo excitado y se colocan detrás de este, en dirección opuesta a la transmisión deseada. Los directores, por otro lado, son un poco más cortos y se colocan delante del elemento excitado en la dirección deseada. ^{[ 4 ]} Estos elementos parásitos suelen ser dipolos en cortocircuito desintonizados, es decir, en lugar de una interrupción en el punto de alimentación (como el elemento excitado) se usa una varilla sólida. Reciben y reemiten las ondas de radio del elemento excitado, pero en una fase diferente determinada por sus longitudes exactas. Su efecto es modificar el patrón de radiación del elemento excitado . Las ondas de los múltiples elementos se superponen e interfieren para mejorar la radiación en una sola dirección, aumentando la ganancia de la antena en esa dirección.

También llamada antena de haz ^{[ 4 ]} y arreglo parásito , la Yagi se usa ampliamente como antena direccional en las bandas HF , VHF y UHF . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Tiene una ganancia de moderada a alta de hasta 20 dBi , ^{[ 3 ]} dependiendo del número de elementos utilizados, y una relación adelante-atrás de hasta 20 dB. Irradia ondas de radio polarizadas linealmente ^{[ 3 ]} y generalmente se monta para polarización horizontal o vertical. Es relativamente ligera, económica y sencilla de construir. ^{[ 3 ]} El ancho de banda de una antena Yagi, el rango de frecuencia en el que mantiene su ganancia e impedancia del punto de alimentación , es estrecho, solo unos pocos por ciento de la frecuencia central, disminuyendo para modelos con mayor ganancia, ^{[ 3 ] [ 4 ]} lo que la hace ideal para aplicaciones de frecuencia fija. El uso más grande y conocido es como antenas de televisión terrestre en azoteas , ^{[ 3 ]} pero también se utiliza para enlaces de comunicación fijos punto a punto, ^{[ 2 ]} radar, ^{[ 4 ]} y comunicación de onda corta de larga distancia por estaciones de radiodifusión y radioaficionados . ^{[ 2 ]}  

La antena fue inventada por Shintaro Uda de la Universidad Imperial de Tohoku , Japón , ^{[ 5 ]} en 1926, con un papel menor desempeñado por Hidetsugu Yagi . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Sin embargo, el nombre de Yagi se ha vuelto más conocido, mientras que el de Uda, quien aplicó la idea en la práctica o estableció el concepto mediante experimentación, suele omitirse. Esto parece deberse a que Yagi basó su trabajo en el anuncio previo de Uda ^{[ 5 ]} y desarrolló el principio del fenómeno de absorción que Yagi había anunciado anteriormente. ^{[ 8 ]} Yagi presentó una solicitud de patente en Japón sobre la nueva idea, sin mencionar el nombre de Uda, y posteriormente transfirió la patente a la empresa Marconi en el Reino Unido. ^{[ 9 ]} Cabe mencionar que, en Estados Unidos, la patente fue transferida a RCA Corporation . ^{[ 10 ]}

Las antenas Yagi se utilizaron ampliamente por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial en sistemas de radar por Japón, Alemania, el Reino Unido y los Estados Unidos. ^{[ 7 ]} Después de la guerra, se desarrollaron ampliamente como antenas de televisión domésticas .

La antena Yagi-Uda generalmente consta de varios elementos de varilla delgada paralelos, cada uno de aproximadamente media longitud de onda. Raramente, los elementos son discos en lugar de varillas. A menudo están soportados en una barra transversal o "brazo" perpendicular a lo largo de sus centros. ^{[ 2 ]} Por lo general, hay un único elemento activo dipolo que consta de dos varillas colineales conectadas cada una a un lado de la línea de transmisión, y un número variable de elementos parásitos , reflectores en un lado y opcionalmente uno o más directores en el otro lado. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Los elementos parásitos no están conectados eléctricamente a la línea de transmisión y sirven como radiadores pasivos , re-irradiando las ondas de radio para modificar el patrón de radiación . ^{[ 2 ]} Los espaciamientos típicos entre elementos varían de aproximadamente 1/10 a 1/4 de longitud de onda, dependiendo del diseño específico. Los directores son ligeramente más cortos que el elemento activo, mientras que el/los reflector/es son ligeramente más largos . ^{[ 4 ]} El patrón de radiación es unidireccional, con el lóbulo principal a lo largo del eje perpendicular a los elementos en el plano de los elementos, fuera del extremo con los directores. ^{[ 3 ]}

Convenientemente, los elementos parásitos dipolares tienen un nodo (punto de voltaje de RF cero ) en su centro, por lo que pueden fijarse a un soporte metálico conductor en ese punto sin necesidad de aislamiento, sin alterar su funcionamiento eléctrico. ^{[ 4 ]} Generalmente se atornillan o sueldan al brazo de soporte central de la antena. ^{[ 4 ]} La forma más común del elemento activo es aquel alimentado en su centro, por lo que sus dos mitades deben aislarse donde el brazo las soporta.

La ganancia aumenta con el número de elementos parásitos utilizados. ^{[ 4 ]} Normalmente solo se utiliza un reflector, ya que la mejora de la ganancia con reflectores adicionales es pequeña, pero se pueden emplear más reflectores por otras razones, como un mayor ancho de banda. Se han construido antenas Yagi con 40 directores ^{[ 3 ]} y más. ^{[ 11 ]}

El ancho de banda de una antena es, por definición, el ancho de la banda de frecuencias con una ganancia dentro de 3  dB (la mitad de la potencia) de su ganancia máxima. El arreglo Yagi-Uda en su forma básica tiene un ancho de banda estrecho, 2-3 por ciento de la frecuencia central. ^{[ 4 ]} Existe una compensación entre ganancia y ancho de banda, ya que el ancho de banda se reduce a medida que se utilizan más elementos. ^{[ 4 ]} Para aplicaciones que requieren anchos de banda más amplios, como la televisión terrestre , las antenas Yagi-Uda suelen presentar reflectores trigonales y conductores de mayor diámetro, para cubrir las porciones relevantes de las bandas VHF y UHF. ^{[ 12 ]} También se puede lograr un ancho de banda más amplio mediante el uso de "trampas", como se describe a continuación.

Las antenas Yagi-Uda utilizadas en radioaficionados a veces se diseñan para operar en múltiples bandas. Estos diseños complejos crean interrupciones eléctricas a lo largo de cada elemento (en ambos lados), donde se inserta un circuito LC ( inductor y condensador ) en paralelo. Esta trampa trunca el elemento en la banda de alta frecuencia, reduciendo su longitud a aproximadamente media longitud de onda. En la frecuencia más baja, el elemento completo (incluida la inductancia restante debida a la trampa) se encuentra cerca de la resonancia de media onda, lo que da lugar a una antena Yagi-Uda diferente . Mediante un segundo conjunto de trampas, una antena "tribanda" puede resonar en tres bandas distintas. Dados los costes asociados a la instalación de una antena y un sistema de rotor sobre una torre, la combinación de antenas para tres bandas de radioaficionados en una sola unidad resulta una solución práctica. Sin embargo, el uso de trampas presenta inconvenientes, ya que reducen el ancho de banda de la antena en cada banda, disminuyen su eficiencia eléctrica y la exponen a consideraciones mecánicas adicionales (carga de viento, entrada de agua e insectos).

Consideremos una antena Yagi-Uda compuesta por un reflector, un elemento excitado y un director, como se muestra aquí. El elemento excitado suele ser un dipolo de 1/2 λ o un dipolo plegado , y es el único componente de la estructura que se excita directamente (conectado eléctricamente a la línea de alimentación ). Todos los demás elementos se consideran parásitos ; es decir, reemiten la potencia que reciben del elemento excitado. También interactúan entre sí, pero este acoplamiento mutuo se omite en la siguiente explicación simplificada, que se aplica a condiciones de campo lejano .

Una forma de entender el funcionamiento de dicha antena es considerar un elemento parásito como un dipolo normal de diámetro finito alimentado en su centro, con un cortocircuito en su punto de alimentación. La parte principal de la corriente en una antena receptora cargada se distribuye como en una antena alimentada en el centro. Es proporcional a la longitud efectiva de la antena y está en fase con el campo eléctrico incidente si el dipolo pasivo se excita exactamente en su frecuencia de resonancia. ^{[ 13 ]} Ahora imaginamos la corriente como la fuente de una onda de potencia en el puerto (cortocircuitado) de la antena. Como es bien sabido en la teoría de líneas de transmisión , un cortocircuito refleja la tensión incidente desfasada 180 grados. Por lo tanto, se podría modelar el funcionamiento del elemento parásito como la superposición de un dipolo que recibe potencia y la envía a través de una línea de transmisión a una carga adaptada, y un transmisor que envía la misma cantidad de potencia a través de la línea de transmisión de vuelta hacia el elemento de la antena. Si la onda de voltaje transmitida estuviera  desfasada 180 grados con respecto a la onda recibida en ese punto, la superposición de ambas ondas daría como resultado un voltaje cero, equivalente a cortocircuitar el dipolo en el punto de alimentación (convirtiéndolo en un elemento sólido, como es el caso). Sin embargo, la corriente de la onda retroalimentada está en fase con la corriente de la onda incidente. Esta corriente impulsa la reradiación del elemento dipolo (pasivo). A cierta distancia, el campo eléctrico reradiado se describe mediante la componente de campo lejano del campo de radiación de una antena dipolo  . Su fase incluye el retardo de propagación (relacionado con la corriente) y un desfase adicional de 90 grados. Por lo tanto, se puede considerar que el campo reradiado tiene un  desfase de 90 grados con respecto al campo incidente.

Los elementos parásitos involucrados en las antenas Yagi-Uda no son exactamente resonantes, sino que son algo más cortos (o más largos) que 1 / 2λ , de modo que la fase de la corriente del elemento se modifica con respecto a su excitación por el elemento activo. El llamado elemento reflector , al ser más largo que 1 / 2λ , tiene una reactancia inductiva, lo que significa que la fase de su corriente está desfasada con respecto a la fase de la tensión de circuito abierto que sería inducida por el campo recibido. El desfase es, por lo tanto, mayor de 90 grados y, si el elemento reflector es suficientemente largo, puede imaginarse que el desfase se aproxime a 180 grados, de modo que la onda incidente y la onda reemitida por el reflector interfieren destructivamente en la dirección de avance (es decir, mirando desde el elemento activo hacia el elemento pasivo). El elemento director , por otro lado, al ser más corto que 1 / 2λ , tiene una reactancia capacitiva con la tensión desfasada con respecto a la de la corriente. ^{[ 14 ]} El retardo de fase es, por lo tanto, menor que 90 grados y, si el elemento director se hace suficientemente corto, se puede imaginar que el retardo de fase se aproxima a cero y la onda incidente y la onda reemitida por el reflector interfieren constructivamente en la dirección de avance.   

También se produce interferencia en sentido inverso. Esta interferencia está influenciada por la distancia entre el elemento activo y el pasivo, ya que deben tenerse en cuenta los retardos de propagación de la onda incidente (desde el elemento activo hasta el pasivo) y de la onda reemitida (desde el elemento pasivo de vuelta al activo). Para ilustrar el efecto, supongamos un  retardo de fase de cero y 180 grados para la reemisión del director y el reflector, respectivamente, y una distancia de un cuarto de longitud de onda entre el elemento activo y el pasivo. En estas condiciones, la onda reemitida por el director interfiere destructivamente con la onda emitida por el elemento activo en sentido inverso (alejándose del elemento pasivo), y la onda reemitida por el reflector interfiere constructivamente.

En realidad, el retardo de fase de los elementos dipolo pasivos no alcanza los valores extremos de cero y 180  grados. Por lo tanto, los elementos se dimensionan con la longitud y separación adecuadas para que las ondas de radio radiadas por el elemento activo y las re-radiadas por los elementos parásitos lleguen al frente de la antena en fase, superponiéndose y sumándose, lo que aumenta la intensidad de la señal en la dirección de avance. En otras palabras, la cresta de la onda directa del elemento reflector llega al elemento activo justo cuando la cresta de la onda se emite desde dicho elemento. Estas ondas llegan al primer elemento director justo cuando la cresta de la onda se emite desde dicho elemento, y así sucesivamente. Las ondas en la dirección inversa interfieren destructivamente , cancelándose entre sí, por lo que la intensidad de la señal radiada en la dirección inversa es pequeña. De esta manera, la antena irradia un haz unidireccional de ondas de radio desde el frente (extremo director) de la antena.

Si bien la explicación cualitativa anterior resulta útil para comprender cómo los elementos parásitos pueden potenciar la radiación de los elementos impulsados ​​en una dirección a expensas de la otra, la suposición de un  desfase adicional de 90 grados (adelantado o atrasado) en la onda reemitida no es válida. Por lo general, el desfase en el elemento pasivo es mucho menor. Además, para aumentar el efecto de los radiadores pasivos, estos deben colocarse cerca del elemento impulsado, de modo que puedan captar y reemitir una parte significativa de la radiación primaria.

• 
  Cómo funciona la antena. Las ondas de radio de cada elemento se emiten con un desfase, de modo que las ondas individuales emitidas en dirección ascendente están en fase, mientras que las ondas en dirección descendente están desfasadas. Por lo tanto, las ondas ascendentes se suman ( interferencia constructiva ), aumentando la potencia en esa dirección, mientras que las ondas descendentes se cancelan parcialmente entre sí ( interferencia destructiva ), reduciendo así la potencia emitida en esa dirección.
• 
  Ilustración de la ganancia directa de una antena Yagi-Uda de dos elementos utilizando únicamente un elemento excitado (izquierda) y un director (derecha). La onda (verde) del elemento excitado genera una corriente en el director pasivo, que reemite una onda (azul) con un desfase específico (véase la explicación en el texto; tenga en cuenta que las dimensiones no están a escala con los números del texto). La suma de estas ondas (abajo) aumenta en la dirección directa, pero produce una cancelación parcial en la dirección inversa.

En el diagrama adjunto se ilustra un modelo más realista de una antena Yagi-Uda que utiliza únicamente un elemento excitado y un director. La onda generada por el elemento excitado (verde) se propaga tanto en sentido directo como inverso (además de en otras direcciones no mostradas). El director recibe dicha onda con un ligero retardo temporal (un desfase de aproximadamente 45°, que será importante para los cálculos posteriores en sentido inverso). Debido a la menor longitud del director, la corriente generada en él se adelanta en fase (unos 20°) con respecto al campo incidente y emite un campo electromagnético que, en condiciones de campo lejano, se retrasa 90° con respecto a esta corriente. El resultado es una onda emitida por el director (azul) que, en este diseño particular, está retardada unos 70° (20°  -  90°) con respecto a la del elemento excitado (verde). Estas ondas se combinan para producir la onda directa neta (abajo a la derecha), con una amplitud algo mayor que la de las ondas individuales.

En sentido inverso, por otro lado, el retardo adicional de la onda proveniente del director (azul) debido a la separación entre los dos elementos (aproximadamente 45° de retardo de fase, repetido dos veces) provoca que esté desfasada unos 160° (70°  +  2  ×  45°) con respecto a la onda proveniente del elemento excitado (verde). El efecto neto de estas dos ondas, al sumarse (abajo a la izquierda), es una cancelación parcial. La combinación de la posición del director y su menor longitud ha dado como resultado una respuesta unidireccional en lugar de la bidireccional que se obtendría con el elemento excitado (dipolo de media onda) por sí solo.

Cuando un radiador pasivo se coloca cerca (a menos de una distancia de un cuarto de longitud de onda) del dipolo excitado, interactúa con el campo cercano , en el que la relación fase-distancia no está regida por el retardo de propagación, como ocurriría en el campo lejano. Por lo tanto, la relación de amplitud y fase entre el elemento excitado y el pasivo no puede entenderse con un modelo de recolección y reemisión sucesivas de una onda que se ha desconectado completamente del elemento radiante primario. En cambio, los dos elementos de la antena forman un sistema acoplado, en el que, por ejemplo, la autoimpedancia (o resistencia de radiación ) del elemento excitado está fuertemente influenciada por el elemento pasivo. Un análisis completo de dicho sistema requiere calcular las impedancias mutuas entre los elementos del dipolo ^{[ 15 ]} , lo que implícitamente tiene en cuenta el retardo de propagación debido al espaciado finito entre los elementos y los efectos de acoplamiento del campo cercano. Modelamos el elemento número _j como _si tuviera un punto de alimentación en el centro con una tensión Vj y una corriente Ij que fluyen hacia él. Considerando solo dos de estos elementos, podemos escribir el voltaje en cada punto de alimentación en términos de las corrientes utilizando las impedancias mutuas Z _ij :

${\ Displaystyle V_ {1} = Z_ {11} I_ {1} + Z_ {12} I_ {2}}$

${\ Displaystyle V_ {2} = Z_ {21} I_ {1} + Z_ {22} I_ {2}}$

Z ₁₁ y Z ₂₂ son simplemente las impedancias de excitación habituales de un dipolo, es decir, 73  +  j43  ohmios para un elemento de media onda (o puramente resistiva para uno ligeramente más corto, como suele ser el deseado para el elemento excitado). Debido a las diferencias en las longitudes de los elementos, Z ₁₁ y Z ₂₂ tienen una componente reactiva sustancialmente diferente. Por reciprocidad, sabemos que Z ₂₁ = Z _12. Ahora bien, el cálculo difícil consiste en determinar la impedancia mutua Z ₂₁ , lo cual requiere una solución numérica. Esta se ha calculado para dos elementos dipolares de media onda exactos con diferentes espaciamientos en el gráfico adjunto.

La solución del sistema es la siguiente. Designemos el elemento controlado como 1, de modo que _{V₁ e} I₁ sean la tensión y la corriente suministradas por el transmisor. Designemos el elemento parásito como 2, y dado que está en cortocircuito en su punto de alimentación _, podemos escribir que V₂ = 0. Utilizando las relaciones anteriores, podemos despejar I₂ en función _{de I₁} :  

${\ Displaystyle 0 = V_ {2} = Z_ {21} I_ {1} + Z_ {22} I_ {2}}$

y entonces

${\ Displaystyle I_ {2} = - {Z_ {21} \ over Z_ {22}} \, I_ {1}}$.

Esta es la corriente inducida en el elemento parásito debido a la corriente I ₁ en el elemento accionado. También podemos calcular la tensión V ₁ en el punto de alimentación del elemento accionado utilizando la ecuación anterior:

${\displaystyle {\begin{aligned}V_{1}&=Z_{11}I_{1}+Z_{12}I_{2}=Z_{11}I_{1}-Z_{12}{Z_{21} \over Z_{22}}\,I_{1}\\&=\left(Z_{11}-{Z_{21}^{2} \over Z_{22}}\right)I_{1}\end{aligned}}}$

donde hemos sustituido Z ₁₂ = Z ₂₁ . La relación entre el voltaje y la corriente en este punto es la impedancia de entrada Z _dp de la antena Yagi de 2 elementos:

${\displaystyle Z_{dp}=V_{1}/I_{1}=Z_{11}-{Z_{21}^{2} \over Z_{22}}}$

Con solo el elemento excitado presente, la impedancia del punto de excitación habría sido simplemente Z ₁₁ , pero ahora se ha modificado por la presencia del elemento parásito. Y ahora conociendo la fase (y amplitud) de I ₂ en relación con I ₁ como se calculó anteriormente, podemos determinar el patrón de radiación (ganancia en función de la dirección) debido a las corrientes que fluyen en estos dos elementos. La solución de una antena de este tipo con más de dos elementos procede de la misma manera, estableciendo cada V _j  =  0 para todos excepto el elemento excitado, y resolviendo para las corrientes en cada elemento (y el voltaje V ₁ en el punto de alimentación). ^{[ 16 ]} Generalmente, el acoplamiento mutuo tiende a disminuir la impedancia del radiador primario y, por lo tanto, las antenas dipolo plegadas se utilizan frecuentemente debido a su gran resistencia de radiación, que se reduce al rango típico de 50 a 75 ohmios mediante el acoplamiento con los elementos pasivos.

No existen fórmulas sencillas para diseñar antenas Yagi-Uda debido a las complejas relaciones entre parámetros físicos como

• longitud y espaciado de los elementos
• diámetro del elemento
• Características de rendimiento: ganancia e impedancia de entrada

Sin embargo , utilizando los tipos de análisis iterativos mencionados anteriormente, se puede calcular el rendimiento de un conjunto de parámetros y ajustarlos para optimizar la ganancia (posiblemente sujeto a ciertas restricciones). Dado que con una antena Yagi-Uda de n elementos hay 2n - 1   parámetros que ajustar (las longitudes de los elementos y las distancias relativas), este método de análisis iterativo no es sencillo. Las impedancias mutuas representadas anteriormente solo se aplican a elementos de longitud λ /2 , por lo que podría ser necesario recalcularlas para obtener una buena precisión.

La distribución de corriente a lo largo de un elemento de antena real solo se puede aproximar mediante la suposición habitual de una onda estacionaria clásica, lo que requiere la solución de la ecuación integral de Hallen teniendo en cuenta los demás conductores. Un análisis exacto tan completo, considerando todas las interacciones mencionadas, resulta bastante complejo, y las aproximaciones son inevitables en el camino hacia el diseño de una antena funcional. Por consiguiente, estas antenas suelen ser diseños empíricos que emplean un método de ensayo y error , a menudo partiendo de un diseño existente modificado según la intuición del usuario. El resultado puede verificarse mediante mediciones directas o simulaciones por ordenador.

Una referencia bien conocida empleada en este último enfoque es un informe publicado por la Oficina Nacional de Estándares de los Estados Unidos (NBS, por sus siglas en inglés) (actualmente el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés)) que proporciona seis diseños básicos derivados de mediciones realizadas a 400  MHz y procedimientos para adaptar estos diseños a otras frecuencias. ^{[ 17 ]} Estos diseños, y los derivados de ellos, a veces se denominan "antenas Yagi de la NBS".

Ajustando la distancia entre los directores adyacentes es posible reducir el lóbulo posterior del patrón de radiación.

La antena Yagi-Uda fue inventada en 1926 por Shintaro Uda de la Universidad Imperial de Tohoku , ^{[ 5 ]} Sendai , Japón , con la guía de Hidetsugu Yagi , también de la Universidad Imperial de Tohoku. ^{[ 6 ]} Yagi y Uda publicaron su primer informe sobre la antena direccional de proyección de ondas. Yagi demostró una prueba de concepto , pero los problemas de ingeniería resultaron ser más onerosos que los de los sistemas convencionales. ^{[ 18 ]}

Yagi publicó la primera referencia en inglés sobre la antena en un artículo de 1928 sobre la investigación de ondas cortas en Japón, y esta pasó a asociarse con su nombre. Sin embargo, Yagi siempre reconoció la contribución principal de Uda al diseño, y el nombre correcto de la antena es, como se mencionó anteriormente, la antena (o conjunto) Yagi-Uda.

La antena Yagi se utilizó ampliamente por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial en radares aerotransportados , debido a su simplicidad y direccionalidad. ^{[ 18 ] [ 19 ]} A pesar de haber sido inventada en Japón, muchos ingenieros de radar japoneses desconocían su diseño hasta finales de la guerra, en parte debido a la rivalidad entre el Ejército y la Armada. Las autoridades militares japonesas tuvieron conocimiento de esta tecnología después de la Batalla de Singapur , cuando capturaron las notas de un técnico de radar británico que mencionaba la "antena Yagi". Los oficiales de inteligencia japoneses ni siquiera reconocieron que Yagi era un nombre japonés en este contexto. Al ser interrogado, el técnico dijo que era una antena que llevaba el nombre de un profesor japonés. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ N 1 ]}

En muchos tipos de aeronaves de la Segunda Guerra Mundial, especialmente en aquellas dedicadas a patrulla marítima o cazas nocturnos, se puede observar una matriz de polarización horizontal instalada comúnmente en la superficie inferior de cada ala. Dos ejemplos de aeronaves que solían portar este equipo son el Grumman TBF Avenger, embarcado en portaaviones por la Armada estadounidense , y el hidroavión de patrulla de largo alcance Consolidated PBY Catalina . En los laterales del P-61 y en los conos de nariz de muchas aeronaves de la Segunda Guerra Mundial, en particular en los ejemplares equipados con radar Lichtenstein del cazabombardero alemán Junkers Ju 88 R-1 , y en el caza nocturno británico Bristol Beaufighter y el hidroavión Short Sunderland . De hecho, este último contaba con tantos elementos de antena dispuestos en su parte posterior —además de su formidable armamento defensivo en torretas en la nariz, la cola y la parte superior del casco— que los aviadores alemanes lo apodaron " fliegendes Stachelschwein " o "Puercoespín Volador". ^{[ 22 ]} La antena experimental de radar alemán de banda VHF Morgenstern AI de 1943-44 utilizaba una estructura de "doble Yagi" formada por pares de antenas Yagi en ángulo de 90° compuestas por seis elementos dipolo discretos, lo que permitía instalar el conjunto dentro de un radomo cónico de madera contrachapada recubierto de goma en la nariz de un avión, con las puntas extremas de los elementos de la antena Morgenstern sobresaliendo de la superficie del radomo. Un Ju 88 G-6 del NJG 4 del escuadrón de estado mayor del ala la utilizó a finales de la guerra para su radar Lichtenstein SN-2 AI. ^{[ 23 ]}

Tras la Segunda Guerra Mundial, la llegada de la televisión impulsó una amplia adaptación del diseño Yagi-Uda para la recepción de televisión en azoteas en la banda VHF (y posteriormente para la UHF ), así como para su uso como antena de radio FM en zonas periféricas. Un inconveniente importante era el ancho de banda inherentemente estrecho de la Yagi, que finalmente se solucionó con la adopción del conjunto de dipolos logarítmicos periódicos de banda ancha (LPDA). Sin embargo, la mayor ganancia de la Yagi en comparación con la LPDA la convierte en la mejor opción para la recepción en zonas periféricas , y se han desarrollado diseños Yagi complejos y combinaciones con otras tecnologías de antenas para permitir su funcionamiento en las amplias bandas de televisión .

La antena Yagi-Uda fue nombrada Hito del IEEE en 1995. ^{[ 10 ]}

• Antena (de radio)
• Conjunto de antenas
• Código electromagnético numérico
• Radiogoniómetro
• Radiogoniometría

Citas

Bibliografía

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• Antena Yagi-Uda . Información sencilla sobre el diseño básico, el proyecto y las medidas de la antena Yagi-Uda. 2008
• Antenas Yagi-Uda www.antenna-theory.com
• Calculadora de antenas Yagi y diseños por computadora 2020