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           antena - tecnologia de antenas

  4-14  antena Yagi básica

A antena Yagi é provavelmente a mais popular do mundo para TV. Consiste basicamente em 3 dipolos paralelos, o central chamado driven - de onde sai a linha de descida - e outros dois diretor e refletor (figura 4-14).

Cada dipolo é referido como elemento, e o número total de elementos é uma especificação importante da antena Yagi (no exemplo da figura 4-14, "Yagi de 3 elementos"). Por ser ligado diretamente à linha de descida o driven é dito "elemento ativo"; os demais diretores e refletores não têm esta ligação direta e são denominados "elementos passivos". Refletor e diretor são acoplados eletromagneticamente ao driven, refletindo e encaminhando para ele a onda eletromagnética.

  4-15  Yagi de 5 elementos

Na figura 4-14 temos um esquema básico de antena Yagi (com 3 elementos). Entretanto, o numero de diretores pode ser aumentado até mais de uma centena. Mas na prática usa-se no máximo 12 elementos (1 refletor, 1 driven, 10 diretores), acima do que verifica-se pouca diferença no desempenho da antena. A figura 4-15 ilustra uma Yagi de 5 elementos.

  4-16  padrão de resposta da Yagi conforme número de elementos

Quanto maior o número de elementos maior a diretividade da Yagi. Acima de 5 elementos (3 diretores) ela se torna praticamente unidirecional, com direção nula (recepção mínima) nas demais direções (figura 4-16). Assim, não é recomendada a instalação de uma Yagi de muitos elementos se os sinais devem chegar de várias direções.

Aumentando o número de elementos diminui a faixa de frequências que a Yagi capta. Na maioria dos casos ela só receberá um canal de TV (6 MHz). O ganho também é proporcional ao número de elementos (mais elementos, maior o ganho), ficando entre 5 dB e 8 dB.

  4-17  impedância da Yagi  (a)  dipolo simples   (b)  dipolo dobrado

A impedância característica de uma Yagi básica com driven em dipolo simples é pouco menos de 75 O , adaptável a um cabo coaxial 75 O (figura 4-17a). Substituindo o dipolo simples por dipolo dobrado obtemos uma Yagi de impedância característica de quase 300 O , adaptável a twin 300 O (figura 4-17b). Aumentando o numero de elementos cai bastante a impedância, chegando a 10 O se houver 8 elementos.

O comprimento do driven é dado pela fórmula:

        L(metros)= 145 / F(metros)

onde F é a frequência central (em MHz) do canal que se deseja sintonizar. L é 95% de metade do comprimento de onda (l /2) do sinal, e esta redução de 5% é devida ao fator de velocidade VF (considerando a Yagi fabricada com tubos de alumínio).

  4-18  comprimentos e espessuras de tubos da antena Yagi

O refletor é 4% maior que o driven, portanto praticamente igual a l /2 (figura 4-18). O diretor mais próximo do driven é 4% menor que ele, ou seja, 91% de l /2. O diretor seguinte é 4% menor que o anterior, perfazendo 87% de l /2. O ultimo diretor é 3% mais curto que o anterior, ficando com 84% de l /2. Qualquer outro elemento que for acrescentado depois deste 5º deve manter o comprimento de 84% de l /2.

O diâmetro d dos tubos de alumínio deve ter entre 8 a 15 mm, correspondendo a aproximadamente 1/6 a 1/7 da separação e dos radiadores do dipolo dobrado. Para compensar a diminuição da impedância da antena, devido a acréscimo de elementos, projeta-se o dipolo dobrado com tubo superior de diâmetro maior que o inferior (semelhante ao artificio usado com dipolo dobrado, figura 4-12).

  4-19  dois padrões de separação entre elementos da Yagi

A distância separando os diretores - de 0,10 l a 0,25 l - também influencia a impedância característica da antena, além de outras especificações como faixa, diretividade, ganho. No primeiro caso - elementos cerrados - o refletor fica a 0,15 l do driven e todos os outros elementos têm um afastamento de 0,10 l entre si (figura 4-19). No segundo caso - elementos afastados - estes valores são 0,25 l e 0,15 l , respectivamente.

Uma visão global do efeito do afastamento dos elementos nas especificações da antena Yagi é apresentada na figura 4-20. Na última coluna vemos os diâmetros indicados para os tubos, corrigindo a queda da impedância devido ao acréscimo de elementos, para manter seu valor próximo ao ideal de 300 O .

Note que se não for seguida a correção de impedância, pela relação de diâmetros dos tubos, haverá descasamento com a linha de transmissão 300 O e grande perda de eficiência. Neste caso, aparentemente contraditório, quanto maior o número de elementos pior será o desempenho da antena (o descasamento de impedâncias será maior).

4-20  tabela de especificações da Yagi conforme afastamento entre elementos

Pela tabela da figura 4-20 e o padrão de resposta da figura 4-16 vê-se que não basta simplesmente acrescentar elementos, procurando somente aumentar o ganho. É preciso também analisar diretividade e faixa. Por exemplo, num local onde os transmissores estão afastados entre si é melhor ter antena receptora com pouca diretividade, portanto com menor número de elementos.