Por que o número do gráfico não é «o ganho exato em dBi» de uma Yagi–Uda industrial?

O ganho realizado inclui perdas no alimentador, descasamento e perdas ôhmicas; a diretividade é a integral sobre o diagrama espacial completo. Aqui calcula-se um corte azimutal de aula e a grandeza 10 log₁₀(máx |E|² / média |E|²). Serve para a tendência (mais diretores e um passo adequado sobem o indicador), não para o cálculo energético de um enlace.

O que significa o controle «defasagem dos parasitas por seção»?

Num cálculo completo as fases vêm dos comprimentos e dos passos. Aqui isso se resume num só atraso por degrau de diretores, para ver como a progressão de fase governa a interferência. Por isso as Yagi–Uda reais são sensíveis a pequenas mudanças de comprimento.

Em que isso difere de um arranjo faseado?

No arranjo faseado há radiadores iguais e um defasamento progressivo explícito. Na Yagi–Uda a fase vem da geometria e da dessintonia; só o elemento ativo é alimentado. O modelo imita isso com amplitudes desiguais e atrasos parasitas.

Por que, com passo grande, aparecem lóbulos laterais?

Uma distância elétrica maior entre elementos permite que outras direções caiam na soma em fase — o sentido é próximo dos lóbulos de grade de um arranjo. Nas Yagi–Uda reais escolhem-se o passo, o número de elementos e a sintonia para equilibrar ganho, lóbulos laterais e largura de banda.

Antena Yagi–Uda

Refletor, elemento ativo e diretores: diagrama de aula e gráfico de diretividade em função do número de diretores (modelo esquemático).

Sobre o modelo

A antena Yagi–Uda é o arranjo clássico de ponta: um refletor um pouco atrás do elemento ativo e um ou vários diretores à frente; o acoplamento mútuo redistribui as correntes de modo que, na zona distante, a irradiação se soma ao longo da lança, na direção dos diretores. Na página há um modelo didático do campo complexo: a cada elemento atribuem-se amplitude e fase no lugar das correntes induzidas em dipolos ligeiramente dessintonizados; em coordenadas polares constrói-se o corte |E(φ)|; à frente corresponde φ = 0. O gráfico extra é 10 log₁₀(D) em função do número de diretores, em que D é a razão entre o máximo e a média da potência nesse corte: um indicador de quão agudo é o diagrama, não a diretividade tridimensional completa nem o ganho de um método dos momentos. Os controles mudam o número de diretores, o passo em frações de λ, o recuo do refletor e o atraso de fase dos parasitas por seção. Uma Yagi–Uda real depende dos comprimentos exatos, do diâmetro do condutor, da fixação na lança e do casamento com o alimentador; aqui se vê por que uma abertura mais longa (mais diretores com passo razoável) estreita o lóbulo principal.

Para quem: Teoria de antenas e radioamadores: formação parasita do feixe na Yagi–Uda, em contraste com o arranjo faseado ativo.

Conceitos-chave

antena Yagi–Uda
refletor
diretor
arranjo de ponta
acoplamento mútuo
diretividade
diagrama de irradiação
elemento parasita

Como funciona

O refletor (um pouco além de λ/4) e a cadeia de diretores formam um feixe de ponta ao longo da lança: as correntes induzidas interferem na zona distante. Aqui há uma superposição de aula com passo e atraso de fase por seções reguláveis, não um cálculo completo pelo método dos momentos. O gráfico de diretividade em função do número de diretores mostra como alongar a abertura estreita o lóbulo principal; numa Yagi–Uda real o ganho e a relação frente/trás dependem dos comprimentos, da espessura e do acoplamento mútuo.

Perguntas frequentes

Por que o número do gráfico não é «o ganho exato em dBi» de uma Yagi–Uda industrial?: O ganho realizado inclui perdas no alimentador, descasamento e perdas ôhmicas; a diretividade é a integral sobre o diagrama espacial completo. Aqui calcula-se um corte azimutal de aula e a grandeza 10 log₁₀(máx |E|² / média |E|²). Serve para a tendência (mais diretores e um passo adequado sobem o indicador), não para o cálculo energético de um enlace.
O que significa o controle «defasagem dos parasitas por seção»?: Num cálculo completo as fases vêm dos comprimentos e dos passos. Aqui isso se resume num só atraso por degrau de diretores, para ver como a progressão de fase governa a interferência. Por isso as Yagi–Uda reais são sensíveis a pequenas mudanças de comprimento.
Em que isso difere de um arranjo faseado?: No arranjo faseado há radiadores iguais e um defasamento progressivo explícito. Na Yagi–Uda a fase vem da geometria e da dessintonia; só o elemento ativo é alimentado. O modelo imita isso com amplitudes desiguais e atrasos parasitas.
Por que, com passo grande, aparecem lóbulos laterais?: Uma distância elétrica maior entre elementos permite que outras direções caiam na soma em fase — o sentido é próximo dos lóbulos de grade de um arranjo. Nas Yagi–Uda reais escolhem-se o passo, o número de elementos e a sintonia para equilibrar ganho, lóbulos laterais e largura de banda.

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