Entendendo como funciona uma antena Yagi-UDA

Como funciona uma antena do tipo Yagi-UDA?
Uma antena yagi-uda é basicamente uma matriz de dipolos retilíneos com um elemento de alimentação e outros elementos parasitas. Ele pode ser descrito como um arranjo final, o que significa que o arranjo é um conjunto de antenas conectadas internamente e a unidade total funciona como uma única antena.
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Uma antena é um componente essencial de qualquer sistema de comunicação sem fio. Ela é responsável pela transmissão e recepção de sinais, e sua eficiência determina a qualidade do processo de comunicação. Um dos tipos mais comuns de antena usados em muitas aplicações é a antena Yagi-UDA. Este artigo explorará o funcionamento da antena Yagi-UDA, suas vantagens e limitações.

A antena Yagi-UDA é uma antena direccional e tem o nome dos seus inventores Hidetsugu Yagi e Shintaro Uda. É também designada por antena de feixe porque concentra a energia transmitida ou recebida numa direcção específica. A antena Yagi-UDA é constituída por vários elementos, incluindo um elemento de transmissão, um ou mais reflectores e um ou mais directores. O elemento motor está ligado ao transmissor ou ao receptor e converte o sinal eléctrico em ondas electromagnéticas. Os reflectores e os directores, por outro lado, são elementos passivos que focam as ondas numa direcção específica.

A antena Yagi-UDA funciona explorando o princípio da ressonância. Quando o comprimento dos elementos é ajustado com precisão ao comprimento de onda do sinal, a antena pode transmitir ou receber a energia de forma eficiente. O elemento accionado é normalmente um dipolo, e o seu comprimento é metade do comprimento de onda do sinal. O reflector é ligeiramente mais comprido do que o elemento impulsionado e reflecte a energia de volta para o elemento impulsionado. Os directores são mais curtos do que o elemento conduzido e são colocados à sua frente. Eles focalizam a energia na direção de interesse e aumentam o ganho da antena.

O ganho de uma antena é uma medida da sua capacidade de concentrar a energia numa direcção específica em comparação com um radiador isotrópico, que irradia igualmente em todas as direcções. O ganho é normalmente expresso em decibéis relativamente a um radiador isotrópico (dBi). A antena Yagi-UDA tem um ganho elevado porque concentra a energia num feixe estreito, resultando num aumento da intensidade do sinal. No entanto, o ganho elevado tem o custo de uma área de cobertura reduzida, uma vez que a antena é direccional.

Em contrapartida, uma antena omni irradia igualmente em todas as direcções e é adequada para aplicações em que a área de cobertura é mais importante do que o ganho. As antenas omni são normalmente utilizadas para comunicações sem fios em edifícios, redes celulares e sistemas Wi-Fi. São menos dispendiosas e mais simples de instalar e manter do que as antenas direccionais.

Em conclusão, a antena Yagi-UDA é uma antena direccional eficiente que é amplamente utilizada em muitas aplicações, incluindo comunicações por satélite, radiodifusão televisiva e rádio amador. A sua capacidade de concentrar a energia numa direcção específica torna-a ideal para comunicações de longo alcance e recepção de sinais fracos. No entanto, é essencial entender o compromisso entre ganho e área de cobertura ao selecionar uma antena para uma aplicação específica.

FAQ
O que são ondas omnidireccionais?

As ondas omnidireccionais são ondas que viajam em todas as direcções a partir da fonte, o que significa que não têm uma direcção específica de propagação. Essas ondas irradiam igualmente em todos os planos perpendiculares à direção de propagação, como as ondas produzidas por uma lâmpada ou uma antena de rádio de transmissão tradicional.

Como medir o dB de uma antena?

Para medir o dB de uma antena, pode-se usar um dispositivo chamado analisador de espectro. O analisador de espectro é utilizado para medir o nível de potência dos sinais que estão a ser transmitidos e recebidos pela antena. Ao comparar o nível de potência dos sinais antes e depois de passarem pela antena, é possível determinar o ganho da antena em dB. Outro método consiste em utilizar um medidor de intensidade de campo e uma antena isotrópica para medir a intensidade do sinal a uma distância da antena. A diferença entre a intensidade do sinal medida pela antena isotrópica e a intensidade do sinal medida pela antena de teste fornece o ganho em dB.

Então, como projetar uma antena yagi uda?

O projeto de uma antena Yagi-Uda envolve o cálculo das dimensões e do espaçamento dos elementos individuais com base na freqüência desejada de operação e nas propriedades elétricas dos materiais usados. O processo normalmente envolve o uso de software especializado ou fórmulas matemáticas para determinar os comprimentos e espaçamentos ideais do elemento acionado, do refletor e dos elementos diretores. Também requer uma consideração cuidadosa de factores como o posicionamento e a correspondência de impedância da linha de alimentação para garantir a máxima eficiência e desempenho da antena.