Implementación y medidas de antena yagi 1

Informe red de antena con elementos parásitos

(Yagi-Uda)
Ana Maria Campos Mora, Santiago Aguilera González


II. MARCO TEÓRICO
Resumen – En el presente informe, se presentan aspectos
sustanciales para la construcción de antenas con elementos
parásitos de tipo Yagi-Uda para la identificación de la respuesta A. Antena :
de la modificación de diferentes parámetros como lo son:
Ganancia, Ancho de haz . Teniendo en cuenta el resultado de la
toma de los diagramas de radiación frente a 8 fases de la Una antena es un instrumento creado para transmitir o recibir
elaboración dentro de la práctica. ondas electromagnéticas hacia o desde el espacio libre. La
antena transmisora convierte la corriente en ondas
Índice de Términos – Ganancia, Ancho de haz , Yagi -Uda electromagnéticas y la antena receptora realiza el proceso
contrario.[1]
Abstract - In this report, substantial aspects are presented for
Las antenas tienen un comportamiento caracterizado por una
the construction of antennas with parasitic elements of Yagi-Uda
type for the identification of the response of the modification of serie de parámetros, los cuales son: respuesta de frecuencia,
different parameters such as: Gain, Beamwidth. Taking into polarización, ganancia, longitud y área efectiva etc .
account the result of taking the radiation patterns against 8 phases
of the elaboration within the practice.  Algunos parámetros son:
- Ganancia: Es la relación entre la densidad de
Key Words: Gain, Beamwidth, Yagi -Uda potencia radiada en la dirección del valor máximo
a la distancia R y la potencia total entregada a la
antena dividida por el área de una esfera de radio
I. INTRODUCCIÓN
R. La eficiencia es la relación entre la ganancia y
la directividad, es decir, la relación entre la

E ste informe de laboratorio tiene como objetivo analizar la

potencia total radiada y la potencia entregada a la
antena. .[2] Cuanto mayor es la ganancia,
mejor es la
reacción de la antena transmisora Yagi a las modificaciones de
los parámetros en la ganancia y el ancho del haz mediante la antena. La unidad para medir esta ganancia es el
adición de un director y un receptor. Para ello se realizaron decibelio (dB). el valor de la ganancia dada se da
medidas del diagrama de radiación E de la antena sin modificar en dBi.
y de antenas con diferentes configuraciones y añadiduras de - Ancho de banda: Es el conjunto de frecuencias
director y receptor. Estos datos se registraron y analizaron, lo que se encuentran dentro de los parámetros de la
que permitió comparar las respuestas obtenidas con respecto a antena, los cuales cumplen unas características
la ganancia y el ancho del haz. Con el fin de evaluar la mejora determinadas. [3]
de la eficiencia de la antena Yagi en comparación con la antena - Directividad: Es la medida de concentración de
simple para así mismo poder comparar los resultados con un cierta potencia radiada de una antena hacia una
dipolo lambda. Los resultados obtenidos permiten determinar la dirección en particular.[4]
configuración óptima para mejorar la eficiencia de transmisión
de señales mediante antenas Yagi y el cambio de estas al tener
menos directores o reflectores, lo cual es de gran importancia
en diferentes campos de las comunicaciones inalámbricas y la Dentro de las antenas existen diversos tipos, en este caso se
radiodifusión. trabajó con una antena Yagi-Uda la cual es capaz de recibir y
emitir señales de radiofrecuencia teniendo como consecuencia
que sea capaz de concentrar la energía radiada en una dirección

Antenas y propagación
 Implementación y medidas de antena yagi 2

B. Antena Yagi-Uda III. METODOLOGÍA

Como se explico en la introducción esta antena se utiliza para
emitir y recibir señales de radiofrecuencia, son de un tamaño La técnica y método empleada dentro del ejercicio se basa en
modesto lo que significa que son fáciles de instalar para el un enfoque científico donde las variables cambiantes se
rendimiento que ofrecen. Estas tienen un punto de alimentación encuentran definidas por la ganancia y ancho de haz , mediante
(se observará en las partes que la componen) con una el aumento o disminución de reflectores y directores , dentro
impedancia la gran mayoría de veces resistiva lo que va a de la antena yagi , con el fin de describir la causa del resultado
facilitar la adaptación a la línea de transmisión. A continuación, obtenido en los diagramas de radiación , para finalmente llegar
se observarán sus partes principales que se explicarán mediante al enfoque cuantitativo que permitirá un análisis de los datos
la antena yagi de tres elementos: obtenidos para el establecimiento de patrones de
comportamiento según la variación de las anteriores variables
ya mencionadas .

IV. DESARROLLO
En el presente laboratorio se despliega en ocho fases, con el fin
de diagramar el patrón de radiación en el plano E.

 Primera Fase:
La primera fase, consistió en colocar clips horizontales
fijando la antena Yagi como emisora y como receptora, se
montó en 𝜆/2, en clips horizontales como se observa en la fig
. 2.
Fig. 1. Imagen de una antena Yagi de tres elementos.Fuente :RfWireless -World

1. El boom: Este elemento es un elemento largo que

estructura y sostiene todos los elementos directores y
el dipolo en el lugar, asegurando que los espacios entre
los elementos están espaciados de manera correcta
para maximizar la ganancia y la directivita de esta. [5]
2. El reflector: El reflector es un elemento de tipo pasivo
el cual se coloca atrás del dipolo, su función recae en
ser el encargado de reflejar y dirigir las ondas. Nota:
este no amplifica señal simplemente ayuda a dirigirla
en una sola dirección para mejorar la sensibilidad se la
antena. [5]
3. Dipolo: Este a comparación del anterior es un
elemento activo el cual se encarga de convertir las
señales electromagnéticas a eléctricas y viceversa.
Nota: Este no amplifica la señal por si mismo, la
amplificación se logra a través de la unión de Fig. 2. Montaje #1 – Antena #1 Plano E - LVDAM-ANT
directores y reflectores. [5]
4. Director: Al igual que el reflector es un elemento A su vez se separó la antena transmisora y receptora a una
pasivo que se coloca delante del dipolo y su función es distancia de 1,5 𝑚.
dirigir y aumentar la energía radiada en la dirección
que se dese. entre más directores puede aumentarse la Nota. Siempre se trata de tener las antenas alineadas.
banda ancha de la antena. [5]

Nota: Entre mayor longitud tiene el reflector con la longitud de

onda que se está recibiendo, mayor será la ganancia y la
directividad
 Implementación y medidas de antena yagi 3

Obtenido el siguiente diagrama de radiación: Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 3 Resultados montaje #1 – Antena Plano E #1 LVDAM-ANT. Fig. 5 Resultados montaje #2 – Antena #2 Plano E - LVDAM-ANT.

 Segunda Fase:  Tercera Fase:

Se colocó en la antena receptora 𝜆/2 un alambre de 178 𝑚𝑚 En la antena Yagi, se fijó un director de 148 𝑚𝑚 a una
de largo como reflector a una distancia de distancia a una distancia de 0,075 𝑚 delante del dipolo como
se observa en la fig.
3𝑥108
0.25𝜆 = (0,25) = 0,075 𝑚 = 7,5 𝑐𝑚
1𝑥109

7,5cm

Fig. 6. Montaje #3 – Antena #2 Plano H - LVDAM-ANT.

Fig. 4 Montaje #2 – Antena #2 Plano E - LVDAM-ANT

 Implementación y medidas de antena yagi 4

Obtenido el siguiente diagrama de radiación: Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 9 Resultados montaje #4 – Antena #3 Plano E - LVDAM-ANT.

 Quinta Fase:

Fig. 7 Resultados montaje #3 – Antena #2 Plano H - LVDAM-ANT. Se montó una antena Yagi con las siguientes longitudes de
alambre.
 Cuarta Fase:
Montamos una antena Yagi de tres elementos, donde el
reflector y el director eran de 178 𝑚𝑚 y 146 𝑚𝑚
respectivamente; dejando el dipolo como elemento excitador a
una distancia de
B C
8 A
3𝑥10
𝑟= (0,15) = 0,045 𝑚 = 4,5 𝑐𝑚
1𝑥109
Fig. 10. Montaje #5 – Antena #3 Plano H - LVDAM-ANT.

Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 8. Montaje #4 – Antena #3 Plano E - LVDAM-ANT.

Fig. 11.1. Resultados montaje #5 – Antena #3 Plano H - LVDAM-ANT.

 Implementación y medidas de antena yagi 5

Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 11.2. Resultados montaje #5 – Antena #3 Plano H - LVDAM-ANT.

 Sexta Fase:
Se montó una antena Yagi de cuatro elementos teniendo en
cuenta la longitud de los alambres.

Fig. 12 Montaje #6 – Antena #4 Plano E - LVDAM-ANT.

Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 15 Resultados montaje #7 – Antena #4 Plano H - LVDAM-ANT.

 Octava Fase:
Se montó una antena Yagi de seis elementos teniendo en
cuenta la longitud de los alambres.

Fig. 16 Montaje #8 – Antena #5 Plano E - LVDAM-ANT.

Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig. 13 Resultados montaje #6 – Antena #4 Plano E - LVDAM-ANT.

 Séptima Fase:

Se montó una antena Yagi de cinco elementos teniendo en

cuenta la longitud de los alambres.

Fig. 14. Montaje #7 – Antena #4 Plano H - LVDAM-ANT. Fig. 17.1. Resultados montaje #8 – Antena #5 Plano E - LVDAM-ANT.
 Implementación y medidas de antena yagi 6

Obtenido el siguiente diagrama 3D para la caja “Antena5”,

lo anterior para la Yagi de 6 elementos:

Fig. 17.2. Resultados montaje #8 – Antena #5 Plano E - LVDAM-ANT.

 Novena Fase:
Rotar la antena transmisora y receptora, es decir, venían en
una posición horizontal, póngalas de forma vertical.

Fig.20 Resultados montaje #9 – Antena #5 Plano EH - LVDAM-ANT.

Fig. 18 Montaje #9 – Antena #5 Plano H - LVDAM-ANT.

Obtenido el siguiente diagrama de radiación:

Fig.21 Resultados montaje #9 – Antena #5 Plano 3D - LVDAM-ANT.

V. ANÁLISIS DE RESULTADOS
 Fase 1,2 y 3:
Para comprender la función de reflector y director. Compare
el diagrama de la primera y segunda fase. Describa lo que
observa

Fig.19 Resultados montaje #9 – Antena #5 Plano E - LVDAM-ANT.

Fig.22.1 Resultados montaje #1-2-3 – Antena #1-2 Plano E - LVDAM-ANT.

 Implementación y medidas de antena yagi 7

 Fases 5,6,7 y 8:
Explique la progresión de la ganancia en los diferentes
montajes, teniendo en cuenta los valores teóricos.

𝑑𝐵𝑖 = 𝑑𝐵 + 2.15
𝑑𝐵𝑑 = 𝑑𝐵𝑖 − 2.15

Tabla 1. Resultados fases 5,6,7 y 8.

Fig.22.2 Resultados montaje #1-2-3 – Antena #1-2 Plano E - LVDAM-ANT. # Elementos Ganancia Ganancia AHPME
(dBd) (dBi)
Podemos observar en la caja de Antena #2 – Plano E tenemos 3 -12.23 -10.08 53.92
un leve recorte de la ganancia en el lóbulo en los 180°. 4 -13.27 -11.12 56.12
Entonces, el reflector ayuda a enfocar la energía de la señal en
5 -13.05 -10.9 41.3
la dirección deseada y reduce la cantidad de energía que se
pierde en otras direcciones, en este caso la parte trasera (180°). 6 -10.9 -8.75 34.44
Esto puede mejorar significativamente la calidad de la señal, la
intensidad y la distancia a la que se puede transmitir o recibir. Observamos que a medida que aumentan los elementos la
ganancia aumenta, pero llega un punto en el que disminuye,
Ya para la caja Antena #2 plano H, observamos una leve esto debido a la interacción entre los elementos de la antena, lo
ganancia a comparación de la Antena #1 plano E. Entonces, el que se conoce como pérdidas de acoplamiento o de inserción.
elemento director mejora la ganancia de la antena y su Estas pérdidas pueden disminuir la ganancia total de la antena,
directividad. pero la directividad mejora, es posible observar cómo
disminuye el ancho de haz.
 Fase 4 y 5:
Compare resultados y observe los efectos de corrección.  Fase 9:
Orientar los diagramas de la antena Yagi a 0° u obtener H-E
y 3D.

Observamos en las figuras 20 y 21 un diagrama de radiación

altamente directivo, por lo que en estos casos la línea de vista
se vuelve algo fundamental; características de antenas no
omnidireccionales.

VI. PREGUNTAS DE REVISIÒN

1. Explique la relación entre un dipolo plegado, una antena de
cuadros, una antena helicoidal y una antena Yagi-Uda:

Para hablar de la relación debemos iniciar con sus

diferencias para después determinar sus relaciones.

Esta diferenciación la podemos hacer en dos grupos:

a. Antena de cuadros y el dipolo: Estás son antenas

omnidireccionales lo que significan que radian en todas
las direcciones
b. Helicoidal y Yagi: Son antenas direccionales lo
cual permite aumentar la ganancia directamente
Fig.23 Resultados montaje #4-5 – Antena #3 Plano E y H - LVDAM-ANT. proporcional a su dirección específica
En efecto se puede observar que al reubicar o corregir el
Así mismo, el di polo plegado tiene un patrón de radiación
espaciamiento entre los 3 elementos (Reflector – elemento “buena” si se tiene una dirección definida debido a su
activo - director), la antena mejora su ganancia y directividad. composición (Reflectores y directores). La antena de tipo
helicoidal se compone de un conductor en espiral lo cual
facilita la superposición de las ondas. Por último, la antena
 Implementación y medidas de antena yagi 8

yagi tiene un patrón de radiación similar a la del di polo haber interferencia entre los directores, lo que disminuye el
plegado, pero con elementos parásitos adicionales. rendimiento de la antena.

Además, a medida que se aumenta el número de elementos

2. ¿En qué se diferencia la antena Yagi de los otros tipos de de la antena, la antena se vuelve más direccional, lo que
antenas mencionados en la pregunta 1? significa que su haz de radiación se estrecha. Esto puede limitar
el área de cobertura de la antena y hacer que sea más difícil
Se pudo ver en la práctica de laboratorio que la antena Yagi apuntarla con precisión.
se compone de un dipolo a la cual a lo largo del boom se le
pueden agregar directores. Mientras las otras antenas
Por lo tanto, aunque agregar más directores puede aumentar
tienen una construcción fija de un dipolo plegado en la cual
la ganancia de una antena Yagi, esta ganancia adicional
se da debido a un tipo de óvalo conectado.
disminuye gradualmente a medida que se agrega más elementos
Finalmente, la antena de cuadros tiene espiras conductoras debido a la complejidad de la interacción entre ellos y la
fijas y la helicoidal se compone de una espirar dentro de naturaleza más direccional de la antena.
una hélice enrollando que se asemeja a esta.
VII. CONCLUSIONES
3. Explique la función de cada elemento de una antena Yagi-
Uda: El director es el más corto de los elementos parásitos y es por
donde la Yagi apunta a la estación receptora. Es relativamente
más resonante en frecuencia que su elemento conductor, y su
4. La antena yagi es una antena direccional que cuenta en su longitud es cerca de 5% más corto, progresivamente más que el
composición con un elemento excitador y activo como lo elemento conductor. La longitud del director puede variar,
es el dipolo dependiendo del espaciamiento del director, el número de
directores empleados, el patrón deseado, ancho de banda y el
Los elementos parásitos dentro de esta antena son:
diámetro del elemento. El número de directores que pueden ser
a. Reflector: Es un elemento pasivo que se coloca
usados son determinados por el tamaño físico (longitud) de la
detrás del dipolo. Este es elemento más largo y su función
es reflejar y dirigir las ondas ganancia requerida en el diseño.
b. Director: Es un elemento pasivo que se coloca
delante del dipolo. Este es el elemento más corto y su Los directores son usados para dar a la antena patrones
función es dirigir y aumentar la intensidad del campo en direccionales y ganancia. La cantidad de ganancia es
una dirección directamente proporcional a la longitud al arreglo de la antena
y no por el número de directores usados. El espacio de los
directores puede variar de 0.1 a 0.5 la longitud de onda o más y
5. Explique la relación entre la cantidad de elementos de una dependerá en gran medida de las especificaciones del diseño.
antena Yagi y su ganancia.

REFERENCES
la cantidad de elementos de una antena Yagi está [1] Lee, A. (2018). Broadband Antennas with High Gain and Directivity.
directamente relacionada con su ganancia. A medida que IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 17(4), 636-639. DOI:
se añaden más elementos a la antena, la ganancia aumenta 10.1109/LAWP.2018.2811305
[2] Zhang, L. (2021). Design of a Wideband Antenna with High Gain and
proporcionalmente. Sin embargo, también es importante
Low Cross-Polarization. Progress In Electromagnetics Research, 168, 85-
tener en cuenta que a medida que se aumenta la cantidad 93. DOI: 10.2528/PIER21020804
de elementos, la antena puede volverse más direccional y, [3] Naranjo, J.A. (2019). Antenas: teoría, diseño y aplicaciones. Marcombo.
por lo tanto, puede requerir una alineación más precisa para [4] Borja, C. (2018). Antenas: Diseño y Aplicaciones. Alfaomega.
[5] Zhang, H. (2019). Design of a High Gain Yagi Antenna for UHF RFID
obtener los mejores resultados en términos de rendimiento
Reader. International Journal of Antennas and Propagation, 2019, 1-7.
y alcance. DOI: 10.1155/2019/

6. ¿Por qué el beneficio de adicionar directores en forma

gradual decrece cunado la cantidad de elementos
aumenta?

Cada elemento de la antena Yagi interactúa con los demás

elementos de la antena, incluidos los directores, el elemento
activo (el dipolo) y el reflector. A medida que se agrega más
directores, la interacción entre ellos y los demás elementos de
la antena se vuelve más compleja. En algunos casos, puede