Por PY2NFE – Ronaldo Brisolla. Boletim CWSP nº 146, Janeiro de 1999.
Continuando com esta série de artigos envolvendo estas duas artes, este mês vou falar sobre as antenas Yagi.
Uma direcional Yagi nada mais é do que um dipolo que trabalha com elementos parasitas (refletor e diretores). Basicamente o elemento parasita obtém sua “energia” devido ao acoplamento com o elemento irradiante sendo que a amplitude e a fase da corrente induzida ao elemento parasita depende de seu tamanho (sintonia) e do espaçamento entre o elemento irradiante. Com a inclusão de elementos parasitas a impedância do elemento irradiante se altera, normalmente são utilizados sistemas de aco- plamento (gamma match ou hair-pin) para poder utilizar um cabo de descida de 50 ohms.
Já sabemos como calcular um dipolo de 1⁄2 onda cujo cálculo é utilizado para a determinação do elemento irradiante, faltando-nos apenas determinar o tamanho dos elementos parasitas. O espaçamento entre os elementos varia de 0,06 a 0,25 λ, escolhendo-se o espaçamento em função do ganho desejado. Os valores de espaçamento são encontrados nos Handbooks, mas para facilitar transcrevo uma dessas tabelas abaixo (valores em λ):
Já o tamanho (comprimento) dos elementos parasitas obedece a seguinte relação:
- Refletor: 5% maior que o elemento irradiante;
- Diretores: 5 % menor para o primeiro diretor. Para os demais reduzir em 6%.
Exemplo: Calculemos uma Yagi (monobanda) de 4 elementos para 28,050 MHz.
λ= 10,68 m
Cálculo do comprimento dos elementos:
- Elemento irradiante: 71,2/28,05 = 2,53 m (cada lado) ou 5,06 m para o elemento;
- Elemento refletor: 5,06 x 1,05 = 5,31 m
- Elemento diretor (1o) = 5,06 x 0,95 = 4,80 m
- Elemento diretor (2o) = 5,06 x 0,94 = 4,75 m
Cálculo do espaçamento entre os elementos:
- Espaçamento entre refletor e irradiante (utilizando-se 0,20) ⇒ 10,68 x 0,2 = 2,13 m
- Espaçamento entre o irradiante e o primeiro diretor 10,68 * 0,16 = 1,71 m
- Espaçamento entre o primeiro diretor e o segundo diretor 10,68 * 0,16 = 1,71 m
Um detalhe importante a considerar é o diâmetro dos tubos que serão utilizados, pois isso altera a largura de sintonia. Baseado em experiências de J. P. Shanklin, o diâmetro dos elementos deve ser em torno de λ/660, sendo aceitáveis valores entre λ/400 e λ /800. Assim sendo em nosso caso, nossa direcional deveria ter o seguinte diâmetro de seus elementos; 10,68/660 = 0,016 m ou 16,18 mm. Mas utilizando os limites fornecidos podemos ampliar nossa faixa de escolha:
- 10,68/400 = 0,026 m ou 26 mm
- 10,68/800 = 0,013 m ou 13 mm
Podemos então escolher um tubo com 3⁄4 de polegada (diâmetro externo) que tem 19 mm.
Não devemos esquecer que a impedância desta antena fica em torno de 30 ohms de forma que teremos que utilizar algum sistema de acoplamento. Mas isto fica para o próximo mês.
de PY2NFE – Ronaldo