Antenne Yagi-Uda

[maverikgoos]

Ciao a tutti!

Potete dirmi le linee guida per costruire ad-hoc una yagi? Ho cercato molto su internet ma non ho trovato niente. Volevo capire come dimensionare il Riflettore il dipolo e i direttori.

Ciao e grazie!

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

Ciao a tutti!

Potete dirmi le linee guida per costruire ad-hoc una yagi? Ho cercato molto su internet ma non ho trovato niente. Volevo capire come dimensionare il Riflettore il dipolo e i direttori.

Ciao e grazie!

sicuro di aver cercato?!?!?
a me è venuto letteralmente fuori di tutto sulle yagi...

a titolo di esempio

http://www.google.com/search?hl=it&c...btnG=Cerca&lr=

[maverikgoos]

Ciao Hibone

Avevo trovato anch'io antenne già pronte con tutte le dimensioni per potersele autocostruire. Ma non ho mai trovato un articolo che spiegasse le procedure per calcolare e quindi dimensionare le antenne conoscendo solo la frequenza in cui deve operare.

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

Ciao Hibone

Avevo trovato anch'io antenne già pronte con tutte le dimensioni per potersele autocostruire. Ma non ho mai trovato un articolo che spiegasse le procedure per calcolare e quindi dimensionare le antenne conoscendo solo la frequenza in cui deve operare.

io ho trovato dei software per farle

in inglese hai trovato niente?!


affianca alla scritta yagi-uda anche cose del tipo "diy" oppure "do it yourself"
oppure "homebrew" o anche "home made" virgolette incluse...
puoi anche buttarti su "radio amateur" o "ham radio"
ps. di solito le antenne si indicano in termini di lunghezza d'onda...

40 metri
20 metri
etc etc...

ps.
se putacaso a te l'antenna direzionale serve per il wifi buttati sulla "cantenna".. minimo sforzo, massimo risultato

ps.
ma sicuro di aver cercato?!

http://www.google.com/search?hl=it&c...btnG=Cerca&lr=
primo risultato

[maverikgoos]

Originariamente inviato da hibone

io ho trovato dei software per farle

in inglese hai trovato niente?!


affianca alla scritta yagi-uda anche cose del tipo "diy" oppure "do it yourself"
oppure "homebrew" o anche "home made" virgolette incluse...
puoi anche buttarti su "radio amateur" o "ham radio"
ps. di solito le antenne si indicano in termini di lunghezza d'onda...

40 metri
20 metri
etc etc...

ps.
se putacaso a te l'antenna direzionale serve per il wifi buttati sulla "cantenna".. minimo sforzo, massimo risultato

ps.
ma sicuro di aver cercato?!

http://www.google.com/search?hl=it&c...btnG=Cerca&lr=
primo risultato

Dunque guardando bene nel primo link qualcosina ho trovato.
http://www.repairfaq.org/filipg/LINK/yagi.html
In questa pagina ci sono 2 esempi una yagi a 3 elementi e una a 6 elementi.

Quì infatti ti indicano di fare i calcoli dividento ʎ per dei valori, però nei due casi i valori sono diversi... e non capisco perchè...

L'antenna che stò cercando di costruire è appunto per i 2.4Ghz però siccome mi piace capire come funzionano le cose e non solo copiarle volevo capire come eseguire i calcoli per costruire la Yagi.

La cantenna è sicuramente uno sforzo minimo... ma rispetto ad una Yagi è completamente un'altra cosa fidati

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

Dunque guardando bene nel primo link qualcosina ho trovato.
http://www.repairfaq.org/filipg/LINK/yagi.html
In questa pagina ci sono 2 esempi una yagi a 3 elementi e una a 6 elementi.

Quì infatti ti indicano di fare i calcoli dividento ʎ per dei valori, però nei due casi i valori sono diversi... e non capisco perchè...

L'antenna che stò cercando di costruire è appunto per i 2.4Ghz però siccome mi piace capire come funzionano le cose e non solo copiarle volevo capire come eseguire i calcoli per costruire la Yagi.

La cantenna è sicuramente uno sforzo minimo... ma rispetto ad una Yagi è completamente un'altra cosa fidati

non ti so dire se la cantenna è meglio o peggio...
sarebbe bene controllare il diagramma di irraggiamento e il guadagno per poterlo dire, sicuramente bucare una lattina d'olio costa relativamente poco...

non so come calcoli la tua lambda sinceramente... forse c'è da considerare la costante dielettrica del mezzo

[hibone]

questo è un omaggio del tutto gratuito e non richiesto...
spero apprezzerai

http://www.bbwire.net/index.php

[maverikgoos]

Allora, i miei esperimenti con le cantenne non mi hanno dato ottimi risultati

Allora ho deciso di optare su una più performate Yagi molto più direttiva come puoi vedere dai diagrammi di irradiamento

Yagi


Cantenna


Per calcolare la lunghezza d'onda faccio così:


dove:

λ = è la lunghezza d'onda di un'onda elettromagnetica
c = velocità della luce = 3×108 m/s
ν = frequenza dell'onda.

[hibone]

Per la cantenna:
come c'è scritto sul sito, un tubo più lungo aumenta la direttività è una guida d'onda... ovviamente devi spostare il monopolo...

poi beh... pure la yagi non è che sia complicatissima eh...

per la lunghezza d'onda forse cambia il fattore C ( non siamo nel vuoto ) dovresti controllare come han fatto i conti...

quel sito dovrebbe avere link abbza gustosi

PS.
Prima di essere frainteso vorrei precisare una cosa.
Non voglio sostenere la superiorità di un'antenna rispetto all'altra, ogni antenna se ben progettata e realizzata assolve al suo compito...
Ipotizzavo solo che la yagi fosse più elaborata ( in testa avevo in realtà la log periodica ) da realizzare, per questo dicevo che forse la cantenna era più semplice...

la scelta ovviamente deve tenere conto di zona, ingombro, esposizione al vento...
il principio di funzionamento è diverso chiaramente, ma sono entrambe fortemente direzionali...

vedo se trovo altri diagrammi per essere più chiaro e concludo...

niente diagrammi, cercherò di esprimermi a parole...
entrambe le tipologie sono fortemente unidirezionali, quindi mi pare strano che non si possa realizzare lo stesso diagramma di irraggiamento con entrambe...

ps. ho trovato questo..
http://www.netscum.com/~clapp/wireless.html

[maverikgoos]

Originariamente inviato da hibone

ps. ho trovato questo..
http://www.netscum.com/~clapp/wireless.html

L'avevo visto anch'io e se noti usa la costante c a 3000ecc... m/s.

Per quanto riguarda le antenne, il mio "problema" non è costruirle ma capire con quali criteri costruirle. Se giro su gooogle trovo tantissime Yagi già belle e pronte, ma non riesco a capire con quale linea guida vengano costruite. Per le cantenne ho trovato le stesse linee guida, ma sulle Yagi no...

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

L'avevo visto anch'io e se noti usa la costante c a 3000ecc... m/s.

Per quanto riguarda le antenne, il mio "problema" non è costruirle ma capire con quali criteri costruirle. Se giro su gooogle trovo tantissime Yagi già belle e pronte, ma non riesco a capire con quale linea guida vengano costruite. Per le cantenne ho trovato le stesse linee guida, ma sulle Yagi no...

il principio fisico chiaramente è lo stesso della cantenna... si eccita un campo elettromagnetico in aria e questo si propaga...

il metodo di convogliamento del campo chiaramente varia.. però qui hai com'è fatta la yagi



dove vedi che un dipolo è pilotato, mentre gli altri sono "liberi" e costruiti per risuonare col primo...
in questo modo il campo viene eccitato in una direzione e smorzato in tutte le altre... il riflettore come il nome suggerisce è piazzato in una posizione tale da riflettere il campo diretto verso "la destinazione errata"

per uno studio approfondito beh.. lascia perdere il web e passa alla biblioteca, ma dubito che tu abbia voglia di esaminare le equazioni d'onda alle condizioni al contorno degli elementi della yagi uda

[maverikgoos]

i4jmy Scrive "Lo scopo di questo articolo è di spiegare con semplicità il funzionamento della famosissima antenna yagi. Eviterò di proposito formule complesse e richiami a concetti scientifici di fisica newtoniana. Semplificazioni ed analogie sostituiranno i perfezionismi ed un mettersi in cattedra che sarebbe fuori luogo in questo ambito ed in questo sito web.

A causa di una terminologia in parte fuorviante, quantomeno per capire davvero quale sia il principio fisico su cui si basa l’antenna in questione, si potrebbe pensare che in una yagi i direttori “dirigano” ed il riflettore “rifletta”, quasi che i primi si comportino come lenti focalizzanti ed il secondo sia invece una sorta di specchio. In realtà, il riflettore non “riflette” ed i direttori non “concentrano”, il principio di funzionamento della Yagi è alquanto differente.




La yagi è un’antenna composta da due o più elementi di lunghezze leggermente differenti ma comunque vicine alla mezz’onda. Solamente uno degli elementi è collegato al cavo di discesa: esiste quindi un dipolo connesso alla linea di trasmissione, e parallelamente a questo, uno o più elementi simili che vengono posizionati a distanze opportune. Gli elementi che non sono direttamente collegati alla linea di discesa sono detti “parassiti” e prendono il nome di direttori e/o riflettori a seconda della loro posizione relativa, che ne determina anche la funzione. Insieme al dipolo, un riflettore e/o uno o più direttori formano quindi un’antenna direzionale che viene detta ad elementi parassiti, o Yagi-uda, dal nome del suo inventore.

Ma come funziona allora una yagi?

Così come un diapason si mette a vibrare se nelle sue immediate vicinanze ne viene posto un’altro identico che sta vibrando, anche due dipoli elettrici simili sono influenzati dallo stesso campo elettromagnetico se questo ha una frequenza prossima alla loro risonanza. Accade poi che una volta “eccitati”, i dipoli si influenzino anche a vicenda, esattamente come accade ai diapason portati poco fa ad esempio.

Tutti gli elementi parassiti di una yagi sono quindi comunissimi dipoli che, nell’intorno della loro risonanza, re-irradiano i segnali da cui vengono eccitati, apportandovi però una variazione di fase. Questa variazione di fase al segnale re-irradiato è funzione dalla lunghezza fisica dell’elemento, ovvero, si ha una variazione di fase all’atto della re-irradiazione se l’elemento è un po’ più lungo od un po’ più corto rispetto alle dimensioni che avrebbe se fosse in esatta risonanza. La variazione di fase sul segnale re-irradiato dipende quindi dalla componente reattiva dell’elemento, ed appunto il fenomeno appena descritto viene opportunamente sfruttato per creare un’antenna direzionale, dimensionando e posizionando gli elementi parassiti in modo ottimale.




E’ per il fatto di re-irradiare energia con una fase ben precisa (lunghezza) e per la posizione relativa (spaziatura) che gli elementi parassiti di una yagi determinano il lobo di irradiazione risultante dell’antenna, riducendo il campo in una data direzione e rafforzandolo in altre.

E’ da sottolineare che se gli elementi parassiti di un’antenna yagi cambiassero la fase del segnale ma non re-irradiassero un’energia sufficiente, cioè comparabile con quella dell'elemento connesso al trasmettitore (o ricevitore), non ci sarebbe modo di ottenere direzionalità, nè di vedere incrementata l’energia irradiata (o ricevuta) dell’antenna in certe direzioni e diminuita in altre.

Direttori e riflettori sono quindi dipoli elettricamente eccitati dai campi elettromagnetici in cui sono immersi che re-irradiano una buona parte di questa energia nell’intorno della loro risonanza. Si può dire che l’energia re-irradiata è consistente sino a che la lunghezza dell’elemento parassita non scende al di sotto del 95% rispetto alla frequenza di risonanza per i direttori, e non aumenta oltre il 107% nel caso del riflettore. Questo, ovviamente, a meno delle perdite di altro genere presenti nell’elemento, ad esempio quelle dovute ad eventuali cariche e trappole.

Come possono un riflettore od un direttore produrre una cancellazione di segnale in una data direzione?




Prendiamo il caso di un segnale irradiato da un dipolo che sia posto a .25 WL rispetto al riflettore. Notiamo innanzitutto che .25WL sono nient’altro che un quarto d’onda, ovvero 90° elettrici.
Un segnale che provenga dalla direzione del dipolo raggiungerà quindi il riflettore con un ritardo di 90° a causa della propagazione nello spazio. E’ infatti ovvio che se dal dipolo al riflettore c’è uno spazio fisico pari a .25WL, il segnale dovrà percorrere anche questo spazio per arrivarci.
Una volta arrivato, il segnale ecciterà l’elemento riflettore che a sua volta re-irradierà l’energia che non viene dissipata in calore. Dato però che il riflettore e' un po’ più lungo rispetto al dipolo risonante sulla frequenza operativa, cioè ha una reattanza di segno positivo, si determinerà una re-irradiazione che presenta anche un’inversione di fase del segnale. Questa sarà pari ad un ritardo di 180°, che sommato a quello dovuto alla spaziatura, cioè 90°, farà sì che il segnale emesso dal riflettore avrà un ritardo complessivo di 270° rispetto a quello presente sul dipolo.
Visto però che un ritardo di 270° equivale ad un anticipo di 90°, cioè –90°, se le ampiezze dei segnali sono abbastanza simili tra loro, allora l’energia irradiata da questa ipotetica yagi a due elementi risulterà minimizzata nella direzione dipolo riflettore (-90 +90°) e rinforzata in quella opposta.

E i direttori?

Al contrario del riflettore, i direttori in quanto un po’ piu' corti rispetto alla risonanza sfasano il segnale re-irradiato con segno opposto rispetto al riflettore, cioè -, ovvero in anticipo anziché in ritardo. Nei direttori la corrente circolante (e quindi l’energia re-irradiata) cala però molto piu' rapidamente di quanto accade nel riflettore via via che la lunghezza dell’elemento si allontana dalla risonanza. Lo sfasamento in anticipo di un direttore puo' essere quindi variato a seconda della sua lunghezza, arrivando fino a 90° nel caso di direttori molto corti. Sfortunatamente però, l’energia re-irradiata da un direttore molto corto è bassa e quindi il suo apporto contribuisce ben poco al campo complessivo prodotto dall’antenna.
Nel caso del direttore, il ritardo dovuto alla posizione fisica dell’elemento e' quindi variato opportunamente dall’anticipo dovuto alla corrente che circola in un elemento che ha una reattanza di segno negativo (più corto della risonanza). L’effettivo sfasamento di un direttore spaziato di 90° (0.25WL) dal dipolo puo' arrivare ad essere–90 +90 –180, cioè –180°.
Analogamente all’esempio del riflettore, in una direzione la re-irradiazione del direttore si somma a quella prodotta dal dipolo, o dall’insieme dipolo-riflettore se esiste un riflettore, mentre nell’altra va a cancellarla.

E’ molto importante notare che la corrente circolante nel direttore, qualora sia presente un riflettore, non è solamente maggiore di quella che circolerebbe in un semplice dipolo, ma è il 50% in più. La stessa considerazione ovviamente vale per il riflettore se è presente un direttore.

Questo accade in quanto l’energia nell’ulteriore elemento parassita dovrà sempre essere comparabile a quella prodotta dall’insieme dipolo-riflettore o dipolo direttore. Ad esempio, la corrente circolante nel direttore risulterà maggiore del 50% rispetto al caso in cui il riflettore non fosse presente, e addirittura doppia rispetto ad un semplice dipolo.

Per estensione del medesimo concetto, la corrente circolante nel primo direttore e nel riflettore sarà via via maggiore se aumenta il numero dei direttori, mentre l’apporto degli ulteriori direttori al guadagno ed alla direttività diminuirà via via che questi aumentano di numero.

Nelle antenne yagi, il riflettore ed i direttori (soprattutto il primo), dovrebbero il più possibile essere privi di trappole o cariche per evitare che queste riducano in modo consistente la corrente circolante e di conseguenza l’apporto degli elementi parassiti al sistema d’antenna. Non tanto per la direzionalità, ma soprattutto in termini di energia re-irradiata, quindi di efficienza e guadagno assoluto.

Ecco perchè un dipolo trappolato o caricato non è così diverso nelle prestazioni da quello corrispondente a lunghezza fisica, mentre invece un’antenna yagi con le stesse “trappole” sugli elementi fa apparire una monobanda di pari elementi qualcosa di magico, al suo confronto. Per la stessa ragione, alcune antenne multibanda di successo con pochi elementi e guadagno assoluto moderato, ma senza trappole (o quasi), hanno guadagni relativi anche di molto superiori a yagi multibanda con molti elementi realizzati però con trappole e che vanterebbero, in teoria, guadagni ben più alti.

Per riassumere, gli elementi parassiti di un’antenna yagi re-irradiano energia e questa irradiazione produce una riduzione del campo in certe direzioni ed un rafforzamento in altre, creando in questo modo direttività. Poiché nell’antenna yagi (priva di cariche e trappole) non c’e' nulla o quasi che dissipi energia, e' intuitivo che quanto non va in certe direzioni, ovvero principalmente sul retro e sul fianco, debba conseguentemente andare a rafforzare l’irradiazione nelle altre direzioni, producendo quello che viene comunemente definito “guadagno”.

A questo punto e' anche ovvio il perché sia inutile avere piu' riflettori se questi sono posti nello stesso piano del dipolo e dei direttori. Se infatti aggiungiamo un elemento oltre il riflettore, cioè nella direzione e nel piano dove l’energia e' gia' stata minimizzata, non possiamo sperare di ottenere nulla di significativo. L’energia presente sull’ipotetico secondo riflettore, quella che cioè potrebbe essere re-irradiata, è irrilevante in quanto è già stata minimizzata dall’insieme riflettore dipolo, e dagli eventuali direttori presenti.

Per la ragione opposta, aggiungere direttori posizionati opportunamente ha sempre efficacia, sia per aumentare il guadagno che per incrementare il rapporto fronte retro. L’unica limitazione all’aumento dei direttori sta nel non poterli accorciare oltre un certo livello, pena la riduzione dell’energia da questi re-irradiata. Non potendo accorciare i direttori oltre un certo limite, la banda utile dell’antenna, quella cioè dove il guadagno è alto e la direttività buona, si riduce via via che i direttori aumentano.

73,
Maurizio Panicara I4JMY

Questo è ancora più completo...

[maverikgoos]

Originariamente inviato da hibone

per uno studio approfondito beh.. lascia perdere il web e passa alla biblioteca, ma dubito che tu abbia voglia di esaminare le equazioni d'onda alle condizioni al contorno degli elementi della yagi uda

Come immaginavo... anche tu mi consigli di consultare qualche libro. L'argomento è difficile da trovare sul web..

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

Come immaginavo... anche tu mi consigli di consultare qualche libro. L'argomento è difficile da trovare sul web..

dubito che su un sito ti trovi l'analisi differenziale di tensione e corrente per una yagi... già ti basterebbe studiare come funziona il dipolo herziano
quello in lambda/4 e tenere conto del fatto che i dipoli della yagi-uda risuonano, quindi sfruttare cosa ti dice il testo che hai quotato... vedrai che nella direzione "dell'antenna" i campi elettromagnetici si sovrappongono e si rafforzano... ortogonalmente invece si attenuano...

hai voluto 'a 'bbicicletta?!

http://www.die.uniroma1.it/strutture...e1/Antenne.htm

[maverikgoos]

cavolo ci vuole la password per aprire i pdf..

[hibone]

Originariamente inviato da maverikgoos

cavolo ci vuole la password per aprire i pdf..

http://www.google.com/search?client=...utf-8&oe=utf-8

[maverikgoos]

Originariamente inviato da hibone

http://www.google.com/search?client=...utf-8&oe=utf-8

Hibone

Comunque li ho già ....

Grazie!

[hibone]

cosa ti sta succedendo Robert?!

prima eri una persona MEGLIO!

io ho solo suggerito di usare google...
se poi a te piace fraintendere...

[mazzoni]

io ne ho costruita una di yagi-uda per la frequenza dei 2.4GHz

ecco il link al video
http://www.youtube.com/watch?v=BGdwIXMexCY

[hibone]

Originariamente inviato da mazzoni

io ne ho costruita una di yagi-uda per la frequenza dei 2.4GHz

ecco il link al video
http://www.youtube.com/watch?v=BGdwIXMexCY

tanto per fare una domanda piuttosto banale...
per le microonde non sarebbe più semplice realizzare un'antenna a guida d'onda, tipo la "cantenna"??