Антенна Яги

Антенна выполнена из алюминевых труб диаметром 10 мм. И Алюминевой траверсы квадратного профиля 20х20 мм. Активный элемент «заточен» под 50 Ом, т.е. кабель подключается напрямую, желательно вблизи подключения кабеля к вибратору надеть пару ферритовых колец, на сам кабель.

Вибратор полностью изолирован от траверсы. Для лучшей прочности, я в своей конструкции между элементами и бумом поставил пластиковые диэлектрики. Которые сделаны из пластиковой водопроводной трубки внешним диаметром 20 мм. Отпиливаем от нее отрезок длинной 70 мм, и распиливаем его вдоль по всей длинне. У нас получиться две полукруглые половинки, одна для вибратора другая для рефлектора. Для активного элемента, одно отверстие сверлим точно по середине нашего изолятора, с помощью него вибратор будет крепиться к буму. А каждую половинку разрезного вибратора крепим с помощью пластиковых стяжек к самому изолятору. Рефлектор электрически соединен с бумом антенны. Через винт крепления к траверсе расположенный точно в середине элемента. Хотя для того чтобы получить антенну с более стабильными характеристиками, советую и его изолировать. Так как элементы из алюминия, подключение кабеля к вибратору выполнено с помощью лепестков, которые привинчены винтами к вибратору. Если нет под рукой алюминиевого квадратного профиля для траверсы, его с успехом можно заменить на что-нибудь диэлектрическое, например, деревянной рейкой.

Основы радиолокации

Антенны Яги относятся к продольным излучателям и используют в своем составе элементы, возбуждаемые излучением. Этот тип антенн получил свое название по имени одного из его изобретателей, японского профессора Яги. Иногда используется наименование «антенны Яги-Уда», а в русскоязычных источниках такие антенны называют антеннами типа «волновой канал». Эта конструкция антенн была специально разработана для диапазона радиоволн от высоких частот (ВЧ, HF) до верхней части диапазона очень высоких частот (ОВЧ, UHF). Антенны Яги очень популярны по причине простоты их конструкции и относительно высокого коэффициента усиления. Как правило, их относят к высоконаправленным антеннам. Помимо радио, антенны этого типа применяются и в радиолокации.

Основной элемент Яги имеет три составные части. Длина каждого пассивного элемента отличается от половины длины волны, являющейся резонансной для антенны. Если она больше (обычно на величину около 15 процентов), то такой элемент имеет индуктивные свойства и работает как рефлектор. Если же длина элемента меньше половины длины волны (с шагом 5 процентов), то элемент имеет емкостные свойства и определяется как директор, поскольку он вызывает усиление излучения в направлении от активного вибратора к директору. Для понимания принципа действия рассмотрим резонансный диполь и добавим к нему пассивный элемент, расположив его на небольшом расстоянии. Излучение диполя вызывает возбуждение пассивного элемента, причем с разностью фаз, определяемой расстоянием между ними. Емкостной характер из-за меньшей длины пассивного элемента приводит к дополнительной задержке токов и напряжений в этом элементе и, соответственно, в фазе излучаемого им поля. Поскольку разность фаз соответствует расстоянию между элементами, то оба излучаемых поля (активного и пассивного элементов) синфазны в одном направлении и противофазны в другом направлении. Поскольку амплитуды колебаний в элементах антенны не одинаковы, сумма излучаемых ими полей увеличивается в одном направлении и уменьшается в другом.

Антенна Яги

  • Прежде всего, Yagi-Uda — это не просто конструкция антенны, это — очень большой класс антенн, включающий в себя огромное число подклассов и несметное количество практических конструкций. Волновой канал может быть как узкополосный, так и широкополосный, иметь совершенно различное входное сопротивление и при этом содержать разное число элементов. Обычно, при прочих равных условиях, более длинная антенна, с бóльшим числом элементов имеет бóльшее усиление.
  • Некоторые путают волновой канал и логопериодическую антенну. Ну а какая разница? И тут и там такой себе «ёршик на палке». На самом деле разница огромна. Логопериодическая антенна относится к совершенно другому классу сверхширокополосных антенн и ей у нас посвящена отдельная статья.
  • Представленный на нашем сайте калькулятор Yagi-Uda конструкции DL6WU рассчитывает узкополосную антенну подкласса Long-Yagi с входным сопротивлением 200 Ом, которая была специально разработана для любительской УКВ радиосвязи. Очевидно, что такая антенна совершенно не пригодна для приема DVB-T2.
  • Для приема цифрового телевидения нам потребуется широкополосная Yagi-Uda, перекрывающая по критерию КСВ

Директоры и элементы рефлектора антенны сделаны из дюралюминиевых трубок диаметром 6 мм, для изготовления вибратора используется трубка диаметров 8 мм. Бум и уголковый рефлектор изготовлены из дюралевого профиля 15х15 мм. Элементы антенны не изолированы от бума, при этом бум монтируется на металлическую заземленную мачту, что позволяет защититься от атмосферной статики. В этом преимущество данной конструкции перед предыдущей. Вибратор крепится на нижнюю грань стрелы, директоры и элементы рефлектора запрессовываются внутри бума. Оси директоров смещены вверх относительно оси стрелы на 3,5 мм (или 4мм от верхней грани бума до оси директора), в результате чего они фактически находятся внутри бума непосредственно по его верхней гранью. Это если антенна расположена так как на фото и чертеже, конечно же ее можно и развернуть на 180° относительно оси стрелы. Конструктивные размеры антенны можно видеть на следующем изображении:

За последние несколько десятилетий антенна Яги-Уда является наиболее часто используемым типом антенны для приема ТВ. Это самый популярный и простой в использовании тип антенны с лучшими характеристиками, который славится своим высоким усилением и направленностью

На рисунке изображена четкая форма антенны Яги-Уда. Центральная стержневидная структура, на которой установлены элементы, называется стрелой . Элемент, к которому присоединена толстая черная головка, является ведомым элементом, к которому внутренняя линия электропередачи подключена через этот черный стержень. Единственный элемент, присутствующий в задней части ведомого элемента, является отражателем , который отражает всю энергию в направлении диаграммы направленности. Другими элементами перед ведомым элементом являются направляющие, которые направляют луч в нужном направлении.

Yagi не требующая настройки

В процессе моделирования антенн при помощи программы Quick Yagi я выяснил, что можно спроектировать антенну с волновым сопротивлением 50 Ом, что точно соответствует сопротивлению кабеля, и тогда отпадает необходимость в согласующем устройстве. Возможно другим это моё «открытие» известно давно. Что это даёт? Во-первых, настройка гаммы или омеги – дело хлопотное. Во-вторых, гамма или омега являются частотно-зависимыми элементами и поэтому могут «затушевать» настройку (подгонку) элементов антенны и даже сузить её рабочий диапазон. Так зачем же эту гамму применяют? Она нужна тогда, когда волновое сопротивление антенны меньше 50 Ом. Зачем же делать меньше? Да это получается само собой в процессе настройки антенны, который традиционно заключался в подгонке длины рефлектора с целью достичь максимального подавления заднего лепестка диаграммы направленности и в подгонке длины директора (директоров) с целью получить максимальное усиление. После нескольких проб (иногда десятков)можно было получить удачное сочетание этих параметров, и тогда эта антенна получала признание, публиковалась и даже получала название, например, квадраты UA4IF, Яги K2PV и т.д. При этом не учитывались местные условия. Например, при наличии уклона местности 2-3 градуса можно получить в этом направлении прибавку усиления больше, чем от добавления одного или даже двух директоров. Вернёмся к свойствам антенны. При приближении размера директора к размеру излучателя усиление антенны растёт, её сопротивление уменьшается, а рабочая полоса частот сужается:

Суммируя сказанное выше можно рекомендовать следующую процедуру проектирования и постройки антенны.
1. Задаемся конечной целью: какую антенну нам надо.
— а. широкополосная антенна, охватывающая как SSB, так и телеграфный участки диапазона. При этом у нас нет желания (или возможности) опускать антенну для подстройки. Тогда лучше всего подойдёт антенна с волновым сопротивлением 50 Ом и небольшим усилением.
— б. есть возможность опускать антенну для подгонки в случае отклонения от заданных параметров. Тогда задаёмся сопротивлением 35 Ом со средним коэффициентом усиления.
— в. нам нужна узкополосная антенна для телеграфного участка с максимальным усилением. Задаёмся сопротивлением 25 Ом с достижением высокого коэффициента усиления.
2. Сколько элементов должна иметь антенна? Если длина траверсы (бума) меньше 0,4 длины волны, то нет смысла делать больше 3 элементов. Если задаёмся сопротивлением 50 Ом, то расстояние «Рефлектор-вибратор» лучше взять не менее 0,15 дл. волны, а при R=25-35Ом лучше взять поменьше.
3. Запускаем программу в режиме автоматического или ручного проектирования с заданным количеством директоров (можно с количеством «0» для двух элементов).
4. Запускаем режим оптимизации по усилению. Получим результат с сопротивлением 27-35 Ом.
5. Включаем оптимизацию ширины полосы с параметром «широкая». Сопротивление слегка повысится.
6. Приступаем к ручному редактированию размеров антенны для достижения ТОЧНОГО значения желаемого сопротивления. Варьируем размерами рефлектора и директора (директоров), а также и расстояниями, периодически проверяя полученную диаграмму направленности и кривую КСВ. Можно спроектировать несколько антенн с одинаковым сопротивлением и после сравнения остальных характеристик выбрать лучшую.
7. После изготовления и установки измеряем сопротивление. Если оно соответствует проектному, то больше ничего проверять не надо, все остальные параметры также получатся. Если сопротивление отличается от расчётного, надо смоделировать на компьютере, на сколько требуется изменить длину директора (и какого директора, если он не один). Обычно это незначительная величина. Никаких настроек подавления и усиления делать не надо, это может только ухудшить параметры антенны.

Антенна Яги – Уда — Yagi–Uda antenna

Один из способов представить себе работу такой антенны — рассматривать паразитный элемент как обычный дипольный элемент конечного диаметра, питаемый в его центре, с коротким замыканием в точке его питания. Как хорошо известно в теории линий передачи , короткое замыкание отражает всю падающую мощность, сдвинутую по фазе на 180 градусов. Таким образом, можно было бы смоделировать работу паразитного элемента как суперпозицию дипольного элемента, принимающего мощность и отправляющего ее по линии передачи к согласованной нагрузке, и передатчика, отправляющего такое же количество мощности по линии передачи обратно к антенне. элемент. Если бы переданная волна напряжения была сдвинута по фазе на 180 градусов с принятой волной в этой точке, суперпозиция двух волн напряжения дала бы нулевое напряжение, что эквивалентно замыканию диполя в точке питания (что делает его сплошным элементом, как есть ). Таким образом, полуволновой паразитный элемент излучает волну, сдвинутую по фазе на 180 ° с падающей волной.

Иллюстрация прямого усиления двухэлементной решетки Яги – Уда с использованием только ведомого элемента (слева) и директора (справа). Волна (зеленая) от ведомого элемента возбуждает ток в пассивном директоре, который повторно излучает волну (синюю), имеющую определенный фазовый сдвиг (см. Пояснение в тексте). Сложение этих волн (внизу) увеличивается в прямом направлении, но приводит к отмене в обратном направлении.

Антенна «волновой канал» была изобретена в 1926 году Синтаро Уда из Университета Тохоку, расположенного в городе Сендай в Японии, в работе принимал участие также Хидэцугу Яги, его коллега. Яги опубликовал первое описание антенны на английском языке, в связи с чем в западных странах она стала ассоциироваться с его именем. Яги, впрочем, всегда упоминал принципиально важную роль Уда в изобретении антенны, в связи с чем правильное название — «антенна Яги-Уда».

Антенна состоит из расположенных на траве́рсе (на рисунке — Т) активного (A) и ряда пассивных вибраторов — рефлекторов (R), расположенных относительно направления излучения за активным вибратором, а также директоров (D), расположенных перед активным вибратором. Чаще всего применяется один рефлектор, число директоров меняется от нуля до десятков. Активный вибратор имеет длину около полуволны ( 0,5 λ ), рефлектор — длину, немного большую 0,5 λ , а директоры имеют длину, меньшую 0,5 λ . Расстояния от активного вибратора до рефлектора и до первого директора составляют около 0,25 λ .

УДА-ЯГИ АНТЕННА

антенна типа “волновой канал” — антенна типа “волновой канал” директорная антенна Называется антенной Яги Уда по имени японских изобретателей, впервые описавших ее. Антенна типа “волновой канал” состоит из одного активного полуволнового вибратора и… … Справочник технического переводчика

Щелевая антенна — антенна, выполненная в виде металлического радиоволновода, жёсткой коаксиальной линии, объёмного резонатора или плоского металлического листа (экрана), в проводящей поверхности которых прорезаны отверстия (щели), служащие для излучения (или… … Википедия

Антэкс AX-2017YF направленная Yagi антенна

Антенна AX-2017YF предназначена для совместного использования с 3G-модемами диапазона 1925-2150МГц. АX-2017YF значительно улучшает качество связи на границах зон обслуживания операторами (Мегафон, МТС, Билайн и др.). Тип антенны — «волновой канал» (Яги). Активный вибратор антенны надежно укрыт от осадков и агрессивных воздействий в пластиковый корпус. Разъем антенны имеет короткое замыкание по постоянному току между внешним и внутренним проводниками.

Яги-антенна с высоким коэффициентом усиления

Подключенная через USB-адаптер, Яги-антенна (или антенна «волновой канал») выдает отличный результат, а при подключении через адаптер с усилителем выход может и вовсе поразить. Следует справедливо отметить тот факт, что показатели, полученные при помощи этой антенны, и в сравнение не идут со всеми прочими. А учитывая простоту построения этой антенны… О том, зачем именно нужна Wi-Fi антенна с увеличенным радиусом действия, мы уже не раз говорили, потому переходим непосредственно к процессу создания незаменимого помощника.


Этот вариант Wi-Fi антенны привлекает дешевизной и скоростью получения результата, а также доступностью составляющих. Кроме того, она значительно расширит возможности по части получения доступа к сети, выведя их далеко за рамки, устанавливаемые маршрутизаторами и адаптерами.

Положительные характеристики Yagi:

  • малый вес (упрощает конструкцию треккера если таковой необходим)
  • малая парусность, не требуют тяжелого штатива
  • возможность варьировать усиление и ширину ДН в зависимости от числа элементов антенны
  • возможность установки непосредственно на видео приемнике (в случае 3-4 элементов)

Недостатки:

  • необходимость точного изготовления
  • сложность расчета
  • большие габариты (в случае узконаправленных Yagi)

Для затравки выложу модель 5 элементной антенны посчитанной в программе MMANA и оптимизирована для частоты 1160 МГц (3-й китайский канал), предполагается как замена патч-антенне ближнего боя

В связи с интересом к данному типу антенн думаю пора открывать отдельную тему.
Предлагаю всем здесь выкладывать свои конструкции Яги-антенн, делиться результатами по полученной дальности управления/приема видео, а также ссылки на готовые антенны в продаже проверенные на практике.

Уда Яги на 433 мГц

Итак, сегодня хочу с вами поделится простой самодельной антенной на LPD-диапазон «433 MHz.» (а точнее настроенную на 435), которую я собрал по статье, написанной Игорем Лаврушовым (UA6HJQ) в 2001 году. Антенна автором была успешно проверена в горах Северного Кавказа, я же хочу поделится своим опытом и моментами, где она может пригодиться. Антенна эта называется «3x-элементный волновой канал» или как её ещё называют Яги-Уда, антенна Яги, Yagi antenna, Яга.

Схема с размерами элементов на фото.
— длина рефлектора 329мм
— длина активного элемента 293мм
— ширина активного элемента 20мм
— длина директора 304мм
расстояние между рефлектором и активным элементом 107мм (от центра)
расстояние между активным элементом и директором 187мм (от центра)

Вам может понравиться =>  Сроки Выплаты Страховки По Инвалидности В Системе Мвд
Adblock
detector