Wenn Sie in den 60er oder 70er Jahren während eines Laufwerks in den USA in den USA in den USA nach unten nach unten gesucht haben, haben Sie keinen Wald von TV-Antennen bemerkt. Wenn über dem Luft-TV die einzige Option war, gingen die Menschen in fantastische Längen, um in Signalen zu schleppen, mit Antennen von manchmal riesigen Anteilen, die über Dächer fliegen.
Outdoor-Antennen verschwanden jedoch im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts, da Kabellieferanten dominant waren, als unansehnliche Relikte einer unglücklichen sowie einem früheren Alter von eingeschränkten Optionen als unansehnliche Relikte von einer unglücklichen Rezeption geworfen. Aber jetzt billig, dass Kabelschneider wie Ihre wirklich beginnen, diesen einst dicken Wald zu beherrschen, diesmal um Luchtantennen, um digitale Programmierungen über die Luft zu bringen. Viele der neuen Antennen erklären unverschämt über Leistung oder Anschein, dass sie insbesondere für HDTV entworfen sind. Es ist natürlich alles Werbe-Unsinn, natürlich, seitdem ist fast jede TV-Antenne nur eine Art des klassischen Yagi-Designs. Die Physik dieser Antenne ist faszinierend, ebenso wie die Geschichte genau, wie die Antenne erfunden wurde.
“Uda wer?”
Shintaro Uda. Quelle: IEEE CINCINNATI-Sektion
Was als Yagi-Antenne in den frühen 1920er Jahren in dem Labor von Professor Shintaro Uda an der Tohoku-Imperial University in Sendai Japan beginnt. Dr. UDA arbeitet in der UKW-Band und suchte nach Methoden, um Antennen zu schaffen. Während er mit einer Resonanz-Schleifenantenne experimentierte, fand er heraus, dass ein statischer Schleifen in der Nähe der Antenne das Signal von einem omnidirektionalen Muster fernnahmet, fast so, als ob die Schleife als Reflektor wirkte.
Zusammen mit seinem Associate Hidetsugu Yagi experimentierte UDA mit unterschiedlichen Konfigurationen. Sie ersetzten letztendlich die Schleifenantenne mit einem einfachen Dipol sowie zusätzliche zusätzliche Elemente, die sie als Direktoren nannten, auf einem langen Ausleger, um den Balken weiter zu formen. Die Verwendung von acht Direktoren auf einem 15-Meter-Holzausleger, das an das Dach ihres Labors montiert ist, waren UDA sowie Yagi in der Lage, über eine Entfernung von 135 km bei 68 MHz zu interagieren, damals keine mittlere Leistung.
Hidetugu Yagi sowie “seine” Antenne. Quelle: Physik World.com
Nachdem sie ihre Erfindung übernommen hatte, war es unvermeidlich, dass die Antenne nach jemandem benannt würde. Wie es nur an Dr. Yagi kam, ist eine Geschichte eines Verrats auf Yagis Teil mit einem Hauch Naiveté auf Uda. Dr. UDA veröffentlichte jedoch die allerersten japanischen Sprachpapiere an der Antenne, jedoch aus unbekannten Gründen, das Dr. Yagi sowohl für japanische als auch für amerikanische Patente für die Antenne ohne Erwähnung von UDA verwendete. Das japanische Patent wurde dem Marconi-Geschäft in England zugewiesen, während das amerikanische Patent an RCA ging. Ohne Erwähnung von UDA sowie mit Dr. Yagi touren die englischsprachige Welt, um “seine” Antenne in verschiedenen Funktechnikkonferenzen zu diskutieren, endete die Antenne langsam mit der “Yagi-Antenne” oder das “Yagi-Array”.
Ironischerweise dank Inter-Service-Rivalitäten sowie eine Silo-Mentalität in Imperial Japan war es nur der Fang eines britischen Radars in der Schlacht von Singapur 1942, der die häusliche Erfindung dem japanischen Militär eingeführt hat. Die japanischen Intelligenzbeamten denken nicht einmal an “Yagi”, um ein japanischer Name zu sein – sie nahmen an, dass es nur ein Code-Wort der Briten war.
Parasiten
Die Hauptmerkmale der Yagi-UDA-Antenne sind eine hohe Richtungs- und hohe Gewinn. Die Wahrheit lieferte, dass die Länge jedes Aspekts nahe an einem Bruchteil der Wellenlänge des Signals liegen muss, sondern für die höheren Frequenzen am praktischsten, hauptsächlich über 30 MHz. Das heißt nicht, dass es nicht für die längeren Wellenlängen verwendet werden kann, obwohl viele Hams die 20 m und 40 m-Bänder mit einem riesigen Yagi arbeiten.
Ein Yagi für die Schinkenbänder. Beachten Sie den angetriebenen Aspekt mit der Speisezeile, sieben Direktoren sowie einen einzelnen Reflektor. Quelle: Antennei-theory.com.
Wie in Dr. Uda Originaldesign besteht ein Yagi aus einem einzigen angetriebenen Element, das parallel zu sowohl als auch Coplanar mit mindestens zwei parasitären Elementen ist. Ein sehr kleiner Stil ist ein einziger Reflektoraspekt “hinter” der angetriebene Aspekt (relativ zur Richtung des Funksignals) sowie einen einzelnen Direktoraspekt vor dem angetriebenen Element. Eine praktische Antenne dürfte mehrere Direktoren haben, desto stärker ist die Richtungs- sowie jeweils höhere Richtungen und desto höher der Verstärkung, zumindest so viel wie ein Punkt.
Dies bietet Yagis ihr charakteristisches Aussehen – ein horizontaler Ausleger mit mehreren Aspekten, die senkrecht angeordnet sind. Es gibt einige Variationen des Programms – einige Yagis haben mehrere Reflektoren oder haben eine Eckreflektoranordnung. Sowie ein paar Antennen, insbesondere TV-Antennen, haben die parasitären Aspekte in einem Winkel zurückgekehrt, anstatt dem Boom senkrecht zu sein. Zusätzlich können die Aspekte horizontal oder vertikal angeordnet sein, abhängigauf der gewünschten Polarisation.
Phase
Um das Design des Yagi zu verstehen, erinnern Sie sich, dass eine gewöhnliche alte Dipolantenne im freien Bereich ein Strahlungsmuster aufweist, das die stärkste Breitseite der Antenne ist. Das führt zu zwei riesigen Lappen von der Vorderseite sowie der Rückseite der Antenne mit Bitsignal von den Enden. Der angetriebene Aspekt eines Yagi ist nur ein halbwelliges Dipol oder manchmal ein gefaltetes Dipol, um die Impedanz zu steigern. Die parasitären Aspekte bilden sowie den Strahl, der konstruktive sowie destruktive Interferenzen verwendet.
Wie Dr. UDA entdeckt, können die parasitären Aspekte entweder induktiv oder kapazitiv mit dem angetriebenen Element gekoppelt sein. Induktive Aspekte sind etwas länger als die Halbwelle, während kapazitive Aspekte etwas kürzer sind. Die Direktoren sind alle kürzer als die Halbwelle sowie daher kapazitiv gekoppelt, während der Reflektor länger ist und induktiv gekoppelt ist. Der Unterschied zur perfekten Halbwelle ist wenig – in der Regel nur 10% bis 15%.
Konstruktives sowie destruktives Interferenz in einer Yagi-Antenne. Die umweltfreundliche Welle repräsentiert die Summe der roten sowie blauen Wellen. Quelle: radartutorial.eu.
Sowohl der Reflektor als auch die Regisseure arbeiten durch wiederaufladende Leistung vom angetriebenen Element. Der Abstand der parasitären Aspekte Familienmitglied zum angetriebenen Aspekt bestimmt die Phase des neuadrierten Signals. Der Reflektor, der induktiv reaktiv ist, führte die Leistung von 180 ° aus der Phase mit dem angetriebenen Element aus. Der Abstand wird eingestellt, um sicherzustellen, dass diese zerstörungsfreie Interferenzen von der Rückseite der Antenne auslöst, während gleichzeitig mit dem angetriebenen Signal von der Vorderseite der Antenne nahezu in-Phase ist. Dies führt zu einer konstruktiven Interferenz, wodurch der Schalten der Vorderseite ausstärkt wird. In ähnlicher Weise sind die kapazitiv gekoppelten Direktoren beabstandet, um sicherzustellen, dass sie in der Ahead-Richtung mehr oder weniger in der Phase wieder aufläuft, während sie nach hinten ausstrahlt.
Das Ergebnis ist das erhebliche Signal in Richtung der Regisseure, sowie fast nicht hinter dem Reflektor. und erinnern Sie sich, dass die Antennentheorie angibt, dass jede Art von Antenne, die überträgt, ebenso wie mit den gleichen Eigenschaften empfangen kann. Es spielt keine Rolle, ob der angetriebene Aspekt in einem Yagi von einem 100-Watt-Stromsender angetrieben wird, der mit der Beschickungszeile verbunden ist, oder von wenigen Mikrowattenen, die von einem weit entfernten TV-Turm ausgewählt wurden. Die Richtungs- und Gewinn wird gleich sein. Sowie yagis kann eine bemerkenswerte Verstärkung – bis zu 20 dBm aufweisen, wenn sie ordnungsgemäß entworfen werden.
So nützlich, wie die Yagi-Antenne ist, ist es weit von der Perfektion entfernt. Seit der entscheidenden Größe sowie den Abstand der parasitären Elemente haben Yagis eine relativ schmale Bandbreite. Die Richtung der Antenne kann auch eine Unannehmlichkeiten sein, wodurch die Antenne gedreht wird, um mehr oder weniger genau am Sender oder Empfänger zu zeigen.
Wenn Sie jedoch anfordern, ein einzelnes Abzugssignal zu ziehen, ist diese Richtungen genau das, was Sie brauchen. Das Yagi ist eine Workshorse-Antenne sowie deren Auswirkungen, die er am wahrscheinlichsten Recht hat, ist es sehr gut, dass sich viele als Yagi-Uda-Antenne mitgenommen haben.