Élément excité
Généralement proche d’un dipôle demi-onde. Il reçoit directement l’énergie de la ligne d’alimentation.
Directional parasitic-element antenna
Yagi-Uda antenna
The Yagi-Uda combines a driven element with a reflector and one or more parasitic directors. It provides gain in a preferred direction and attenuates signals from the rear.
Directive
Gain avant
Rapport avant-arrière
HF / VHF / UHF
Operating principle
Only the driven element is directly fed. Other elements receive energy through electromagnetic coupling. Their lengths and spacing determine phase relationships and reinforce radiation in the forward direction.
Réflecteur
Légèrement plus long que l’élément alimenté. Il favorise le rayonnement dans la direction opposée.
Directeurs
Légèrement plus courts. Ils renforcent le rayonnement vers l’avant et influencent le gain et la bande passante.
Antenna elements
| Élément | Longueur relative | Fonction principale |
|---|---|---|
| Réflecteur | Environ 3 à 7 % plus long | Réduction du rayonnement arrière |
| Élément alimenté | Proche de ½ λ | Injection de l’énergie RF |
| Premier directeur | Environ 3 à 7 % plus court | Formation du lobe avant |
| Directeurs suivants | Progressivement ajustés | Augmentation du gain et contrôle du diagramme |
Ces pourcentages ne constituent pas un plan de construction
Une Yagi performante doit être calculée ou simulée comme un ensemble complet. Modifier un seul élément change l’impédance, le gain, le rapport avant-arrière et la fréquence de fonctionnement.
Main performance characteristics
| Configuration | Gain indicatif | Rapport avant-arrière | Bande passante |
|---|---|---|---|
| 2 éléments | 3 à 5 dBi | Faible à moyen | Très large |
| 3 éléments | 6 à 8 dBi | Moyen à bon | Large |
| 5 éléments | 9 à 11 dBi | Bon | Moyenne |
| 7 à 10 éléments | 11 à 14 dBi | Très bon | Plus étroite |
Les valeurs varient fortement selon la longueur du boom, les espacements, le diamètre des éléments et l’optimisation retenue.
Radiation pattern
Impedance matching
Dipôle replié
Présente une impédance plus élevée qu’un dipôle simple. Il est souvent associé à un transformateur symétrique.
Gamma match
Permet l’alimentation d’un élément continu fixé au boom. Son réglage implique une longueur, un espacement et une capacité.
Hairpin match
Utilise une section inductive parallèle lorsque l’élément présente une impédance résistive trop faible et une réactance capacitive.
Balun de courant
Limite les courants de mode commun et préserve la symétrie du diagramme de rayonnement.
Construction method
Define the frequency
Choose the centre frequency and required bandwidth before calculating dimensions.
Choose the number of elements
More directors may increase gain, but construction becomes more critical.
Calculate the lengths
Use simulation or a validated design. Generic empirical dimensions rarely produce an optimum antenna.
Build the boom
Respect spacing accurately and keep the elements perpendicular to the boom.
Install the matching system
Use a folded dipole, gamma match, hairpin or transformer according to the design impedance.
Measure and optimize
Check SWR, impedance, front-to-back ratio and, when possible, the actual pattern.
Measurement and tuning
- Contrôler toutes les dimensions mécaniques avant les mesures.
- Éloigner l’antenne du sol et des structures métalliques parasites.
- Mesurer l’impédance au point d’alimentation.
- Régler d’abord le système d’adaptation sans modifier arbitrairement les éléments parasites.
- Contrôler le ROS sur toute la bande visée.
- Comparer le signal avant et arrière avec une balise ou une station stable.
- Vérifier que le câble coaxial ne modifie pas le diagramme par des courants de mode commun.
Advantages
- Gain directionnel important.
- Réduction des signaux et brouillages arrière.
- Construction possible sur presque toutes les bandes.
- Très adaptée au DX, aux satellites et aux liaisons faibles.
Limitations
- Nécessite généralement un rotor.
- Prise au vent et contraintes mécaniques.
- Dimensions sensibles aux erreurs de construction.
- Bande passante parfois étroite sur les modèles à fort gain.
History of the Yagi-Uda
Shintaro Uda developed the parasitic-element antenna during the 1920s at Tohoku Imperial University. Hidetsugu Yagi helped introduce it internationally. The name Yagi-Uda now recognizes both researchers.
Mechanical safety
A Yagi has significant wind load. The mast, rotor, clamps and guy wires must be designed for local weather conditions.