Jika Anda terpikir untuk melihat ke atas selama perjalanan menyusuri jalan pinggiran kota di AS kapan saja selama tahun 60-an atau 70-an, Anda tidak akan memperhatikan hutan antena TV. Ketika TV over-the-air adalah satu-satunya pilihan, orang-orang pergi ke panjang fantastis untuk mengangkut sinyal, dengan antena terkadang proporsi besar terbang di atas atap.
Antena outdoor semua menghilang selama sepertiga terakhir abad ke-20 karena pemasok kabel akhirnya dominan, dilemparkan ke trotoar sebagai peninggalan yang tidak sedap dipandang dari usia yang disayangkan maupun dan juga penerimaan yang buruk. Tapi sekarang pemotong kabel murah seperti Anda benar-benar mulai tumbuh kembali hutan sekali-tebal, kali ini sekitar antena lofting untuk mendapatkan pemrograman digital di atas udara. Banyak antena baru yang membuat keterlaluan menyatakan tentang kinerja atau tout yang mereka dirancang khusus untuk HDTV. Itu semua omong kosong periklanan, tentu saja, sejak saat itu seperti sekarang, hampir setiap antena TV hanyalah beberapa jenis desain Yagi klasik. Fisika antena ini menarik, seperti halnya kisah tentang bagaimana antena diciptakan.
“Uda siapa?”
Shintaro Uda. Sumber: Bagian IEEE Cincinnati
Apa yang akan dipahami sebagai antena Yagi dimulai pada awal 1920-an di laboratorium Profesor Shintaro Uda di Universitas Imperial Tohoku di Sendai Jepang. Uda bekerja di pita VHF serta sedang mencari metode untuk membuat antena lebih terarah. Sambil bereksperimen dengan antena loop resonansi, ia menemukan bahwa menempatkan loop statis di dekat antena cenderung membentuk sinyal menjauh dari pola omnidirectional, hampir seolah-olah loop bertindak sebagai reflektor.
Bersama dengan rekannya Hidetsugu Yagi, Uda bereksperimen dengan konfigurasi yang berbeda. Mereka akhirnya mengganti antena loop dengan dipol sederhana, serta menambahkan elemen ekstra, yang mereka sebut direksi, pada booming panjang untuk lebih membentuk balok. Memanfaatkan delapan direktur pada boom kayu 15 meter yang dipasang ke atap laboratorium mereka, UDA serta Yagi dapat berinteraksi dengan jarak 135 km pada 68 MHz, tidak ada pencapaian rata-rata pada saat itu.
Hidetsugu Yagi serta antena “nya”. Sumber: Fisika World.com
Setelah menjuluki penemuan mereka “Antena Directional Proyektor Gelombang,” Tidak dapat dihindari bahwa antena akan dinamai seseorang. Tepatnya bagaimana hal itu dikreditkan semata-mata untuk Dr. Yagi adalah kisah beberapa pengkhianatan di bagian Yagi dengan sedikit Naive di Uda’s. Uda menerbitkan makalah bahasa Jepang pertama di antena, namun karena alasan yang tidak diketahui, Dr. Yagi digunakan untuk paten Jepang maupun Amerika untuk antena tanpa menyebutkan UDA. Paten Jepang ditugaskan ke bisnis Marconi di Inggris, sementara paten Amerika pergi ke RCA. Tanpa menyebutkan Uda, serta dengan Dr. Yagi tur dunia berbahasa Inggris untuk membahas antena “nya” di konferensi rekayasa radio yang berbeda, antena itu perlahan akhirnya menjadi “antena Yagi” atau “Yagi Array”.
Ironisnya, berkat persaingan antar-layanan serta mentalitas silo di Imperial Japan, itu hanya tangkapan dari radar Inggris yang ditetapkan selama pertempuran Singapura pada tahun 1942 yang memperkenalkan penemuan buatan sendiri kepada militer Jepang. Petugas intelijen Jepang bahkan tidak memikirkan “Yagi” menjadi nama Jepang – mereka seharusnya hanya kata kode yang dibuat oleh Inggris.
Parasit.
Karakteristik kepala antena Yagi-Uda adalah arah yang tinggi serta gain tinggi. Dengan memberikan kebenaran bahwa panjang setiap aspek perlu hampir dekat dengan beberapa fraksi panjang gelombang sinyal, paling praktis untuk frekuensi yang lebih tinggi, terutama di atas 30 MHz. Itu tidak menyatakan bahwa itu tidak dapat digunakan untuk panjang gelombang yang lebih panjang, meskipun – banyak ham bekerja dengan band 20 m serta 40 m dengan yagi besar.
YAGI untuk band ham. Perhatikan aspek yang didorong dengan feedline, tujuh direktur, serta reflektor tunggal. Sumber: Antenna-Theory.com.
Seperti pada desain asli Dr. Uda, YAGI terdiri dari satu elemen yang digerakkan secara paralel dengan serta coplanar dengan setidaknya dua elemen parasit. Gaya yang sangat kecil adalah aspek reflektor tunggal yang ditemukan “di belakang” aspek yang didorong (relatif terhadap arah sinyal radio) serta satu aspek direktur tunggal di depan elemen yang digerakkan. Antena praktis cenderung memiliki beberapa direktur, semakin banyak ada hal yang lebih ketat serta semakin tinggi keuntungan, setidaknya sebanyak titik.
Ini memberikan YAGIS penampilan karakteristik mereka – boom horizontal dengan beberapa aspek yang diatur secara tegak lurus. Ada beberapa variasi, program – beberapa YAGIS memiliki beberapa reflektor, atau memiliki pengaturan reflektor sudut. Serta beberapa antena, terutama antena TV, memiliki aspek parasit yang disapu kembali pada sudut daripada tegak lurus terhadap booming. Selain itu, aspek-aspek dapat diatur secara horizontal atau vertikal, tergantung padapada polarisasi yang diinginkan.
Fase.
Untuk memahami desain Yagi, ingat bahwa antena dipol tua biasa di area bebas memiliki pola radiasi yang merupakan buas terkuat ke antena. Itu menghasilkan dua lobus besar dari depan dan juga bagian belakang antena, dengan sedikit sinyal dari ujungnya. Aspek yang digerakkan dari yagi hanyalah dipol setengah gelombang, atau kadang-kadang dipol terlipat untuk meningkatkan impedansi. Aspek parasit membentuk serta mengarahkan balok yang memanfaatkan interferensi konstruktif dan destruktif.
Seperti yang ditemukan Dr. Uda, aspek parasit dapat secara induktif atau kapasitif digabungkan ke elemen yang digerakkan. Aspek induktif agak lebih panjang dari setengah gelombang, sedangkan aspek kapasitif agak lebih pendek. Direksi semua lebih pendek dari setengah gelombang serta karenanya ditambah secara kapasitif, sedangkan reflektor lebih panjang dan secara induktif ditambah. Perbedaan dari setengah gelombang sempurna sedikit – biasanya hanya 10% hingga 15%.
Interferensi konstruktif dan destruktif dalam antena yagi. Gelombang ramah lingkungan mewakili jumlah gelombang merah maupun biru. Sumber: Radartutorial.eu.
Baik reflektor serta direksi bekerja dengan mereadiasi daya dari elemen yang digerakkan. Jarak dari aspek parasit anggota keluarga untuk aspek yang didorong menentukan fase sinyal redadiasi. Reflektor, secara induktif reaktif, meradiasi daya 180 ° dari fase dengan elemen yang digerakkan. Spasi diatur untuk memastikan bahwa pemicu ini memicu gangguan destruktif dari belakang antena, sementara pada saat yang sama persis hampir di fase dengan sinyal yang digerakkan dari bagian depan antena. Ini menghasilkan gangguan konstruktif, meningkatkan daya mati depan. Demikian pula, direktur yang ditambah secara kapasitif ditempatkan untuk memastikan bahwa mereka merata-rasasi daya lebih-atau-kurang dalam arah ke arah depan, sementara memancar keluar-fase ke belakang.
Hasilnya sangat diperkuat sinyal terhadap direksi, serta hampir tidak ada di belakang reflektor. Serta ingat bahwa teori antena menentukan bahwa segala jenis antena yang mentransmisikan juga dapat menerima, serta dengan karakteristik yang sama persis. Tidak masalah apakah aspek yang digerakkan dalam yagi didorong oleh pemancar daya 100 watt yang ditautkan dengan feedline, atau dengan beberapa microwatt yang dipilih dari menara TV yang jauh. Arah dan keuntungan akan sama. Serta YAGIS dapat memiliki gain luar biasa – sebanyak 20 dBm saat dirancang dengan benar.
Berguna seperti antena yagi, itu jauh dari sempurna. Karena ukuran krusial serta jarak elemen parasit, YAGIS memiliki bandwidth yang relatif sempit. Juga, arah antena dapat menjadi ketidaknyamanan, yang membutuhkan antena diputar menjadi lebih atau kurang tepat pada pemancar atau penerima.
Tetapi jika Anda membutuhkan untuk menarik sinyal jauh tunggal, arah itu adalah apa yang Anda butuhkan. Yagi adalah antena pekerja keras, serta memberikan efek yang dimilikinya benar-benar benar serta hebat yang banyak diambil untuk merujuknya sebagai antena Yagi-Uda.