La Antena Yagi-Uda

La antena Yagi-Uda (o solo Yagi), fue creada a mediados de los años 1920 por el doctor Hidetsugu Yagi y de Shintaro Uda. 

Inicialmente podemos entender esta antena como un dipolo de media onda con elementos pasivos (sin conexión directa con el irradiante), para adquirir mayor ganancia, que es la relación entre la potencia que entra en una antena y la potencia que sale de esta. Esta ganancia es comúnmente referida en dBi's, y se refiere a la comparación de cuanta energía sale de la antena en cuestión, comparada con la que saldría de una antena isotrópica. Una antena isotrópica es aquella que cuenta con un patrón de radiación esférico perfecto y una ganancia lineal unitaria.

Dipolo de media onda

El elemento pasivo es un conductor que se ubica en forma paralela al dipolo de media onda a una distancia y una longitud adecuada. 

Las medidas de los elementos que componen la antena, así como su ubicación, deben ser ajustados para lograr los desempeños esperados.

En un dipolo de media onda, la propagación de la onda se dispersa en ambos sentidos del plano que formaba el irradiante, como se puede apreciar en la imagen a la izquierda
La forma del campo de irradiado depende básicamente de la longitud de la antena, medida en longitudes de onda y de las terminaciones que determinan el grado de adaptación que tiene la antena, lo que se traduce en una mayor o menor cantidad de pérdidas. 

Se llama director la elemento pasivo que proporciona ganancia en el sentido dirigido desde el director hacia el elemento activo o irradiante y por lo general es más corto que el irradiante. 

Dipolo con director

En el dibujo a la derecha, se puede ver como se modifica la ganancia de la antena, dando mayor direccionalidad hacia un lado del plano formado por el dipolo irradiante.

La ganancia se consigue concentrando y estrechando el haz hacia una dirección.

Esto se comportara a como lo haría una lente convergente delante del foco luminoso o sea concentraría la luz hacia delante. Además de conseguir un aumento de la ganancia hacia esta dirección causaremos menos interferencias en el resto de direcciones. 

El elemento conocido como reflector es también pasivo y proporciona ganancia de potencia en el sentido dirigido desde el irradiante hasta el director. Siempre es más largo que el elemento activo.
Al igual que si a un foco luminoso le colocamos un espejo detrás este concentrará gran parte de la luminosidad hacia delante, lo mismo podemos obtener con una antena, si le ponemos detrás un elemento reflector.

Cuando se combinan los modelos anteriores en una única construcción, se considera que se ha alcanzado una configuración Yagi mínima: Director, Irradiante y Reflector para formar una antena de 3 elementos que puede alcanzar a brindar una ganancia de 8,5dB, respecto a un dipolo tradicional. A menor separación entre elementos obtendremos un haz más estrecho y menor ancho de banda con mayor ganancia. Por el contrario, con una separación mayor entre elementos, el haz de emisión será más ancho, con un ancho de banda mayor y una menor ganancia. 

Podemos decir que a cada elemento pasivo que agreguemos como director  podemos sumar 1dB más de ganancia al conjunto. Esto provocará como resultado un haz más estrecho y un ancho de banda más reducido, junto al incremento de ganancia. Más allá de los 5 elementos, el agregado de directores sólo suma medio dB de ganancia.