Проще говоря, антенна типа «Yagi» представляет собой решётку диполей, геометрически расположенных в плоскости основного ведомого диполя. Все остальные диполи решётки, за исключением одного дипольного элемента, электрически не связаны с передатчиком. Основной диполь, питаемый передатчиком, называется ведомым элементом.
Все остальные электрически не связанные группы диполей называются паразитными элементами и геометрически расположены параллельно ведомому элементу на различных расстояниях от него.
Таким образом, антенна типа «Yagi» фактически является дипольной решёткой. Продуманная конструкция, при которой активно возбуждается только один диполь, а остальные паразитные диполи связаны с ведомым элементом посредством взаимной полевой связи, является отличительной особенностью антенны типа «Yagi».
Длина этих паразитных элементов почти равна длине основного ведомого резонансного диполя, но не совсем равна. Некоторые элементы сделаны немного длиннее, а другие немного короче. Таким образом, по сути, хотя паразитные элементы и имеют размеры, близкие к резонансу, они не находятся в резонансе точно.
Типичная многоэлементная антенна типа «Yagi»
Обычно типичная антенна типа Yagi имеет один паразитный элемент, который длиннее основного ведомого диполя и расположен за диполем. Этот элемент называется рефлектором. Один или несколько паразитных элементов, которые немного короче по длине, называемые директорами, размещаются перед ведомым диполем на различных расстояниях от диполя.
Различные конфигурации антенны Yagi могут иметь разное количество директоров. Чем больше количество элементов директора, тем выше прямой коэффициент усиления антенны. Как правило, большинство антенн Yagi имеют несколько директоров спереди и один рефлектор за диполем. Однако некоторые меньшие конфигурации Yagi, такие как двухэлементная Yagi, могут быть Yagi без рефлектора только с одним директором или наоборот в конфигурации без директора только с рефлектором.
Мы уже говорили, что чем больше число паразитных элементов в антенне Yagi, тем больше достижимый прямой коэффициент усиления. Хотя это действительно так, при проектировании или использовании антенны Yagi необходимо учитывать несколько ограничивающих факторов.
Во-первых, становится непрактичным увеличивать число паразитных элементов сверх заданной точки. Это связано не только с физическими ограничениями по размеру, но и с тем, что теоретически при удвоении числа элементов антенны Yagi мы получаем дополнительный коэффициент усиления примерно +3 дБ. Следовательно, если 3-элементная Yagi обеспечивает прямой коэффициент усиления, скажем, 12 дБи, то 6-элементная версия будет иметь усиление 15 дБи, 12-элементная — 18 дБи, а 24-элементная — 21 дБи. Мы замечаем, что закон убывающей доходности начинает действовать после заданной точки. В какой-то момент становится трудно оправдать чудовищную физическую длину конструкции, которая возникает из-за увеличения её размеров в 2 раза, необходимого для каждых 3 дБ дополнительного усиления, к которому мы стремимся.
Другой фактор, который следует учитывать, заключается в том, что, хотя отдельный дипольный элемент также будет иметь ограниченную полезную полосу пропускания, конфигурация антенны Yagi, состоящая из нескольких диполей, приводит к дальнейшему сужению полосы пропускания по сравнению с простым диполем. Чем больше число паразитных элементов, тем меньше полезная полоса пропускания Yagi, ограниченная КСВ. Важным фактором здесь также является понимание того, что компактные конструкции Yagi с короткой штангой обычно имеют гораздо более узкую полосу пропускания, чем конструкции с длинной штангой, где паразитные элементы расположены более широко. Это верно даже при одинаковом количестве элементов.
Дело в том, что всё хорошее в жизни имеет свою цену. Бесплатного сыра не бывает.
VU2NSB
