Elementos impulsados ​​y parásitos

En una matriz de antenas compuesta por múltiples elementos conductores (normalmente varillas metálicas), un elemento activo ( también llamado radiador activo ) está conectado eléctricamente al receptor o transmisor , mientras que un elemento pasivo no lo está.

En una matriz de antenas multielemento (como una antena Yagi-Uda ), el elemento activo es el elemento de la antena (generalmente una varilla metálica) que está conectado eléctricamente al receptor o transmisor . En una antena transmisora, este elemento es excitado por la corriente de radiofrecuencia del transmisor y es la fuente de las ondas de radio. En una antena receptora, recoge las ondas de radio entrantes para su recepción y las convierte en pequeñas corrientes eléctricas oscilantes , que se aplican al receptor . Las antenas multielemento como la Yagi suelen constar de un elemento activo, conectado al receptor o transmisor mediante una línea de alimentación , y varios elementos no activos, denominados elementos parásitos. El elemento activo suele ser un dipolo . Los elementos parásitos actúan como resonadores y se acoplan electromagnéticamente con el elemento activo, modificando el patrón de radiación de la antena y dirigiendo las ondas de radio en una dirección, lo que aumenta la ganancia de la antena.

Una antena puede tener más de un elemento activo, aunque la antena multielemento más común, la Yagi, suele tener solo uno. Por ejemplo, las antenas transmisoras para estaciones de radio AM a menudo constan de varios radiadores de mástil , cada uno de los cuales funciona como un monopolo de media onda activo, para crear un patrón de radiación particular . Un arreglo de dos elementos con los elementos espaciados a un cuarto de longitud de onda tiene un patrón de radiación cardioide distintivo cuando el segundo elemento se activa con una fuente desfasada 90° con respecto al primer elemento. Una antena logarítmica periódica (LPDA) consta de muchos elementos dipolo de longitud decreciente, todos los cuales se activan. Sin embargo, debido a que tienen longitudes diferentes, solo uno de los muchos dipolos resuena a una frecuencia dada, por lo que solo se activa uno a la vez. El dipolo que se activa depende de la frecuencia de la señal . Los arreglos de fase pueden tener cientos de elementos activos. Las antenas de televisión multibanda domésticas generalmente consisten en un híbrido entre una Yagi UHF con un dipolo activo y una logarítmica periódica para VHF detrás de esta con elementos activos alternos. Los elementos activos entre la UHF y la VHF se acoplan y, a menudo, se adaptan para un cable coaxial de 75 Ω que baja hasta el receptor. 

Cuando se hace referencia a un "elemento accionado" en un conjunto de antenas, a menudo se asume que los demás elementos no están accionados (es decir, son radiadores pasivos) y que el conjunto está estrechamente acoplado (espaciado muy por debajo de una longitud de onda ).

En una antena de radio , un elemento parásito o radiador pasivo es un elemento conductor, generalmente una varilla metálica, que no está conectado eléctricamente a ningún otro componente. ^{[ 1 ]} Las antenas multielemento, como la antena Yagi-Uda, suelen constar de un " elemento activo " conectado al receptor o transmisor de radio mediante una línea de alimentación , y elementos parásitos, que no lo están. La función de los elementos parásitos es modificar el patrón de radiación de las ondas de radio emitidas por el elemento activo, dirigiéndolas en un haz en una dirección, lo que aumenta la directividad ( ganancia ) de la antena. Un elemento parásito logra esto actuando como un resonador pasivo , similar a la caja de resonancia de una guitarra, absorbiendo las ondas de radio del elemento activo cercano y reemitándolas con una fase diferente . Las ondas de los distintos elementos de la antena interfieren , reforzando la radiación de la antena en la dirección deseada y cancelando las ondas en direcciones no deseadas.

Los elementos parásitos de una antena Yagi se montan en paralelo al elemento activo, y todos los elementos suelen estar alineados perpendicularmente a la dirección de radiación de la antena. El efecto de un elemento parásito en el patrón de radiación depende tanto de su separación del siguiente elemento como de su longitud. El elemento activo de la antena suele ser un dipolo de media onda , cuya longitud es la mitad de la longitud de onda de las ondas de radio utilizadas. Existen dos tipos de elementos parásitos: un reflector , ligeramente más largo (alrededor del 5%) que media longitud de onda, que refleja las ondas de radio en la dirección opuesta; y un director , ligeramente más corto que media longitud de onda, que aumenta la radiación en una dirección determinada. Una antena Yagi puede tener un reflector a un lado del elemento activo y uno o más directores al otro. Si todos los elementos están en un plano, normalmente solo se utiliza un reflector, ya que los adicionales apenas mejoran la ganancia; sin embargo, en ocasiones se montan reflectores adicionales por encima y por debajo del plano de la antena, en un soporte vertical en el extremo.

Todos los elementos suelen montarse sobre una viga o soporte metálico a lo largo del eje central de la antena. Si bien a veces los elementos parásitos se aíslan de la viga de soporte, con frecuencia se sujetan o sueldan directamente a ella, conectándose eléctricamente a la misma. Esto no afecta su funcionamiento, ya que la distribución de voltaje de RF a lo largo del elemento es máxima en los extremos y se anula (presenta un nodo ) en el punto medio donde se une la viga conectada a tierra.

La adición de elementos parásitos produce una mejora decreciente en la ganancia de la antena. ^{[ 2 ]} Agregar un reflector a un dipolo, para formar una  Yagi de 2 elementos, aumenta la ganancia en aproximadamente 5 dB con respecto al dipolo. Agregar un director a esta, para formar una Yagi de 3 elementos, proporciona una ganancia de aproximadamente 7 dB con respecto al dipolo. Como regla general, cada elemento parásito adicional más allá de este agrega aproximadamente 1 dB de ganancia. ^{[ 2 ]}   

En un ejemplo de elemento parásito que no tiene forma de varilla, a veces se monta una antena de parche microstrip parásita sobre otra antena de parche activa. Esta combinación de antenas resuena a una frecuencia ligeramente inferior a la del elemento original. Sin embargo, el efecto principal es un aumento considerable del ancho de banda de impedancia de la antena. En algunos casos, el ancho de banda puede incrementarse hasta diez veces.

No todos los tipos de antenas multielemento de conductor delgado tienen elementos parásitos. La antena logarítmica periódica es similar en apariencia a una Yagi, pero todos sus elementos son elementos activos, conectados al transmisor o al receptor.

• ARRL Antenna Book (23.ª  ed.). Newington, CT: American Radio Relay League . 2015. Subsección  11.1. ISBN 978-1625950444.