📡 Antena Yagi: la guía completa para radioaficionados
De la teoría a la práctica, todo sobre la antena directiva más popular
La antena Yagi-Uda es la antena directiva por excelencia del radioaficionado. Desde HF hasta UHF, ofrece una ganancia elevada, una construcción asequible y unas prestaciones notables. Esta guía le acompaña desde la teoría fundamental hasta las recomendaciones prácticas para elegir, construir o comprar su Yagi.
📚 Historia y principio de la antena Yagi
La antena Yagi-Uda fue inventada en 1926 por el profesor japonés Shintaro Uda, de la Universidad Imperial de Tohoku, y luego popularizada a nivel internacional por su colega Hidetsugu Yagi, que publicó los trabajos en inglés. Aunque el nombre correcto es «Yagi-Uda», el uso común ha adoptado el término «Yagi».
El principio fundamental se basa en la interacción electromagnética entre varios elementos conductores paralelos. Solo un elemento está conectado a la línea de transmisión (el elemento excitado o driven element), mientras que los demás elementos actúan como parásitos: captan la energía radiada y la vuelven a radiar con un desfase controlado, creando así una interferencia constructiva en una dirección preferente.
🔧 Anatomía de una antena Yagi
Una antena Yagi se compone de tres tipos de elementos dispuestos en paralelo sobre un soporte llamado boom:
Elemento excitado (Driven Element)
Es el único elemento conectado al cable coaxial. Suele ser un dipolo (aproximadamente λ/2) que puede ser recto o plegado (folded dipole). Es el que convierte la señal eléctrica en onda de radio (y viceversa en recepción).
Reflector (Reflector)
Situado detrás del elemento excitado, es ligeramente más largo (alrededor de un 5 % más que el excitado). Refleja la energía hacia delante, mejorando la ganancia y la relación delante/detrás. Una Yagi suele tener un solo reflector.
Directores (Directors)
Situados delante del elemento excitado, son progresivamente más cortos (alrededor de un 5 % menos). Cada director añadido aumenta la ganancia y estrecha el lóbulo de radiación. Puede haber desde 1 hasta más de 20.
Boom (soporte)
La barra horizontal que sostiene todos los elementos. Puede ser de aluminio, fibra de vidrio o incluso madera. Su sección (redonda o cuadrada) y su diámetro influyen ligeramente en las dimensiones de los elementos.
Figura 1: esquema de una antena Yagi de 3 elementos (reflector + excitado + director)
📊 Parámetros clave de una antena Yagi
Para elegir o diseñar bien una antena Yagi, hay que comprender sus parámetros fundamentales:
Ganancia (dBi / dBd)
La ganancia mide la capacidad de la antena para concentrar la energía en una dirección. Se expresa en dBi (respecto a una antena isótropa) o en dBd (respecto a un dipolo). La relación es sencilla:
La ganancia aumenta con el número de elementos, pero de forma logarítmica: los primeros directores aportan mucho, los siguientes cada vez menos.
| Número de elementos | Ganancia típica (dBd) | Ganancia típica (dBi) | Longitud del boom |
|---|---|---|---|
| 2 (reflector + excitado) | 3-4 dBd | 5.1-6.1 dBi | ≈ 0.15-0.20λ |
| 3 | 5-6 dBd | 7.1-8.1 dBi | ≈ 0.30-0.40λ |
| 5 | 7-9 dBd | 9.1-11.1 dBi | ≈ 0.80-1.2λ |
| 7 | 9-11 dBd | 11.1-13.1 dBi | ≈ 1.5-2.0λ |
| 10+ | 11-14 dBd | 13.1-16.1 dBi | ≈ 2.5-4.0λ |
Relación delante/detrás (F/B)
La relación Front-to-Back (F/B) indica cuántos dB de diferencia hay entre la radiación hacia delante y hacia atrás. Una buena F/B (> 20 dB) permite rechazar las señales parásitas que llegan por detrás, lo que resulta muy útil en VHF/UHF para evitar interferencias.
Impedancia y ROE
La impedancia en el punto de alimentación de una Yagi varía según el diseño. Un dipolo recto da unos 20-30 Ω, lo que exige un sistema de adaptación (balun, gamma match, hairpin match) para llegar a los 50 Ω estándar del cable coaxial. Un folded dipole (dipolo plegado) da una impedancia más alta (~200-300 Ω), que se lleva a 50 Ω con un balun 4:1.
Ancho de banda
El ancho de banda de una Yagi es el rango de frecuencias en el que la ROE sigue siendo aceptable. Las Yagi de pocos elementos suelen tener un ancho de banda mayor. Las Yagi largas (muchos elementos) tienen más ganancia pero un ancho de banda más estrecho, algo importante en bandas HF anchas como la de 10 metros.
Ángulo de apertura
El ángulo de apertura (o beamwidth) a -3 dB define la anchura del haz principal. Cuanto mayor es la ganancia, más estrecho es el ángulo. Para los contactos DX conviene un haz estrecho; para un uso local es preferible un ángulo más amplio.
📐 Fórmulas de dimensionado
Las dimensiones de una antena Yagi están directamente ligadas a la longitud de onda (λ) de la frecuencia de trabajo. Estas son las fórmulas fundamentales:
Reflector ≈ 0.495 × λ Elemento excitado ≈ 0.473 × λ Director 1 ≈ 0.440 × λ Director 2 ≈ 0.435 × λ Director 3 ≈ 0.430 × λ
Separación reflector-excitado ≈ 0.20 × λ Separación excitado-director ≈ 0.15 × λ Separación entre directores ≈ 0.20-0.30 × λ
Ejemplos de dimensiones calculadas
| Banda | Frecuencia central | λ | Reflector | Excitado | Director 1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 m | 28.5 MHz | 10.53 m | 5.21 m | 4.98 m | 4.63 m |
| 6 m | 50.15 MHz | 5.98 m | 2.96 m | 2.83 m | 2.63 m |
| 2 m | 145.0 MHz | 2.07 m | 1.02 m | 0.98 m | 0.91 m |
| 70 cm | 435.0 MHz | 0.69 m | 34.1 cm | 32.6 cm | 30.3 cm |
| 23 cm | 1296.0 MHz | 23.1 cm | 11.5 cm | 10.9 cm | 10.2 cm |
📻 Tipos de antenas Yagi
Yagi monobanda
La antena Yagi monobanda está optimizada para una sola banda de frecuencias. Ofrece las mejores prestaciones en ganancia, relación F/B y ancho de banda. Es la opción ideal cuando opera principalmente en una banda concreta.
Yagi multibanda (tribanda)
Las Yagi tribanda cubren normalmente las bandas de 20 m, 15 m y 10 m (14, 21 y 28 MHz). Utilizan elementos con trampas (trapped elements) o elementos intercalados. A cambio, el ancho de banda y la ganancia son algo inferiores a los de una monobanda, pero con la ventaja de montar una sola antena.
Yagi log-periódica (LPDA)
Aunque técnicamente es distinta de una Yagi pura, la LPDA (Log-Periodic Dipole Array) se compara a menudo con ella. Cubre una gama de frecuencias muy amplia con una ganancia moderada y constante. Ideal para los operadores que quieren cubrir todas las bandas HF con una sola antena.
Yagi cruzada (X-Yagi)
Utilizada sobre todo para las comunicaciones por satélite y el tráfico EME (Tierra-Luna-Tierra), la Yagi cruzada combina dos Yagi perpendiculares para generar una polarización circular, esencial para compensar la rotación de Faraday de las señales que atraviesan la ionosfera.
Yagi de banda ancha (OWA)
Los diseños OWA (Optimized Wideband Array) utilizan una separación y unas dimensiones de elementos calculadas especialmente para ofrecer una impedancia de 50 Ω directa en toda la banda, sin necesidad de sistema de adaptación. Una opción excelente para las bandas VHF/UHF.
🔨 Construir su propia antena Yagi
Construir una antena Yagi es un proyecto gratificante y al alcance de cualquier radioaficionado. Estos son los pasos y consejos para que su construcción sea un éxito.
Materiales necesarios
- Elementos: tubo o varilla de aluminio 6061-T6, diámetro 6-12 mm (VHF) o 12-25 mm (HF)
- Boom: tubo de aluminio cuadrado o redondo, sección 20-30 mm (VHF) o 40-50 mm (HF)
- Aislantes: bloques de polietileno, HDPE o Delrin para aislar el excitado del boom
- Conector: SO-239 o conector N (recomendado en UHF) montado en el punto de alimentación
- Tornillería: tornillos y tuercas de acero inoxidable (A2/A4), abrazaderas de fijación, arandelas
- Cable coaxial: RG-213 (HF) o Aircom/Ecoflex (VHF/UHF) con impedancia de 50 Ω
- Balun o sistema de adaptación: gamma match, hairpin match o balun según el diseño
Pasos de construcción
- Elegir un diseño probado: ¡no parta de cero! Utilice un diseño publicado (DK7ZB, G0KSC, WA5VJB) o simulado con un programa NEC. Anote las dimensiones exactas para el diámetro de sus elementos.
- Cortar los elementos: corte los tubos de aluminio a las dimensiones exactas. Desbarbe los extremos. Añada 1-2 mm de margen que podrá ajustar durante la puesta a punto.
- Preparar el boom: marque con precisión la posición de cada elemento en el boom. Taladre los orificios de fijación comprobando que los elementos queden bien perpendiculares.
- Montar los elementos parásitos: fije el reflector y los directores. Estos elementos pueden estar en contacto eléctrico con el boom si este es conductor (forma parte del cálculo NEC).
- Montar el elemento excitado: instale el elemento excitado con su aislante. Monte el conector coaxial y el sistema de adaptación (gamma match, hairpin, etc.).
- Ajustar la antena: con un analizador de antenas (NanoVNA, RigExpert), mida la ROE y ajuste la longitud del elemento excitado y del sistema de adaptación para obtener la ROE mínima en la frecuencia deseada.
- Impermeabilizar: proteja todas las conexiones con cinta autovulcanizante y/o masilla de silicona. Aplique grasa de contacto en las fijaciones de aluminio para prevenir la corrosión galvánica.
Programas de simulación recomendados
| Software | Plataforma | Precio | Descripción |
|---|---|---|---|
| MMANA-GAL | Windows | Gratuito | Excelente para empezar, interfaz intuitiva, optimizador integrado |
| 4nec2 | Windows | Gratuito | Basado en NEC-2, muy potente, visualización 3D de los diagramas |
| EZNEC | Windows | Gratuito (EZNEC 7.0, desde 2022) | Referencia para los radioaficionados, preciso, documentación excelente |
| EZNEC Demo | Windows | Gratuito | Versión limitada a 20 segmentos, suficiente para Yagi sencillas |
| YagiCAD | Windows | Gratuito | Especializado en Yagi, cálculo rápido, biblioteca de diseños |
| xnec2c | Linux | Gratuito | Port de NEC-2 para Linux, interfaz GTK, visualización en tiempo real |
⚡ Sistemas de adaptación de impedancia
La impedancia de una antena Yagi en el punto de alimentación rara vez es de 50 Ω. Estos son los principales métodos para adaptar la impedancia:
Gamma Match
Un conductor paralelo unido al boom y conectado a un punto del elemento excitado a través de un condensador variable. Solución robusta y ajustable, muy popular en las Yagi HF comerciales. Permite adaptar impedancias de 15-30 Ω a 50 Ω.
Hairpin Match (Beta Match)
Un cortocircuito en forma de U (hairpin) conectado a los bornes del dipolo partido. Sencillo, eficaz y sin piezas móviles. Utilizado en numerosas Yagi comerciales modernas (Cushcraft, M2).
Balun 4:1 + dipolo plegado
El dipolo plegado ofrece una impedancia de unos 200-300 Ω, que un balun 4:1 lleva a 50 Ω. Ancho de banda amplio y excelente simetría. Popular en VHF/UHF.
Cuarto de onda de 75 Ω (DK7ZB)
Un tramo de cable coaxial de longitud λ/4 actúa como transformador de impedancia: Z_in = Z_cable² / Z_carga. El método DK7ZB diseña la Yagi para unos 28 Ω y la adapta a 50 Ω con un cuarto de onda formado por dos cables de 75 Ω en paralelo (37.5 Ω): 37.5² / 28 ≈ 50 Ω. Una solución elegante y sin pérdidas para las Yagi de VHF.
🏗️ Instalación y puesta en marcha
Altura de montaje
La altura de una antena Yagi sobre el suelo influye directamente en su ángulo de salida (take-off angle). Para el DX (larga distancia) se busca un ángulo bajo:
| Altura (en λ) | Ángulo de salida principal | Uso recomendado |
|---|---|---|
| 0.25λ (cuarto de onda) | ~45° | Comunicaciones regionales / NVIS |
| 0.5λ (media onda) | ~30° | Uso general, buen compromiso |
| 1.0λ (una onda) | ~15° | DX a larga distancia |
| 1.5λ o más | ~10° o menos | DX óptimo, concursos |
El rotor de antena
Para aprovechar plenamente la directividad de una Yagi, un rotor es imprescindible. Permite orientar la antena en la dirección deseada.
| Modelo | Par | Uso | Precio orientativo |
|---|---|---|---|
| Yaesu G-450C | 450 kg·cm | Yagi VHF/UHF ligeras, HF pequeñas | ~450 CHF |
| Yaesu G-650C | 650 kg·cm | Yagi tribanda medianas | ~550 CHF |
| Yaesu G-1000DXC | 1000 kg·cm | Yagi tribanda, stacks de VHF | ~750 CHF |
| Yaesu G-2800DXC | 2800 kg·cm | Grandes Yagi HF, arrays | ~1500 CHF |
| Prosistel D | Variable | Fabricación italiana, muy robusto | ~800-2000 CHF |
Cableado coaxial
La elección del cable coaxial es crítica, sobre todo en VHF/UHF, donde las pérdidas son importantes:
| Cable | Pérdida a 145 MHz (/100 m) | Pérdida a 435 MHz (/100 m) | Uso |
|---|---|---|---|
| RG-58 | 15.5 dB | 28.5 dB | Solo tiradas cortas (<5 m) |
| RG-213 | 7.8 dB | 14.5 dB | HF, VHF a corta distancia |
| Aircell 7 | 5.9 dB | 10.8 dB | VHF/UHF, buen compromiso |
| Ecoflex 10 | 3.6 dB | 6.5 dB | VHF/UHF, excelente elección |
| Ecoflex 15 | 2.4 dB | 4.3 dB | Largas distancias, concursos |
| Aircom Plus | 3.2 dB | 5.8 dB | VHF/UHF, muy buenas prestaciones |
🛒 Modelos comerciales recomendados
Esta es una selección de antenas Yagi comerciales populares y probadas, disponibles en Europa:
Yagi HF (tribanda y monobanda)
| Modelo | Bandas | Elementos | Ganancia | Boom | Precio orientativo |
|---|---|---|---|---|---|
| Mosley TA-33-M | 20/15/10 m | 3 | 8 dBi | 3.7 m | ~600 CHF |
| Cushcraft A3S | 20/15/10 m | 3 | 8 dBi | 4.3 m | ~650 CHF |
| Hygain TH-3MK4 | 20/15/10 m | 3 | 8.5 dBi | 4.3 m | ~800 CHF |
| Optibeam OB9-5 | 20/17/15/12/10 m | 9 (5 bandas) | 9-11 dBi | 6.2 m | ~2500 CHF |
| SteppIR DB18E | 20-6 m (continuo) | 3 | 7-10 dBi | 5.5 m | ~3000 CHF |
Yagi VHF (2 metros: 144 MHz)
| Modelo | Elementos | Ganancia | Boom | Precio orientativo |
|---|---|---|---|---|
| DK7ZB 5 él. 28 Ω | 5 | 9.2 dBd | 2.55 m | DIY (~50 CHF) |
| Tonna 20809 | 9 | 13.0 dBd | 3.10 m | ~120 CHF |
| Wimo X-Quad 2 m | 2×8 | 11.6 dBd | 3.70 m | ~250 CHF |
| InnovAntennas LFA 8 | 8 | 12.0 dBd | 4.00 m | ~350 CHF |
| FlexaYagi FA144-10 | 10 | 13.5 dBd | 5.65 m | ~200 CHF |
Yagi UHF (70 cm: 432 MHz)
| Modelo | Elementos | Ganancia | Boom | Precio orientativo |
|---|---|---|---|---|
| DK7ZB 9 él. 28 Ω | 9 | 12.0 dBd | 1.50 m | DIY (~30 CHF) |
| Tonna 20919 | 19 | 16.0 dBd | 2.80 m | ~110 CHF |
| Diamond A430S10 | 10 | 13.1 dBd | 1.86 m | ~100 CHF |
| M2 436CP30 | 30 | 17.5 dBd | 5.50 m | ~500 CHF |
🎯 Aplicaciones prácticas
DX HF
Una tribanda en torre es la configuración clásica para el DX en 20/15/10 m. Con 3 elementos a 15 m de altura, el mundo entero está al alcance.
Concursos
En concurso, la ganancia y la directividad marcan la diferencia. Las estaciones de concurso utilizan a menudo stacks de Yagi (2 o 4 antenas apiladas) para maximizar la señal.
Satélite y EME
Las Yagi cruzadas VHF/UHF son ideales para el tráfico por satélite (ISS, QO-100) y los enlaces Tierra-Luna-Tierra con Yagi largas de alta ganancia.
DX en VHF/UHF
En VHF, una Yagi horizontal permite aprovechar la propagación troposférica, las reflexiones en aviones y meteoros y las aperturas de E esporádica.
APRS y Packet
Una pequeña Yagi de 3 elementos es perfecta para una estación pasarela (iGate) APRS direccional en 144.800 MHz, con mejor alcance que una omnidireccional.
Portable y SOTA
Las Yagi ligeras y desmontables (3-5 elementos en 2 m) son muy populares en las activaciones SOTA. Fáciles de llevar a la montaña, ofrecen una ganancia apreciable.
🏔️ Yagi portátil: SOTA y activaciones en montaña
Las activaciones SOTA (Summits On The Air) son muy populares en Suiza, con sus numerosas cumbres catalogadas. Una Yagi ligera de VHF es una opción excelente para estas actividades.
Criterios para una Yagi portátil
Poco peso
Menos de 1 kg para la Yagi completa. Dé preferencia a elementos de aluminio fino (6 mm) o varillas telescópicas. El boom puede ser de fibra de vidrio o de tubo de aluminio ligero.
Desmontable / plegable
La antena debe caber en una mochila. Los elementos roscados o de encaje se montan en pocos minutos. Algunos modelos utilizan cinta métrica metálica (tape measure Yagi).
Robusta
En la montaña, el viento puede ser violento. Mejor una Yagi compacta de 3-5 elementos que una Yagi larga y frágil. La sencillez manda.
Prestaciones suficientes
3 elementos = ~5.5 dBd de ganancia, más que suficiente desde una cumbre. La altitud compensa con creces la falta de ganancia frente a una Yagi más grande.
🇨🇭 Contexto suizo: antenas Yagi y normativa
En Suiza, la instalación de antenas exteriores está sujeta a varias normativas que conviene conocer:
Normativa de la OFCOM
La OFCOM (Oficina Federal de Comunicaciones de Suiza) expide las licencias de radioaficionado (HB9 y HB3). La potencia máxima autorizada es de 1000 W PEP para las licencias HB9 (CEPT), más que suficiente para sacar partido de una Yagi. Las licencias HB3 (de iniciación) están limitadas a 100 W.
Permiso de obra
La instalación de una torre y de antenas directivas exige por lo general un permiso de obra municipal. Los criterios varían según el municipio, pero en general se examinan los siguientes puntos:
- Altura del mástil: a menudo limitada a 6-10 m en zona residencial
- Integración paisajística: los municipios pueden imponer colores o alturas máximas
- Protección del patrimonio: restricciones adicionales en zonas históricas o protegidas
- Normas ORNI: la ordenanza sobre la protección frente a la radiación no ionizante fija valores límite
- Derecho de vecindad: los vecinos pueden presentar oposición durante la información pública
Cumbres SOTA en Suiza
Suiza es un paraíso para las activaciones SOTA, con más de 1300 cumbres catalogadas en la asociación HB/HB0. Las Yagi portátiles de 2 m y 70 cm se utilizan mucho en estas activaciones y permiten contactos con toda Suiza y los países vecinos desde las crestas y cumbres alpinas.
Clubes y recursos locales
| Recurso | Descripción | Enlace |
|---|---|---|
| HB9V | Radioaficionados del cantón de Vaud, actividades, ayuda mutua | hb9v.ch |
| USKA | Asociación nacional, defensa de los derechos, asistencia jurídica para antenas | uska.ch |
| OFCOM | Regulador federal, licencias, exámenes, normativa | bakom.admin.ch |
| SOTA HB | Directorio de las cumbres suizas para las activaciones portables | sotadata.org.uk |
| Phonicom | Tienda suiza de radioafición: antenas, cables, accesorios | phonicom.ch |
❓ Preguntas frecuentes
¿Cuántos elementos para mi primera Yagi?
Para empezar, una Yagi de 3 elementos (1 reflector + 1 excitado + 1 director) es ideal. Ofrece unos 5-6 dBd de ganancia, una buena relación F/B y una construcción sencilla. Basta para notar una clara mejora frente a una antena omnidireccional.
¿Yagi horizontal o vertical?
En HF, la polarización suele ser horizontal. En VHF/UHF, el tráfico local en FM utiliza la polarización vertical, mientras que el DX, la SSB y los satélites utilizan la horizontal. Adapte la polarización de su Yagi a su modo de tráfico principal.
¿Necesita una Yagi un balun?
Siempre se recomienda un choke balun (1:1) en el punto de alimentación para impedir las corrientes de malla en el cable coaxial, que deformarían el diagrama de radiación y causarían interferencias en el cuarto de radio. El sistema de adaptación de impedancia (gamma match, hairpin, etc.) es una cuestión aparte.
¿Puedo utilizar una Yagi sin rotor?
¡Sí! En VHF/UHF, puede apuntar su Yagi en una dirección fija (por ejemplo hacia un repetidor lejano o hacia una zona geográfica de interés). Sigue rindiendo mucho más que una omnidireccional en esa dirección. En HF, un mástil abatible permite reorientarla a mano.
¿Qué efecto tiene un boom metálico sobre los elementos?
Un boom metálico que atraviesa los elementos (montaje por el centro) acorta eléctricamente los elementos unos milímetros. Los programas de simulación (EZNEC, MMANA) incorporan esta corrección. Si monta los elementos aislados del boom, no hace falta ninguna corrección.
📋 Lista de comprobación antes de empezar
- Definir su objetivo: ¿DX en HF? ¿VHF local? ¿Satélite? ¿SOTA? La elección de la banda y del número de elementos depende directamente de ello.
- Evaluar las limitaciones: espacio disponible, altura autorizada, presupuesto, normativa municipal, permiso del propietario (si vive de alquiler).
- Elegir: construir o comprar: el DIY es muy gratificante y económico en VHF/UHF. En HF, las antenas comerciales ofrecen una robustez mecánica superior.
- Dimensionar el mástil y el rotor: calcule la carga de viento (superficie × presión) y elija un rotor adecuado al par necesario.
- Invertir en un buen cable coaxial: no escatime en el cable, sobre todo en VHF/UHF. Las pérdidas del cable anulan la ganancia de la antena.
- Hacerse con un analizador de antenas: un NanoVNA (desde 30 CHF) permite ajustar con precisión su antena y diagnosticar problemas.
- Instalar, medir, ajustar: monte la antena a su altura definitiva antes del ajuste final. El suelo y el entorno influyen en los parámetros.
🤝 Nuestros colaboradores
Phonicom.ch: especialista en radioafición en Suiza
En Phonicom encontrará antenas Yagi, mástiles, cables coaxiales de calidad, conectores y rotores para su proyecto de antena directiva. Asesoramiento personalizado y entrega rápida en Suiza.
Visitar phonicom.ch →
