Voir aussi : Les antennes bandes décamétriques - les antennes THF -

C'est la plus simple forme d'antenne Yagi, elle peut être réalisée de 3 façons :
- Réflecteur + radiateur
- Radiateur + directeur
- deux éléments alimentés

Réflecteur + radiateur

On la rencontre souvent aux bord des routes, sur les équipements EDF (photo ci-contre). Ici le radiateur est protégé des intempéries par un tube réalisé dans une matière isolante ne faisant pas écran aux hautes fréquences. Le réflecteur est nettement plus long que le radiateur
Ses principaux avantages sont l'encombrement réduit et la simplicité. Le gain avant est un peu plus faible que les deux autres familles d'antenne à 2 éléments mais le rapport avant/arrière est favorable à l'élimination des signaux indésirables sur l'arrière de l'antenne.
L'antenne Jungle-Job décrite par G4ZU est une 2 éléments avec réflecteur.

Principe de fonctionnement de l'antenne Yagi

Le coeur de l'antenne est un dipôle demi-onde, le radiateur, qui seul est alimenté. Parallèlement au radiateur est placé un élément parasite, ainsi appelé pour le distinguer du radiateur, le seul élément actif. Le champ électromagnétique produit par le radiateur parvient avec un certain délai au niveau de l'élément parasite dans lequel un courant est induit. Comme l'élément parasite a également une longueur proche de la même demi-onde, il va se comporter comme un dipôle et re-rayonner l'énergie qu'il a captée. Si l'élément parasite est plus court ou plus long que le radiateur, il se comportera comme un circuit capacitif ou selfique dans lequel le courant induit sera plus ou moins déphasé. Le rapport L/D (longueur/diamètre de l'élément) est important car il détermine la part de X (partie réactive) de l'impédance du dipôle en son point d'alimentation.
Les champs rayonnés par chacun des éléments s'ajoutent et, en fonction du déphasage entre les courants, l'énergie va être concentrée dans une direction privilégiée ou dans une autre. C'est ainsi qu'un élément plus court "attirera" vers lui l'énergie du radiateur tandis qu'un élément plus long la réfléchira.

Gain en fonction de l'écartement entre les éléments

Le gain avant d'une antenne yagi à élément directeur est un peu supérieur à celui d'une antenne composée d'un réflecteur et d'un radiateur comme celle de la photo ci-dessus. Dans les deux cas ce gain dépend de l'écartement entre l'élément radiateur et l'élément parasite. Dans le cas d'un élément directeur, l'écartement entre les deux éléments est assez critique et le gain théorique passe par un maximum pour un écartement de l'ordre de 0,1 lambda, dépendant aussi des autres facteurs comme la longueur et le diamètre des éléments.

Rapport Avant-Arrière

C'est surtout grâce au réflecteur que la yagi peut obtenir un rapport avant-arrière relativement important tout en ayant un gain avant intéressant.
Le rapport avant-arrière (F/B sur la courbe) d'une antenne composée d'un réflecteur et d'un radiateur passe par un maximum pour un espacement d'environ l/10.


Dimensions d'une antenne 2 éléments avec réflecteur

Les cotes indiquées sur la figure devront être ajustées au moment de la réalisation en particulier pour tenir compte du diamètre des éléments. On partira d'un rapport L/D de 500.
Le gain avant d'une telle antenne est de l'ordre de 4,5 dBd et la rapport avant/arrière de 11 dB. Il est nécessaire de prévoir un dipositif d'adaptation par gamma match pour raccorder un câble coaxial de 50 ou 75 ohms.



Résistance de rayonnement en fonction de l'espacement

La résistance de rayonnement Rr est la valeur de la charge purement résistive qui dissiperait sous forme calorifique la même énergie que celle rayonnée par l'antenne. Pour un dipôle à la résonance, elle est de 72 ohms. Dans une yagi à 2 éléments elle dépend de l'espacement entre le radiateur et l'élément parasite. La courbe ci-contre est un exemple relatif à une antenne à deux éléments (radiateur + directeur).
Pour un espacement de lambda/5 (0,2 l) la résistance de rayonnement est de l'ordre de 45 ohms.


Antennes à deux éléments alimentés

Parmi les antennes constitués de deux radiateurs (dont un des deux éléments peut être plus court que l'autre), se trouvent les antennes suivantes :
- ZL spéciale, unidirectionnelle
- W8JK, bi-directionnelle
- HB9CV, unidirectionnelle
Le gain obtenu est un peu supérieur à celui d'une yagi à deux éléments dont un des deux éléments, réflecteur ou directeur, est purement passif.