Antena izotropowa
Rysunek 1: Promiennik izotropowy ma sferyczny rozkład mocy
Rysunek 1: Promiennik izotropowy ma sferyczny rozkład mocy
Antena izotropowa
Antena izotropowa (lub określany również jako antena wszechkierunkowa lub promiennik izotropowy) to antena, która nigdy nie występuje w praktyce i promieniuje jednakowo we wszystkich kierunkach (sferycznie) o wymiarze geometrycznym punktu. Jednak samo oddziaływanie powierzchni Ziemi zmieniłoby wykres i spowodowało powstawanie minimów i maksimów.
Antena izotropowa nie ma jednak maksimum. Wykres poziomy jest taki sam jak pionowy. Przy założeniu, że wszystkie inne właściwości anteny są takie same jak anteny rzeczywistej, zakłada się, że całkowita moc promieniowana jest równomiernie rozłożona na powierzchni kulistej. Zgodnie z równaniami Maxwella, nawet to nie jest teoretycznie możliwe dla fal elektromagnetycznych. Jest to więc tylko hipotetyczny konstrukt jako podstawa wielkości matematyczno-fizycznej, która służy do porównań.
Rysunek 2: Gęstość promieniowania wokół dipola półfalowego, równa moc na jednostkę powierzchni jest pokazana tym samym kolorem (wynik symulacji anteny 3D)
Rysunek 2: Gęstość promieniowania wokół dipola półfalowego, równa moc na jednostkę powierzchni jest pokazana tym samym kolorem (wynik symulacji anteny 3D)
Wszystkie inne anteny mają zysk energetyczny w jednej płaszczyźnie lub w jednym kierunku w porównaniu z anteną izotropowa, spowodowany odbiciami lub geometrycznym wydłużeniem anteny.
| G = | 4·π·Ae | G = zysk energetyczny anteny λ = długość fali Ae = efektywna powierzchnia anteny |
(1) |
| λ2 |
Antena izotropowa jest używana jako odniesienie dla kierunkowości i zysku energetycznego anteny rzeczywistej. Ponieważ taki izotropowy grzejnik sferyczny nie może istnieć w praktyce (punkt nie może generować fal poprzecznych), należy znaleźć jakieś rozwiązanie metrologiczne. Często stosowane są kalibrowane anteny referencyjne o znanym zysku, a wynik jest przeliczany na promiennik izotropowy. To przeliczenie nie jest konieczne, jeśli jako odniesienie zastosowano zwykły dipol. Aby odróżnić, która antena referencyjna została użyta do pomiaru anteny (lub czy wynik został ekstrapolowany na antenę izotropową), bazowa antena referencyjna jest następnie nazwana indeksem do pomocniczej jednostki miary decybela:
- 0 dBi (lub również 0 dBi ) jest izotropową anteną jako odniesienie;
- 0 dBd = 2,15 dBi to maksimum promieniowania dipola półfalowego, stanowiącego punkt odniesienia.
Z kolei antena odbiorcza nie może być nawet hipotetycznie strukturą punktową. Ma on za zadanie pozyskiwać energię z pola o określonej gęstości promieniowania (watów na m²). Im większa jest efektywna powierzchnia anteny odbiorczej, tym więcej energii może ona odebrać. Gdyby był on w kształcie punktu, efektywna powierzchnia anteny wynosiłaby zero i antena nie działałaby.
Dlatego też anteny odbiorcze brane jako odniesienie muszą mieć minimalny rozmiar. Ten minimalny rozmiar jest zdefiniowany jako obszar kwadratowy o długości krawędzi równej jednej długości fali. Odniesienie to staje się więc nagle zależne od częstotliwości, co skutkuje zależnością od częstotliwości przy obliczaniu np. tłumienia w wolnej przestrzeni.