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Radiador isotrópico

Figura 1: Un radiador isotrópico tiene una distribución de potencia esférica

Kugel

Figura 1: Un radiador isotrópico tiene una distribución de potencia esférica

Radiador isotrópico

Un radiador isotrópico (también llamado antena isotrópica) es una antena que nunca se da en la práctica y que irradia por igual en todas las direcciones (esféricamente) con la dimensión geométrica de un punto. Sin embargo, la sola influencia de la superficie terrestre modificaría el diagrama y provocaría la formación de mínimos y máximos.

Sin embargo, un radiador esférico isotrópico no tiene un máximo. El diagrama horizontal es el mismo que el diagrama vertical. Mientras que todas las demás propiedades características son iguales a las de la antena real que se va a comparar, se supone que la potencia total radiada se distribuye uniformemente en una superficie esférica. Según las ecuaciones de Maxwell, ni siquiera esto es teóricamente posible para las ondas electromagnéticas. Por lo tanto, es sólo una construcción hipotética como base de una cantidad matemática-física que se utiliza para la comparación.

Figura 2: Densidad de radiación alrededor de un dipolo de media onda, la misma potencia por unidad de superficie se muestra con el mismo color (resultado de una simulación de antena en 3D).

Figura 2: Densidad de radiación alrededor de un dipolo de media onda, la misma potencia por unidad de superficie se muestra con el mismo color (resultado de una simulación de antena en 3D).

Todas las demás antenas tienen una ganancia en un plano o en una dirección en comparación con la antena omnidireccional causada por las reflexiones o por la extensión geométrica de la antena.

G = 4·π·Ae G = Antennengewinn
λ = Wellenlänge
Ae = effektive Antennenfläche
(1)
λ2

La antena omnidireccional isotrópica se utiliza como referencia para la directividad y la ganancia de una antena real. Como este radiador esférico isotrópico no puede existir en la práctica (un punto no puede generar ondas transversales), hay que encontrar algún tipo de solución metrológica. A menudo se utilizan antenas de referencia calibradas con ganancia conocida y el resultado se convierte en un radiador isotrópico. Esta conversión no es necesaria si se utiliza un dipolo simple como referencia. Para distinguir qué antena de referencia se ha utilizado para la medición de una antena (o si el resultado se ha extrapolado a una antena isotrópica), la referencia subyacente se nombra con un índice a la unidad auxiliar de medida decibelio:

En cambio, una antena receptora no puede ser ni siquiera hipotéticamente una estructura puntual. Se supone que extrae energía de un campo con una densidad de radiación determinada (vatios por m²). Cuanto mayor sea la superficie efectiva de la antena receptora, más energía podrá recibir. Si tuviera forma de punta, el área efectiva de la antena sería cero y la antena no funcionaría.

Por lo tanto, las antenas receptoras que se tomen como referencia deben tener un tamaño mínimo. Este tamaño mínimo se define como un área cuadrada con una longitud de borde de una longitud de onda. Así, esta referencia pasa de repente a depender de la frecuencia, lo que tiene como efecto la dependencia de la frecuencia en el cálculo de la atenuación en el espacio libre, por ejemplo.