www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radarové antény

Izotropní záření

Obrázek 1: Izotropní zářič má sférický vyzařovací diagram

Kugel

Obrázek 1: Izotropní zářič má sférický vyzařovací diagram

Izotropní záření

Izotropní zářič je anténa, která se v praxi nikdy nevyskytuje a která vyzařuje stejně silně do všech směrů (sféricky) s geometrickým rozměrem bodu. Vlivem zemského povrchu by se však již diagram změnil a vznikla by minima a maxima.

Izotropní zářič však nemá žádné maximum. Horizontální diagram je stejný jako vertikální diagram. Zatímco všechny ostatní charakteristické vlastnosti jsou stejné jako u skutečné srovnávané antény, předpokládá se, že celkový vyzářený výkon je rovnoměrně rozložen na kulovém povrchu. Podle Maxwellových rovnic ani to není pro elektromagnetické vlny teoreticky možné. Jedná se tedy pouze o hypotetickou konstrukci jako základ pro matematicko-fyzikální veličinu, která se používá pro srovnání.

Obrázek 2: Vyzařovací diagram dipólové antény má tvar zploštělého torusu, stejnou barvou je znázorněn stejný výkon na jednotku plochy (výsledek 3D simulace antény)

Obrázek 2: Vyzařovací diagram dipólové antény má tvar zploštělého torusu, stejnou barvou je znázorněn stejný výkon na jednotku plochy (výsledek 3D simulace antény)

Všechny ostatní antény mají buď v jedné rovině, nebo v jednom směru oproti izotropnímu zářiči zisk způsobený odrazy nebo geometrickým rozšířením antény.

G = 4·π·Ae G = zisk antény
λ = vlnová délka
Ae = efektivní plocha antény
(1)
λ2

Izotropní zářič se používá jako referenční hodnota pro směrovost a zisk skutečné antény. Protože takový izotropní zářič v praxi nemůže existovat (bod nemůže generovat příčné vlny), musí se použít nějaká měřicí technika. Často se používají kalibrované referenční antény se známým ziskem a výsledek se převede na izotropní zářič. Tento přepočet není nutný, pokud se jako reference použije jednoduchý dipól. Aby bylo možné rozlišit, která referenční anténa byla použita pro měření antény (nebo zda byl výsledek extrapolován na izotropní všesměrovou anténu), je základní referenční anténa pojmenována indexem k pomocné jednotce měření decibel:

Naproti tomu přijímací anténa nemůže být ani hypoteticky bodovou strukturou. Má získávat energii z pole s daným zářivým výkonem (watty na m²). Čím větší je efektivní plocha přijímací antény, tím více energie může přijímat. Pokud by byla bodová, pak by efektivní plocha antény byla nulová a anténa by nefungovala.

Proto musí mít přijímací antény, které jsou brány jako referenční, minimální velikost. Tato minimální velikost je definována jako čtvercová plocha s délkou hrany jedné vlnové délky. Tato reference se tak náhle stává frekvenčně závislou, což má za následek frekvenční závislost například při výpočtu útlumu ve volném prostoru.