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Antenna isotropa

Figura 1: Un radiatore isotropo ha una distribuzione di potenza sferica

Kugel

Figura 1: Un radiatore isotropo ha una distribuzione di potenza sferica

Antenna isotropa

L'antenna isotropa (o chiamato radiatore isotropo) è un'antenna che non si verifica mai nella pratica e irradia ugualmente in tutte le direzioni (sfericamente) con la dimensione geometrica di un punto. Tuttavia, la sola influenza della superficie terrestre cambierebbe il diagramma e causerebbe la formazione di minimi e massimi.

Un'antenna isotropa, tuttavia, non ha un massimo. Il diagramma orizzontale è lo stesso del diagramma verticale. Mentre tutte le altre proprietà caratteristiche sono uguali all'antenna reale da confrontare, si assume che la potenza totale irradiata sia distribuita uniformemente su una superficie sferica. Secondo le equazioni di Maxwell, anche questo non è teoricamente possibile per le onde elettromagnetiche. Quindi, è solo un costrutto ipotetico come base per una quantità matematico-fisica che viene utilizzata per il confronto.

Figura 2: Densità di radiazione intorno a un dipolo a mezz'onda, la stessa potenza per unità di superficie è mostrata con lo stesso colore (risultato di una simulazione di antenna 3D)

Figura 2: Densità di radiazione intorno a un dipolo a mezz'onda, la stessa potenza per unità di superficie è mostrata con lo stesso colore (risultato di una simulazione di antenna 3D)

Tutte le altre antenne hanno un guadagno o in un piano o in una direzione rispetto all'antenna omnidirezionale causato da riflessioni o dall'estensione geometrica dell'antenna.

G = 4·π·Ae G = guadagno dell'antenna
λ = lunghezza d'onda
Ae = area effettiva dell'antenna
(1)
λ2

L'antenna isotropa è usata come riferimento per la direttività e il guadagno d'antenna di un'antenna reale. Poiché questo radiatore sferico isotropo non può esistere in pratica (un punto non può generare onde trasversali), bisogna trovare una qualche soluzione metrologica. Spesso si usano antenne di riferimento calibrate con guadagno noto e il risultato viene convertito in un radiatore sferico isotropo. Questa conversione non è necessaria se un semplice dipolo è stato usato come riferimento. Per distinguere quale antenna di riferimento è stata usata per la misura di un'antenna (o se il risultato è stato estrapolato ad un'antennaisotropa), il riferimento sottostante è poi nominato con un indice all'unità ausiliaria di misura decibel:

Un'antenna ricevente, d'altra parte, non può nemmeno ipoteticamente essere una struttura puntiforme. Si suppone che estragga energia da un campo con una data densità di radiazione (watt per m²). Più grande è l'area effettiva dell'antenna ricevente, più energia può ricevere. Se fosse a forma di punto, l'area effettiva dell'antenna sarebbe zero e l'antenna non funzionerebbe.

Pertanto, le antenne di ricezione prese come riferimento devono avere una dimensione minima. Questa dimensione minima è definita come un'area quadrata con una lunghezza del bordo di una lunghezza d'onda. Questo riferimento diventa così improvvisamente dipendente dalla frequenza, il che ha come effetto la dipendenza dalla frequenza nel calcolo dell'attenuazione dello spazio libero, per esempio.