www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Grondbeginselen

Isotrope antenne

Figuur 1: Een isotrope straler heeft een sferische vermogensverdeling

Kugel

Figuur 1: Een isotrope straler heeft een sferische vermogensverdeling

Isotrope antenne

Een isotrope antenne of sferische isotrope straler is een antenne die in de praktijk nooit voorkomt en in alle richtingen (sferisch) evenveel uitstraalt met de geometrische afmeting van een punt. De invloed van het aardoppervlak alleen zou echter het diagram veranderen en de vorming van minima en maxima veroorzaken.

Een isotrope antenne heeft echter geen maximum. Het horizontale diagram is hetzelfde als het verticale diagram. Terwijl alle andere karakteristieke eigenschappen gelijk zijn aan die van de te vergelijken echte antenne, wordt aangenomen dat het totale uitgestraalde vermogen gelijkmatig over een bolvormig oppervlak is verdeeld. Volgens de vergelijkingen van Maxwell is zelfs dit theoretisch niet mogelijk voor elektromagnetische golven. Het is dus slechts een hypothetische constructie als basis voor een wiskundig-fysieke grootheid die ter vergelijking wordt gebruikt.

Figuur 2: Stralingsdichtheid rond een halfgolvige dipool, gelijk vermogen per oppervlakte-eenheid is weergegeven met dezelfde kleur (resultaat van een 3D-antennesimulatie)

Figuur 2: Stralingsdichtheid rond een halfgolvige dipool, gelijk vermogen per oppervlakte-eenheid is weergegeven met dezelfde kleur (resultaat van een 3D-antennesimulatie)

Alle andere antennes hebben een versterking in één vlak of in één richting ten opzichte van de omnidirectionele antenne, veroorzaakt door reflecties of door de geometrische verlenging van de antenne.

G = 4·π·Ae G = antenneversterking
λ = golflengte
Ae = effectief antenneoppervlak
(1)
λ2

De omnidirectionele isotrope antenne wordt gebruikt als referentie voor de richtingsgevoeligheid en de antenneversterking van een reële antenne. Aangezien deze isotrope antenne in de praktijk niet kan bestaan (een punt kan geen transversale golven opwekken), moet een of andere metrologische oplossing worden gevonden. Vaak worden gekalibreerde referentieantennes met bekende versterking gebruikt en wordt het resultaat omgerekend naar een isotrope antenne. Deze omrekening is niet nodig indien een eenvoudige dipool als referentie werd gebruikt. Om te onderscheiden welke referentieantenne voor de meting van een antenne werd gebruikt (of dat het resultaat werd geëxtrapoleerd naar een isotrope antenne), wordt de onderliggende referentie vervolgens genoemd met een index naar de hulpmeeteenheid decibel:

Een ontvangstantenne daarentegen kan zelfs hypothetisch geen puntvormige structuur zijn. Het wordt verondersteld energie te onttrekken aan een veld met een bepaalde stralingsdichtheid (watts per m²). Hoe groter het effectieve antenneoppervlak van de ontvangstantenne, hoe meer energie deze kan ontvangen. Als de antenne puntvormig zou zijn, zou het effectieve antenneoppervlak nul zijn en zou de antenne niet werken.

Ontvangstantennes die als referentie worden genomen, moeten daarom een minimumgrootte hebben. Deze minimumgrootte wordt gedefinieerd als een vierkant gebied met een randlengte van één golflengte. Deze referentie wordt dus plotseling frequentie-afhankelijk, hetgeen tot gevolg heeft dat bijvoorbeeld bij de berekening van de transmissieverlies in de vrije ruimte een frequentie-afhankelijkheid optreedt.