imported>FBuHL09: Abbildung hinzugefügt

2025-11-22T10:48:27Z

Abbildung hinzugefügt

Neue Seite

[[Datei:Isotropic radiator animation 240x240x8frame 0.4sec.gif|miniatur|Animiertes Diagramm von Wellen aus einer isotropen Quelle, dargestellt durch roten Punkt]]

Ein '''Isotropstrahler''' ({{enS|isotropic antenna}}), auch '''Kugelstrahler''' oder '''isotrope Antenne''' genannt, ist ein [[Modell]] bzw. die [[Idealisierung (Physik)|Idealisierung]] eines Punktstrahlers, der [[isotrop]] (d. h. gleichmäßig in alle Raumrichtungen) und verlustlos sendet bzw. empfängt. Er wird wegen der Einfachheit im Modell in der [[Antennentechnik]] als Referenz in Form einer „gedachten [[Bezugsantenne]]“ verwendet.

[[Datei:Effective isotropic radiated power illustration.svg | mini | rechts | Vergleich von gerichteter und isotroper Strahlungschrakteristik]]

Mit Ausnahme der Verlustlosigkeit und der gleichmäßigen Leistungsverteilung wird angenommen, dass alle anderen Eigenschaften des Isotropstrahlers identisch mit der realen Antenne sind, die beschrieben werden soll.

Beim Isotropstrahler wird angenommen, dass sich die gesamte [[Sendeleistung]] <math>P_{TX}</math> gleichmäßig auf die Fläche <math>A</math> einer Kugel verteile. Die [[Leistungsdichte]] <math>S_O</math> im Abstand <math>{r}</math> beträgt dann:

:<math>S_O = \frac{P_{TX}}{A_\text{Kugel}} = \frac{P_{TX}}{4 \pi r^2}</math>

== Als Sendeantenne ==
Im Gegensatz zu Quellen [[Longitudinalwelle|longitudinal polarisierter Wellen]], wie etwa [[Schall]]<nowiki/>quellen, ist eine Antenne, die kohärent und mit völlig isotroper Leistungsverteilung [[Transversalwelle]]n abstrahlt, selbst theoretisch nicht realisierbar. Alle Antennen haben eine mehr oder weniger ausgeprägte [[Richtcharakteristik]]. Zur Charakterisierung der Richtwirkung einer gegebenen Antenne wird deren [[Antennendiagramm]] mit dem des fiktiven Isotropstrahlers verglichen (Isotropstrahler als [[Referenzantenne]]). Verglichen wird jedoch immer nur ein kleiner Winkelbereich in der Hauptstrahlrichtung der zu vergleichenden Antenne. Der Unterschied ist dann der [[Antennengewinn]].

Wegen der teilweise sehr großen Zahlenwerte des Vergleichs wird dieser fast ausschließlich in einem [[logarithmisch]]en Maß angegeben, dem [[Bel (Einheit)|Dezibel]] (dB). Der dBi-Wert gibt den Antennengewinn einer Antenne bezogen auf den Isotropstrahler als Referenzantenne an. Beispielsweise beträgt er für eine λ/2-[[Dipolantenne]] in Richtung senkrecht zur Antennenachse 2,15 dBi, für einen [[Hertzscher Dipol|Hertzschen Dipol]] 1,8 dBi.

== Als Empfangsantenne ==
Rechnerisch kann ein Isotropstrahler auch als Empfangsantenne genutzt werden. Um Leistung aus einem [[elektromagnetisches Feld|Feld]] mit einer gegebenen Leistungsdichte (Leistung pro Flächeneinheit) entnehmen zu können, benötigt eine Empfangsantenne eine [[effektive Antennenfläche]] ([[Apertur]]) ''A<sub>W</sub>'', die von der zu empfangenen [[Wellenlänge]] <math>\lambda</math> abhängt:

:<math>A_W = \frac{\lambda^2}{4 \pi}</math>

Eine punktförmige Empfangsantenne dagegen hat keine Fläche, würde daher keine Leistung entnehmen können und würde nicht funktionieren.

== Approximation ==
In bestimmten Messverfahren für Antennen, etwa dem [[Sunstrobe-Recording]], kann das breite [[Elektromagnetisches Spektrum|Spektrum]] der [[Sonnenstrahlung]] als näherungsweise Realisierung eines Punktstrahlers verwendet werden. Die [[Sonne]] strahlt nicht nur das [[sichtbares Licht|sichtbare Licht]] aus, sondern sendet in allen [[Frequenz]]bereichen mit Leistungen, die für den Zeitraum der Messung recht stabil sind. Die Annäherung ''Punktstrahler'' ist trotz der riesigen Ausmaße der [[Sonnenoberfläche]] zulässig, da die Sonne sehr weit von der Messantenne entfernt ist.

== Literatur ==
* Jürgen Detlefsen, Uwe Siart: ''Grundlagen der Hochfrequenztechnik.'' 2., erweiterte Auflage. Oldenbourg, München/Wien 2006, ISBN 3-486-57866-9.
* ''Technik der Nachrichtenübertragung.'' Band 1: ''Grundlagen der Hochfrequenztechnik.'' Institut zur Entwicklung Moderner Unterrichtsmedien e. V., Bremen 1980.
* {{Literatur |Autor=[[Edgar Voges]] |Titel=Hochfrequenztechnik |Band=Band 2: ''Leistungsröhren, Antennen und Funkübertragung, Funk- und Radartechnik'' |Verlag=Hüthig |Ort=Heidelberg |Datum=1987 |ISBN=3-7785-1270-6 |Seiten=134 ff. |Kapitel=Kapitel 17.2: ''Richtfaktor und Antennengewinn''}}
* Beschreibung einer isotropen Empfangsantenne für Messzwecke ([http://www.narda-sts.de/pdf/fachartikel/Isotrope%20Antenne.pdf online])

[[Kategorie:Antenne]]

Isotropstrahler - Versionsgeschichte

imported>FBuHL09: Abbildung hinzugefügt