Isotropstrahler

Ein Isotropstrahler (engl. intrinsic antenna), auch Kugelstrahler oder isotrope Antenne genannt, ist ein Modell bzw. die hypothetische Idealisierung eines Punktstrahlers, der isotrop (d. h. gleichmäßig in alle Raumrichtungen) und verlustlos sendet bzw. empfängt. Der Isotropstrahler sendet Transversalwellen aus, die je nach Anwendungsfall unterschiedlich polarisiert sein können. Zur Charakterisierung der Richtwirkung von Antennen werden deren Strahlungsdiagramme mit dem Strahlungsdiagramm eines Isotropstrahlers verglichen. Für diesen Vergleich wird für den Kugelstrahler angenommen, dass er mit Ausnahme des Wirkungsgrades und der Richtwirkung die gleichen Eigenschaften wie die Antenne hat, mit der er verglichen werden soll. Ein idealer Isotropstrahler ist in der Praxis nicht realisierbar, alle Antennen haben in der Realität alle eine mehr oder weniger ausgeprägte Richtwirkung.

Beim Isotropstrahler verteilt sich die gesamte Sendeleistung P_TX gleichmäßig auf die Fläche einer Kugel. Die Leistungsdichte im Abstand r beträgt:

$S_O = \frac{P_{TX}}{A_\text{Kugel}} = \frac{P_{TX}}{4 \pi r^2}$

Wegen der teilweise sehr großen Zahlenwerte des Vergleichs wird dieser fast ausschließlich in einem logarithmischen Maß angegeben, dem 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 Hertzschen Dipol 1,8 dBi.

In bestimmten Messverfahren für Antennen, etwa dem Sunstrobe-Recording, kann das breit gestreute Spektrum der Sonnenstrahlung als Annäherung an einen Punktstrahler verwendet werden. Die Sonne strahlt nicht nur das sichtbare Licht aus, sondern sendet in allen Frequenzbereichen mit für den Zeitraum der Messung recht stabilen Leistungen. 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. Auflage, Oldenbourg Verlag, München Wien, 2006, ISBN 3-486-57866-9
• Technik der Nachrichtenübertragung Teil 1 Grundlagen der Hochfrequenz. 1. Auflage, Institut zur Entwicklung moderner Unterrichtsmethoden e. V., Bremen, 1980
• Edgar Voges: Hochfrequenztechnik, ISBN 3-7785-1270-6, Kapitel 17.2