La propagazione dei segnali radio

 

La propagazione di un'onda elettromagnetica è “tutto quello che avviene ai segnali radio dopo che hanno lasciato la nostra antenna”. E’ in pratica il processo per il quale le onde elettromagnetiche si trasferiscono da un luogo all’altro.

Essa inizia quando mandiamo una corrente attraverso un’antenna. Istantaneamente, un campo elettromagnetico inizia ad irradiarsi attraverso lo spazio, pressappoco alla velocità della luce. Questo campo elettromagnetico ha diverse dimensioni:

• Ampiezza, la forza del campo;

• Direzione;

• Lunghezza d’onda;

• Polarizzazione;

• Velocità.

Nello spazio intergalattico, ovvero nel vuoto, la propagazione assume un aspetto “ideale”. Il vuoto è definito come “un mezzo lineare, isotropico, nondispersivo, omogeneo e non dipendente dal tempo”.

• E’ lineare perchè conduce le onde nello stesso modo lungo il percorso.

• E’ isotropico perchè non ha direzionalità.

• E’ nondispersivo perchè non interessa la polarizzazione dell’onda;

• E’ omogeneo e non dipendente dal tempo perchè ha le stesse proprietà dielettriche nel tempo in tutto il percorso.

In realtà le cose sono un pò più complicate. Lungo la superficie terrestre, e nell’atmosfera, non avremo mai alcun percorso lineare, isotropico, nondispersivo, omogeneo e non dipendente dal tempo disponibile ad alcuna frequenza.

La Terra è una colossale barriera nei confronti della maggior parte dei segnali radio che, una volta lasciata l’antenna, iniziano ad interagire con ogni sorta di ostacolo: dalle molecole d’aria al pulviscolo, agli ostacoli naturali come montagne o alberi, alle costruzioni ed ai fenomeni atmosferici.

Sono due gli elementi essenziali da conoscere per effettuare con successo un collegamento radio:

• La frequenza di lavoro;

• La specifica natura del mezzo attraverso il quale si propagano i segnali.

Le bande di frequenza che abbiamo a disposizione vanno da 137 kHz a 250 GHz; abbiamo quindi uno spettro vasto in cui operare. Il mezzo che dovremo adoperare è tutto ciò che sta tra il suolo e la parte più alta dell'atmosfera terrestre. Avremo quindi diversi modi di propagazione di un'onda elettromagnetica, e questa si propagherà attraverso essi a seconda di diverse condizioni fisiche e della frequenza di lavoro.

I principali modi di propagazione saranno quindi:

• Collegamenti radio in portata ottica;
• Collegamenti radio via riflessione Troposferica e sue varianti;
• Collegamenti radio via riflessione Ionosferica e sue varianti;
• Collegamenti radio per mezzo di Satelliti o Terra-Luna-Terra (EME).

73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

• M. Burnette, "The fast track to understanding ham radio propagation", © 2018 M. Brunette
• ARRL, "The ARRL Handbook for Radiocommunications", © ARRL 2011
• G. Gerzelka, "Manuale dell'operatore DX", © 1979 Franco Muzzio & C. Editore
• M. Martinucci, "Elementi di propagazione ionosferica", © 1993 C&C Edizioni Radioelettroniche
• I. Poole, "Radio Propagation Principles & Practice", © RSGB 2013