SCUOLA DELLE TRASMISSIONI E
INFORMATICA
17° CORSO SERGENTI – TECNICO ELETTRONICO
NOZIONI GENERALI DI RADIOTECNICA
LEZIONE 5
Ten. ing. RN DI MARIO Andrea
APRILE 2013
SCUOLA DELLE TRASMISSIONI E
INFORMATICA
Gli argomenti trattati sono da considerare:
“INFORMAZIONI NON CLASSIFICATE
CONTROLLATE”
AD USO ESCLUSIVO INTERNO DEGLI ALLIEVI DELLA SCUOLA
2
FONTI
• SINOSSI: Nozioni generali di
Radiotecnica
- ST 0046 -
INDICE
• CAP. 7 Classificazioni delle emissioni
• CAP. 8 Le Antenne
• CAP. 9 La propagazione
Cap 7 Classificazione delle
emissioni
Lo spettro elettromagnetico
ONDA ELETTROMAGNETICHE:
In fisica le onde elettromagnetiche o radiazioni
elettromagnetiche, sono onde che si propagano nello
spazio a causa di fenomeni di natura elettromagnetica.
Lo spettro elettromagnetico
Relazione fondamentale:
Velocità = Frequenza * Lunghezza d’onda
v= f * λ
Nel caso di onde elettromagnetiche, la velocità è quella
della luce, indicata con c.
c = 300,000 km/s = 300,000,000 m/s = 3*10^8 m/s
ONDE RADIO
ONDA RADIO: In fisica le onde radio o radioonde sono
radiazioni elettromagnetiche, appartenenti allo spettro
elettromagnetico, nella banda di frequenza fino a
300 GHz
ovvero
con lunghezza d'onda maggiore di 1 mm.
Generalità sui metodi di modulazione
ONDE RADIO: La gamma delle onde radio è convenzionalmente
suddivisa nelle seguenti bande:
Banda
ELF
(Extremely low frequency)
SLF
(Super low frequency)
ULF
(Ultra low frequency)
VLF
(Very low frequency)
LF
(Low frequency)
MF
(Medium frequency)
HF
(High frequency)
VHF
(Very high frequency)
UHF
(Ultra high frequency)
SHF
(Super high frequency)
EHF
(Extremely high frequency)
Frequenza
< 3 Hz
Lunghezza d'onda
> 100.000 km
3–30 Hz
100.000 km – 10.000 km
Comunicazione radio con i sottomarini, ispezione
tubazioni, studio del campo magnetico terrestre
30–300 Hz
10.000 km – 1.000 km
Comunicazione con i sottomarini, per es. la radio russa
ZEVS
300–3000 Hz
1.000 km – 100 km
utilizzate per le comunicazioni in miniera
3–30 kHz
100 km – 10 km
Marina, comunicazione con sommergibili in emersione
30–300 kHz
10 km – 1 km
Trasmissioni radio intercontinentali in AM, trasmissione
del segnale di tempo standard per gli orologi
radiocontrollati.
300–3000 kHz
1 km – 100 m
Trasmissioni radio in AM
3–30 MHz
100 m – 10 m
(Onde corte)
Radioamatori, Banda cittadina, trasmissioni
intercontinentali in codice Morse
30–300 MHz
10 m – 1 m
Radio commerciali in FM, Aviazione, Marina, Forze
dell'ordine, Televisione, Radioamatori, Radiofari
300–3000 MHz
1 m – 100 mm
Radio PMR, Televisione, Telefonia cellulare, WLAN
3–30 GHz
100 mm – 10 mm
Radar, Satelliti, WLAN
30–300 GHz
10 mm – 1 mm
Trasmissioni satellitari e radioamatoriali
1 mm - 100 micrometro
Trasmissioni satellitari ( onde submillimetriche o banda
submillimetrica 300 GHz 3 THz tera Hertz ) e
radioamatoriali
THF
300-3000 GHz
(Tremendously high frequency)
Principali impieghi
ricordare
Cap 8 Le Antenne
Antenne
Un'antenna è un dispositivo atto a irradiare o a
captare/ricevere onde elettromagnetiche.
Le antenne convertono (trasducono) il campo
elettromagnetico che ricevono in un segnale elettrico,
oppure viceversa irradiano, sotto forma di campo
elettromagnetico, il segnale elettrico con il quale vengono
alimentate.
Antenne
L'antenna è un componente elettronico che consente l'irradiazione o la
ricezione di energia elettromagnetica nello spazio.
PRINCIPIO FISICO:
Se una corrente elettrica variabile nel tempo scorre in un conduttore,
esso irradia nello spazio un'onda elettromagnetica con la stessa
variabilità; se invece un onda elettromagnetica nello spazio incontra
un conduttore, induce in esso una corrente elettrica variabile nel
tempo.
Antenne
Antenne riceventi e trasmittenti
Principio di reciprocità
qualsiasi antenna è in grado di funzionare indistintamente sia come
antenna trasmittente che come antenna ricevente (se connesso
rispettivamente ad un trasmettitore e ad un ricevitore).
NOTA:
Sebbene in linea teorica qualunque conduttore possa comportarsi
da antenna, la massima funzionalità si ha solo con precise forme
geometriche che ne determinano anche la destinazione d'uso.
Antenne
Campo elettromagnetico
Consideriamo il campo elettromagnetico emesso
dalle correnti che lo generano.
In generale questo campo può essere suddiviso in
• CAMPO DI INDUZIONE
• CAMPO DI RADIAZIONE
Il campo di induzione si registra nella zona più prossima all'antenna
ed è caratterizzato da assenza di propagazione di potenza reale, ma
solo potenza reattiva (che non viene convertita in lavoro utile) e
presenza di onde che si attenuano rapidamente nello spazio.
Il campo di radiazione è caratterizzato da effettivo trasporto di
potenza reale cioè il campo si propaga all'infinito sotto forma di onde
sferiche che si attenuano come 1/r.
Può essere a sua volta suddiviso in campo vicino (near field) e campo
lontano (far field).
Antenne
Campo elettromagnetico
Antenne
Diagramma di Radiazione
Un’antenna non irradia ugualmente in tutte le direzioni, ma
avrà delle zone ad elevato guadagno (buona ricezione e
propagazione) ed altre in cui il guadagno sarà limitato.
Il diagramma di radiazione di una antenna è una
rappresentazione grafica che ci permette di analizzare
come si comporta la antenna al variare delle direzione
dell’onda che riceve o trasmette.
Lo scopo è quello di direzionare le antenne verso il punto
a maggiore guadagno, così da avere meno perdita di
potenza del segnale in trasmissione e ricezione.
Antenne
Diagramma di Radiazione
Il diagramma di radiazione di una antenna è la
rappresentazione grafica del guadagno della stessa.
Cap 9 La Propagazione
La propagazione
Generalità
Le onde radio che si irradiano da una stazione trasmittente
ad una stazione ricevente, possono propagarsi:
• Sulla superficie: onda superficiale (o terrestre)
• Nello spazio: onda spaziale
La propagazione
ATMOSFERA
L’atmosfera rappresenta l'insieme dei gas che
circondano un corpo celeste, le cui molecole sono
trattenute dalla forza di gravità del corpo stesso.
La propagazione
IONOSFERA
La ionosfera è quella fascia dell'atmosfera nella quale le radiazioni
del Sole provocano la ionizzazione dei gas componenti.
La ionosfera si estende fra i 60 e i 450 km.
La ionosfera svolge un ruolo importantissimo in alcune applicazioni
radio; un'onda a radiofrequenza incidente su uno strato ionizzato
può essere totalmente riflessa sotto opportune condizioni, di
conseguenza, è possibile utilizzare un modello di propagazione
basato su riflessioni multiple fra la superficie terrestre e la ionosfera.
La propagazione
IONOSFERA
La ionosfera svolge un ruolo importantissimo in alcune applicazioni
radio; un'onda a radiofrequenza incidente su uno strato ionizzato
può essere totalmente riflessa sotto opportune condizioni, di
conseguenza, è possibile utilizzare un modello di propagazione
basato su riflessioni multiple fra la superficie terrestre e la ionosfera.
La propagazione
Propagazione per onda superficiale
La propagazione per onda superficiale (o terrestre) consiste
in onde che si propagano seguendo la curvatura terrestre,
lungo la superficie, e riguarda soprattutto onde a frequenze
ridotte (VLF, MF).
Queste onde sfruttano la conducibilità della superficie
terrestre, percorrendo migliaia di km senza attenuazioni
apprezzabili.
La propagazione
Propagazione per onda spaziale
La propagazione di un’onda radio nello spazio libero,
avviene per onda spaziale nella bassa atmosfera
(troposfera) e può essere scomposta in due componenti:
• Onda diretta
• Onda riflessa
La propagazione
ONDA DIRETTA
La propagazione per onda diretta avviene nella troposfera (miscuglio
di gas che variano la loro composizione, temperatura e umidità con
l’altezza).
A seconda dell’altezza, l’indice di rifrazione varia; ne consegue che
l’onda inviata presenta un raggio di curvatura verso il basso.
ONDA
DIRETTA
La propagazione
ONDA DIRETTA
Quella per onda diretta è il principale modo di propagazione per
frequenze al di sopra della banda HF - VHF (frequenze maggiori di 30
MHz).
La propagazione
ONDA RIFLESSA
La propagazione per onda riflessa avviene quando l’onda
incide su una superficie e viene riflessa verso l’antenna
ricevente.
In generale l’onda riflessa si presenterà attenuata e
sfasata rispetto all’onda diretta.
ONDA DIRETTA
ONDA INCIDENTE
ONDA RIFLESSA
La propagazione
ONDA RADENTE
La propagazione per onda radente avviene quando
l’onda ricevuta dall’antenna ricevente è la combinazione
dell’onda diretta + l’onda riflessa
La propagazione
Propagazione per onda ionosferica
Questo tipo di propagazione permette comunicazioni a
grande distanza nella banda HF e avviene quando la tratta
tra il trasmettitore ed il ricevitore passa per la ionosfera,
dalla quale è riflessa l’onda incidente.
DOMANDE!
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NOZIONI GENERALI DI RADIOTECNICA
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