Dossier

La fisica delle telecomunicazioni

Antenne e parabole

Cos'è un antenna?

Un'antenna trasmittente è un apparecchio che irraggia energia nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche nel range delle radiofrequenze.

Un'antenna convenzionale è un conduttore o un sistema di conduttori che irraggia (antenna trasmittente) o intercetta (antenna ricevente) energia elettromagnetica.

Un'antenna trasmittente converte un segnale elettrico variabile nel tempo (ovvero la la corrente alternata) in un'onda elettromagnetica che si propaga liberamente attraverso l'aria o lo spazio. L'antenna ricevente riconverte l'onda elettromagnetica in segnale elettrico.

L'antenna per trasmissioni radio si può schematizzare come un filo conduttore di una certa lunghezza L (piccola rispetto alla lunghezza d'onda λ da trasmettere: L.

Ad esempio un'antenna lunga 30 m è adeguata per trasmettere un'onda radio FM di frequenza media di 500 kHz: infatti a questa frequenza corrisponde una lunghezza d'onda λ di circa 600 m, ben maggiore delle dimensioni dell'antenna.

L'antenna trasmittente deve essere in grado di irraggiare in modo estremamente efficiente così che la potenza non vada sprecata, cioè l'antenna deve concentrare l'energia radio in un fascio sufficientemente collimato.

Le dimensioni di un'antenna sono determinate dalle frequenze da trasmettere o da ricevere.

Man mano che si sale nelle frequenze le dimensioni dell'antenna devono essere sempre più precise.

Le antenne per trasmissioni radio sono di tipo omnidirezionale, cioè irraggiano il segnale trasmesso su una vasta area.

Invece nelle trasmissioni tra due punti fissi si usano antenne direzionali che trasmettono il segnale in un fascio abbastanza ben collimato, diretto verso l'apparato ricevente.

Antenne paraboliche o parabole

Antenna terrestre Intelsat di Andover

Le antenne paraboliche si usano per le comunicazioni via satellite per mezzo di microonde (onderadio di lunghezza d'onda compresa approssimativamente tra il millimetro e i 10 cm, corrispondenti a frequenze da 1 a 300 GHz, cioè nelle bande UHF, SHF e EHF).

La forma a parabola del piatto fa sì che il fascio di onde sia ben collimato, cioè sia poco divergente.

La larghezza del fascio delle microonde è proporzionale al rapporto tra la lunghezza d'onda delle microonde e il diametro del piatto.

A parità di lunghezza d'onda, quindi, maggiori sono le dimensioni del piatto, più stretto è il fascio d'onde.

Un'antenna di dimensioni ridotte posta su un satellite riceverà e trasmetterà segnali su tutta l'area della Terra visibile dal satellite, circa un intero emisfero.

Un'antenna di dimensioni maggiori riceverà e trasmetterà segnali su una regione terrestre molto più limitata.

Analogamente per quanto riguarda le stazioni terrestri, un'antenna di grandi dimensioni trasmette e riceve segnali solo dal satellite verso cui è puntata e non da satelliti vicini.

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