17° CORSO SERGENTI – TECNICO ELETTRONICO NOZIONI GENERALI DI RADIOTECNICA LEZIONE 5

1. SCUOLA DELLE TRASMISSIONI E INFORMATICA 17° CORSO SERGENTI – TECNICO ELETTRONICO NOZIONI GENERALI DI RADIOTECNICALEZIONE 5 Ten. ing. RN DI MARIO Andrea APRILE 2013

2. SCUOLA DELLE TRASMISSIONI E INFORMATICA Gli argomenti trattati sono da considerare: “INFORMAZIONI NON CLASSIFICATE CONTROLLATE” AD USO ESCLUSIVO INTERNO DEGLI ALLIEVI DELLA SCUOLA

3. FONTI • SINOSSI: Nozioni generali di Radiotecnica • - ST 0046 -

4. INDICE • CAP. 7 Classificazioni delle emissioni • CAP. 8 Le Antenne • CAP. 9 La propagazione

5. Cap 7 Classificazione delle emissioni

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. Generalità sui metodi di modulazione ONDE RADIO: La gamma delle onde radio è convenzionalmente suddivisa nelle seguenti bande: ricordare

10. Cap 8 Le Antenne

11. Antenne Un'antennaè 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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 (nearfield) e campo lontano (far field).

15. Antenne Campo elettromagnetico

16. 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.

17. Antenne Diagramma di Radiazione Il diagramma di radiazione di una antenna è la rappresentazione grafica del guadagno della stessa.

18. Cap 9 La Propagazione

19. 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

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. La propagazione Propagazione per onda spaziale • La propagazione di un’onda radio nello spazio libero, avviene per onda spazialenella bassa atmosfera (troposfera) e può essere scomposta in due componenti: • Onda diretta • Onda riflessa

25. 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

26. 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).

27. 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

28. 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

29. 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.

30. DOMANDE!

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