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Segnale vs Frequenza
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i0qm
Scribacchino
Scribacchino


Joined: Mar 07, 2005
Posts: 475

PostPosted: 26 Apr 2007 @ 12:08    Post subject: Segnale vs Frequenza Reply with quote

Perché nei QSO locali vanno meglio i due metri rispetto ai venti metri?

Le onde radio usate nell'attività di radioamatore, s'immaginano trasmesse come una serie di cicli d'energia, uno dopo l'altro. L'Hertz (abbreviato Hz) è un ciclo al secondo. Hertz è quindi l'unità di misura, in onore a Heinrich Rudolf Hertz, fisico tedesco 1857-1894, che ha dimostrato sperimentalmente l'esistenza delle onde elettromagnetiche.

La frequenza dell'energia elettrica nelle case italiane è di 50 Hz e significa che la corrente alternata (AC), è di 50 cicli al secondo, cioè il senso del flusso cambia 100 volte in un secondo compiendo 50 cicli completi. Le onde radio usano moltissimi cicli rispetto alla corrente elettrica, nell'unità di tempo di un secondo, e si usano pertanto unità di misura più idonee per nominarle. Una è il chilociclo o kilohertz (abbreviato Kcs o meglio KHz), che è uguale a 1000 cicli al secondo. Oppure il megaciclo o megahertz (abbreviati Mcs o MHz), che corrisponde a 1000000 cicli al secondo, o 1000 chilocicli. Il rapporto fra queste unità di misura, del tutto equivalente, è:

1000000 Hertz = 1000 KHz = 1 MHz

La "lunghezza d'onda" è la misura in termini di distanza fra i picchi di due cicli successivi di un'onda radio, al posto del numero di cicli al secondo. Nelle onde radio, anche se invisibili, la distanza fra i picchi di due cicli consecutivi del campo elettromagnetico di un'onda radio, si può esprimere in metri. L'onda elettromagnetica viaggia alla velocità della luce, e il calcolo della distanza percorsa in un secondo è costante. Non lo è il numero di cicli compiuti dall'onda elettromagnetica o l'equivalente della lunghezza d'onda, infatti, tanto più alta è la frequenza tanti cicli in più l'onda compie nell'unità di tempo e quindi di spazio.

Allora il rapporto fra una frequenza del segnale radio e la relativa lunghezza d'onda si trova con la seguente formula nel vuoto:

lunghezza d'onda = 299792458 / frequenza in hertz

usando il più comodo megahertz per le frequenze delle onde radio, e approssimando anche la velocità della luce:

lunghezza d'onda = 300 / frequenza in MHz

Secondo questa formula, una frequenza di 14.040 MHz sarebbe equivalente ad una lunghezza d'onda di 21.35 metri, che arrotondiamo a 20 metri. Quindi, 14040 chilocicli, 14.040 megahertz e 20 metri riferiscono alla stessa frequenza di funzionamento, in altre parole alla banda dei 20 metri.

La formula indica però che la lunghezza d'onda di un segnale radio diminuisce mentre la frequenza relativa aumenta. Ciò è importante perché la lunghezza o l'altezza di vari tipi d'antenne deve spesso essere una frazione (solitamente la metà) della lunghezza d'onda del segnale trasmesso o ricevuto. Ciò significa che la maggior parte delle antenne progettate per le frequenze vicino a 14 MHz saranno fisicamente molto più grandi delle antenne progettate per le frequenze di 144 MHz.

L'energia del segnale ricevuto è inversamente proporzionale al quadrato della distanza ma anche proporzionale alla lunghezza d'onda, in EME, poi, il segnale riflesso dalla Luna diventa inversamente proporzionale alla quarta potenza della distanza, e per quanto detto sopra è più forte in 144 MHz mentre è circa un decimo sui 432 MHz. Per analogia un segnale in venti metri dovrebbe essere, come onda spaziale a parità di distanza, più forte di uno in due metri.

Tutto questo preambolo per porre un quesito, facile solo in apparenza, cioè come mai nella pratica il segnale dell'OM nostro concittadino a 10 o 20 Km di distanza arriva almeno centinaia di volte più forte in due metri rispetto a quello in venti metri?

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ik1mdo
Novizio
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Joined: May 09, 2004
Posts: 15
Location: Sanremo

PostPosted: 29 Apr 2007 @ 22:01    Post subject: Re: Segnale vs Frequenza Reply with quote

Ciao Bob, circa la tua domanda finale, occorre tener conto dell'angolo di irradiazione della antenna. Sappiamo che una antenna, per irradiare orizzontalmente dovrebbe essere collocata ad almeno tre lunghezze d'onda sopra al terreno. Quindi: l'antenna dei due metri dovrebbe essere collocata ad almeno 6 metri di altezza; quella dei venti metri: dovrebbe essere collocata ad almeno 60 (sessanta) metri di altezza per avere la medesima efficenza circa l'angolo di irradiazione.
Per altezze relative inferiori, l'angolo di irradiazione tende a puntare verso l'altro, quindi, a parita' di altezza di installazione (ed e' facile vedere le due antenne montate sullo stesso palo ed azionate dal medesimo rotore), l'antenna sui 20 metri avra' un angolo di irradiazione molto piu' ripido, ossia che punta di piu' verso l'alto, rispetto all'antenna dei 144, con la conseguenza che minore sara' l'energia sara' irradiata orizzontalmente verso la stazione ubicata a 20 km di distanza.
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