Benvenuti nella pagina dedicata alla radiotecnica


Nella presente pagina proverò a trasferire, a chiunque dedichi qualche minuto alla lettura di questa pagina web, le basi della radiotecnica, cercherò di utilizzare il più possibile un linguaggio semplice, così dà aiutare chi si avvicina a questo argomento complesso a comprenderne il significato.
Ribadisco come sempre che è impossibile condensare un argomento così vasto in poche righe, ma se avete bisogno di approfondire potete contattarmi visitando la pagina "Contatti"
Un pensiero e un rigraziamento và alla persona che ha reso possibile tutto ciò di cui parleremo, cioè Guglielmo Marconi, senza di lui e le sue scoperte tutto quello di cui parleremoin questa pagina non esisterebbe.
Guglielmo Marconi che tra l' altro venne una volta nel mio paese, nella residenza del suo medico personale, cioè l' illustre scienziato, medico e biologo Giuseppe Tallarico.

                                         Introduzione

La radiotecnica è la scienza che utilizza l' elettricità, l' elettromagnetismo e quindi l' elettronica per inviare e ricevere onde radio a scopo di comunicazione (radiocomunicazioni) o controllo. Essa prevede lo studio e la progettazione degli apparati elettronici preposti allo scopo, cioè i radiotrasmettitori, i radioricevitori e le antenne di trasmissione e ricezione.

Cercando di semplificare il concetto, si tratta di inviare, nello spazio circostante, delle onde elettromagnetiche (portante) aventi frequenza e lunghezza d'onda opportune a cui si sovrappone opportunamente l' informazione da trasportare (modulazione), questo lavoro viene svolto dal trasmettitore, il quale ha, collegata alla propria uscita tramite una linea di trasmissione accordata (cavo coassiale o guida d' onda)
l' antenna tramittente, la quale si occupa di trasdurre il segnale elettrico in un campo elettromagnetico di intensità proporzionale alla potenza presente al suo ingresso. Ulteriori informazioni sui campi elettromagnetici si possono recuperare da  questa pagina.

Tutto si basa sui circuiti di tipo oscillatorio, che possono essere di tipo serie oppure più sovente di tipo parallelo, essi sono dei circuiti elettrici che sfruttano la proprietà fisica degli induttori e delle capacità di accordarsi su una sola frequenza a seconda del valore dei componenti utilizzati, si deduce da ciò che per modificare la frequenza di risonanza e quindi selezionare (ricevitore) o produrre (trasmettitore) basta variare il valore di uno dei componenti del circuito oscillatorio.

Le onde elettromagnetiche verrano poi ricevute ed amplificate dalle antenne di ricezione, le quali sono anche esse dei circuiti oscillatori accordate su una determinata frequenza, ed operano il procedimento inverso, cioè trasducono un campo elettromagnetico in un segnale elettrico.
Il segnale ottenuto viene in seguito inviato tramite un' altra linea accordata all' apparato di ricezione (radioricevitore), il quale tramite il solito circuito oscillatorio selezionerà tra le tante, la frequenza che ci interessa ricevere e provvederà a separare le informazioni trasmesse, dalla portante a radiofrequenza (demodulazione). Affronteremo il capitolo trasmettitori, ricevitori ed antenne in seguito, in trattazioni separate per meglio comprenderli.
A volte il trasmettitore e il ricevitore radio possono coesistere in un solo apparato elettronico, in questo caso si parla di ricetrasmettitore.
Le frequenze e quindi lunghezze d' onda su cui è possibile trasmettere sono riportate nello spettro elettromagnetico ed indicizzate in varie bande visibili nelle tabelle ingrandibili che trovate al rigo sottostante.

  
       Spettro elettromagnetico                       Suddivisione in bande dello spettro elettromagnetico
 
La scelta della banda di trasmissione dipende dalla distanza da coprire e dall' orografia del terreno, questo perchè i segnali con frequenza nella parte bassa dello spettro hanno la capacità di superare gli ostacoli che si frappongono tra il trasmettitore e il ricevitore (prevalenza della componente magnetica su quella elettrica), ma vanno sostenuti da potenze elevate con relativo proporzionato inquinamento da elettrosmog.
Inoltre fino a circa 30 MHz la ricezione di dette emissioni è affetta dal cosiddetto fading, cioè la variazione continua dell' intensità del segnale ricevuto, questo è dovuto alla variazione continua di spessore degli strati dell' atmosfera terrestre che riflettono questo tipo di segnale e ne permettono la propagazione a lunghe distanze. La propagazione per onda diretta rimane invece stabile.
Purtroppo l' utilizzo delle bande basse, per i limiti esposti prima stà gradualmente cadendo in disuso, esse sono sostituite dallo streaming internet e dalle comunicazioni satellitari numeriche le quali permettono una buona qualità senza i limiti intrinseci a questo tipo di emissioni.
Si utilizzano comunque, ancora prevalentemente quando bisogna coprire vasti spazi con un solo trasmettitore.

Al salire della frequenza le onde elettromagnetiche tendono ad essere assorbite e schermate dagli ostacoli che si frappongono, fino ad avere dopo i 30 MHz una portata ottica, cioè il trasmettitore deve vedere il ricevitore, altrimenti la ricezione del segnale irradiato diventa impossibile, ma vi è il vantaggio di poter utilizzare potenze di trasmissione relativamente basse, vista la necessità per coprire una determinata zona di installare più di un' impianto di  trasmissione .
Si cerca comunque di collocarli sempre in una posizione il più elevata possibile per estendere l' orizzonte ottico e quindi aumentare la zona servita dall' impianto di trasmissione.

Si deve tener presente anche, che la scelta della banda di trasmissione condiziona direttamente la qualità dell' informazione trasmessa, questo perchè nelle bande basse si è obbligati visto il poco spazio a disposizione ad utilizzare canali di  trasmissione stretti,  tutto ciò implica che a prescindere dal tipo di metodo usato per sovrapporre l' informazione alla portante (modulazione) la massima frequenza modulabile sia di 4,5 KHz se il canale di trasmissione è di 9 o 10 KHz, e 3KHz se il canale è largo 5 KHz.
Và da sè che utilizzando la modulazione di frequenza FM a banda stretta, la quale è insensibile ai disturbi di qualsiasi tipo la qualità migliora tantissimo, ma la limitazione rimane.
Usando poi la FM a banda larga, che purtroppo è confinata necessariamente alle bande alte visto il canale a 75 KHz, la massima frequenza trasmissibile diventa 15 KHz quindi di qualità Hi-Fi.
Con le modulazioni digitali poi la qualità dipende dal B.E.R. (bit error rate) e dal tipo di compressione dati utilizzato, vi è comunque il vantaggio dell ' altissima immunità ai disturbi e la possibilità di trasmettere grandi quantità di informazioni in un canale stretto (compressione).
 Generalmente, si sfrutta la propagazione ottica delle onde elettromagnetiche con frequenza elevatissima per le comunicazioni da punto a punto, cioè si realizzano dei ponti radio, i quali servono per realizzare delle dorsali di comunicazione (telefoniche,TV, radio o altro), a cui saranno poi collegati i trasmettitori locali. I ponti radio sono raffigurabili come nella figura quì sotto. 
 
                  
 Nei ponti radio si usano delle antenne molto direttive, di solito paraboliche.
Di seguito alcune immagini ingrandibili che vi permetteranno di capire meglio quanto esposto. 

          Impianto di trasmissione con ponti radio e RADAR      Circuito oscillatorio di tipo serie 
 
        Antenna parabolica per comunicazioni spaziali        Circuito oscillatorio di tipo parallelo 

                                                               
                                         Trasmettitori

Per trasmettere le onde radio tramite le antenne ci si avvale di apparati progettati e costruiti allo scopo, stiamo parlando dei trasmettitori a radiofrequenza, i quali sono apparati molto complessi, formati da vari stadi, diversi a seconda del tipo di modulazione utilizzata, ma che comunque prevede sempre come primo stadio un oscillatore elettronico che genera la portante avente la frequenza desiderata  e come ultimo stadio un amplificatore di potenza che eleva i valori di tensione e corrente ai valori opportuni che necessitano per generare la potenza adatta a coprire la distanza desiderata.

L' oscillatore è un circuito elettronico utilizzante componenti elettronici attivi e passivi, che genera tramite un circuito oscillatorio accordato,  e un componente attivo (transistor o valvola), un segnale elettronico di frequenza stabilita in fase di progetto, che  deve coincidere con la frequenza di trasmissione che ci interessa ed è molto importante che l' oscillatore fornisca un segnale con frequenza che sia stabile nel tempo, per ottenere ciò si introduce nel circuito oscillatorio un particolare componente ad effetto piezoelettrico chiamato quarzo, il quale stabilizza l' oscillazione e la rende indipendente dalla tensione di alimentazione ed entro certi limiti anche dalla temperatura. Nei circuiti multicanale per evitare di utilizzare molti quarzi si usa un circuito particolare chiamato P.L.L. (phase locked loop), il quale utilizza un solo quarzo per generare tutte le frequenze in modo stabile.
Ultimamente stà prendendo piede un circuito digitale di nuova concezione chiamato D.D.S.  (direct digital sintesis) a controllo numerico il quale presenta molti vantaggi rispetto a quelli analogici.

Il segnale in uscita dall' oscillatore perviene quindi allo stadio  modulatore, cioè il circuito che sovrappone l' informazione da trasmettere alla portante da irradiare. Esso è diverso a seconda che si utilizzi la modulazione d' ampiezza (AM) in cui la frequenza della portante rimane stabile e se ne varia
l' ampiezza, oppure la modulazione di frequenza (FM) in cui l' ampiezza rimane stabile e se ne varia la frequenza, o modulazioni di fase tipo FSK o AFSK.
Esistono anche modulazioni di tipo digitale (utilizzate per il wi-fi) e per il D.A.B.+,  questo presuppone un modulatore diverso per ogni tipo.

Infine il segnale modulato arriva allo stadio amplificatore di potenza selettivo, il quale ne eleva i valori di tensione e corrente fino ad arrivare alla potenza che il progetto necessita al fine di coprire la zona prestabilita.
All' uscita del trasmettitore si connette tramite un connettore specifico la linea di trasmissione che porterà il segnale all' antenna.

Bisogna tenere presente che tutte le linee di trasmissione a cavo coassiale o a guida d' onda hanno un ' impedenza caratteristica che và rispettata nella totalità del percorso, per evitare disadattamenti e perdite di segnale, questo sia in trasmissione che in ricezione.
L' impedenza caratteristica in trasmissione è di solito stabilita in 52 Ω negli apparati di trasmissione e 75 Ω in quelli di ricezione.
Di seguito lo schema a blocchi ingrandibile di un generico trasmettitore ed altre immagini esplicative.

     
 
   
     Vista ingrandibile di un ricetrasmettitore                    Impianti di trasmissione radio TV

                             
 Centro trasmittente Rai-Way, San Nicola dell'alto   Connettore con impedenza 50 Ω di tipo N