Applichiamo il modello visto al § 19.1 per il caso di un collegamento in condizioni di visibilità tra le antenne.
Potenza ricevuta
Usando l’area efficace dell’antenna ricevente (21.176) per intercettare parte della potenza irradiata (21.174) si ottiene
WR = WdTGTAe4πd2 = WdTGT GR⎛⎝λ4πd⎞⎠2 [Watt]
Ovviamente anche il ricevitore ha la propria Zi = Z * R accordata per il massimo trasferimento di potenza, e la banda di segnale è sempre stretta a sufficienza da garantire l’assenza di distorsioni lineari. Quindi la WR = WdR è proprio la potenza ricevuta.
è chiamato attenuazione di spazio libero, e dipende da f2 oltreché da d2. Anche se, ai fini del bilancio di collegamento, la dipendenza dalla frequenza si elide con quella relativa al guadagno delle antenne: GT = Ae4πλ2 = Ae4πf2c2 ([1124] [1124] Mantenendo fissa la dimensione delle antenne si ottiene il risultato che trasmissioni operanti a frequenze più elevate permettono di risparmiare potenza. Purtroppo però, guadagni di antenna superiori a 30-40 dB (corrispondenti a piccoli valori di θb) sono controproducenti, per i motivi esposti al § 20.3.1.).
è chiamato attenuazione disponibile, ed indica di quanto si riduce la potenza trasmessa. Il suo valore espresso in decibel, tenendo conto delle costanti che vi compaiono, ed usando le unità di misura più idonee, risulta essere
nota come equazione di Friis. Osserviamo che a differenza della trasmissione in cavo l’attenuazione cresce con il quadrato della distanza, ovvero con il suo logaritmo quando espressa in decibel. Infatti ora l’attenuazione è dovuta esclusivamente all’aumentare della superficie su cui si distribuisce la potenza irradiata, e non a fenomeni dissipativi, come accade invece per cavo (eq. (21.169)) e fibra ottica. Per un esempio di applicazione della (21.179) si veda l’esercizio a pag. 1.
Il sistema di telecomunicazione che meglio rappresenta le condizioni di spazio libero è quello tra terra e satellite (§ 25.3), per il semplice fatto che non vi sono ostacoli frapposti tra le antenne. D’altra parte i collegamenti radio terrestri, sia fissi che mobili, sono affetti da una serie di ulteriori fenomeni, mentre la (21.179) si limita a considerare un solo aspetto del problema; di seguito ne citiamo un altro paio, ed ai prossimi § approfondiamo il tema:
perdite di accoppiamento: dovute al mancato verificarsi delle condizioni di massimo trasferimento di potenza, ed ammontano a qualche dB;
assorbimento terrestre: quando l’antenna è distante dal suolo meno di qualche lunghezza d’onda, l’energia si propaga anche per onda superficiale[1125] [1125] http://it.wikipedia.org/wiki/Onda_superficiale, in quanto la crosta terrestre agisce da conduttore. Ciò permette la ricezione anche in assenza di visibilità tra antenne, subendo però una attenuazione che aumenta con la frequenza, tanto che già a 3 MHz raggiunge i 25 dB[1126] [1126] equivalente ad una riduzione di potenza di 102.5 = 316 volte ogni 10 Km. Le onde medie (0,3-3 MHz) sono meno attenuate, ed ancora meno le onde lunghe (10-300 KHz) che viaggiano appunto via terra.
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