Elementi_di_telecomunicazioni-rev2-31-05-2011
Transcript
Elementi_di_telecomunicazioni-rev2-31-05-2011
ASSOCIAZIONE ITALIANA GUIDE E SCOUT d’EUROPA CATTOLICI PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. ELEMENTI DI TELECOMUNICAZIONE (A cura della Pattuglia Nazionale Radio) CAPITOLO 1 ......................................................................................................................................................2 ONDE ELETTROMAGNETICHE E GRANDEZZE CARATTERISTICHE......................................................2 CAPITOLO 2 ......................................................................................................................................................5 TRASMETTITORI, RICEVITORI E MODULAZIONE.....................................................................................5 CAPITOLO 3 ......................................................................................................................................................7 SUDDIVISIONE E RIPARTIZIONE DELLE FREQUENZE............................................................................7 FREQUENZE .................................................................................................................................................7 CAPITOLO 4 ......................................................................................................................................................8 PROPAGAZIONE DEI SEGNALI RADIO ......................................................................................................9 CAPITOLO 5 ....................................................................................................................................................11 CLASSIFICAZIONE DEI RICETRASMETTITORI .......................................................................................12 CAPITOLO 6 ....................................................................................................................................................14 USO DEI RICETRASMETTITORI................................................................................................................14 CAPITOLO 7 ....................................................................................................................................................15 CENNI SUL FUNZIONAMENTO DEI PONTI RADIO ..................................................................................16 LE TECNICHE «AVANZATE» .....................................................................................................................17 DISPOSITIVI PER LA CHIAMATA SELETTIVA AUTOMATICA .................................................................18 IL PACKET-RADIO ......................................................................................................................................19 APRS............................................................................................................................................................20 PER CONCLUDERE....................................................................................................................................21 CAPITOLO 8 ....................................................................................................................................................21 NORME LEGISLATIVE................................................................................................................................22 CAPITOLO 9 ....................................................................................................................................................24 NORME COMPORTAMENTALI GENERALI ...............................................................................................25 GLOSSARIO ................................................................................................................................................28 APPENDICI .....................................................................................................................................................32 -1PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 1 ONDE ELETTROMAGNETICHE E GRANDEZZE CARATTERISTICHE Con il termine telecomunicazioni si intende l'invio a distanza di informazioni tramite conduttori elettrici oppure onde radio. Per informazione si intende, qualunque entità avente un dato significato (suoni, parole immagini, scritture ecc.). Diversamente dai sistemi di comunicazione via cavo, che impegnano come supporto per il collegamento un ben preciso mezzo solido (il cavo), le comunicazioni radioelettriche si basano, usualmente, sull’emissione e sulla captazione di onde elettromagnetiche che si propagano in quel mezzo assai poco solido che è l’atmosfera. La comunicazione in partenza, sotto forma di radiazione elettromagnetica, di norma si diffonde in modo più o meno omogeneo in tutte le direzioni e può essere bloccata da ostacoli, proprio per il fatto che non esiste un mezzo solido che la indirizzi esclusivamente al destinatario. Da ciò deriva che: − Stabilire comunicazioni radioelettriche fra due o più punti non è sempre facile o possibile; inoltre una volta stabilita la comunicazione, non è detta che questa si mantenga nel tempo e nello spazio; − La captazione delle comunicazione può essere effettuata da chiunque sia “illuminato” dalla radiazione emessa dalla stazione trasmittente. E’ evidente che ciò può creare interferenze ad altre comunicazioni contemporanee che siano effettuate da altri impiegando radiazioni elettromagnetiche di caratteristiche esattamente (o quasi) uguali; In conclusione, per il corretto e efficiente impiego delle comunicazioni radioelettriche si deve sempre tener conto di due fattori: il primo tecnico, ed il secondo di carattere legislativo e normativo, in alcuni casi, i due sono tra loro contrastanti. Per onda elettromagnetica s'intende una oscillazione (o variazione o perturbazione) del campo elettrico e magnetico generato da un conduttore (antenna trasmittente) al quale è applicata una corrente elettrica variabile nel tempo. -2PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Le onde elettromagnetiche hanno la particolarità di propagarsi nello spazio. Se un'onda elettromagnetica investe un conduttore elettrico (antenna ricevente), quest’ultimo sarà attraversato da una corrente elettrica simile a quella che ha generato l'onda elettromagnetica nell'antenna trasmittente. All'aumentare dell'ampiezza delle oscillazioni aumenta la potenza associata all'onda stessa (a parità di condizioni) e quindi la distanza che potrà raggiungere l'onda stessa. L'unità di misura della potenza per un'onda elettromagnetica è il Watt (W) con i suoi multipli e sottomultipli. Il numero di oscillazioni effettuate in un secondo prende il nome di frequenza e si misura in Hertz (Hz). Affinché tale onda possa propagarsi efficacemente nello spazio è necessario che la frequenza sia molto alta e, per tale motivo, vengono usate onde aventi migliaia (Kilohertz o KHz), milioni (Megahertz o Mhz) o, addirittura, miliardi (Gigahertz GHz) di oscillazioni al secondo. Le onde luminose non sono altro che onde elettromagnetiche aventi frequenza di migliaia di Gigahertz; frequenze ancora maggiori caratterizzano la luce ultravioletta e, ancora di più i raggi X. Le onde elettromagnetiche usate per le telecomunicazioni hanno frequenze che vanno da qualche decina di kHz a qualche centinaio dí GHz. Queste onde sono chiamate Onde Radio. Le onde elettromagnetiche, si propagano nello spazio libero alla velocità della luce pari a 300.000 km al secondo (più di un miliardo di Km orari) Tale velocità rende in pratica istantanea la ricezione di segnali provenienti da qualsiasi parte del globo; ciò non vale più nel caso di segnali provenienti dallo spazio, a causa delle grandissime distanze che ci separano dal corpi celesti. Per fare un esempio, i raggi solari giungono sulla terra circa otto minuti dopo essere stati emessi. -3PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Spesso le onde radio sono caratterizzate da una grandezza chiamata lunghezza d'onda la quale si misura in metri: Quest'ultima grandezza è definita matematicamente come il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la frequenza. Figura: Fequenze e loro applicazione -4PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 2 TRASMETTITORI, RICEVITORI E MODULAZIONE Affinché una qualsiasi, informazione possa essere trasmessa mediante un'onda radio è necessario trasformare tale informazione in un segnale elettrico. Per esempio un suono può essere trasformato in segnale elettrico mediante un microfono, una immagine mediante una telecamera, una scrittura mediante una tastiera ecc. Questo segnale elettrico non è idoneo per essere trasmesso a distanza, quindi si provvede ad "inserirlo" in un segnale elettrico di elevata frequenza il quale è idoneo per la trasmissione chiamato portante. Questa operazione è chiamata modulazione e consiste nel fare variare una grandezza caratteristica del segnale ad alta frequenza nello stesso modo con cui varia il segnale che rappresenta l’informazione. Quest’ ultimo prende il nome di segnale modulante, il segnale ad alta frequenza originario prende il nome di portante e il segnale che si ottiene dal processo di modulazione si chiama segnale modulato. Il circuito elettrico che effettua la modulazione si chiama modulatore. Nel caso in cui viene fatta variare l'ampiezza della portante si parla di Modulazione d'Ampiezza (AM), invece, nel caso in cui viene fatta variare la frequenza della portante si parla di Modulazione di Frequenza (FM) Poiché il segnale che si ottiene dal processo di modulazione è ancora un segnale ad alta frequenza è possibile applicarlo ad un'antenna per essere trasmesso. L’insieme dei dispositivi che concorrono a tutte le operazioni prima descritte prende il nome di trasmettitore. Per riottenere l'informazione originaria è necessaria. un'antenna che capti l’onda irradiata dall'antenna del trasmettitore quindi di un circuito che estragga dal segnale modulato il segnale che contiene l'informazione (demodulatore) e un dispositivo che riporti questo segnale nella forma originaria. Per riprendere gli esempi fatti all'inizio, per utilizzare un segnale ricevuto nel caso di un suono o di parole si usa un altoparlante, nel caso di una immagine si usa un video e nel caso della scrittura si può usare una stampante. -5PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. L'insieme dei dispositivi che concorrono a tutte le operazioni descritte viene chiamato ricevitore. Una delle caratteristiche più importanti di un ricevitore è la sensibilità. Per sensibilità di un ricevitore si intende il minimo segnale (in termini di potenza) che il ricevitore stesso riesce a demodulare cioè a rendere comprensibile ed utilizzabile lo stesso. Gli apparecchi radio in grado di ricevere e trasmettere, si chiamano ricetrasmettitori. Per esempio, le normali radio casalinghe sono dei ricevitori di suoni, i televisori sono dei ricevitore di immagini e suoni, i telefoni cellulari sono dei ricetrasmettitori di suoni ed anche di suoni ed immagini, anche se il funzionamento di questi ultimi è di tipo assai particolare ed assai differente dai normali ricetrasmettitori. -6PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 3 SUDDIVISIONE E RIPARTIZIONE DELLE FREQUENZE Per motivi di opportunità e tecnici, lo spettro delle radioonde è stato suddiviso in bande o gamme di frequenza. La suddivisione è stata fatta in base alla frequenza e all'interno di ogni banda si hanno caratteristiche fisiche ed elettriche simili FREQUENZE Simbolo (F=frequenza) Limite di frequenza inferiore escluso Limite di frequenza superiore incluso Corrispondenza in lambda (lunghezza d'onda) VLF (very low ) 3 kHz 30 kHz 100 - 10 km (onde miriametriche) LF (low) 30 kHz 300 kHz 10 - 1 km (onde lunghe o chilometriche) MF (medium) 300 kHz 3000 kHz 1000 - 100 m (onde medie o ettometriche) HF (high) 3 MHz 30 MHz 100 - 10 m (onde corte o decametriche) VHF (very high) 30 MHz 300 MHz 10 - 1 m (onde metriche) UHF (ultra high) 300 MHz 3000 MHz 100 - 10 cm (onde decimetriche) SHF(super high) 3 GHz 30 GHz 10 - 1 cm (onde centimentriche) EHF (extremly high) 30 GHz 300 GHz 1 - 0,1 cm (onde millimetriche) Tabella: Ripartizione delle frequenze e loro grandezza. In Italia, la competenza dal punto di vista legislativo è affidata unicamente al Mistero delle Comunicazioni. La regolamentazione dell'esercizio delle telecomunicazioni è stabilita dal testo unico chiamato Codice delle Comunicazioni (Pubblicato sulla G.U. n.215 del 15 settembre 2003). Tale D.M. disciplina, in tempo di pace, l'uso delle bande di frequenza in ambito nazionale ed è stato redatto sulla base dell'art. 5 del regolamento delle radiocomunicazioni edito dall’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni ITU. -7PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. La ripartizione delle frequenze ai vari servizi è regolata da un decreto ministeriale, (PNRF del 28/2/2002 ed aggiornato nel 2004 successivamente nel 2005) possono essere assegnate ad uso civile, quindi per ausilio ad attività produttive (Taxi, Industrie, etc.), per l’uso ad enti militari e forze di polizia ed infine ad uso di studio e ricerca come nel caso dei Radioamatori ed infine per uso hobbistico come nel caso dei CB. Negli ultimi tempi alcune frequenze (43, 443, 466 Mhz) sono state rese disponibili per l’uso praticamente libero con apparati di debolissima potenza (dai 10 mW a 500 mW) ma molto utili nelle circostanze in cui si debba comunicare a distanze limitate (installazione antenne, sorveglianza, etc.) Come già detto alcune frequenze sono assegnate a un particolare tipo di utenti denominati CB (il termine è l'abbreviazione delle parole inglesi "citizen band" o Banda Cittadina). Altre possono essere utilizzate per ausilio ad attività sportive, altre dai Radioamatori in uso esclusivo oppure in condivisione con altri servizi. Purtroppo, le autorizzazioni e concessioni all'uso di queste frequenze non godono di alcuna forma di protezione contro le interferenze causate da terzi quindi, nel caso di utilizzazione indebita da parte di persone non autorizzate, l'utente può soltanto limitarsi ad invitare tali soggetti a desistere dal loro intento. Fanno naturalmente eccezione quelle utilizzate in ambito aereo o dalle forze di polizia. A tutto ciò si deve aggiungere il fatto che la banda delle onde lunghe è assai soggetta disturbi atmosferici e industriali. I ricetrasmettitori professionali utilizzati dalle forze dell'ordine, dai servizi civili, dai radioamatori propriamente detti ect. utilizzano invece, oltre le HF parte delle bande VHF e UHF; queste ultime frequenze sono meno soggette (ma non immuni) da disturbi sia intenzionali sia accidentali da parte di terzi rispetto quelli cui ci si riferiva prima. Inoltre i disturbi di natura atmosferica sono di entità molto bassa. In tutti i casi l'utilizzazione di canali radio è vincolata dall'ottenimento di apposita concessione o licenza od autorizzazione ed al pagamento del rispettivo canone all'autorità competente, con l’eccezione di alcuni tipi di apparati di debolissima potenza (LPD – Low Power Device). -8PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 4 PROPAGAZIONE DEI SEGNALI RADIO La propagazione dei segnali radio nello spazio e quindi la distanza raggiungibile dipende da moltissimi fattori. In una rete nazionale di radiocomunicazioni in VHF, si dispone di apparecchiature radio a modulazione di frequenza o di fase che funzionano su frequenze nella gamma VHF (Very High Frequency), appositamente assegnate dal Ministero delle Poste e delle Telecomunicazioni per soddisfare le necessità operative. I segnali che sono emessi dalle stazioni radio in gamma VHF si propagano nello spazio seguendo dei percorsi pressoché rettilinei, per questo la portata del collegamento viene limitata, di norma, in maniera drastica sia dagli ostacoli sia dalla curvatura terrestre. Infatti, la portata (D) massima teorica del collegamento fra due stazioni situate in terreno pianeggiante, dipende essenzialmente dalla quota delle rispettive antenne in portata ottica (H1-H2). In pratica, però le cose vanno un po’ meglio per l’intervento di diversi fenomeni connessi con la propagazione delle onde elettromagnetiche (riflessioni, diffrazioni, riflazioni), che permettono ai segnali di raggiungere a volte anche le zone nascoste oltre l’orizzonte ottico. La portata utile del collegamento radio diretto sul terreno sgombro pianeggiante risulta in media di: 25 Km per le stazioni fisse, 15 Km per le stazioni veicolari, e meno di 5 Km per le stazioni portatili. La distanza può variare leggermente, in funzione delle condizioni atmosferiche esistenti nella zona in cui si sviluppa il collegamento, ed anche della consistenza del terreno. Sul mare, si ha un certo aumento della portata. Nelle città si possono avere forti variazioni di segnale anche fra punti situati a brevi distanze. -9PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Il fenomeno è dovuto alla presenza di costruzioni in cemento che riflettono in vario modo i segnali radio, i quali raggiungono l’antenna ricevente (RX) con fase diversa. I collegamenti nelle zone urbane o industriali, possono risultare difficoltosi per la presenza di disturbi radioelettrici a larga banda di natura impulsiva, generati dagli autoveicoli, dalle macchine utensili, dalle lampade fluorescenti, che, per la loro natura sono disturbi uniformemente su tutti i canali, ed in genere provocano un “mascheramento” dei segnali più deboli. In prima approssimazione si può affermare che per le frequenze più alte (VHF ed UHF) tali segnali si propagano in linea retta e vengono notevolmente attenuati dalla distanza percorsa e dagli ostacoli che incontrano, le frequenze HF viaggiano sia in linea diretta che riflessa da vari strati della atmosfera, questo consente normalmente di poter raggiungere distanze assai maggiori. In effetti, sarebbe necessario entrare nel merito dello questione considerando la frequenza che si utilizza, la natura del terreno tra ricevitore e trasmettitore, la natura e le dimensioni degli ostacoli la forma e le dimensioni delle antenne utilizzate, la potenza di emissione, la sensibilità del ricevitore ecc. Addirittura, in condizioni critiche di collegamento o utilizzando particolari frequenze, la fattibilità del collegamento stesso può dipendere anche dall'ora del giorno, dalla stagione dell'anno, dalle condizioni meteorologiche, dalle macchie solari. Qualunque collegamento radio, per essere ottimizzato, dovrebbe essere effettuato tra due stazioni tra le quali non è interposto alcun ostacolo e, ovviamente, con una potenza di trasmissione tale da rendere superabile la distanza tra trasmettitore e ricevitore compatibilmente alla sensibilità del ricevitore. - 10 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Le frequenze utilizzate per i servizi radio (sia militare sia civile), sono particolarmente sensibili alla presenza di ostacoli in particolare montagne, costruzioni in cemento armato e vegetazione. Per ovviare a tale inconveniente vengono utilizzate particolari apparecchiature chiamate ponti radio le quali permettono dì annullare, in buona parte, l'effetto della presenza degli ostacoli. - 11 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 5 CLASSIFICAZIONE DEI RICETRASMETTITORI I ricetrasmettitori possono essere classificati di norma in tre categorie: palmari (o portatili), veicolari (a per l’uso su mezzi di trasporto) e fissi (o da stazione base). I ricetrasmettitori palmari sono caratterizzati dal fatto di avere dimensioni tali da potere essere agevolmente trasportati ed utilizzati dall'operatore senza l’ausilio di apparecchiature esterne. Sono corredati di batterie (generalmente ricaricabili) e hanno sia il microfono sia l’altoparlante interni. Quasi tutti i modelli hanno la possibilità di essere collegati ad una fonte di alimentazione esterna e/o ad un microfono/altoparlante esterno, per aumentarne le prestazioni. Inoltre sono corredati da una antenna connessa direttamente all'apparecchio tramite un attacco in genere del tipo BNC od SMA così da poter eventualmente usare anche una antenna esterna. Figura: Palmare Kenwood L'uso di tali apparecchi è consigliato nel caso di utilizzatori operanti in zone con buona copertura radio cioè, quando il corrispondente si trova a breve distanza oppure quando la zona di utilizzazione è servita da un ponte radio, e naturalmente quando ci sia la necessità di una portatilità totale. La potenza di emissione di tali ricetrasmettitori è medio - bassa (0,5 W – 5W). I ricetrasmettitori del tipo veicolare sono adibiti all'uso su mezzi di trasporto (normalmente automobili); per il loro corretto funzionamento, è necessario connetterli alla batteria dell'autovettura ed a un’antenna appropriata posta sul tetto della stessa. La potenza di emissione di tali apparecchi può andare da 5 W a 50 W, l'altoparlante può essere interno all’apparato oppure esterno, il microfono è sempre esterno ed è connesso alla radio tramite un cordone estensibile. Utilizzando un apposito alimentatore si ha la possibilità di trasformare tali apparecchi per l'utilizzazione come stazione base (in tal caso si parla di apparecchi semi-fissi). Figura: Veicolare Kenwood - 12 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. I ricetrasmettitori fissi infine, sono adibiti esclusivamente all'uso in centrali operative o stazioni Radioamatoriali, funzionano direttamente con la tensione di rete a 220 V o con apposito alimentatore esterno. La potenza di emissione è almeno dello stesso ordine di grandezza delle apparecchiature veicolari ed anche assai maggiore. Figura: Apparato Base - 13 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 6 USO DEI RICETRASMETTITORI I ricetrasmettitori, usati dai servizi di utilità, sono formati da un circuito trasmettitore e un circuito ricevitore: tali circuiti funzionano alternativamente nel senso che non possono contemporaneamente ricevere e trasmettere (a differenza dei telefoni senza fílo a dei telefonini cellulari). Il passaggio da un tipo di funzionamento all'altro avviene tramite un tasto che si chiama PTT (push to talk). In condizioni normali (PTT non premuto) l'apparecchio si trova nel modo “ricezione", in tal caso è pronto per ricevere eventuali comunicazioni. La radio è equipaggiata da alcuni comandi, i principali sono: il volume, lo squelch (chiamato da alcuni silenziatore) e il selettore dei canali o delle frequenze. Il funzionamento del controllo di volume è noto a tutti, vale solo la pena di ricordare che, spesso, la manopola di tale controllo comanda anche l'interruttore generale della radio. Mediante lo squelch è possibile sopprimere il soffio generato dall'apparecchio (o da disturbi atmosferici o industriali) in assenza di segnale (tale soffio è anche chiamato QRN La regolazione appropriata va fatta nel seguente modo: 1) Si ruota lo squelch tutto in senso antiorario. 2) Si regola il desiderato livello di volume. 3) Si ruota lo squelch in senso orario fino a trovare il punto in cui il soffio sparisce. Detto punto è definito livello di soglia e non è consigliabile oltrepassarlo di molto in quanto il ricevitore non potrà altrimenti rilevare i segnali più deboli o disturbati. Per ricevere segnali molto deboli sarà indispensabile escludere lo squelch, ruotando il rispettivo comando nel completo senso antiorario. È buona norma, specialmente quando si usano radio del tipo "CB", ritoccare di tanto in tanto la regolazione dello squelch. Il selettore dei canali consiste in una manopola con regolazione "a scatto" (a differenza delle precedenti la cui regolazione è continua): tale controllo consente di scegliere il canale radio (cioè la frequenza) sul quale si vuole operare. - 14 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Il canale, o la frequenza, viene visualizzato da una apposita stampigliatura serigrafata o da un indicatore a cristalli liquidi o su apposito schermo. Prima di effettuare una chiamata o semplicemente per rimanere in attesa di una chiamata è sempre necessario verificare la corretta regolazione del volume, dello squelch e del selettore di canali/frequenza. Per passare al modo "trasmissione" (cioè per inviare una comunicazione) è sufficiente premere il tasto PTT e avvicinare la bocca a circa 15 cm dal microfono. Negli apparecchi portatili il PTT si trova nella parte sinistra della radio invece in quelli veicolari e fissi si trova incorporato nel microfono. Una volta premuto il PTT la radio non riceve più e si può inviare il proprio messaggio. E importante ricordare che non si deve mai premere il PTT mentre è in corso una comunicazione o mentre il proprio corrispondente sta parlando, per due motivi: 1) Il corrispondente non potrebbe, in questo caso, ricevere alcun messaggio in quanto la sua radio si trova nel modo "trasmissione" e quindi non riceve. 2) Così facendo si disturba l'emissione di colui che sta parlando e la si può rendere indecifrabile a terzi al quali è destinato il messaggio in corso. Infine è il caso di ricordare che, trasmettere con l'antenna scollegata dalla radio può provocare seri danni all'apparecchiatura, poiché tuta la potenza emessa invece di essere irradiata dall’antenna, sarebbe dissipata in calore all’interno dell’apparato stesso. - 15 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 7 CENNI SUL FUNZIONAMENTO DEI PONTI RADIO Dalla frequenza di 144 MHz in su è particolarmente diffusa l'attività in FM, ed i collegamenti avvengono, su frequenze adeguatamente canalizzate sia in simplex sia mediante ponti ripetitori (ponti radio). Si tratta di stazioni ricetrasmittenti automatiche, operanti in FM e montate in posizioni elevate allo scopo di consentire la diffusione dei segnali ritrasmessi in zone ampie oppure non raggiungibili altrimenti, lo scopo è quello di estendere la copertura degli apparati mobili e palmari, in modo che essi possano comunicare fra di loro, anche se equipaggiati con piccole antenne e basse potenze, e con le stazioni fisse, meglio equipaggiate ma raramente in situazioni e posizioni ottimali. La particolare installazione dei ponti ripetitori li porta ad essere particolarmente utili anche in condizioni di emergenza e/o calamità. Si è accennato in precedenza al fatto che i ponti radio (chiamati anche ripetitori) possono ovviare al problema dell'attenuazione del segnale dovuta agli ostacoli. Per fare ciò il ponte radio viene installato in un punto tale da essere in visibilità rispetto tutti i punti in cui si possono trovare le stazioni che debbono collegarsi tra loro. In genere si sceglie la cima di una montagna relativamente vicina alla zona da coprire. Dal punto di vista funzionale il ponte radio è un ricetrasmettitore avente la particolarità di poter ricevere in una frequenza trasmettere, (es. 145,600 MHz) e contemporaneamente, in un'altra frequenza (es. 145,000 MMz). Tale tipo di funzionamento viene chiamato Full Duplex. La differenza tra la frequenza di trasmissione e quella di ricezione viene chiamata shift (in questo esempio lo shift è di -600 Khz). - 16 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Affinché i corrispondenti possano collegarsi tra loro mediante il ponte, i loro ricetrasmettitori devono trasmettere sulla frequenza di ricezione del ponte (145.000 MHz nel nostro esempio) e ricevere sulla frequenza di trasmissione del ponte (145.600 MHz), (le frequenze di trasmissione e di ricezione della radio sono invertite rispetto a quelle del ponte). Poiché, in ogni caso, tali ricetrasmettitori possono soltanto ricevere o trasmettere ma non fare le due cose simultaneamente il funzionamento degli stessi viene indicato con half duplex per mettere in luce il fatto che le frequenze di trasmissione e ricezione sono diverse ma non contemporanee (come avviene invece nel ponte). Nel nostro caso quindi, un ricetrasmettitore invia la sua chiamata al ponte radio su 145.000 MHz il quale la trasmetterà su 145.600 MHz in modo da essere ricevuta da tutti gli altri ricetrasmettitori sintonizzati sulla stessa frequenza. I problemi che possono nascere dall'utilizzazione del ponte sono sostanzialmente due: 1) In caso di avaria del ponte, nessuna radio può mettersi in contatto con un'altra sulla frequenza di ricezione. È necessario, in questo caso, utilizzare eventualmente un altro ponte radio o, se è possibile, sintonizzarsi su un canale simplex ossia una frequenza singola ammesso che il collegamento sia fattibile (in questo caso si afferma che ci si collega in diretta, tale tipo di collegamento è possibile solo a breve distanza o in visibilità) 2) Le zone ai piedi del monte sul quale è installato il ponte radio sono servite molto male dal ponte stesso in quanto, tali zone non sono in visibilità con il ripetitore (tra questi punti e il ripetitore è interposta l'intera montagna). È necessario allora scegliere oculatamente l'ubicazione del ponte radio al fine di coprire completamente la zona di interesse. In particolari zone montagnose è necessaria l'utilizzazione di più ripetitori collegati tra loro opportunamente. LE TECNICHE «AVANZATE» Tutti i modi operativi descritti di seguito sono utilizzabili solamente dai Radioamatori, quasi tutti i modi di trasmissione che ricadono in modo più o meno pertinente, sotto questo nome, sono al giorno d'oggi gestiti dal computer, si tratti di Packet o RTTY, APRS, di Cluster od inseguimento satelliti, e di tecniche similari; altri tipi di attività che vanno anch'esse sotto questa denominazione possono essere Microonde o Meteor Scatter, Riflessione Lunare o da aurora boreale, e simili. - 17 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Prima di accingersi ad affrontare queste tecniche, è assolutamente necessario approfondire le specifiche modalità operative su pubblicazioni specializzate (riviste o libri che siano); tuttavia, non possiamo esimerci, anche su questa modesta guida, dal fornire qualche sintetica indicazione a proposito di questi modi di fare attività Radiantistica. Essi infatti sono si più impegnativi da affrontare di quelli più classici ed abituali già citati (fonia e telegrafia), ma sono anche di notevole interesse e soddisfazione, per cui vale la pena di praticarli al meglio, affrontandoli con qualche idea già in partenza, ancor prima di fare delle scelte avventate. Di quei “modi”, che si basano sull'integrazione diretta fra la radio ed il computer, ovvero sulla cosiddetta trasmissione dati, andiamo ora ad esaminare brevemente, e limitatamente ai tipi più importanti di emissione, gli aspetti più significativi. Dispositivi per la chiamata selettiva automatica Gli apparati radio normalmente in uso, sono dotati di particolari dispositivi elettronici che permettono di trasmettere e ricevere in modo automatico speciali codici numerici sotto forma di stringhe di toni sequenziali. La funzione principale di tali dispositivi è quella di ridurre al minimo l’occupazione dei canali radio per mezzo di uno scambio di messaggi codificati, ad integrare e/o sostituzione del normale traffico a voce, con le seguenti funzioni principali: − Chiamata di un solo apparato radio della rete con avviso acustico e visivo per l’operatore destinatario. Gli apparati di recente introduzione permettono la visualizzazione del codice della stazione chiamante. − Riconoscimento immediato e certo di tutte le stazioni che operano sulla maglia. − Verifica automatica dello stato di funzionamento dell’apparato radio chiamato. − Invio di brevi messaggi codificati alla propria sede o ad altre stazioni. − Azionamento di sistemi di ricerca persone. − Attivazione di particolari apparati radiotelefonici normalmente ad ascolto interdetto e dislocati presso Enti terzi. - 18 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Il Packet-Radio Se si possiede un computer, e naturalmente si ha un po'di dimestichezza col suo modo di operare, il “Packet” diventa la naturale estensione dell'attività in VHF. La tecnica è semplice, ed il sistema relativamente poco costoso; oltretutto, non è necessario un computer particolarmente potente ed evoluto. Sostanzialmente, tutto ciò che serve è una porta seriale ed un semplice programma di comunicazione, che prevedibilmente costituiscono la normale dotazione dei PC, oltre naturalmente alla comune attrezzatura di stazione. L'unico accessorio speciale che fondamentalmente serve per adattare la stazione al modo packet è un TNC (Terminai Node Controller), un piccolo dispositivo che riceve l'informazione dal computer e trasforma i dati in tanti pacchettí di impulsi, e viceversa. Tutto ciò premesso, possiamo dedicarci ad un breve esame su cosa possiamo farci, operativamente parlando, col packet. Il modo d'impiego più ovvio è il normale QSO, consistente nel connettersi con qualche OM (Radioamatore) e portare avanti una normale conversazione. Ma l'aspetto più interessante è che, per questi QSO, non si è limitati solamente alle stazioni con cui si può avere la propagazione diretta: attraverso una serie di nodi (che fungono da ripetitori) si possono raggiungere stazioni sostanzialmente a qualsiasi distanza, sfruttando connessioni programmate nel nodo locale. C'è poi il semplice inoltro di un messaggio, lasciato presso la stazione di destinazione senza l'intervento dell'operatore. C'è infine la possibilità di mail box, ovvero la casella postale elettronica, attraverso la quale un messaggio può essere lasciato, oltre che per uno specifico nominativo, anche per un ben preciso gruppo oppure per tutti gli operatori inseriti. Quando poi, ad un certo punto della propria attività, ci si potrà rivolgere al cluster, programma operativo specificamente previsto per questa attività. Si tratta di un sistema multi-utenti e multinodale che offre agli utenti la possibilità di scambio di messaggi in tempo reale, notizie ed allarmi DX, nonché un sacco di prestazioni di interesse vario: e tutto ciò che serve per sfruttare questo programma consiste nell'imparare ad usare (bene !) alcuni semplici comandi di connessione. - 19 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. APRS Potendo operare in “Packet” e con l’aggiunta di un GPS a stazioni di Radioamatore possiamo utilizzare il sistema APRS un sistema automatico di rilevamento di posizione, in poche parole è possibile in questo modo, (grazie ad una serie di Nodi sparsi in tutta Italia ed Europa) avere ad esempio, visualizzato su una cartina geografica o topografica il nostro spostamento continuamente aggiornato, oppure avere informazioni Meteo da stazioni predisposte e molte altre interessanti funzioni Figura: Cartina italiana con visualizzati gli utenti ARPS connessi Questi sono tra i sistemi di comunicazione più comunemente usati, almeno nell'ambiente Radiantistico; ciascuno di essi possiede caratteristiche ed applicazioni ben precise, altri sono: − Televisione a scansione veloce (FSTV). Rende possibile visualizzare immagini in movimento su un televisore commerciale (suono incluso); è quindi similare alla normale TV. − SSTV (slow scan television ovvero TV a scansione lenta). La bassa risoluzione necessaria per immagini ferme, o molto lente, consente l'uso del sistema anche in HF. − Facsimile (o fax). Si tratta di immagini ad alta risoluzione, tipicamente usate per la ricezione dei satelliti, o comunque delle stazioni, meteorologiche. - 20 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. PER CONCLUDERE In questa panoramica abbiamo descritto, anche se per sommi capi, quella che è la casistica generale, ma anche fondamentale, dell'attività di radioamatore. Certamente, ancora molti sarebbero gli aspetti da esplorare (specialmente se affrontassimo le problematiche più tecniche) e gli approfondimenti da affrontare sugli argomenti qui citati. Ma lasciamo di buon grado questi ampliamenti ad altre iniziative e ad altri tipi di pubblicazioni. - 21 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 8 NORME LEGISLATIVE Si è già accennato in precedenza al Codice delle Comunicazioni è il caso adesso di considerare alcuni punti di particolare rilievo. L’impianto e l'esercizio di qualsiasi apparecchiatura radioelettrica, anche di debole potenza (a meno che tale apparecchiatura non sia un radiogiocattolo o un telecomando a breve distanza), presuppone il rilascio, da parte del competente ministero, di una apposita autorizzazione o di una comunicazione di inizio attività da parte dell’utente, per alcuni tipi di apparati. Il soggetto che richiede l'autorizzazione deve possedere particolari requisiti di integrità morale, non deve avere pendenze giudiziarie e non deve avere precedenti penali di una certa gravità. inoltre viene valutata l'opportunità e la necessità che ha il soggetto di installare e l'impianto il quale deve essere realizzato con apparecchiatura omologate dal ministero. Si definiscono omologati tutti quegli apparati le cui caratteristiche tecniche corrispondono alle norme di legge dettate dalla Direttiva 1999/5/CE e successive modificazioni. A secondo dei casi (per esempio nel caso di rilascio di licenze nautiche o amatoriali) il soggetto deve dimostrare (superando particolari esami) di possedere opportune conoscenze di tipo tecnico/teorico. Una volta ottenuta la licenza si può effettuare l'installazione e si può passare all'esercizio della stazione o delle stazioni. In tutti i casi il titolare della licenza deve versare un canone annuo il cui importo dipende dal tipo di impianto in esercizio. - 22 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Quindi per riassumere le possibilità di utilizzare la radio come hobby, ausilio alle attività Scout, Studio, possono essere ripartite secondo la gamma di frequenza: 27 Mhz (Citizen Band) con questi apparati (portatili o fissi) con una potenza massima di 5W, secondo la legge; si può comunicare con altri utenti, si raggiungono con antenne esterne, distanze anche di molti Km. Sono poco adatti all’ausilio alle attività scout, per possibili interferenze, è richiesta una dichiarazione di inizio di attività ed un canone annuale di € 12. 43 Mhz (portatili e fissi), questa frequenza liberalizzata pochi anni fa per ausilio ad attività lavorative e sportive, la AGESCI la usa come ausilio alle attività Scout questi apparati (portatili o fissi) con una potenza massima di 5W, raggiungono distanze di svariati Km, specialmente se utilizzati con antenne esterne; è richiesta una dichiarazione di inizio di attività ed un canone annuale di € 12. 1,8 – 30 Mhz, 50, 144, 430 Mhz e superiori (portatili e fissi) queste frequenze sono utilizzabili solo da Radioamatori in possesso di patente e licenza di esercizio (e quindi nominativo internazionale) possono essere usate anche in ausilio ad attività di emergenza radio solo da i radioamatori, sono soggette al pagamento di un canone annuo di € 5. - 23 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Apparati LPD 430-440 Mhz, (Low Power Device) apparati di bassa potenza (10 mw) di libero uso su i primi 20 canali, senza pagamento di canoni, molto comodi e pratici per ausilio alle attività Scout nel caso si debbano coprire solo pochi Km (nelle migliori condizioni). Non è previsto l’uso con antenne esterne. Apparati PMR 446 Mhz (Private Mobile Radio) stesse caratteristiche degli apparati LPD ma con potenza superiore (500 mw) e con soli 8 canali, lo standard PMR e uguale in tutta Europa, si deve però richiedere per il suo uso una Autorizzazione Generale come prescritto dal nuovo codice delle comunicazioni del 01/08/03 n.259 ed è necessario un versamento annuo di 12 €. Gli ispettori del Ministero P.T. possono, in qualsiasi momento e senza preavviso, effettuare dei controlli nel luoghi in cui vengano installate le apparecchiature. Per quanto riguarda le frequenze relative alla CB e PMR446, e soltanto per quelle, fermo restando l'obbligo dell'uso di apparecchiatura omologate e del pagamento del canone annuo di € 12, in virtù della Direttiva 1999/5/CE, è possibile iniziare l'attività previo inoltro alla competente Direzione Compartimentale PT di una apposita "Denuncia di inizio attività" la quale consente immediatamente l'utilizzazione delle apparecchiatura in questione. Lo stesso ispettorato Territoriale non oltre 60 giorni dalla presentazione della denuncia verificherà d'ufficio la sussistenza dei requisiti di legge richiesti e potrà disporre, con provvedimento motivato, da notificare all’interessato, entro il medesimo tempo, il divieto a proseguire l'attività oppure l'autorizzazione all'esercizio della stessa. - 24 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. CAPITOLO 9 NORME COMPORTAMENTALI GENERALI L'utilizzo di apparecchi ricetrasmittenti implica il rispetto di elementari norme comportamentali senza le quali si corre il rischio di inficiare la qualità del servizio svolto e dare una cattiva immagine di se e dell'ente di appartenenza e non ultimo di infrangere in alcuni casi il regolamento postale (in questi casi si è soggetti a sanzione amministrativa). Bisogna principalmente ricordare che le comunicazioni che avvengono tra l’utilizzatore, e il suo corrispondente possono essere di importanza vitale per il servizio e l'incolumità degli stessi operatori e/o di terze persone. È importante considerare il fatto che tale tipo di comunicazioni sono “aperte", nel senso che, a differenza delle comunicazioni telefoniche, il canale che si sta utilizzando può servire, nello stesso momento, ad altri utenti che potrebbero avere necessità di effettuare chiamate urgenti. Inoltre, le comunicazioni tra due operatori vengono ascoltate (a meno che non si adottino particolari accorgimenti tecnici, utilizzabili solo da enti di stato) da tutti gli altri operatori e da soggetti (autorizzati e non) estranei al servizio. Da tutte queste considerazioni si capisce subito che è necessario fissare delle regole al fine di rendere il servizio funzionale e professionale. Ferme restando le regole dettate dal buon senso e dalla buona educazione è opportuno ottenersi alle seguenti raccomandazioni: 1) Effettuare sempre una prova radio all'inizio del servizio e in prossimità della base in modo da risolvere in tempo eventuali problemi di natura tecnica. 2) Prima di effettuare qualsiasi chiamata assicurarsi che i comandi della radio (volume, squelch, selettore canali o della frequenza) siano ben regolati. 3) Il contatto tra le stazioni deve essere stabilito facendo precedere sempre il nominativo della stazione chiamata e non viceversa. Es: nel caso in il Radioamatore IZØDCK chiami il Radioamatore IZØEUI deve far precedere il nominativo (rilasciato dopo gli esami dal ministero) del collega; nel caso in cui invece si - 25 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. tratti di situazioni dove i nomi sono di fantasia, per esempio "Scout 2” deve chiamare "Leader 3 " allora la chiamata deve essere così effettuata: “Leader 3 da Scout 2”. 4) Prima di inviare una comunicazione assicurarsi che si abbia chiara in mente la descrizione dei fatti o delle situazioni di cui si deve dare notizia, con il maggiore numero di dettagli possibili (eventualmente prepararsi un appunto scritto). 5) Evitare il più possibile le comunicazioni non di servizio. 6) Limitare al massimo le chiamate di prova a meno che ciò non sia stato esplicitamente richiesto dal centro operativo o dal personale tecnico di gestione e manutenzione dell'impianto. 7) Utilizzare in qualsiasi situazione (anche di emergenza e/o di pericolo) un linguaggio chiaro e pulito, esprimendosi in lingua italiana corretta e scandendo bene le parole. Quando necessario effettuare lo "spelling" di parole o numeri aventi particolare importanza. 8) Lasciare sempre qualche istante di silenzio radio tra una comunicazione e l'altra. 9) Curare il più possibile l'ascolto radio. 10) Non effettuare mai chiamate se ci sono comunicazioni in corso. 11) Nel caso in cui sia necessario interrompere le comunicazioni in corso, per motivi di necessità, approfittare del momento di silenzio tra le comunicazioni stesse (questa raccomandazione deve fare riflettere sull'importanza del punto 8). 12) Nel caso di comunicazioni di particolare urgenza e/o gravità attenersi scrupolosamente ai punti 4 e 7. 13) È necessario avere sempre a portata di mano il materiale per prendere appunti. 14) Riferirsi il più possibile alla centrale operativa, se esiste, per qualsiasi richiesta o comunicazione, presentandosi sempre con l'identificativo radio personale. 15) Evitare lungaggini, giri di parole, chiamate ripetute 16) Fare la massima attenzione al PTT; spesso potrebbe rimanere premuto specialmente nel caso di apparati da base. - 26 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. 17) Nel caso in cui, accidentalmente, si ricevono comunicazioni di soggetti o enti diversi dal proprio, mantenere il massimo riserbo sul contenuto delle stesse. 18) Non divulgare assolutamente eventuali codici cifrati utilizzati durante il servizio. È utile, a questo punto, accennare all'uso di eventuali codici durante le comunicazioni via radio. È da tenere presente il fatto che l'utilizzo di codici cifrati è disciplinato (o vietato in alcuni casi) nella convenzione, tra il mistero PT e il concessionario, che integra l'atto di concessione (disciplinare). Spesso, per effettuare lo spelling di nomi sigle ecc. viene utilizzato l'alfabeto fonetico internazionale ICAO (Organizzazione Internazionale Aviazione Civile) illustrato qui di seguito: A = Alfa B = Bravo C = Charlie D = Delta E = Echo F = Fox-Trot G = Golf H = Hotel I = India J = Juliet K = Kilo L = Lima M = Mike N = November O = Oscar P = Papa Q = Quebec R = Romeo S = Sierra T = Tango U = Uniform V = Victor W = Whisky X = X-Ray Y = Yankee Z = Zulu Tuttavia, è pure consentito utilizzare nomi di città. I numeri devono essere trasmessi cifra per cifra: per fare un esempio, il numero 47001 deve essere comunicato come: "Quattro - sette - zero - zero - uno", e non come "Quarantasettemilauno" - 27 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. GLOSSARIO AM Amplitude Modulation/Modulazione d'Ampiezza. Uno dei "modi" di trasmissione. E' lo standard per le comunicazioni aeronautiche in VHF (118-136 Mhz), le trasmissioni CB (27Mhz) e la radiodiffusione in MF e HF (0-30 Mhz). Attiva (Antenna) Antenna dotata di pre amplificatore integrato. Direttiva (Antenna) Antenna in grado di amplificare (o attenuare) segnali provenienti da una specifica direzione. Armonica Segnale spurio su frequenza multipla di quella di emissione (detta fondamentale). CB: Citizen Band/Banda Cittadina. Parte dello spettro (27Mhz) destinata alle comunicazioni a breve distanza tramite apparecchi omologati dal Ministero PT. Beacon Segnale trasmittente continuo o modulato trasmesso perlopiú a scopi di radiolocalizzazione o misura della propagazione. Chiamata Selettiva Dispositivo che consente di attivare (sbloccando lo squelch e/o facendo emettere un suono) una ricevente specifica tra tutte quelle attive sul canale. Criptaggio Codificazione di una comunicazione in maniera che sia intelligibile soltanto al possessore della chiave e/o dell'apparecchiatura apposita. CW Continuos Wave/Telegrafia. Uno dei "modi" di trasmissione. Ormai superata dalla tecnologia, viene usata estensivamente soltanto da radioamatori e pochi servizi, quasi esclusivamente in HF. DTMF Dual-Tone MultiFrequency. Note come quelle emessi dal telefono quando si compone un numero. Ogni suono è costituito da due note suonate contemporaneamente e determinate dalla intersezione tra righe e colonne sulla tastiera (in Hz) Duplex Una comunicazione nella quale i canali di RX e di TX sono su frequenze diverse. La differenza tra le due frequenze è detta Shift o Offset. Qualora ricezione e trasmissione avvengano contemporaneamente, come nel caso dei telefoni portatili, si parla di full-duplex. Diversamente, come nella maggior parte delle comunicazioni via ripetitore, si parla di semi-duplex. EHF Extra High Frequencies. Parte dello spettro compresa tra 30 e 300 Ghz. Tipicamente utilizzate per trasmissioni a breve/media distanza. Traffico fisso e via satellite. Fading Variazione nell'intensita' di un segnale ricevuto. Filtro dispositivo che offre alta resistenza ad alcune frequenze e bassa resistenza ad altre. Passabanda Permette il passaggio delle frequenze all'interno dell'intervallo specificato. Elimina banda (o notch): l'opposto. Passa alto: Permette il passaggio delle frequenze al di sopra di quella specificata (detta "di taglio"). Passa basso: l'opposto. - 28 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. FM Frequency Modulation/Modulazione di Frequenza. Uno dei "modi" di trasmissione. E'lo standard per la grandissima parte dei servizi in VHF e bande superiori. Raramente usata al di sotto dei 26Mhz. Definita anche come N-FM Narrow FM/FM a Banda Stretta, in opposizione alla W-FM Wide-FM/FM a Banda Larga. Quest'ultima viene usata per la radiodiffusione commerciale nella banda 88-108 Mhz ed altri servizi ove sia necessaria una riproduzione audio di qualità "superiore". HAM Vedi Radioamatore. HF High Frequencies/Alta Frequenza. La parte di spettro compresa tra 3 e 30 Mhz. Usate per comunicazioni a media e lunga distanza, sono soggette a forti differenze di prestazioni al variare delle condizioni propagative durante il giorno e la stagione. Traffico voce perlopiú in USB, radiodiffusione in AM e molti formati di trasmissione dati. Immagine (frequenza) Segnale "fantasma" prodotto dal ricevitore, talvolta indistinguibile dalla trasmissione originale. Normalmente si manifesta su una frequenza determinata dalla somma algebrica tra la frequenza dell'emissione reale e quella dell'oscillatore locale del ricevitore (10,7Mhz o altra, normalmente indicata sul manuale tra le specifiche tecniche). Intermodulazione Segnale addizionale causato dal miscelamento indesiderato di due o piu' frequenze. Modo Tecnica di aggiunta dell'informazione (es. la voce) ad una trasmissione, in modo tale che possa essere decodificata da un ricevitore utilizzante la stessa tecnica. Lunghezza d'onda A fini pratici, la lunghezza dell'antenna teoricamente necessaria per ricevere e trasmettere su una certa frequenza. Calcolo (in metri): 300000/(frequenza in khz). Omnidirezionale (Antenna) Antenna che riceve egualmente segnali provenienti da qualsiasi direzione. Polarizzazione Rozzamente l'orientamento dei segnali radio e delle antenne usate per riceverli o trasmetterli. Prevalentemente "orizzontale" per le HF, "verticale" per le bande superiori e "circolare" per le trasmissioni via satellite. Portante Trasmissione non modulata. Preselettore Filtro passa-banda a frequenza centrale variabile. Radioamatore Operatore autorizzato all'utilizzo di bande di frequenza dedicate allo studio della radiotecnica e della propagazione di emissioni elettromagnetiche. Il rilascio della licenza e' subordinato al superamento di un esame di competenza tecnica. Ricerca Ricerca di trasmissioni all'interno di una banda prefissata. - 29 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Ripetitore o Ponte Radio Apparecchio che riceve un segnale su un canale e lo ritrasmette su uno diverso, amplificandolo. La differenza tra la frequenza di TX e quella di RX è detta Shift. Tipicamente viene installato in posizione tale da poter ricevere trasmissioni da tutta l'area d'interesse per un certo servizio e di conseguenza essere ricevuto nella stessa. Ció permette la comunicazione tra stazioni altrimenti non in grado di udirsi a vicenda. Indizi che si sta ascoltando un ripetitore sono la possibilità di ricevere tutte le stazioni -con la stessa intensità di segnale- ed un breve istante di trasmissione "vuota" (detta "ritardo" o "coda") alla fine della trasmissione. Tipicamente i ripetitori sono equipaggiati con CTCSS per impedire l'uso accidentale da parte di operatori diversi che, condividendo la frequenza, dovessero trovarsi all'interno dell'area di copertura del ponte. RTTY Radio Tele TYpe o Telescrivente: uno dei piú semplici metodi di trasmissione dati. Raramente usato al di sopra delle HF. RX Abbreviazione per "ricezione" o "ricevente". Selcal Vedi: Chiamata selettiva. Per estensione anche il codice specifico di una unita'. Scansione Ricerca di trasmissioni su frequenze precedentemente memorizzate. Selettività La capacità, per un ricevitore, di discriminare correttamente segnali su frequenze adiacenti. Sensibilità La capacità, per un ricevitore, di ricevere seganli di debole intensità. SHF Super High Frequencies. Parte dello spettro compresa tra 3 e 30 Ghz. Tipicamente utilizzate per trasmissioni a breve/media distanza. Traffico fisso e mobile, anche via satellite. Shift o Offset Differenza tra la frequenza di ricezione e quella di trasmissione per una ricetrasmittente operante in duplex. Lo scostameto è necessario per poter utilizzare ripetitori di segnale. Shift tipici: VHF 4.6Mhz, UHF 10Mhz. Spuria (emissione) Un'emissione - su frequenza al di fuori della larghezza di banda desiderata - il cui livello puo' essere ridotto senza danno per l'informazione trasmessa. SSB Single Side Band/Banda Laterale Unica. Uno dei "modi" di trasmissione, derivato dalla soppressione della portante e di una banda lateraleda un segnale AM. Ne risultano 2 possibilità: USB (upper side band) e LSB (lower side band). USB è lo standard per le comunicazioni voce in HF. I radioamatori usano LSB sottto i 10Mhz e sono tra i pochissimmi ad usare la SSB al di sopra dei 30 Mhz. La SSB ricevuta in AM ha un suono che puó ricordare il Paperino dei cartoni animati. Step o Passo Spaziatura tra due canali consecutivi. Lo standard per le comunicazioni civili ed amatoriali in Europa è 12.5Khz. Per le comunicazioni aeronautiche VHF è stata recentemente introdotta una spaziatura di 8.33Khz (perlopiú non ancora implementata). TX Abbrevazione per "trasmissione" o "trasmittente". - 30 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. UHF Ultra High Frequencies. Parte dello spettro compresa tra 300 e 3000 Mhz. Tipicamente utilizzate per trasmissioni a breve distanza. Traffico mobile e fisso, prevalentemente in N-FM VHF Very High Frequencies. Parte dello spettro compresa tra 30 e 300 Mhz. Tipicamente utilizzate per trasmissioni a breve distanza. Traffico mobile e fisso, prevalentemente in N-FM - 31 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Appendice A TIPO ONDA CARATTERISTICHE DI PROPAGAZIONE APPLICAZIONE Propagazione per onda di superficie In questa modalità le onde radio sono lunghissime o lunghe e subiscono una bassa atteuazione soprattutto a contatto con il mare e pertanto possono raggiungere distanze notevoli allincirca 1.000 Km. Grazie alla notevole sicurezza e stabilità LUNGHE E Propagazione per onda riflessa nei collegamenti e LUNGHISSIME alla loro bassa In questa modalità le onde radio sono lunghissime attenuazione da 3 a 300 KHz o lunghe e subiscono una bassa atteuazione queste frequenze soprattutto a contatto con il mare e pertanto sono utilizzate per ampiezza possono raggiungere distanze notevoli allincirca le comunicazioni tra d'onda da 100 mt. a 1 1.000 Km. sottomarini, Km. intercontinentali, la radio navigazione e VLF - LF la radio localizzazione. - 32 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Propagazione per onda di superficie L'attenuazione di queste onde radio è maggiore rispetto alle precedenti onde lunghe, per cui nei casi più favorevoli le distanze raggiungibili sono nell'ordine delle centinaia di chilometri. Propagazione per onda riflessa MEDIE A causa della forte attenuazione da parte degli strati D e F, di giorno queste onde vengono, in pratica, completamente assorbite dalla ionosfera. Di notte invece, a causa della minore ionizzazione, si ha propagazione per riflessione e possono raggiungere grandi distanze. da 0,3 a 3 MHz ampiezza d'onda da 1 Km. a 100 mt. MF Fading: A distanze intermedie si combinano i due tipi di propagazione per cui il segnale sul ricevitore deriva dalla composizione di segnali che hanno percorso cammini diversi. A causa dei diversi tempi impiegati, le varie componenti del segnale si sommano in modo casuale (con fase relativa variabile), originando un segnale complessivo la cui intensità è soggetta a variazioni nel tempo (Fading = evanescenza). - 33 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Radiocomunicazioni per aerei e navi radiodiffusioni in AM (Modulazione d'Ampiezza) tra 520 e 1605 KHz. Propagazione per onda di superficie Per questo tipo di onde, la propagazione per onde di superficie, avviene con distanze dell'ordine delle decine di Km perchè esse sono soggette ad una attenuazione molto forte. Propagazione per riflessione CORTE A causa della maggiore frequenza rispetto alle bande precedenti, risulta minore l'attenuazione da 3 a 30 MHz introdotta dalla ionosfera e quindi, tramite la riflessione, ad opera soprattutto dello strato F, si ampiezza possono raggiungere grandi distanze. Per i motivi d'onda precedentemente espostiè inoltre presente la da 100 mt. a zona di silenzio (skip) nella quale non viene 10 mt. ricevuto il segnale. La dimensione della zona di silenzio varia con l'ora, la stagione e la frequenza HF del segnale. Fading: A causa delle notevoli variazioni dello strato F 2 la propagazione è soggetta ad un intenso fenomeno di fading, che si manifesta come variazione casuale dell'intensità del segnale. Il periodo di fading può andare da una decina di secondi fino a qualche frazione di secondo. - 34 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Radiodiffusione di vario tipo a media e lunga distanza per esempio Banda Cittadina (C.B.) collocata tra 26.865 MHz e 27.275 MHz con canali spaziati di 10 KHz. Propagazione per onda di superficie A causa della elevatissima attenuazione del terreno e del mare, per queste frequenze non esiste, in pratica, propagazione per onda di superficie. Propagazione per onda diretta VHF Collegamenti a brevi distanze: per esempio radiodiffusione in FM banda radioamatoriale (denominata dei"2 metri") tra 144 e 146 MHz, TV in banda I e III. Queste frequenze si propagano in modo analogo alle onde luminose, cioè per linea diretta oppure dal terreno. CORTISSIME riflessa L'azione della troposfera consente di raggiungere UHF da 30 MHz in punti punti che non sono a visibilità ottica TV in banda IV e V, (scattering troposferico). Grazie all'elevato valore poi banda di frequenza le onde non vengono riflesse dalla radioamatoriale ampiezza ionosfera e consentono quindi letrasmissioni via (tra 430 e 440 d'onda satellite. MHz), radar, da 10 mt. a 1 radionavigazione, mm. ponti radio (ponti radio telefonici a 2 VHF - UHF GHz), telefonia SHF - EHF mobile (sistema Fading: Il fading assume denominazioni diverse a cellulare a 900 seconda della rapidità di variazione del fenomeno MHz). ed in dipendenza della frequenza: fading lento (periodo dell'ordine dell'ora, dovuto a fenomeni SHF e EHF metereologici); fading veloce (periodo dell'ordine Radar, ponti radio del secondo dovuto ai percorsi multipli); fading (ponti radio selettivo (legato particolarmente alla frequenza e telefonici digitali tra causato dai percorsi multipli). 11 e 13 GHz), radionavigazione, satelliti geostazionari. - 35 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Appendice B CENNI DI PROPAGAZIONE DELLE RADIO ONDE Le onde radio si propagano dall'antenna trasmittente a quella ricevente, permettendo l'ascolto. Conoscere il meccanismo propagativo, significa aumentare la possibilità di ascolti migliori. Spesso capita che l'ascoltatore alle prime armi provi ad ascoltare certe frequenze ad ore sfavorevoli, traendo la conclusione che il proprio ricevitore sia muto o non funzioni a dovere. Occorre invece scegliere il momento giusto, l'ora giusta e la banda giusta. Tutto ciò si acquisisce con l'esperienza e con tante e tante ore d'ascolto; per accorciare i tempi e per poter trarre la maggior soddisfazione possibile dall'hobby del radioascolto, occorre acquisire una conoscenza perlomeno generale della propagazione delle onde radio, che avviene in due modalità differenti: per onda di terra e per onda riflessa. Scopo di queste righe è dare una minima spiegazione di cosa siano la propagazione per onda di terra e quella per onda riflessa o ionosferica. PROPAGAZIONE PER ONDA DI TERRA Onda di terra è quella onda che si propaga sulla superficie terrestre. Ha più importanza nella propagazione delle onde medie che in quella delle onde corte. Le distanze raggiungibili grazie a tale tipo di propagazione sono relativamente grandi e dipendenti da molti parametri. Il principale è il tipo di superficie che il segnale deve attraversare per giungere al nostro ricevitore: deserti, zone aride e secche sono pessime superfici per questo tipo di propagazione, tuttaltro che conduttivi; invece mari, oceani e terreni umidi sono ottimi conduttori di segnale. Tutti i segnali in onda media che riceviamo durante le ore luminose sono segnali di terra, in quanto durante l'irraggiamento solare il meccanismo di propagazione ionosferica in onde medie è compromesso da altri fattori, che verranno affrontati in seguito. Per quanto riguarda le onde corte, sostanzialmente non avviene propagazione per onda di terra. Anzi il suolo molte volte assorbe le onde radio piuttosto che rifletterle. Per tale motivo i sistemi radianti in onda media sono nettamente differenti da quelli in onda corta, essendo nei primi molto curata la componente di terra (si arriva spesso ad interrare o reti metalliche o migliaia di fili per rendere "conduttivo" il terreno). PROPAGAZIONE PER ONDE IONOSFERICHE O RIFLESSE Per poter comprendere tutti i fenomeni legati a questo tipo di propagazione occorre avere una visione generale della ionosfera, delle sue parti e del loro singolo comportamento. La ionosfera è una parte della nostra atmosfera. Si individua fra i 50 ed i 300 Km circa dalla superficie terrestre con una larga tolleranza in eccesso. Si divide in 3 regioni o strati. LO STRADO "D" Lo strato "D" si estende, approssimativamente, da 50 a 90 Km, con una concentrazione elettronica che cresce rapidamente con l'altezza. La concentrazione elettronica nello stato "D" presenta una variazione diurna importante: raggiunge il suo massimo poco mezzogiorno - 36 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. solare locale, mentre conserva valori estremamente bassi nelle ore notturne. In inverno, nonostante che la distanza zenitale dal sole sia molto grande, si osservano spesso concentrazioni elettroniche molto elevate, sempre tra 70 e 90 Km, dovute probabilmente alla natura e alla concentrazione dei gas che compongono l'atmosfera. L'influenza dell'attività solare sulla concentrazione elettronica nello strato "D" si differenzia alle diverse altezze: tra 70 e 90 Km i raggi X di origine solare sono la principale fonte di ionizzazione e questa è massima quando il ciclo solare sulla concentrazione elettronica nello strato D si differenzia alle diverse altezze: tra 70 e 90 Km i raggi X di origine solare è al suo massimo; al si sotto dei 70 Km le radiazioni più attive sono quelle cosmiche e la concentrazione massima si presenta quando l'attività solare è al suo minimo, per cui la dispersione interplanetaria dei raggi cosmici di origine galattica tende a ridursi. Durante una perturbazione geomagnetica la densità elettronica tra 75 e 90 Km, tende a rinforzarsi alle latitudini subaurorali ed inferiori . Per l'apporto di elettroni ad alto contenuto energetico. Lo strato "D" può raggiungere una densità massima di 10 miliardi di per metro cubo a quote tra 50 e 90 Km, con alta densità di particelle neutre. Questo strato non ha, a causa della relativamente bassa densità elettronica, grande rilevanza per la riflettività nei riguardi delle onde usate nei radiocollegamenti via ionosfera, mentre invece assume notevole importanza nei riguardi dell'assorbimento, per tanto che lo strado "D" può essere considerato lo strato assorbente per eccellenza. LO STRADO "E" Tra 90 e 130 Km si colloca lo strato "E", che comprende lo strato "E normale" e lo strato "E sporadico". Lo strato "E" normale è uno strato molto regolare e si trova ad un'altezza nella quale la temperatura ha una escursione da -80 a +80 gradi Centigrati. La concentrazione elettronica dipende strettamente dalla distanza zenitale dal sole. Vi è un massimo stagionale in estate. Il massimo della concentrazione elettronica si colloca intorno ai 110 Km ed è circa di 100 miliardi di elettroni per metro cubo. Con questa concentrazione il plasma elettronico una sua propria frequenza di riflessione (MUF) di circa 3 Mhz. Durante la notte la ionizzazione dello strato "E" si riduce drasticamente e la MUF del plasma a valori tra 4 e 6 Khz. La concentrazione elettronica è massima al massimo del ciclo solare. Nell'arco del ciclo solare si hanno variazioni della frequenza del plasma intorno al 30%. Una parte dello strato "E", a circa 120 Km, viene chiamata "Es" o "ESPORADICO", proprio per il fatto che la sua presenza è aleatoria e sporadica. Pare che la sua ionizzazione sia dovuta a meteoriti e fenomeni cosmici non legati all'attività solare. La sua presenza è più frequente d'estate che d'inverno. LO STRADO "F" Lo strato "F" inizia ad un'altezza di circa 130 Km. Durante la notte lo strato "F" si comporta in modo diverso che di giorno, quando si divide in due differenti strati: "F1" ed "F2", nasce se la concentrazione elettronica non presenta stratificazioni molto nette. Lo strato "F1" è la zona compresa tra 130 e 21 Km di altezza e la concetrazione elettronica è dell'ordine di 200 miliardi di elettroni per metro cubo. Lo strato "F2", il più alto degli strati ionosferici , è quello in cui la concentrazione degli elettroni è generalmente la più densa: i suoi valori sono compresi tra 1000 miliardi di elettroni per metro cubo di giorno e 50 miliardi di elettroni per metro cubo di notte. Lo strato "F2" non risponde al modello matematico di CHAPMAN, perché a quelle altezze vi sono notevoli venti (correnti ioniche), diffusione ed altri fenomeni dinamici. Quando inizialmente si applicava la teoria CHAPMAN anche nello strato era considerato tra le anomalie. Oggi si sa che questo termine è improprio. L'ANOMALIA DIURNA consiste nel - 37 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. fatto che il massimo della concentrazione elettronica dello strato "F2" si produce spesso un'ora dopo il mezzogiorno solare, in genere tra le 13 e le 15 ora locale. Si sono notate sperimentalmente altre due variazioni durante il giorno, i cui massimi si collocano intorno alle ore 10-11 locali e tra le ore 22-23, sempre locali. Nell'emisfero nord l'ANOMALIA STAGIONALE consiste in una tendenza alla concentrazione elettronica dello strato "F2", intorno alle 12 locali, e ad essere più alta d'inverno che d'estate. L'ANOMALIA EQUATORIALE, consiste nel fatto che nelle zone comprese tra 20 e 30 gradi, sia a Nord che a Sud dell'equatore, l'influenza della distanza zenitale del sole sulla concentrazione elettronica dello strato "F2", è notevolmente diversa da quella che ci si aspetta. Nelle latitudini elevate si osservano alcune “anomalie” nelle caratteristiche dello strato "F2", probabilmente associate alla caduta di particelle di alto valore energetico. Vi è infatti una depressione pronunciata nella concentrazione elettronica dello strato "F2", dovuta alla linee di forza della magnetosfera e che si estende su 2-10 gradi in direzione dell'equatore, subito dopo l'ovale aurorale e da mezzogiorno a tutta la notte. Alcune osservazioni sulle concentrazioni elettroniche, al di sopra dell' altezza in cui avviene il suo massimo, sono state effettuate con radar a diffusione incoerente, con missili e sonde installate a bordo di satelliti. Queste osservazioni mostrano come la concentrazione elettronica decresce in modo approssimativamente esponenziale con l'altezza. Intorno a 100 Km si ha una variazione del gradiente della concentrazione elettronica causata dalla presenza di una passaggio da ioni di ossigeno a ioni di idrogeno; l'altezza alla quale avviene questa transizione aumenta con la latitudine. A 1000 Km la concentrazione elettronica è normalmente dell'ordine di 10 miliardi di elettroni per metro cubo. Le onde radio vengono riflesse dagli strati ionizzati. Se il sole ha un certo comportamento, la ionosfera avrà una certa densità e struttura; ad altri comportamenti del sole invece corrisponderanno altrettanti caratteri di densità e struttura. Per cui possiamo comprendere che le variazioni di propagazione sono legate ai seguenti fenomeni: • Alternarsi del giorno e della notte (variazione diurna) • Alternarsi delle stagioni (variazione stagionale) • Alternarsi di periodi di alta attività solare con periodi di calma (variazioni del ciclo solare) • Variazioni dovute alla differente posizione geografica. - 38 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Appendine C PROPAGAZIONE DELLE ONDE RADIO Le onde radio si propagano dall'antenna trasmittente a quella ricevente, permettendo l'ascolto. Conoscere il meccanismo propagativo significa aumentare le possibilità di ascolti migliori. Spesso capita che l'ascoltatore alle prime armi provi ad ascoltare certe frequenze ad ore sfavorevoli, traendo la conlcusione che il proprio ricevitore sia muto o non funzioni a dovere. Occorre invece scegliere il momento giusto, l'ora giusta e la banda giusta. Tutto ciò si acquisisce con l'esperienza e con tante e tante ore d'ascolto; per accorciare i tempi e per poter trarre la maggior soddisfazione possible dall'hobby del radioascolto occorre acquisire una conoscenza perlomeno generale della propagazione delle onde radio, che avviene in due modalità differenti: per onda di terra e per onda riflessa. Scopo di queste righe è dare una minima spiegazione di cosa siano la propagazione per onda di terra e quella per onda riflessa o ionosferica. Propagazione per onda di terra Onda di terra è quell'onda che si propaga sulla superficie terrestre. Ha più importanza nella propagazione delle onde medie che in quella delle onde corte. Le distanze raggiungibili grazie a tale tipo di propagazione sono relativamente grandi e dipendenti da molti parametri. Il principale è il tipo di superficie che il segnale deve attraversare per giungere al nostro ricevitore: deserti, zone aride e secche sono pessime superfici per questo tipo di progazione, tuttaltro che conduttivi; invece mari, oceani e terreni umidi sono ottimi conduttori di segnale. Tutti i segnali in onda media che riceviamo durante le ore luminose sono segnali di terra, in quanto durante l'irraggiamento solare il meccanismo di propagazione ionosferica in onde medie è compromesso da altri fattori, che vengono affontati più oltre. Per quanto riguarda le onde corte, sostanzialmente non avviene propagazione per onda di terra. Anzi, il suolo molte volte assorbe le onde radio piuttosto che rifletterle. Per tale motivo i sistemi radianti in onda media sono nettamente differenti da quelli in onda corta, essendo nei primi molto curata la componente di terra (si arriva spesso ad interrare o reti metalliche o migliaia di fili per rendere "conduttivo" il terreno). - 39 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Propagazione per onde ionosferiche o riflesse Per poter comprendere tutti fenomeni legati a questo tipo di propagazione occorre avere una visione generale della ionosfera, delle sue parti e del loro singolo comportamento. Perciò viene data più sotto una breve descrizione della ionosfera sotto l'aspetto geofisico. La ionosfera è una prte della nostra atmpsfera. Si individua fra i 50 ed i 300 km circa dalla superficie terrestre con una larga tolleranza in eccesso. La si divide in 3 regioni o strati, indicati con le lettere D, E ed F, che a sua volta si divide in F1 ed F2. Lo strato D Lo strato D si estende, approssimativamente, da 50 a 90 km, con una concentrazione elettronica che cresce rapidamente con l'altezza. La concentrazione elttroinca nello strato D presenta una variazione diurna importante: raggiunge il suo massimo poco dopo mezzogiorno solare locale, mentre conserva valori estremamente bassi nelle ore notturne. In inverno, nonostante che la distanza zenitale dal sole sia molto grande, si osservano spesso concentrazioni elettroniche molto elevate, sempre tra 70 e 90 km, dovute probabilmente alla natura ed alla concentrazione dei gas che compongono l'atmosfera. L'influenza dell'attività solare sulla concentrazione elettronica nello strato D si differenzia alle diverse altezze: tra 70 e 90 km i raggi X di origine solare sono la principale fonte di ionizzazione e questa è massima quando il ciclo solare è al suo massimo; al di sotto dei 70 km le radiazioni più attive sono quelle cosmiche e la concentrazione massima si presenta quando l'attività solare è al suo minimo, per cui la dispersione interplaetaria dei raggi cosmici di origine galattica tende a ridursi. Durante una perturbazione geomagnetica la densità elettronica tra 75 e 90 km tende a rinforzarsi alle latitudini subaurorali ed inferioi, per l'apporto di elettroni ad alto contenuto energetico. Lo strato D può raggiungere una densità massima di 10 miliardi di elettroni per metro cubo a quote tra 50 e 90 km, con alta densità di particelle neutre. Questo strato non - 40 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. ha, a causa della relativamente bassa densità elettronica, grande rilevanza per la riflettività nei riguardi delle onde usate nei radiocollegamenti via ionosfera, mentre invece assume notevole importanza nei riguardi dell'assorbimento, tanto che lo strato D può essere considerato lo strato assorbente per eccellenza. Lo strato E Tra 90 e 130 km si colloca lo strao E, che comprende lo strato E normale e lo strato E sporadico. Lo strato E normale è uno strato molto regolare e si trova ad un'altezza nella quale la temperatura ha una escursione da -80 a +80 gradi ºC. La concentrazione elettronica dipende strettamente dalla distanza zenitale dal sole. Vi è un massimo giornaliero verso mezzogiorno ed un massimo stagionale in estate. Il massimo della concetrazione elettronica si colloca itorno ai 110 km ed è circa di 100 miliardi di elettroni per metro cubo. Con questa concentrazione il plasma elettronico ha una sua propria frequenza di riflessione (MUF) di circa 3 MHz. Durante la notte la ionizzazione dello strato E si riduce drasticamente e la MUF del plasma scende a valori tra 4 e 6 kHz. La concentrazione elttronica è massima al massimo del ciclo solare. Nell'arco del ciclo solare si hanno variazioni della frequenza del plasma intorno al 30%. Una parte dello strato E, a circa 120 km, viene chiamata Es o E Sporadico, proprio per il fatto che la sua presenza è aleatoria e sporadica. Pare che la sua ionizzazionie sia dvuta a meteoriti e fenomeni cosmici non legati all'attività solare. La sua presenza è più frequente d'estate che d'inverno. Lo strato F Lo strato F inizia ad un'altezzad id circa 130 km. Durante la notte lo strato F si comporta in modo diverso che digiorno, quando sidivide in due differenti strati: F1 ed F2, nache se la concentrazione elettronica non presenta stratificazioni molto nette. Lo strato F1 è la zona compresa tra 130 e 210 km di altezza e la concentrazione elettronica è dell'ordine di 200 miliardi di elettroni per metro cubo. Lo strato F2, il più alto degli strati ionosferici, è quello in cui la concentrazione degli elettroni è generalmente la più densa: i suoi valori sono compresi ta 1000 miliardi di elettroni per metro cubo di giorno e 50 miliardi di elettroni per metro cubo di notte. Lo strato F2 non risponde al modello matematico di Chapman, perché a quelle altezze vi sono notevoli venti (correnti ioniche), diffusione ed altri fenomeni dinamici. Quando inizialmente si applicava la teoria di Chapman anche allo strato F2, il diverso comportamento di questo strato era considerato tra le anomalie. Oggi si sa che questo termine è imporprio. “L'anomalia diurna" consiste nel fatto che il massimo della concentrazione elettronica dello strato F2 si produce spesso un'ora dopo il mezzogiorno solare, in genere tra le 13 e le 15 ora locale. Si sono notate sperimentalmente altre due variazione durante il giorno, i cui massimi si collocano intorno alle ore 10-11 locali e tra le ore 22-23, sempre locali. - 41 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Nell'emisfero Nord “l'anomalia stagionale" consiste in una tendenza alla concentrazione elettronica dello strato F2 intorno alle 12 locali, e ad essere più alta d'inverno che d'estate. “L'anomalia equatoriale" consiste nel fatto che nelle zone comprese tra 20 e 30 gradi, sia a Nord che a Sud dell'equatore, l'influenza della distanza zenitale del sole sulla concentrazione elettronica dello strato F2 è notevolmente diversa da quella che ci si aspetta. Nelle latitudini elevate si osservano alcune "anomalie" nelle caratteristiche dello strato F2, probabilmente associate alla caduta di particelle di alto valore energetico. Vi è infatti una depressione pronunciata nella concentrazione elettronica delle strato F2, dovuta alle linee di forza della magnetosfera e che si estende su 2-10 gradi in direzione dell'equatore, subito dopo l'ovale aurorale e da mezzogiorno a tutta la notte. Alcune osservazioni sulle concentrazioni elettroniche, al di sopra dell'altezza in cui avviene il suo massimo, sono state effettuate con radar a diffusione incoerente, con missili e sonde installate a bordo di satelliti. Queste osservazioni mostrano come la concentrazione elettronica decresce in modo approssimativamente esponenziale con l'altezza. Intorno a 100 km si ha una variazione del gradiente della concentrazione elettronica causata dalla presenza di un passaggio da ioni di ossigeno a ioni di idrogeno; l'altezza alla quale avviene questa transizione aumenta con la latitudine. A 1000 km la concentrazione elettronica è normalmente dell'ordine di 10 miliardi di elettroni per metro cubo. Le onde radio vengono riflesse dagli strati ionizzati. Se il sole ha un certo comportamento, la ionosfera avrà una certa densità e struttura; ad altri comportamenti del sole invece corrisponderanno altrettanti caratteri di densità e struttura. Per cui possiamo comprendere che le variazioni di propagazione sono legate ai seguenti fenomeni: • alternarsi del giorno e della notte (variazione diurna) • alternarsi delle stagioni (variazione stagionale) • alternarsi di periodi di alta attività solare con periodi di calma (variazione del ciclo solare) e per finire anche variazioni dovute alla differente posizione geografica. - 42 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Appendine D TRASMISSIONE RADIO La trasmissione via etere di segnali viene utilizzata già da un secolo, da quando cioè, Guglielmo Marconi inventò la radio. A destra: La stazione San Filippo, la prima stazione radiotelegrafica trasmittente realizzata da Marconi a Roma. Si deve a questo scienziato bolognese il primo esperimento di trasmissione di onde elettromagnetiche via etere a grande distanza e si devono a lui gli studi sulla loro propagazione, studi, però iniziati da Hertz. Ogni trasmissione radio via etere, utilizza due stazioni connesse da una tratta di onde elettromagnetiche che sono collegate per mezzo di due antenne come schematicamente indicato in figura. Le onde elettromagnetiche, ipotizzate teoricamente da James Clerk Maxwell nel 1864, sperimentate in laboratorio da Hertz e utilizzate nella Radio da Marconi nel 1895, sono costituite da oscillazioni, del campo elettrico e del campo magnetico, che si propagano nel vuoto alla velocità di circa: c = 300.000 Km/sec secondo il disegno seguente: Le onde elettromagnetiche sono classificabili a seconda delle loro caratteristiche e del loro impiego nei vari campi della tecnica, in base alla lunghezza d'onda od anche alla frequenza, in quanto queste grandezze sono legate fra loro dalla seguente espressione: c = l·f - 43 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. dove: c = 3 · 108 velocità della luce nel vuoto (metri/sec) l = lunghezza d'onda (metri) f = frequenza (Hertz = sec-1) La luce fa parte delle onde elettromagnetiche. Qualunque tipo di onda, ad esempio quella sonora, quella elastica di una molla, o quella generata da una pietra che cade in uno stagno, od anche l'onda sismica di un terremoto, è sempre costituita dall'alternanza di due tipi diversi di energia, che nel caso dell'onda elettromagnetica sono quella elettrica e quella magnetica, come indicato nella figura di sopra. Le onde possono essere, in generale, però di due tipi diversi: longitudinali o trasversali a seconda che l'oscillazione avvenga nella stessa direzione della propagazione o in una direzione ad essa perpendicolare. Le onde sonore, ad esempio sono longitudinali, quelle elettromagnetiche sono trasversali, quelle sismiche sono dei due tipi: quelle primarie, dette così perché arrivano prima, sono longitudinali, quelle secondarie, trasversali. Le oscillazioni del campo elettrico e di quello magnetico avvengono dunque perpendicolarmente alla direzione di propagazione, e i due campi sono inoltre ortogonali tra loro, come indicato nella figura di sopra. POLARIZZAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE Le onde elettromagnetiche poi, possono avere polarizzazione lineare, circolare ed ellittica a seconda che nel propagarsi nello spazio, il vettore campo elettrico si muova su di una retta, su di un cerchio o su di un'ellisse. Le onde elettromagnetiche tutte, e quindi anche la luce che è una di esse, sono sempre polarizzate, cioè il campo elettrico che le compone, oscilla in diversi modi mentre l'onda si propaga. Si possono avere tre tipi di polarizzazione essenzialmente: • LINEARE • CIRCOLARE • ELLITTICA Supponendo di guardare verso l'antenna trasmittente l'onda che si propaga, si avrebbero le immagini indicate nelle tre animazioni seguenti. - 44 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. In quella lineare, il vettore campo elettrico oscilla mantenendo sempre la propria punta su di un segmento. Il campo magnetico, naturalmente, si muove restando sempre a 90° nello spazio rispetto al campo elettrico come indicato nell'animazione seguente che mostra, anche, come un'onda elettromagnetica, con polarizzazione lineare, può essere generata dall'oscillazione di una carica elettrica oscillante lungo un'antenna. Nell'animazione seguente è mostrato, invece, un esempio di polarizzazione circolare, usata, spesso, con antenne paraboliche, nei ponti radio satellitari, sia nella versione destrorsa che sinistrorsa. Per ragioni di semplicità del disegno, questa volta, è indicato solo il vettore campo elettrico. FLUSSO DI ENERGIA Quando un'antenna isotropa genera un'onda elettromagnetica che si propaga nello spazio, ad essa è sempre associata una densità di potenza elettromagnetica, rappresentata dal vettore di Poynting, la cui direzione è quella della propagazione, ed il cui valore è determinato dal prodotto vettoriale del campo elettrico per il campo magnetico secondo la formula seguente: - 45 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. VETTORE DI POYNTING (W/m2) Flusso di potenza: (W) FORMULA FONDAMENTALE DELLA TRASMISSIONE La potenza che un'antenna di guadagno Gtr riesce a trasmettere alla distanza r ad un'altra antenna di guadagno Gric si calcola con la formula fondamentale della trasmissione: PROPAGAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE NELL'ATMOSFERA Bisogna distinguere subito due circostanze totalmente diverse: • Propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto al di là dell'atmosfera terrestre. • Propagazione delle onde elettromagnetiche all'interno dell'atmosfera terrestre. Nel vuoto interplanetario o intergalattico, quindi lontano dall'atmosfera terrestre, da corpi materiali e da ostacoli, il mezzo è isotropo ed omogeneo, quindi il comportamento delle onde elettromagnetiche è assolutamente indipendente dalla frequenza e quindi dalla lunghezza d'onda. In questo ambiente astrale, le onde elettromagnetiche si muovono tutte e sempre in linea retta e si propagano tutte alla stessa velocità: c = 3 · 108 m/sec che è una costante universale, di ciò si tiene conto nello studio dell'astronomia e, soprattutto, della radioastronomia. Viceversa, entro l'atmosfera terrestre, poiché l'aria che noi respiriamo non è un mezzo né isotropo, né omogeneo, la propagazione delle onde elettromagnetiche è soggetta a: ATTENUAZIONE RIFLESSIONE RIFRAZIONE DIFFRAZIONE DIFFUSIONE FADING - 46 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. A seguito di tutti questi fenomeni appena elencati, il comportamento delle onde elettromagnetiche all'interno dell'atmosfera terrestre si diversifica molto con il variare della frequenza dando luogo a problemi alquanto diversi. L'atmosfera terrestre è suddivisa in vari strati come indicato, orientativamente, in figura. Si possono avere pertanto tipi diversi di propagazione: 1. ONDA DI SUPERFICIE 2. ONDA DIRETTA 3. ONDA RIFLESSA DAL SUOLO 4. SCATTERING TROPOSFERICO 5. ONDE SPAZIALI. - 47 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. Appendine E IL CODICE Q Il codice Q è un elenco di segnali che sintetizzano una domanda o una risposta dettagliata. Il codice, come deciso dalla International Telecommunication Union, è usato in tutto il mondo nelle telecomunicazioni terrestri, marittime ed aeronautiche. Nato per la radiotelegrafia, è usato anche in fonia per la sua concisione e per standardizzare le comunicazioni. L'uso di questi segnali internazionali è obbligatorio in tutti i tipi di comunicazione, militari e civili. Ogni segnale Q è composto da tre lettere, di cui l'iniziale è la lettera Q, i significati assegnati alle abbreviazioni del codice si possono ampliare o completare con l'aggiunta di altri gruppi, nominativi di chiamata, nomi di luoghi, cifre, numeri etc. I dati fra parentesi quadre [ ] sono opzionali e devono essere trasmessi nello stesso ordine in cui appaiono nel testo. Tre puntini ... indicano una parte che deve essere completata. Il carattere corsivo indica il tipo di informazione di cui deve essere fornito nome o quantità. Le abbreviazioni del codice Q rappresentano una domanda quando sono seguite dal punto interrogativo. Se l'abbreviazione ha delle nformazioni aggiuntive, il punto interrogativo deve seguire queste ultime. Le abbreviazioni sono contenute nell'Appendice 9 del Radio Regulations Annex alla International Telecommunications Convention (Atlantic City) 1947 (codici da QRA a QUZ compreso) e nelle pubblicazioni ICAO Dec 6100-COM/504/1 (codici da QAA a QNZ compreso). Segnale_Q Domanda ? Risposta, Avviso o Ordine QAR Posso interrompere l'ascolto sulla Sì potete interrompere ... frequenza di sorveglianza per ... minuti? QAV Siete in grado di dirigervi con la Mi sto dirigendo con la mia apparecchiatura DF sulla vostra apparecchiatura DF? stazione ... QBM ... mi ha inviato un messaggio? QCB Questo è il messaggio mandato da ... alle ore ... Il ritardo è causato da... 1. dalle vostre trasmissioni fuori turno di trasmissione 2. la vostra lentezza nel rispondere 3. la mancanza della vostra risposta alla mia ... QDB Avete spedito il messaggio ... a Ho spedito il messaggio ... a ... ...? QDP Volete accettare il controllo [ o Accetto il controllo [o la responsabilità] di ... ora o alle reponsabilità] di ... ora o alle ore ore ... - 48 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. ...? QIC Posso collegarmi con la stazione Collegatevi con la stazione radio ... su ... kHz (o ... radio ... su ... kHz (o ... MHz) ora MHz) ora (o alle ore ...). (o alle ore ...)? QIF Su che frequenza è ...? ... è su ... kHz (o ...MHz.). Spostatevi a trasmettere e ricevere su ... kHz (o ... MHz); se la comunicazione non è stabilita entro 5 minuti, tornare sulla frequenza attuale. QMH QRA Qual è il nominativo della vostra Il mio nominativo è ... stazione? QRB A che distanza approssimativa vi La distanza tra la mia stazione e la vostra è di circa ... trovate dalla mia stazione? miglia nautiche (o km). QRG Qual è la mia frequenza esatta (o La vostra frequenza esatta (o quella di ...) è ... kHz (o la frequenza di ...)? MHz). QRH La mia frequenza varia? QRI Qual è la tonalità della mia La vostra tonalità è ... (scala Tono). emissione? QRJ Quante chiamate radiotelefoniche Ho ... chiamate radiotelefoniche in giacenza. avete in giacenza? QRK Qual è la comprensibilità dei miei La comprensibilità dei vostri segnali (o di quelli di ...) è segnali (o dei segnali di ...)? ... (scala da 1 a 5). QRL Siete occupato? QRM Siete disturbato da limitrofe (interferenze)? QRN Siete disturbato da parassiti? QRO Devo aumentare la potenza di Aumentate (o Aumento) la potenza di trasmissione. emissione? QRP Devo diminuire la potenza di Diminuite (o Diminuisco) la potenza di trasmissione. emissione? QRQ Devo trasmettere più in fretta? Aumentate la velocità di trasmissione [... parole al minuto]. QRS Devo trasmettere più adagio? Trasmettete più adagio [... parole al minuto]. QRT Devo sospendere trasmissione? QRU Avete qualcosa per me? Non ho nulla per voi. QRV Siete pronto? Sono pronto. QRW Devo avvisare ... che lo Avvisate ... che lo chiamerò su ... kHz (o MHz). chiamerete su ... kHz (o MHz)? La vostra frequenza varia. Sono occupato (o sono occupato con ...). Per favore non interferire. emittenti 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. Non sono affatto disturbato da interferenze. Sono disturbato debolmente da interferenze. Sono disturbato moderatamente da interferenze. Sono disturbato fortemente da interferenze. Sono disturbato molto fortemente da interferenze. Non sono affatto disturbato da parassiti. Sono disturbatodebolmente da parassiti. Sono disturbatomoderatamente da parassiti. Sono disturbatofortemente da parassiti. Sono disturbatomolto fortemente parassiti. la Chiudete (o Chiudo) le trasmissioni. - 49 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. QRX Quando mi richiamerete? Vi richiamerò alle ore ... su ... kHz (o MHz). QRY Qual è il mio turno? [coda di Il vostro turno è ... trasmissione] QRZ Chi mi chiama? QSA Qual è la forza dei miei segnali (o La forza dei vostri segnali (o di quelli di ...) è ... (scala dei segnali di ...)? da 1 a 5). QSB La forza dei miei segnali varia? QSD La mia manipolazione è difettosa? La vostra manipolazione è difettosa. QSG Devo trasmettere... telegrammi Trasmettete ... telegrammi (messaggi) alla volta. (messaggi) alla volta? QSI Non è stato possibile interrompere Mi è stato impossibile interrompere la vostra la mia trasmissione? trasmissione. O Volete informare nominativo che mi è stato impossibile interrompere la sua trasmissione su ... kHz (o MHz). QSK Mi sentite? In caso affermativo Vi sento, parlate pure. posso interrompervi? QSL Potete accusarmi ricevuta? QSM Devo ripetere l'ultimo telegramma Ripetete l'ultimo telegramma (messaggio) che avete (o messaggio) o devo ripetere un trasmesso (o telegrammi/messaggi numero ...). telegramma (o un messaggio) precedente? QSN Mi avete sentito (o avete sentito Vi ho sentito (o ho sentito nominativo) su ... kHz (o nominativo) su ... kHz (o MHz)? MHz). QSO Potete comunicare con ... Posso comunicare con ... direttamente [o tramite ...]. direttamente o tramite appoggio? NOTA: È anche sinonimo di comunicazione diretta, collegamento QSP Volete ritrasmettere gratuitamente? QSQ Avete un medico (o nome della Ho un medico (o nome della persona) a bordo. persona) a bordo? QSR Debbo ripetere la chiamata sulla Ripetete la chiamata sulla frequenza di chiamata. frequenza di chiamata? QSS Che frequenza di lavoro userete? Userò la frequenza ... kHz (o MHz). QSU Devo trasmettere o rispondere Trasmettete o rispondete su questa frequenza [o su ... sulla frequenza attuale [o su... kHz / MHz] [con emissione della classe ...]. kHz / MHz] [con emissione della classe ...]? QSV Devo trasmettere una serie di V Trasmettete una serie di V [su ... kHz / MHz]. su questa frequenza [o su ... kHz / MHz]? QSW Potete trasmettere sulla Sto per trasmettere sulla frequenza attuale [o su... kHz frequenza attuale [o su... kHz / / MHz] [con emissione della classe ...]. MHz] [con emissione della classe ...]? QSX Potete stare in ascolto di Resto in ascolto di nominativo su ... kHz (o MHz). nominativo su ... kHz (o MHz)? Siete chiamato da ... su ... kHz (o MHz). La forza dei vostri segnali varia. Confermo, ricevuto. a... Ritrasmetterò a ... gratuitamente. - 50 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. QSY Devo passare a trasmettere su Passate a trasmettere su un'altra frequenza [o su ... un'altra frequenza? kHz / MHz]. QSZ Posso trasmettere ogni parola o Trasmettete ogni parola o gruppo due volte [o ... gruppo piu volte? volte]. QTA Posso annullare il telegramma Annullate il telegramma (messaggio) numero ... (messaggio) numero ... come se non come se non fosse stato inviato. fosse stato inviato? QTB Siete d'accordo con il mio conteggio Non sono d'accordo con il vostro conteggio delle delle parole? parole; Ripeterò la prima lettera o numero di ciascuna parola o gruppo. QTC Quanti telegrammi (messaggi) avete Ho ... telegrammi (messaggi) per voi (o per ...). da trasmettere? QTG Potete trasmettere due linee di dieci Trasmetto subito due linee di dieci secondi secondi ognuna seguite dal vostro ciascuna (o la portante durante due periodi di nominativo [ripetute ... volte] [su ... kHz dieci secondi), poi il mio nominativo, [ripetuti ... / MHz]? O Potete chiedere a volte] [su ... kHz / MHz]. O Ho chiesto a nominativo di trasmettere due linee di nominativo di trasmettere due linee di dieci dieci secondi ognuna seguite dal suo secondi, poi il suo nominativo [ripetuti ... volte] nominativo [ripetute ... volte] [su ... kHz [su .. kHz / MHz]. / MHz]? QTH Qual è la vostra posizione in latitudine La mia posizione è gradi di latitudine gradi di e in longitudine (o in base a qualsiasi longitudine (o qualsiasi altra indicazione). altra indicazione)? QTQ Potete comunicare con la mia stazione Comunicherò con la vostra stazione attraverso il attraverso il Codice internazionale dei Codice internazionale dei segnali (INTERCO). segnali (INTERCO) ? QTR Qual è l'ora esatta? QTS Volete trasmettere il vostro nominativo Vi trasmetto subito [o alle ore ...] per ... minuti il a scopo di regolazione, o per mio nominativo [su ... kHz / MHz] perchè possiate consentirmi la misura della vostra misurare la mia frequenza. frequenza, adesso [o alle ore ...] [su ... kHz / MHz] per ... minuti? QTU Qual è l'orario di servizio della vostra La mia stazione fa servizio dalle ore ... alle ... stazione? QTV Devo mettermi in ascolto al vostro Mettetevi in ascolto al mio posto su ... kHz (o posto su ... kHz (o MHz) [dalle ore ... MHz) [dalle ore ... alle ...]. alle ...]? QTX Volete lasciare aperta la vostra La mia stazione resta aperta per comunicare con stazione per comunicare con me fino a voi fino a nuovo avviso da parte vostra [o fino alle mio nuovo avviso [o fino alle ore ...]? ore ...]. QUA Avete notizie di nominativo? QUC Qual è il numero (o altra indicazione) Il numero (o altra indicazione) dell'ultimo dell'ultimo messaggio che avete messaggio che ho ricevuto da voi [o da ricevuto da me [o da nominativo]? nominativo] è ... QUD Avete ricevuto il segnale di urgenza Ho ricevuto il segnale di urgenza trasmesso da trasmesso da nominativo di una nominativo di una stazione mobile alle ore ... stazione mobile? L'ora esatta è ... Ecco le notizie su nominativo ... - 51 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E. QUF Avete ricevuto il segnale di soccorso Ho ricevuto il segnale di soccorso emesso da emesso da nominativo di una stazione nominativo di una stazione mobile alle ore ... mobile? QUM Posso riprendere il lavoro normale? Il lavoro normale può essere ripreso. - 52 PATTUGLIA NAZIONALE RADIO F.S.E.