Elementi di radiotecnica 1 1 L E O N D E

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Elementi di radiotecnica 1

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01

1 L E O N D E

1.1 OSCILLAZIONI E VIBRAZIONI

Un'idea di cosa si intenda per oscillazioni è presto data dal classico esempio delle oscillazioni che si formano allorché sulla superficie calma di uno specchio d'acqua viene lanciato un sasso (V.FIG.1.1). Si forma allora, con origine nel punto dove il sasso ha colpito l'acqua, una serie di particolari oscillazioni: Le onde.

Si notino due caratteristiche di rilievo:

- Le onde, muovendo dal centro verso l'esterno diventano sempre meno ampie, sino a scomparire.

- Se esse incontrano un oggetto solido da tale oggetto vengono riflesse.

Cosa accade in realtà?

Il sasso lanciato sulla superficie dell'acqua è dotato di energia che gli deriva dalla forza di gravità e se lanciato, anche di energia cinetica . Tale energia viene trasmessa all'acqua che comincia a spostarsi. Si ha allora una propagazione dell'energia che si attenua man mano che ci si allontana dal punto di origine. Il viaggiare di questa energia è osservabile nel moto ondoso, cioè nel innalzarsi ed abbassarsi dell'acqua in cerchi sempre più larghi centrati sul punto di origine.

Si può facilmente intuire che le oscillazioni non si smorzeranno più, ma si susseguiranno sempre di pari ampiezza se i movimenti impressi all'oggetto saranno uguali tra loro.

Un altro esempio di oscillazioni che si propagano in un mezzo è dato dai suoni e dai rumori. La voce generata dalle corde vocali di chi parla, perviene ai timpani dell'orecchio di chi ascolta. La voce è generata dalla vibrazione delle corde vocali ma qualsiasi genere di corda messa in vibrazione può generare del suono. A tal fine occorre che tali corde siano poste in movimento, più esattamente occorre che compiano quel caratteristico movimento che viene detto correntemente oscillazione o vibrazione. Così agendo, la corda (ed ogni altra fonte di suono ) comunica all'aria che la circonda tale suo movimento , ed il moto vibratorio diventa proprio dell'aria, con trasmissione da particella a particella. Come si può notare anche in questo esempio, alla vibrazione sono legati due fenomeni uno è la formazione di onde che si propagano nello spazio o nell'acqua o in altro mezzo, e l'altro è che a queste onde è legata un'energia che a sua volta si propaga.Ritornando all'esempio della propagazione del suono nell'aria, a causa della vibrazione della lamina si hanno pressioni e susseguenti rarefazioni dell'aria stessa. L'aria in questo caso è il mezzo necessario alla propagazione: nel vuoto infatti, non si verifica trasmissione del suono.

In virtù del suo comportamento, si può dire che l'aria è un mezzo elastico. Però la trasmissione del suono può aver luogo anche attraverso altri mezzi, quali l'acqua, il legno, i metalli, i gas, ecc..Un qualsiasi altro oggetto elastico, e cioè capace di vibrare, che si trovi nella zona d'aria messa in movimento da una fonte di suono, colpita dalla perturbazione, può entrare anch'esso in vibrazione. Tale è appunto il timpano dell'orecchio, ed è così che tramite l'aria, il suono viene a porre in funzione l'organo

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(FREQUENZA DEL SUONO). Grazie a ciò noi distinguiamo suoni di diversa intensità e tonalità e ancora i suoni che noi udiamo possono essere puri o complessi (formati da più oscillazioni contemporaneamente).

Un mezzo vibrante può essere costituito da una laminetta elastica che, fermata rigidamente da un lato,(v.fig.1.2), riceve energia mediante un urto ed inizia una serie di oscillazioni .

Si può dare una rappresentazione grafica delle oscillazioni.

Supponiamo che l'estremità vibrante della laminetta sia dotata di una punta scrivente e che sotto tale punta scorra, con moto uniforme e costante (al variare del tempo) un nastro di carta (fig.1.3); otterremo che, in funzione del tempo (indicato nel senso di scorrimento della carta) la traccia indicherà le diverse posizioni o spostamenti della lamina. Quello che si è così realizzato è un rudimentale oscillografo ossia uno strumento che consente di scrivere l'oscillazione.

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dell'ampiezza dell'oscillazione mentre il numero di volte in cui in un dato tempo (prendendo come riferimento l'intervallo di 1 secondo), le due posizioni estreme sono raggiunte ci dice con quale frequenza il fenomeno si svolge.

L'andamento dell'oscillazione è chiaramente periodico, ovvero le posizioni assunte dalla lamina si ripetono ad intervalli di tempo costanti. Questo tipo di andamento armonico viene detto sinusoidale. Considerando il punto della posizione di riposo o di centro r della lamina, possiamo osservare che i picchi massimi si trovano alternativamente da un lato e da lato opposto, in altri termini, possiamo chiamare una posizione rispetto al centro positiva e, per contro, la posizione opposta negativa: i due picchi sono praticamente di pari ampiezza tra loro e si manifestano di seguito per tutta la durata dell'oscillazione.

Si dice periodo di oscillazione il tempo che necessita affinché la lamina ritorni su di un'identica posizione.

L'insieme di completo di valori durante un intero periodo è detto ciclo.

La frequenza si esprime pertanto in cicli o Hertz = Hz.

Infatti, prendendo a riferimento l'intervallo di tempo pari ad 1 secondo, la frequenza viene indicata come il numero dei cicli che si verificano in un secondo. La frequenza è quindi il numero di cicli di oscillazioni al secondo.

1.2 VARIAZIONE NEL TEMPO E NELLO SPAZIO DI UN'ONDA

Nell'esempio della lamina oscillante si è visto come vi sia una variazione nel tempo dei valori assunti, così, è anche per l'onda propagantesi sull'acqua. Infatti se si fissa un punto sulla superficie, al variare del tempo questo punto si alzerà e si abbasserà rispetto al suo punto di riposo (rappresentato dalla superficie dell'acqua in quiete) con un'andamento armonico di tipo sinusoidale come rappresentato in fig.1.1.

Ma l'onda si propaga nello spazio, infatti se fotografassimo, ad un certo istante, la superficie dell'acqua avremmo un andamento di quest'ultima di tipo sinusoidale dato dall'increspatura della superficie. Se adesso fotografassimo la situazione ad un'istante successivo vedremmo lo stesso andamento sinusoidale slittato rispetto all'origine. Si ha quindi una situazione come quella di fig.1.4, dove è rappresentata la propagazione di un'onda che si diffonde dal punto A al punto B.

1.3 TIPI DIVERSI DI OSCILLAZIONI

In natura sono presenti diversi tipi di oscillazioni con caratteristiche analoghe a quelle fin qui descritte.

Come si è già visto un'oscillazione si distingue da un'altra per la sua frequenza (numero di cicli al secondo). La luce, i raggi cosmici, i raggi infrarossi, i raggi ultravioletti, ecc. hanno le caratteristiche di fenomeni oscillatori con differenti proprietà, sia per quanto riguarda la

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frequenza che per il tipo di propagazione.

Il suono è un tipo di oscillazione, prodotta da sorgenti fra le più svariate che ha bisogno di un mezzo per propagarsi come l'aria dove il suono si diffonde per successive compressioni e rarefazioni fino a giungere al timpano che viene messo in movimento dalle variazioni di pressione dell'aria che lo circonda.

L'orecchio umano può percepire oscillazioni che si verificano con una frequenza minima di 20 Hertz, fino a frequenze dell'ordine di 12.000 - 15.000 Hz (La percezione dell'orecchio varia da persona a persona e decresce con l'età).

Questa gamma di oscillazioni può perciò essere definita delle onde sonore, la cui fonte è sempre un mezzo meccanico.

Ad i due estremi della gamma udibile abbiamo rispettivamente le onde 'subsoniche' (da frazioni di Hertz a pochi hertz) e le onde 'ultrasoniche', oltre i 20.000 Hz.

1.4 ONDE ELETTROMAGNETICHE

Come detto, la luce, il calore (raggi infrarossi), gli ultravioletti, sono delle oscillazioni come le onde sonore. Oltre a queste si possono annoverare fra le onde, i raggi X, i raggi 'gamma' ed i raggi cosmici ed infine, quasi sempre generate per intervento umano, le onde elettromagnetiche che servono come mezzo per le comunicazioni radio, TV, radar, ecc..

Le onde elettromagnetiche, al contrario delle onde sonore, non sono percepibili dai nostri sensi, non hanno bisogno di un mezzo per propagarsi, ovvero possono espandersi nel vuoto mentre le onde sonore hanno bisogno di un mezzo ove propagarsi (aria, acqua, ferro, legno, ecc..).

La scoperta di poter dare luogo alla generazione ed alla utilizzazione delle onde elettromagnetiche è da attribuire a J.C. Maxwell (1865), che affermò che le oscillazioni elettriche di frequenza elevata si possono propagare nello spazio; che la stessa luce altro non è che una manifestazione di oscillazioni elettromagnetiche e che la propagazione delle onde elettriche avviene con la velocità di quella della luce, ossia con una velocità di circa 300.000 chilometri al secondo.

Le teorie di Maxwell furono confermate in pratica da Hertz (da qui il nome di onde hertziane) e la definizione di misura "Hertz", di cui si è detto, nel 1887. Infine Marconi (1894), per primo riuscì a stabilire, a mezzo di onde elettromagnetiche, una comunicazione a distanza utile ai fini pratici.

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Si è visto come, da una fonte di suoni, si propaghino, in tutte le direzioni, le onde sonore, a causa della perturbazione di un mezzo elastico, ad esempio l'aria.

L'aria è dunque un mezzo necessario per consentire la trasmissione del suono: una sorgente di oscillazioni sonora posta nel vuoto non fa giungere ai nostri orecchi suono alcuno.

E' stato provato che le onde elettriche e diverse altre perturbazioni e radiazioni, si propagano invece anche nel vuoto ed è questa un'altra particolarità notevole, oltre a quella già vista di impossibilità di percezione diretta dei nostri sensi, che differenzia le onde elettromagnetiche dalle onde sonore. Sotto tale aspetto, della propagazione, le onde elettromagnetiche possono essere comprese meglio se si pensa, ad esempio, a quella della luce. Anche la luce si propaga indifferentemente in presenza ed in assenza dell'aria.

Le onde radio differiscono da quelle luminose soltanto per la differente frequenza, le onde luminose presentano infatti una frequenza più elevata.

1.6 LUNGHEZZA D'ONDA

Si è visto (v.fig.1.4), che le onde si propagano nello spazio. Se si fotografa ad un determinato istante l'onda che si propaga si ha un andamento sinusoidale dei valori di campo elettromagnetico al variare della distanza x dalla sorgente.(fig.1.5). Si definisce lunghezza d'onda ã, lo spazio di un intero ciclo.

Poiché l'onda si propaga nel tempo, se ci si ferma su di un punto dell'asse x i valori di campo elettromagnetico in quel punto varieranno nel tempo anch'essi con andamento sinusoidale e, come visto, si è definita la ripetizione nel tempo di un ciclo in termini di Hertz (Hz). Poiché la velocità di propagazione dell'onda nello spazio è quella della luce: ~ 300.000.000 m/sec è possibile legare la frequenza dell'onda in Hz alla lunghezza d'onda λ

Velocità di propagazione [m/sec]

λ [m] = ──────────────────────

Frequenza [ Hz ] Si potrà scrivere:

300.000.000 300.000.000 λ = ─────────── e viceversa f = ───────────

f λ

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Per un impiego generale le relazioni potranno essere scritte:

V

λ = ─── e V = λ x f f

dove si è indicato con f la frequenza in Hz, e λ la lunghezza d'onda in metri, e V la velocità di propagazione in m/s dell'onda elettromagnetica; velocità che varia a secondo del mezzo dove l'oscillazione si propaga.

Poiché sarebbe poco pratico esprimere sempre in Hertz frequenze che possono essere anche assai elevate (es. 3.000.000 o 30.000.000 Hz), si ricorre ad espressioni di multipli, così si hanno:

Chilohertz = KHz = 1000 Hz Megahertz = MHz = 1.000.000 Hz Gigahertz = GHz = 1.000.000.000 Hz

Se si vuole estendere quanto detto alle onde sonore, è necessario tener presente la diversa velocità di propagazione, così, essendo la velocità di propagazione del suono nell'aria, di 340 m/sec, un suono di frequenza 340 Hz avrà una lunghezza d'onda di 1 metro.

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1.7 CAMPO ELETTRICO

Si riportano di seguito alcuni concetti fondamentali per la comprensione delle onde elettromagnetiche.

Un Campo elettrico statico, generabile da due sfere metalliche caricate elettricamente e poste una di fronte all'altra, è un campo di forze rappresentabile graficamente mediante linee che ne simboleggiano in ogni punto la direzione di propagazione (fig.1.6). Le linee di forza elettriche iniziano (per convenzione) dalla carica positiva e terminano su quella negativa con una direzione che è sempre perpendicolare alla superficie degli elettrodi;

sono comunque linee immaginarie e pertanto non visibili a meno di non ricorrere a piccole particelle che si orientano per l'azione del campo elettrico.

La forza o l'intensità del campo elettrico è rappresentata proporzionalmente dalla fittezza delle linee di campo disegnate.

Poiché l'andamento delle linee di forza del campo elettrico non è sempre lineare, la differenza di potenziale (d.d.p.) tra vari punti non è sempre la stessa. E' opportuno quindi definire come varia l'intensità di campo elettrico da un punto all'altro, ovvero come diminuisce il potenziale dentro il campo. Indicando con E l'intensità di campo elettrico vale la relazione:

V E = ─ d

Dove V è la d.d.p. tra due punti qualsiasi del campo, e d è la distanza tra gli stessi.

L'unità di misura di questa grandezza è : V/m o V/cm

Per gli scopi della propagazione delle onde elettromagnetiche si adotta come unità di misura dell'intensità di campo il µV/m o il dBµV/m.

Il campo elettrico contiene in ogni punto dell'energia elettrica immagazzinata, tanto più grande quanto maggiore è la forza del campo in quel punto.

1.8 CAMPO MAGNETICO

Un campo magnetico statico, viene generato da un conduttore percorso da corrente continua o da un magnete permanente.

Anche in questo caso si tratta di un campo di forze rappresentabile da linee di forza chiuse su se stesse, (fig.1.7). Le linee di forza circondano la corrente che scorre, hanno senso destrorso rispetto al verso di questa, giacciono in un piano che è normale alla direzione della corrente e corrono nelle immediate vicinanze del conduttore di corrente e parallelamente alla sua superficie. Si tratta anche per loro, di linee di forza immaginarie e quindi invisibili a meno di non utilizzare della limatura di ferro.

Il campo magnetico contiene in ogni punto dell'energia magnetica immagazzinata, tanto più grande quanto più grande è la forza del campo in quel punto. L'unità di misura del campo magnetico è l'Ampere/metro (A/m).

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1.9 CAMPO ELETTROMAGNETICO

Si è parlato di campi elettrici e magnetici invarianti nel tempo creati rispettivamente, da tensioni e correnti continue.

Se ora si considera una corrente elettrica variabile nel tempo o delle cariche elettriche anch' esse variabili, si avrà che parte dell'energia di questo sistema si propagherà nello spazio sotto forma di campo elettromagnetico cioè l'insieme di campi elettrico e magnetico che variano nel tempo.

1.9.1 MECCANISMO DI RADIAZIONE

La radiazione di un campo elettromagnetico è spiegata dalle equazioni di Maxwell. Queste equazioni collegano il movimento degli elettroni in un conduttore con la propagazione delle onde elettromagnetiche nello spazio.

Per spiegare il meccanismo di radiazione, consideriamo un corto dipolo (ovvero un conduttore la cui lunghezza sia piccola rispetto alla lunghezza d'onda), questo significa che la frequenza con cui viene alimentato il conduttore è piccola comparata con le dimensioni del dipolo. Si alimenti il dipolo con una corrente sinusoidale ad alta frequenza, si avrà che a causa della corrente, un movimento di cariche dal punto di alimentazione (al centro del dipolo) verso le sue estremità, cariche che poi torneranno verso il centro con un moto sincrono con l'andamento sinusoidale della corrente.

Con rif.alla fig.1.8, consideriamo una coppia di cariche di segno opposto. Le due cariche si muoveranno su e giù lungo il dipolo eccitate dalla corrente sinusoidale. Le cariche si muovono con velocità eguali ed opposte, cosicché il sistema risulta in un continuo stato di accelerazione e decelerazione.

Il principio della radiazione di energia elettromagnetica si basa sulle leggi di Maxwell che una carica elettrica in movimento crea un campo elettrico.

All'inizio delle oscillazione la coppia di cariche sono vicine e cominciano ad allontanarsi.

Sono tracciate le linee di flusso fra le due cariche (fig.a). La direzione del campo magnetico è quella di un cerchio intorno alla coppia di cariche, su di un piano perpendicolare alla pagina, mentre il campo elettrico giace sul piano della pagina. Man mano che la coppia si allontana (fig.b), l'energia sia del campo elettrico che di quello magnetico, si propaga verso l'esterno. L'intensità del campo elettromagnetico è data all'incirca, dal prodotto E x H, allontanandosi le cariche l'energia immagazzinata nello spazio circostante il dipolo si incrementa.

La prima equazione di Maxwell stabilisce che le linee di forza del campo elettrico di un'onda radiante se non si chiudono su di una carica (come nel caso del campo elettrico statico), sono delle curve chiuse come quelle tracciate in fig.c. Un istante dopo che questo campo elettrico indipendente si è formato, la coppia di cariche si muove per riavvicinarsi producendo delle linee di forza opposte a quelle appena formate dal campo elettrico indipendente (fig.d). In un primo momento si potrebbe pensare che alla periodica inversione delle cariche corrisponda una periodica inversione del flusso di energia, per cui in un periodo il flusso netto verso l'esterno sarebbe pari a zero. Questo sarebbe vero se il

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temporale fra la creazione di una particolare corrente nelle cariche, la loro distribuzione ed il conseguente campo elettromagnetico in un punto. E' questo ritardo che consente a parte dell'energia nella regione intorno alla coppia di cariche di continuare a propagarsi in un campo elettrico anche quando le condizioni della coppia di cariche indica un flusso di energia diretto all'interno verso la coppia di cariche.

Il campo elettrico chiuso in movimento genera un campo magnetico in accordo con la terza legge di Maxwell, ed il campo elettromagnetico si muove allontanandosi dalla coppia alla velocità della luce.

Il ciclo si ripete uguale una volta che le cariche si riavvicinano.

Con un movimento sinusoidale delle cariche deve esserci quindi, una continua radiazione di energia. Il campo elettromagnetico che si irradia diminuisce di intensità allontanandosi dalla sorgente, perché le due componenti di campo sono inversamente proporzionali con la distanza. Questo non è dovuto ad una perdita, ma al fatto che l'energia va disperdendosi con la distanza su di un'area sempre più vasta. In pratica si può dire che quando avviene l'inversione delle cariche parte dell'energia creata ,quella più vicina, viene riassorbita mentre quella più distante ha il tempo di allontanarsi. Al posto della coppia di cariche nello spazio possiamo pensare ad un dispositivo costituito da due elettrodi continuamente caricati e scaricati da un trasmettitore con un corrente alternata sinusoidale. I due elettrodi formano l'antenna dalla quale viene irradiata l'onda; si parla quindi di un'antenna a dipolo o semplicemente di un dipolo.

Se si considera un piano verticale nel centro del quale si trova l'antenna, le linee di campo elettriche si diffondono partendo dal dipolo ed allargandosi sempre di più. Se si taglia lo spazio con un piano orizzontale che passa per l'antenna, si ottengono le linee di campo magnetico. Quest'ultime formano intorno al dipolo cerchi concentrici il cui diametro diviene sempre più grande. Dalle due figure (fig.1.9), si può notare che mentre il dipolo nel piano orizzontale irradia uniformemente in tutte le direzioni, cioè il dipolo è un emettitore circolare, non così avviene nel piano verticale.

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CARATTERISTICHE DI PROPAGAZIONE

2 DELLE ONDE

ELETTROMAGNETICHE

2.1 INTRODUZIONE

Le onde elettromagnetiche possono propagarsi da un'antenna trasmittente ad un'antenna ricevente, lungo la superficie della terra, attraverso l'atmosfera, o per riflessione e diffusione. Al limite inferiore dello spettro radioelettrico l'onda di terra può propagarsi per parecchi centinaia di chilometri. Alle alte frequenze, però, le perdite dovute al terreno sono così grandi che l'onda di terra può propagarsi per meno di un centinaio di chilometri. La propagazione per le porzioni medio-alte della gamma HF sono dovute principalmente alla riflessione ionosferica. L'indice di rifrazione dell'atmosfera giuoca un ruolo importante nella propagazione radio, specialmente sopra i 100 MHz. La diffusione (scattering), delle onde radio da parte delle disomogeneità nell'atmosfera è sfruttata per ottenere dei collegamenti parecchio oltre la linea d'orizzonte.

Alle frequenze più alte, l'assorbimento dovuto all'atmosfera, limita la propagazione, ma l'uso di antenne a grande guadagno rende l'uso di queste frequenze conveniente.

2.2 GAMMA DI FREQUENZE DELL'ONDE ELETTROMAGNETICHE

Le onde elettromagnetiche presentano una gamma molto ampia di frequenza, esse si estendono da pochi Hz a 3x1022 Hz.

La tabella I elenca i vari tipi di onde elettromagnetiche.

Le onde che interessano direttamente le comunicazioni radio, ossia le onde hertziane (tab.II), rappresentano solo una minima parte dell'intero spettro delle irradiazioni elettromagnetiche.

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Nella gamma delle onde hertziane, il comportamento varia notevolmente al variare della frequenza. Queste differenziazioni hanno portato alla necessità di suddividere, con una convenzione internazionale, le onde stesse. Ciò determina la scelta della frequenza in relazione all'impiego (portata e sicurezza di un collegamento) ed alle condizioni ambientali, geografiche, stagionali, ecc..

Secondo le convenzioni internazionali, sancite dal CCIR (Comitato consuntivo internazionale delle radio comunicazioni), lo spettro radioelettrico è suddiviso nelle bande di frequenza di tab.II. Esistono comunque altre definizioni come quelle di tab.III.

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2.2.1 PROPAGAZIONE FINO A 30 KHZ

La propagazione delle frequenze molto basse VLF (Very low frequency), avviene per onda di terra. L'attenuazione da parte de suolo a queste frequenze è molto limitata. A grandi distanze l'intensità del campo decade rapidamente a causa delle perdite del terreno ed a causa della curvatura terrestre. Queste perdite si incrementano con la frequenza.

L'onda di terra si propaga a contatto con il suolo ed è vincolata alla superficie terrestre che, per la sua conduttività, costituisce una specie di guida permettendo alle onde di seguire la curvatura del globo.

L'attenuazione dell'onda lungo il percorso dipende, oltre che dalla lunghezza d'onda, dalla natura della superficie , dalle sue irregolarità, dalla sua costante dielettrica relativa εr e dalla conduttività σ.

Se la superficie del suolo fosse perfettamente conduttrice, il campo elettrico sarebbe sempre nullo entro il suolo e quindi le sue linee di forza sarebbero normali alla superficie, cioè verticali. In realtà, essendo la superficie non perfettamente conduttrice, il campo elettromagnetico penetra leggermente nel suolo; il campo elettrico ha una componente orizzontale per cui le sue linee di forza, e quindi il fronte d'onda, sono inclinate nel verso della propagazione (fig.2.1).

Per il fatto che il campo elettrico vicino al suolo è quasi praticamente verticale ne consegue che le antenne riceventi debbono essere verticali; tuttavia l'inclinazione del fronte d'onda, dovuta alla piccola componente orizzontale ha un importante significato pratico Poiché consente l'uso di antenne riceventi orizzontali (fig.2.2). Se il suolo fosse perfettamente conduttore, la ricezione con antenne orizzontali sarebbe impossibile.

L'inclinazione del fronte d'onda spiega anche le proprietà direzionali di un'antenna a L rovescia largamente usata nelle onde lunghe e medie. Quando quest'antenna è usata in ricezione essa è più efficace quando le onde arrivano secondo la direzione 1 indicata in fig.2.3; infatti, nella direzione 1 l'onda induce nei conduttori orizzontale e verticale delle forze elettromotrici che sono nello stesso verso e che si sommano insieme. Al contrario, quando l'onda arriva secondo la direzione indicata in 2, le f.e.m. indotte nei conduttori orizzontale e verticale sono in opposizione e si cancellano parzialmente. Se un'antenna a L rovescia venisse posta su di una superficie perfettamente conduttrice non mostrerebbe alcuna proprietà direzionale. Pertanto questa antenna deve la sua direttività alla imperfetta conduttività del suolo. Di conseguenza un'antenna a L rovescia è più direzionale se la conduttività del suolo diminuisce e la lunghezza d'onda ricevuta è più corta.

L'esistenza di una componente orizzontale del campo elettrico sul suolo determina in esso delle correnti indotte con conseguente dissipazione di energia che è, necessariamente fornita dall'onda stessa; l'attenuazione dipende dai valori di εr e di σ del suolo ed è tanto maggiore quanto più grande è la frequenza, Poiché la resistività del suolo cresce con la frequenza. A parità di frequenza, l'attenuazione è molto minore se la propagazione si ha sul mare.

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2.2.2 GENERAZIONE DI UN'ONDA DI TERRA

Per vedere come si genera e si propaga un'onda di terra, consideriamo un'antenna verticale di altezza H ≤ λ/10 cosa che accade in pratica, se si considerano le basse frequenze per le quali si ha propagazione per onda di terra.

Con riferimento alla fig.2.4, in a) siamo in un istante all'inizio del periodo T; la carica elettrica accumulata sull'antenna è bassa.

(b) illustra il momento di massima carica che si raggiunge all'istante t=T/4. Per spiegare i successivi diagrammi, è importante notare la linea tratteggiata di flusso elettrico: infatti tutte le linee di flusso elettrico al di sotto della linea tratteggiata, ritornano alla sorgente nel successivo quarto di periodo.

(c) le due linee di flusso A e B che fanno capo rispettivamente alle cariche 1 e 2, hanno un comportamento fra loro diverso. La carica 2 sulla superficie conduttrice, si muove allontanandosi dall'antenna mentre la corrispondente carica sull'antenna si muove in direzione del punto di alimentazione.

Per capire la deformazione della linea di campo B in d), bisogna prendere in considerazione le componenti di campo magnetico. Le cariche che si muovono sono a tutti gli effetti una corrente che scorre, ma tale corrente forma un campo magnetico a cui è associato un flusso magnetico Φ(¹

In c) e d), il massimo del flusso dΦ/dt è sul bordo dell'onda dove esso forza la linea di flusso verso l'alto come se si rigonfiasse.

) , Poiché il campo magnetico varia con il tempo così accadrà per il corrispondente flusso dΦ/dt.

Poiché la carica 1 si muove verso il punto di alimentazione dell'antenna, mentre la carica 2 si allontana, fra le due cariche deve esserci un punto di neutro ovvero di corrente zero.

In questo punto il flusso magnetico Φ e la sua variazione nel tempo dΦ/dt sono molto bassi. In questo punto l'effetto del flusso magnetico variabile che causa il 'rigonfiamento' delle linee di flusso, non è presente, per cui la linea B cade sulla superficie conduttrice.

In e) la linea di flusso B è in contatto con la superficie conduttrice; la linea si divide e si creano così due cariche 3 e 4: Il flusso B con associata la carica 3, si muove all'indietro verso l'antenna come a fatto precedentemente la linea A. La sezione della linea di flusso B con la carica 4 è separata dall'antenna e si allontana da essa nello spazio libero.

(f) illustra ad un dato istante del secondo quarto di periodo, come la prossima linea di flusso C 'cada' nella regione tra B1 e B2, quindi prende contatto con la superficie e si separa in modo similare alla linea B.

1 Come un movimento di cariche crea una corrente elettrica, similmente un campo magnetico è costituito da linee di forza ed il totale delle linee di forza in un circuito magnetico, costituiscono il flusso. Il flusso è direttamente legato alla corrente elettrica circolante. L'unità di misura del flusso è il 'weber' o il 'Maxwell' ed il simbolo è Ò (phi). La 'densità di flusso' è il numero di linee di forza per area unitaria. Esso è espresso in 'gauss' se l'unità dell'area è il cm2 (1 gauss = 1 linea di forza per cm2). Il simbolo della densità di flusso è B

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In g), C1 è tornata vicino al punto di alimentazione dell'antenna; B2, C2 e tutte le altre componenti di linee di flusso elettrico esterne alla linea limite indicata in b), abbandonano l'antenna radialmente alla velocità della luce.

L'antenna si carica di nuovo nel seguente mezzo periodo. A causa dell'opposta polarità della tensione di alimentazione, il segno delle cariche e la risultante direzione delle linee di flusso

cambiano, ma la successione è la stessa di quella precedentemente descritta per il primo semi periodo. La nuova configurazione di campo che si viene a formare 'spinge' le linee di campo esistenti createsi nel precedente semi periodo, nello spazio circostante (fig.2.5).

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Riassumendo: La sorgente fornisce energia al sistema nel primo e nel terzo quarto di periodo dell'oscillazione, ed il campo raggiunge il suo massimo a t=T/4 e t=3T/4 ovvero quando si ha il massimo di cariche sull'antenna.

Parte dell'energia, nel secondo e nel quarto quarto di periodo, torna indietro verso la sorgente come potenza riflessa. La rimanente energia forma il campo dell'onda radiante e costituisce la potenza attiva in uscita. Il rapporto fra la potenza riflessa e la potenza attiva dipende strettamente dalle dimensioni dell'antenna in rapporto alla lunghezza d'onda e dalla forma degli elementi radianti, ed in particolare da come sono realizzati i punti di alimentazione. Tutte queste caratteristiche sono riassunte dal valore di impedenza d'ingresso dell'antenna.

Come illustrano le figure, le procedure di separazione delle onde dipendono molto dalle correnti attive e reattive che scorrono nell'area immediatamente circostante l'antenna. Se la propagazione non avviene su di un buon conduttore come per es. l'acqua di mare, ma su di un cattivo conduttore come in genere è la superficie rocciosa, allora conviene utilizzare una rete di materiale conduttore posta a terra nell'intorno dell'antenna, per ridurre le perdite dovute alla resistenza del terreno, cercando di avvicinarsi così al caso ideale di superficie altamente conduttrice. In fig.2.6, è illustrato l'andamento delle linee di forza del campo elettrico e magnetico per il caso illustrato . Come detto le linee di campo magnetico sono linee chiuse circolari, in ogni punto perpendicolari alle linee di campo elettrico.

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2.2.3 PROPAGAZIONE DA 30 KHz A 2000 KHz

La propagazione in questa gamma di frequenza, avviene come combinazione di un 'onda di terra ed un'onda di cielo riflessa dalla ionosfera. L'attenuazione dell'onda di terra è illustrata in fig.2.7.

La riflessione dell'onda di cielo causa fading (attenuazione) alle medie distanze, particolarmente la notte ed alle frequenze più basse durante il giorno. L'intensità di campo dell'onda di cielo, è soggetta a varie ed irregolari fluttuazioni dovute ai cambiamenti della ionosfera.

2.2.4 PROPAGAZIONE DA 2 MHz A 30 MHz

Per frequenze fra 2 e 30 MHz ed a distanze più grandi di 100 Km, la trasmissione avviene principalmente per onda di cielo riflessa dalla ionosfera.

La ionosfera è la regione più alta dell'atmosfera dove l'aria rarefatta è ionizzata dai raggi ultravioletti provenienti dal sole e quindi è in grado di riflettere o assorbire le onde radio.

La ionosfera si posiziona fra i 50-400 Km dal suolo ed a sua volta, si compone di diversi strati. In fig. 2.8 è schematizzato il raggio riflesso dagli strati ionosferici, si vede anche come, a seconda del diverso raggio di incidenza, il raggio penetri più o meno in profondità nello strato, potendosi, al suo variare, coprire distanze più o meno grandi o aversi la dispersione nello spazio.

In fig.2.9 sono indicati i vari strati in cui è distinta la ionosfera ai fini della propagazione radioelettrica.

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STRATO F2

La più alta delle due maggiori zone di riflessione della ionosfera è chiamato strato F2. La sua altezza varia fra i 200 e i 400 Km, ed è la zona che consente con la sua riflessioni, i collegamenti radioelettrici a grande distanza.

L'altezza e la densità di ionizzazione varia con periodo giornaliero e stagionale e con il ciclo delle macchie solari. Di notte lo strato F2 si fonde con lo strato F1, e la concomitante riduzione dell'assorbimento da parte dello strato E, causa di notte, che in genere le intensità di campo ma anche il rumore, sono più forti che durante il giorno.

Lo strato F2 compare all'incirca all'alba, la frequenza critica sale rapidamente, raggiungendo il massimo poche ore dopo che il sole è alla sua massima elevazione, dopodiché decresce esponenzialmente dal valore di massimo, raggiungendo il minimo durante le ore notturne (v.fig.2.10).

STRATO F1

Lo strato F1 ha un'altezza virtuale di circa 160 - 240 Km, ed esiste soltanto durante le ore del giorno. Questo strato occasionalmente rappresenta la regione di riflessione per le trasmissioni in HF, mentre usualmente le onde penetrano lo strato E, lo strato F1, per essere riflesse dalla zona F2. Lo strato F1 introduce un assorbimento addizionale per le onde e.m. Di notte lo strato F1 non esiste, fondendosi con F2 per formare lo strato F.

STRATO E

Sotto lo strato F, ad un'altezza di circa 100 Km, esiste uno strato assorbente, lo strato E, presente soltanto durante le ore diurne, che raggiunge il suo massimo diurno a mezzogiorno. Ai fini di tutti gli scopi pratici questo strato scompare la notte, sebbene se ne siano spesso osservate deboli tracce. Questo strato è importante per la propagazione in gamma HF, durante le ore diurne e per distanze inferiori ai 1500 Km, e per propagazioni occasionali in onda media durante le ore notturne per distanze superiori ai 150 Km. Delle aree irregolari, simili a nubi, ad alta ionizzazione, costituiscono il cosiddetto strato Es (E sporadico), esso può esistere per tempi che eccedono anche la metà giornata o notte.

Con molta probabilità una delle cause di formazione dello strato Es, è da attribuirsi al bombardamento dell'atmosfera da parte del sole.

L'altezza dello strato e la densità elettronica dell'atmosfera determinano la distanza di salto (skip-distance), raggiungibile da una propagazione dovuta allo strato Es per un dato angolo (fig.2.11).

Distanze di 650-2000 Km sono comuni per frequenze di 50 MHz. E' spesso possibile una propagazione per salti multipli che consente di coprire , in determinate occasioni, distanze fino a 4000 Km.

Propagazione dovuta allo strato Es, è stata osservata anche per frequenze nella banda dei 144 MHz, ma non così comunemente come per le frequenze più basse.

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STRATO D

Sotto lo strato E, ad un'altezza variabile fra i 50 e gli 80 Km, esiste lo strato D. Esso è uno strato assorbente ed esiste nel mezzo della giornata durante i mesi caldi. Non si conosce granché sulle caratteristiche di questo strato, anche perché essendo debolmente ionizzato l'usuale tecnica del sondaggio ad impulsi, in genere non produce echi significativi. Si sa che lo strato D rimane ionizzato fin tanto che l'atmosfera riceve le radiazioni solari e scompare rapidamente al tramonto. Si pensa che tale strato causi un forte assorbimento dei segnali in gamma MF e HF a mezzo dì.

LA FREQUENZA CRITICA fc

La frequenza critica fc, relativa ad uno strato di ionizzazione, è la frequenza più alta che può essere riflessa da quello strato, quando l'onda parte dal trasmettitore con direzione verticale rispetto al suolo.

Le frequenze più alte di fc attraversano lo strato. La frequenza critica fc per lo strato più ionizzato ossia l'F2, può variare da 2 MHz di notte a 10, 15 MHz a mezzo dì.

La frequenza critica e l'altezza dello strato sono misurati per mezzo di una tecnica che consiste nell'inviare un impulso radio ed osservarne l'eco di ritorno. L'altezza virtuale dello strato o punto di riflessione nella ionosfera determinato con questa tecnica, è presentato in un 'ionogramma' su cui è indicata l'altezza in funzione della frequenza e del tempo (fig.2.12).

MASSIMA FREQUENZA USABILE MUF

Le onde radio HF viaggiano dal trasmettitore al punto di ricezione essendo riflesse dalla ionosfera e dalla terra in cammini che possono essere composti da un solo salto o da più salti (ovvero più riflessioni fra ionosfera e terra) (v.fig.2.13).

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ionosferica, la sua frequenza deve essere inferiore ad un certo valore massimo. Sopra questo valore, la densità di elettroni in B non è sufficiente a riflettere il segnale verso terra e quindi questo, attraverserà la ionosfera verso lo spazio. C'è quindi, un limite superiore al range di frequenze che possono essere riflesse dalla ionosfera: Questo limite superiore è chiamato la massima frequenza usabile (MUF).

La MUF è più grande vicino a mezzogiorno o nel primo pomeriggio ed è più alta durante i periodi di più intensa attività solare, spesso raggiungendo valori di frequenza superiori ai 30 MHz (v.fig.2.15). La MUF spesso scende al di sotto dei 5 MHz nelle prime ore del giorno.

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2.2.5 PROPAGAZIONE DA 30 A 300 MHz (VHF)

La propagazione per queste frequenze, avviene essenzialmente per onda diretta e non va oltre l'orizzonte, visto dall'antenna trasmittente. Poiché però la propagazione avviene nella troposfera (La parte più bassa dell'atmosfera che non è ionizzata), si ha che a causa della costante dielettrica dell'aria e dell'indice di rifrazione,(In genere queste due grandezze diminuiscono all'aumentare dell'altezza dal suolo), avviene un progressivo incurvamento del raggio dell'onda dovuto all'attraversamento di strati dell'atmosfera con indice di rifrazione variabile (fig 2.16).

Come risultato di questo incurvamento, si ha la possibilità di effettuare collegamenti a distanza superiore a quella a cui si arriverebbe con un raggio rettilineo (indicato con un segmento tratteggiato in fig.2.16) .

L'altezza dell'antenne trasmittente ha evidentemente molta influenza sul campo elettromagnetico ottenuto. A tal fine sono disponibili delle curve presentate nella raccomandazione 370 del CCIR (Comitato consultivo internazionale delle radio comunicazioni), di cui un esempio è dato in fig.2.17, che illustrano i valori di intensità di campo in banda VHF per una potenza irradiata di 1 KW ERP ricevuta da un'antenna posta ad un'altezza di 10 m dal suolo e per vari valori di altezza relativi all'antenna trasmittente.

Nella figura, è anche tracciato l'andamento di campo in spazio libero (curva a tratto e punto), quest'ultimi valori di campo si possono ottenere solamente se l'antenna trasmittente è posta ad una notevole altezza dal suolo. Le curve sono valide per il 50% dei luoghi e per il 50% del tempo su terra e sul mare del nord e sul mediterraneo. Sono disponibili diagrammi per altre percentuali di tempo e per altre gamme di frequenza nel range 450 fino a 1000 MHz.

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Le irregolarità del terreno hanno un considerevole effetto sul valore medio di campo ottenibile. Le curve di fig.2.17 sono valide per terreni la cui irregolarità media in cui le differenze di altezze superiori o inferiori a δh = 50m, si verificano soltanto per il 10% dei casi (v.fig.2.18).

Per terreni con minori differenze in altezza, si ottengono valori di intensità di campo maggiori.

E' importante notare che la troposfera è soggetta a cambiamenti delle sue caratteristiche nel corso del tempo, per cui le informazioni sui valori di intensità di campo si possono avere solo su base statistica. In particolare per grandi distanze dal trasmettitore, si possono avere valori di campo di parecchi ordini di grandezza superiori a quelli indicati in fig.2.17.

In fig.2.19 è illustrato un esempio di propagazione nella regione del mar Mediterraneo. I valori di campo misurabili per percentuali di tempo del 10%, 5% e 1%, sono considerevolmente superiori del valore che si ottiene per il 50% del tempo, ciò è parzialmente dovuto all'effetto condotto ed a fenomeni di scatter di cui si parlerà più avanti.

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Due speciali forme di propagazione troposferica sono:

Propagazione per diffusione (Scatter). La diffusione si ha quando l'onda elettromagnetica incontra delle disomogeneità nell'atmosfera (pulviscolo, ecc..). Tali disomogeneità riflettono verso il basso parte dell'energia dell'onda incidente, rendendo possibili dei collegamenti oltre l'orizzonte (v.fig.2.20).

Poiché la diffusione avviene in tutte le direzioni, soltanto una piccola porzione della potenza trasmessa raggiunge il ricevitore. Sono quindi richieste grosse potenze in trasmissione ed antenne ad alto guadagno sia in trasmissione che in ricezione per coprire distanze rilevanti.

Effetto condotto (duct)

Questo fenomeno permette occasionali collegamenti a grandi distanze. Accade (fig.2.21), che l'onda si propaga come se viaggiasse in una guida d'onda, in un condotto. Le pareti di questa guida d'onda sono costituite da zone dell'atmosfera dove si verifica un brusco cambiamento nella costante dielettrica del mezzo. Il fenomeno condotto è un fenomeno occasionale e proprio per questo è meno usato dei collegamenti di tipo scatter.

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PROPAGAZIONE DA 300 MHz A 3 GHz (UHF)

Per queste frequenze i fenomeni di propagazione sono analoghi a quelli esaminati per la gamma VHF.

PROPAGAZIONE DA 3 GHz A 30 GHz

A queste frequenze un'addizionale causa di attenuazione nel collegamento in visibilità è causata dalla pioggia e dalla nebbia. Vi sono inoltre delle attenuazioni che raggiungono un massimo per particolari frequenze dovute alla risonanza di particolari molecole presenti nell'aria come il vapore acqueo e l'ossigeno. In fig.2.22 è illustrato l'andamento dell'attenuazione addizionale in funzione della frequenza e per un percorso di propagazione di 1 Km.

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3 M O D U L A Z I O N E

3.1 INTRODUZIONE

Si è visto come un'onda elettromagnetica si propaga nello spazio. Tale o.e.m., la cui sorgente è un trasmettitore e l'elemento radiante l'antenna, può essere captata da un'antenna ricevente e da un apparato atto a estrarre l'informazione contenuta nell'onda (ricevitore radio).

L'onda radio che si è esaminata fino adesso, è un'oscillazione di tipo sinusoidale, per cui il nostro apparato ricevente, in grado di captare l'onda trasmessa, rileverebbe la presenza di un onda sinusoidale e la sua frequenza ma nessuna informazione è trasportata dall'oscillazione.

Si è anche visto che lo spettro auidio si estende da qualche hertz a circa 15.000 Hz. Si potrebbe allora pensare di convertire le frequenze audio in oscillazione di onde e.m. di frequenza equivalente. Tali onde hanno la possibilità di propagarsi nello spazio e quindi di essere captate a distanza. Ottenendosi così al ricevitore, l'informazione vocale trasmessa.

Purtroppo onde e.m. di così bassa frequenza, per propagarsi a distanze ragionevoli, hanno bisogno di antenne la cui dimensione sia paragonabile alla lunghezza d'onda ã che è dell'ordine delle decine di chilometri.

Poichè antenne di tali dimensioni sono praticamente irrealizzabili, si sarebbe costretti ad usare antenne più piccole con conseguenti grandi perdite di efficienza. In altre parole, per poter irradiare una certa energia radioelettrica bisognerebbe che il trasmettitore ne fornisse in quantità ben maggiore.

Per avere quindi una buona efficienza di radiazione, con antenne di dimensioni accettabili, bisogna usare frequenze molto più alte di quelle considerate.

3.2 MODULAZIONE

Il processo tecnico di sovrapposizione dell'informazione alla oscillazione a radiofrequenza si chiama 'MODULAZIONE'.

L'oscillazione a radiofrequenza che trasporta l'informazione prende il nome di 'PORTANTE'.

Esistono nel campo analogico (ovvero dei segnali che variano con continuità nel tempo), due tipi fondamentali:

- La modulazione di ampiezza AM. con le varianti a doppia banda laterale con portante soppressa: SC-DSB,

Singola banda laterale: SSB; Due bande laterali indipendenti: ISB.

- Modulazione angolare, che si divide in modulazione di fase: PM e modulazione di frequenza: FM.

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3.3 RAPPRESENTAZIONE SPETTRALE

I fenomeni elettrici ed elettromagnetici sono manifestazioni di grandezze elettriche (Tensioni e correnti), elettromagnetiche (campi elettrico e magnetico), che variano nel tempo.

Una grandezza elettrica che varia nel tempo, può essere efficacemente rappresentata per mezzo di un oscilloscopio (v.fig.3.1), dove un fascio di elettroni viene deviato verticalmente dalla grandezza elettrica da esaminare.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 Il fascio elettronico è reso visibile su di uno schermo ricoperto da uno strato di fosfori, i

quali emanano luce quando vengono colpiti dal fascio elettronico.

L'oscilloscopio è capace di visualizzare grandezze che variano anche rapidamente, avendo, il fascetto elettronico una bassissima inerzia e potendosi quindi spostare molto rapidamente.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 L'oscilloscopio visualizza le variazioni di una grandezza in funzione del tempo.

3.3.1 RAPPRESENTAZIONE NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA

E' stato dimostrato da J.B.Fourier, che qualsiasi forma d'onda può essere ottenuta come somma di onde sinusoidali.

Tutto ciò è illustrato in fig 3.2, per una semplice forma d'onda somma di due sinusoidi.

Sommando in modo corretto le ampiezze, rispettando le frequenze e le fasi delle sinusoidi, si può generare una forma d'onda identica a quella del segnale originale.

Inversamente si può decomporre un qualsiasi segnale in una somma di sinusoidi.

Si può dimostrare che la combinazione di sinusoidi è unica, ovvero qualsiasi segnale può essere rappresentato da una ed una sola combinazione di sinusoidi.

La fig.3.3 è un grafico tridimensionale che illustra tale somma di sinusoidi.

Due degli assi rappresentano rispettivamente l'ampiezza ed il tempo, ovvero gli assi dello schermo dell'oscilloscopio. Il terzo asse è quello della frequenza, che consente di visualizzare separatamente, le sinusoidi che devono essere sommate per ottenere la forma d'onda del segnale.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 Se si osserva il grafico tridimensionale lungo l'asse delle frequenze, si avrà l'immagine di

fig.3.3b. Questa rappresenta le onde sinusoidali nel dominio del tempo. Sommando le due onde istante per istante, si ottiene la forma del segnale desiderato.

Se adesso si osserva il grafico lungo l'asse del tempo, come in fig.3.3c, si avrà un'immagine totalmente differente dalla precedente. I due assi sono quelli dell'ampiezza e della frequenza e la rappresentazione che si ottiene è quella nel dominio della frequenza.

Ogni sinusoide, di differente frequenza, appare come una linea verticale la cui altezza ne

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 rappresenta l'ampiezza e la sua posizione sull'asse orizzontale, la frequenza.

Poiché si sa che ogni linea rappresenta una sinusoide, si è caratterizzato in modo univoco nel dominio della frequenza, il segnale di interesse.

Questa rappresentazione del segnale nel dominio della frequenza, è chiamata lo SPETTRO del segnale, ed ogni linea dello spettro è chiamata COMPONENTE del segnale.

E' importante sottolineare che non si è persa ne guadagnata alcuna informazione, si è semplicemente rappresentato in modo diverso lo stesso fenomeno. In pratica, si è dato uno sguardo, da diversa angolazione, al medesimo grafico tridimensionale.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 La rappresentazione spettrale permette di distinguere le varie componenti di un'onda.

La fig.3.4a illustra una forma d'onda nel dominio del tempo che ha tutto l'aspetto di una sinusoide. La fig.3.4b illustra, nel dominio della frequenza, lo stesso segnale. Si può vedere come il segnale sotto esame, sia composto da una sinusoide di grande ampiezza e da altre componenti significative anche se di minor ampiezza. Si può facilmente rilevare come, nel dominio della frequenza, le piccole componenti, essendo separate, siano facilmente distinguibili non risultando così mascherate dalla componente di ampiezza maggiore.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 Esempio di spettro.

In fig.3.5 sono visualizzati dei segnali rispettivamente nel dominio del tempo e in quello della frequenza.

In fig.3.5a è visualizzato lo spettro di un'onda sinusoidale che come visto, è una riga (da notare che la frequenza è l'inverso del periodo f=1/T).

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 presente ha valore pari all'inverso del periodo dell'onda quadra.

Questi due esempi illustrano una proprietà della trasformazione in frequenza:

- Un segnale periodico che esiste per tutto il tempo, ha uno spettro di tipo discreto, ovvero formato da linee distinte di frequenza.

- Un segnale transitorio, limitato nel tempo, come quello di fig.3.5c, possiede invece uno spettro di tipo continuo. Questo significa che le sinusoidi che formano il segnale sono molto vicine fra loro.

- Un altro segnale di interesse è l'impulso, illustrato in fig.3.5d. Lo spettro dell'impulso è piatto ciò vuol dire che si ha un'uniforme distribuzione di energia su tutte le frequenze.

3.4 MODULAZIONE DI AMPIEZZA

Uno dei metodi per sovrapporre un'informazione all'onda portante è quello di far variare l'ampiezza di quest'ultima con il segnale contenente l'informazione.

Il segnale contenente l'informazione potrebbe essere ad esempio, la voce captata da un microfono convertita in un segnale elettrico che controlla l'ampiezza della portante.

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SPOTO DOMENICO CORSO TR6-01 In fig.3.6 è illustrato il processo di modulazione in ampiezza.

Nella figura inferiore i picchi della portante non hanno più un'ampiezza costante in quanto seguono le variazioni istantanee di ampiezza del segnale ad audiofrequenza. Quando quest'ultimo varia in senso positivo, i picchi della portante aumentano in conformità, mentre, allorché la variazione del segnale audio avviene in senso negativo, l'ampiezza della portante diminuisce. Le ampiezze istantanee dei segnali modulati ad audiofrequenza, determinano l'ampiezza fra picco e picco della portante modulata.