Propagazione delle onde radio e applicazioni tipiche delle bande di frequenza

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Nome Sigla classificazione Banda frequenza Lunghezza d'onda
lunghissime VLF 3 - 30     KHz 100 - 10  km
lunghe LF 30 - 300   KHz 10 - 1     km
medie MF 300 - 3000 KHz 1 - 0.1  km
corte HF 3 - 30     MHz 100 - 10  m
ultracorte VHF 30 - 300   MHz 10 - 1     m
ultracorte UHF 300 - 3000 MHz 100 - 10  cm
ultracorte SHF 3 - 30     GHz 10 - 1     cm
ultracorte EHF 30 - 300   GHz 10 - 1     mm

 

Onde lunghissime e onde lunghe

Propagazione per onda di superficie
In questa modalità le onde lunghissime e le onde lunghe subiscono bassa attenuazione, sopratutto sul mare e possono quindi raggiungere distanze notevoli (anche 1000 Km).

Propagazione per riflessione
A causa dell'indice di rifrazione molto basso, le onde lunghissime e le onde lunghe vengono fortemente rifratte, perciò penetrano brevemente nella ionosfera e vengono rimandate verso terra dove subiscono una nuova riflessione; si realizzano così una serie di riflessioni multiple che permette loro di raggiungere notevoli distanze.

Grazie alla notevole sicurezza e stabilità nei collegamenti, queste frequenze sono utilizzate per le comunicazioni intercontinentali, la radio navigazione, la radiolocalizzazione.

 

Onde medie

Propagazione per onda di superficie
L'attenuazione delle onde medie è maggiore rispetto a quella delle onde lunghe, per cui le distanze raggiungibili sono, nei casi più favorevoli, dell'ordine delle centinaia di chilometri.

Propagazione per riflessione
A causa della forte attenuazione da parte degli strati D e F, di giorno le onde medie 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.

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 significa evanescenza.

Applicazioni tipiche
Radiocomunicazioni per aerei e navi, radiodiffusioni in AM tra 520 e 1605 KHz.

 

Onde corte

Propagazione per onda di superficie
Per le onde corte la propagazione per onde di superficie avviene con distanze dell'ordine delle decine di chilometri perché esse sono soggette ad una attenuazione molto forte.

Propagazione per riflessione
A causa della maggiore frequenza rispetto alle bande precedenti, risulta minore l'attenuazione introdotta dalla ionosfera e quindi, tramite la riflessione, ad opera sopratutto dello strato F, si possono raggiungere grandi distanze.
Per la combinazione dei fenomeni anzi detti si determina la zona di silenzio (skip) nella quale il segnale non viene ricevuto. La dimensione della zona di silenzio varia con l'ora, la stagione e la frequenza del segnale.

Fading
A causa delle notevoli variazioni dello strato F2 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.

Applicazioni tipiche
Radiodiffusione di vario tipo a media e lunga distanza, per esempio: Banda cittadina (CB) tra 26,865 MHz e 27,275 MHz con canali spaziati di 10 KHz.

 

Onde ultracorte

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
Le onde ultracorte si propagano in modo analogo alle onde luminose, cioè per linea diretta oppure riflessa dal terreno.
L'azione della troposfera consente di raggiungere punti che non sono a visibilità ottica (scattering troposferico).
Grazie all'elevata frequenza le onde non vengono riflesse dalla ionosfera per cui, riuscendo ad attraversarla, consentono le trasmissioni via satellite.

Fading
Il fading assume denominazioni diverse a seconda della rapidità di variazione del fenomeno ed in dipendenza della frequenza:

  • fading lento (periodo dell'ordine dell'ora, dovuto a fenomeni meteorologici);

  • fading veloce (periodo dell'ordine del secondo dovuto a percorsi multipli);

  • fading selettivo (legato particolarmente alla frequenza e causato dai percorsi multipli)

Applicazioni tipiche
VHF

  • Collegamenti a brevi distanze;

  • Radiodiffusione in FM, banda radioamatoriale (denominata "2 metri") tra 144 e 146 MHz;

  • TV in banda I e III.

UHF

  • TV in banda IV e V;

  • Banda radioamatoriale (tra 430 e 440 MHz);

  • Radar;

  • Radionavigazione;

  • Ponti radio (ponti radio telefonici a 2 GHz)

  • Telefonia mobile (sistema cellulare  a 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz)

SHF e EHF

  • Radar;

  • Ponti radio (ponti radio telefonici digitali tra 11 e 13 GHz);

  • Radionavigazione;

  • Satelliti geostazionari.