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Come funzionano il trasmettitore e l'antenna?

Date:2018/9/27 11:17:54 Hits:

Immagina di allungare la mano e catturare parole, immagini e informazioni che passano. È più o meno ciò che fa un'antenna (a volte chiamata antenna): è l'asta metallica o il piatto che cattura le onde radio e le trasforma in segnali elettrici che si alimentano in qualcosa come una radio o un televisore o un sistema telefonico. Le antenne come questa vengono talvolta chiamate ricevitori. Un trasmettitore è un diverso tipo di antenna che fa il lavoro opposto a un ricevitore: trasforma i segnali elettrici in onde radio in modo che possano viaggiare a volte migliaia di chilometri attorno alla Terra o anche nello spazio e viceversa. Antenne e trasmettitori sono la chiave per praticamente tutte le forme di telecomunicazione moderna. Diamo un'occhiata più da vicino a cosa sono e come funzionano!




Supponiamo che tu sia il capo di una stazione radio e desideri trasmettere i tuoi programmi al resto del mondo. Come procedi? Usa i microfoni per catturare i suoni delle voci delle persone e trasformarle in energia elettrica. Prendi quell'elettricità e, vagamente parlando, la fai scorrere lungo un'antenna metallica alta (aumentandola di potenza molte volte, così viaggerà quanto più hai bisogno nel mondo). Mentre gli elettroni (particelle minuscole all'interno degli atomi) nella corrente elettrica oscillano avanti e indietro lungo l'antenna, creano radiazioni elettromagnetiche invisibili sotto forma di onde radio. Queste onde, in parte elettriche e in parte magnetiche, viaggiano alla velocità della luce, portando con sé il programma radiofonico. Cosa succede quando accendo la radio in casa mia a qualche miglia di distanza? Le onde radio che hai inviato fluiscono attraverso l'antenna metallica e fanno oscillare gli elettroni avanti e indietro. Questo genera una corrente elettrica, un segnale che i componenti elettronici all'interno della mia radio tornano in suono che riesco a sentire.


Le antenne del trasmettitore e del ricevitore sono spesso molto simili nel design. Ad esempio, se stai usando qualcosa come un telefono satellitare che può inviare e ricevere una chiamata video-telefonica in qualsiasi altro posto sulla Terra usando i satelliti spaziali, i segnali che trasmetti e ricevi passano tutti attraverso una singola parabola satellitare - un tipo speciale di antenna a forma di scodella (e tecnicamente noto come riflettore parabolico, perché il piatto si curva a forma di grafico chiamato parabola). Spesso, tuttavia, i trasmettitori e i ricevitori sembrano molto diversi. Le antenne televisive o radiofoniche sono enormi alberi che a volte si estendono per centinaia di metri nell'aria, perché devono inviare segnali potenti su lunghe distanze. Ma non hai bisogno di qualcosa di così grande sulla tua TV o radio a casa: un'antenna molto più piccola farà bene il lavoro.

Le onde non sempre colpiscono l'aria dal trasmettitore al ricevitore. A seconda dei tipi (frequenze) di onde che vogliamo inviare, di quanto lontano vogliamo inviarli e quando vogliamo farlo, ci sono in realtà tre diversi modi in cui le onde possono viaggiare:

1. Come abbiamo già visto, possono sparare con quella che viene chiamata "linea di vista", in linea retta, proprio come un raggio di luce. Nelle reti telefoniche interurbane obsolete, le microonde venivano utilizzate per effettuare chiamate in questo modo tra torri di comunicazione molto alte (i cavi in ​​fibra ottica hanno reso questo obsoleto in gran parte).


2. Possono velocizzare la curvatura della Terra in quella che è nota come un'onda di terra. La radio AM (onde medie) tende a viaggiare in questo modo per distanze da brevi a moderate. Questo spiega perché possiamo ascoltare i segnali radio oltre l'orizzonte (quando il trasmettitore e il ricevitore non sono in vista l'uno dell'altro).


3. Possono sparare al cielo, rimbalzare sulla ionosfera (una parte carica elettricamente dell'atmosfera superiore della Terra) e tornare di nuovo a terra. Questo effetto funziona meglio di notte, il che spiega perché le stazioni radio AM estranee (lontane) siano molto più facili da prendere la sera. Durante il giorno, le onde che colpiscono il cielo vengono assorbite dagli strati inferiori della ionosfera. Di notte, questo non succede. Invece, gli strati più alti della ionosfera catturano le onde radio e li scaraventano sulla Terra, dandoci uno "specchio del cielo" molto efficace che può aiutare a trasportare onde radio su distanze molto lunghe.



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