L'antenna ricevente

Cosa è necessario sapere per evitare grossi guai

di Salvatore Guttieri

 

Il radiocomando è quel meraviglioso dispositivo che ci permette di impartire i comandi necessari ai nostri aeromodelli per volare e compiere tutte le manovre acrobatiche. La diffusione dell'elettronica integrata ha fatto sì che oggi si può acquistare un apparecchio dalle prestazioni eccezionali ad un costo accessibile ai più. Gli odierni radiocomandi sono del tipo cosiddetto "PROPORZIONALE"; consentono, cioè, di trasmettere le informazioni alla ricevente non solo realtivamente a quale dispositivo azionare, ma anche relativamente alla quantità di variazione dello stato del comando rispetto alla sua posizione di riposo, ed in tempo reale.

 

Ma non sempre è stato così. Fino alla fine degli anni '60 dello scorso secolo, i radiocomandi, mercè lo stato di fatto della tecnica, potevano impartire ai modelli la sola informazione riguardante il dispositivo da azionare, e la ricevente poteva tradurre queste informazioni in due sole condizioni:

In aggiunta a questo, la maggior parte dei trasmettitori aveva le dimensioni (ed il peso) delle nostre odierne cassette da campo, dato che la tecnologia si basava ancora sulle valvole termoioniche. Sui ricevitori a bordo dei modelli, e sui dispositivi atti a tradurre in moto i comandi ad essi impartiti, stendiamo un pietoso velo...

Grazie al cielo, e soprattutto ad intraprendenti menti del paese del Sol Levante, oggi abbiamo a disposizione, a costo veramente basso, apparecchi riceventi di dimensioni minime, di peso di pochi grammi e dalle prestazioni strepitose. Peccato che molti modellisti si pongano in condizione da ottenere le prestazioni che si ottenevano con le radio di trent'anni fa.

Mi spiego meglio.

Le prestazioni di sensibilità e selettività di un sistema ricevente dipendono in buona misura dalle caratteristiche fisiche dell'antenna. Quante volte, in presenza di molti modelli volanti contemporaneamente, siete stati tentati di allungare il filo d'antenna della ricevente, "così prende meglio"?

Ebbene, nulla di più sbagliato e pericoloso per la salute del vostro modello.

La lunghezza di quel filo è stata accuratamente calcolata in sede di progetto dell'apparecchio e DEVE rimanere inalterata, pena la probabile perdita del contatto radio tra ricevitore e trasmettitore, con le immaginabili conseguenze. Se osservate attentamente diversi ricevitori, noterete che non tutte le antenne sono di eguale misura. La sua lunghezza dipende dalla gamma di frequenza entro la quale l'apparecchio è destinato ad operare: quanto più elevata è la frequenza radio, tanto più corta è l'antenna.

Per spiegarci il perché di tutto ciò, dovremo tirare in ballo un po' di teoria.

Un segnale radio è caratterizzato, oltre che da metodi di modulazione, che in questa sede non prenderemo in considerazione, dalla sua frequenza e lunghezza d'onda. Esso è fondamentalmente una variazione delle caratteristiche elettriche dello spazio che ci circonda, con andamento sinusoidale, esteso nel tempo e nello spazio. L'estensione nel tempo viene misurata come FREQUENZA, quante volte, cioè, questa variazione avviene ogni minuto secondo, mentre l'estensione nello spazio, o LUNGHEZZA D'ONDA, misura lo spazio occupato da ogni singola variazione. Per poter irradiare meglio possibile questa variazione dello stato elettromagnetico, l'apparecchio che lo genera ha bisogno di un'antenna, e l'apparecchio che deve "ascoltare" questa variazione ha bisogno anch'esso di un'antenna, entrambe di dimensioni tassativamente adeguate. Inoltre, l'antenna, per poter "dialogare" col dispositivo al quale è collegata, sia esso un trasmettitore od un ricevitore, ha bisogno del giusto raccordo.

 

Tale raccordo si chiama IMPEDENZA, che è una misura elettrica caratteristica delle correnti alternate, come la nostra famosa variazione. Come non è possibile travasare dell'acqua usando uno spezzone di gomma non forata, così non è possibile il passaggio del nostro segnale elettromagnetico senza la corretta impedenza tra antenna e dispositivo. Nel nostro caso, l'impedenza cambia al mutare della lunghezza dell'antenna ed al variare della frequenza. Va da sé che, per ottenere la giusta impedenza, onde consentire un corretto trasferimento del segnale, ad una data frequenza bisogna dimensionare giustamente l'antenna.

Passiamo ai numeri.

Il segnale radio si propaga ad una velocità molto prossima a quella della luce: 300.000 km/secondo. Per sapere la lunghezza dell'onda del nostro segnale dovremo fare una semplice divisione: Velocità della luce/numero di variazioni ogni secondo (frequenza).

Lambda (in millimetri)= 300.000:frequenza ( in MHz)

Così, se la nostra radio funziona a 72,00 MHz, la lunghezza d'onda sarà:

300.000 : 72,00 = mm 4.166,66 cioè 4,167 metri, che è l'estensione completa di una variazione.

Da calcoli che non sto qui a riportare, un'antenna di 4,167 metri, alla frequenza di 72,00 MHz, presenta un'impedenza di un'entità, la cui unità di misura è l' OHM, non adeguata al trasferimento del segnale alla ricevente, il cui stadio di ingresso presenta solitamente una impedenza di 50 Ohm. Sarebbe come cercare di attaccare un rubinetto tradizionale ad un tubo di sezione quadrata. Dovremo fare in modo che la lunghezza dell'antenna faccia sì che la sua impedenza sia quanto più prossima ai fatidici 50 Ohm. Sempre dai famigerati calcoli, risulta che la lunghezza che consente di ottenere una impedenza più prossima a quella ideale, equivale ad un quarto dell'onda, nel nostro caso, a 72,00 MHz otterremmo:

300.000,00 : 72,00 = mm 4.166,66 : 4 = mm 1.041,66 cioè 1 metro e 4 centimetri

Con un'antenna di questa misura, alla frequenza di 72,00 MHz, avremo un'impedenza di 35 Ohm, molto prossima ai 50 che ci occorrono. Ma la velocità di propagazione della nostra onda, definita in 300.000 km/secondo, è quella relativa alla propagazione nell'aria, mentre il nostro segnale dovrà attraversare un filo di rame, che consente velocità leggermente diversa, in dipendenza del suo spessore, per cui la misura della nostra antenna dovrà essere ritoccata di circa un 6% in meno, dato che la velocità alla quale il segnale viaggia attraverso un filo di quel diametro è prossima ai 280.000 km/secondo. Così il nuovo calcolo sarà:

280.000 : 72 : 4 = mm 972,22 cioè 97,2 centimetri.

Per diversi motivi, legati per lo più a ragioni di ordine pratico, i progettisti dei nostri ricevitori fanno in modo che l'impedenza di ingresso sia diversa dai 50 Ohm, per cui difficilmente misurerete, sul ricevitore del vostro radiocomando a 72 MHz, un'antenna di 97 cm, ma importantissimo, per le ragioni sopra esposte, è lasciare l'antenna alla lunghezza fornita dal produttore, che consente un ideale trasferimento del segnale radio all'ingresso del circuito.

Questa chiacchierata mi serve per far comprendere ad alcuni che allungare la misura dell'antenna del ricevitore del radiocomando, nella convinzione di fare meglio, potrà solo peggiorare notevolmente le prestazioni dell'apparecchio, in tema di sensibilità e soprattutto selettività, cioè la capacità, da parte del ricevitore, di ignorare segnali di frequenza diversa dalla nostra, quindi provenienti da altri trasmettitori (interferenze).

Se, in seguito ad un incidente, l'antenna del vostro ricevitore si è spezzata, sostituite il filo con uno di misura tassativamente uguale a quella originale, e dello stesso diametro, per ottenere nuovamente le prestazioni ideali.

Un ultimo suggerimento: cercate sempre di fare in modo che il filo sia quanto più possibile steso fermamente lungo l'aereo, evitando di attorcigliarlo per diminuirne l'ingombro. Infatti, gli avvolgimenti di filo si comportano come solenoidi; il circuito, in presenza di un solenoide, "vede" una lunghezza e quindi una impedenza diverse, e funzionerà male.

Vi auguro ottime costruzioni e grandi soddisfazioni.

Salvatore Guttieri