Che cos'è il "guadagno di altezza dell'antenna"?
Avete mai notato che alzare un'antenna di pochi metri può migliorare drasticamente le prestazioni? Questo miglioramento viene spesso definito "guadagno di altezza dell'antenna". Tuttavia, questo termine può essere fuorviante. Non si tratta di una proprietà dell'antenna stessa, come il suo valore in dBi. Piuttosto, è un miglioramento delle prestazioni dell'intero sistema radio dovuto alla posizione ottimale dell'antenna.
In breve, un'antenna più alta può "vedere" più lontano e con maggiore chiarezza, superando ostacoli come edifici, alberi e persino la curvatura terrestre. Questa guida ti illustrerà i principi fondamentali e ti permetterà di esplorare tu stesso gli effetti con strumenti interattivi.
I principi fondamentali
1. Ampliare l'orizzonte radio
Per la maggior parte dei segnali ad alta frequenza (come Wi-Fi, radio FM o 5G), la connessione si basa su una linea di vista diretta. L'"orizzonte radio" è la distanza massima che un segnale può percorrere prima di essere bloccato dalla curvatura terrestre. Alzare l'antenna è come stare in cima a una collina: permette di vedere più lontano, aumentando notevolmente il potenziale raggio di comunicazione.
Calcolatore dell'orizzonte radio
(ostruita)
(percorso libero)
2. Eliminazione della zona di Fresnel
Un segnale radio non viaggia lungo una linea sottile come una matita. Occupa uno spazio a forma di pallone da rugby chiamato "zona di Fresnel". Per ottenere il segnale più forte, questa zona deve essere perlopiù libera da ostacoli. Anche in presenza di una linea di vista diretta, un oggetto che si trova all'interno della zona di Fresnel può indebolire o riflettere il segnale. Sollevare l'antenna è il modo più efficace per sollevare l'intera zona di Fresnel e superare gli ostacoli.
Una regola empirica comune è quella di assicurarsi che almeno il 60% del raggio della zona di Fresnel sia libero da qualsiasi ostruzione.
Simulatore interattivo di guadagno di percorso
Osserva tu stesso l'effetto dell'altezza dell'antenna. Questo grafico simula come la potenza del segnale ("guadagno di percorso") migliori quando si alza l'antenna di una distanza fissa. Un valore più alto è migliore. Trascina i cursori per vedere come l'altezza influisce sul percorso del segnale.
Guadagno di percorso risultante
-120 dB(Meno negatività è meglio)
Domande frequenti
Un'antenna con un guadagno maggiore è migliore di un'antenna fisicamente più alta?
Per le comunicazioni a lunga distanza in cui la visibilità diretta è un fattore determinante (VHF, UHF, microonde), aumentare l'altezza dell'antenna è quasi sempre più vantaggioso che aumentarne il guadagno. L'altezza risolve il problema fondamentale degli ostacoli e della curvatura terrestre. Un'antenna ad alto guadagno non serve a nulla se il segnale viene bloccato. Prima di tutto, è necessario raggiungere un'altezza adeguata, poi si può valutare un'antenna con un guadagno maggiore per focalizzare il segnale, ora libero da ostacoli.
Di quanto guadagno in dB ottengo raddoppiando l'altezza dell'antenna?
In teoria, su una superficie piana, raddoppiare l'altezza di entrambe le antenne riduce l'attenuazione del segnale di 6 dB, il che equivale a un guadagno di 6 dB. Raddoppiare l'altezza di una sola antenna fornisce un miglioramento di 3 dB. Tuttavia, nella pratica, il vantaggio principale deriva dall'eliminazione degli ostacoli, che può portare a un miglioramento molto più significativo, ben superiore ai 6 dB teorici.
L'altezza dell'antenna è importante per le comunicazioni radio a onde corte (HF)?
Dipende. Per le comunicazioni HF a lunga distanza che si basano sulla riflessione dei segnali sulla ionosfera (onda ionosferica), l'altezza è meno critica. L'obiettivo principale è posizionare l'antenna in un luogo libero da ostacoli e ottenere il giusto angolo di radiazione. Tuttavia, per le comunicazioni HF locali a vista (onda di terra), l'altezza è ancora molto importante, proprio come per le comunicazioni VHF/UHF.
