Gennaio 2011. La transizione da analogico a digitale delle trasmissioni terrestri è un evento da non sottovalutare. Il passaggio alla Tv digitale terrestre sta coinvolgendo le diverse regioni italiane con lo switch-off, lo spegnimento dei trasmettitori analogici e l’accensione di quelli digitali, che gradualmente sarà esteso a tutto il paese entro il 2012, o probabilmente addirittura entro il 2011.
Si registrano due diverse situazioni: località o intere regioni nelle quali le trasmissioni sono solo digitali, altre dove sono ancora presenti trasmissioni miste analogiche e digitali. Nel primo caso le soluzioni da adottare possono essere considerate “risolutive”, mentre nel secondo caso si deve accettare che possano essere solamente “temporanee” fino a quando non ci saranno più canali analogici.
In quest’ultimo caso l’utente dovrà accettare che le soluzioni adottate possono essere temporanee fino a quando lo switch-off non sarà totale per tutto il territorio italiano. Questa temporaneità è data dal fatto che i segnali potranno subire cambiamenti di potenza, di frequenza, di direzione tali da costringere a continue rettifiche dell’impianto almeno per un po’ di tempo.
In ogni caso tutto ciò porta a dover rivedere l’impianto Tv condominiale iniziando dalle antenne, per continuare poi con i centralini e per terminare infine con il cablaggio di distribuzione agli appartamenti.
Il Digitale terrestre vede in particolare gli installatori impegnati da un lato a dare spiegazioni e a fornire sostegno agli utenti spesso per nulla informati del processo di cambiamento che li coinvolge, dall’altro lato nel trovare le soluzioni migliori per risolvere problematiche molto diverse da casa a casa, da condominio a condominio, da utente a utente.
Sono moltissimi i tipi di antenne, di centralini, di accessori e materiali di distribuzione, pertanto il mercato offre già tutto l’indispensabile ma la combinazione giusta, il progetto finale, può farlo al meglio solo l’installatore più evoluto e aggiornato. Basti pensare alle diverse condizioni di ricezione delle località italiane, illuminate da trasmissioni che provengono da direzioni diverse con intensità e qualità differenti, per capire che ogni impianto è un caso a sé da analizzare e da risolvere.
Concetti di base da chiarire
L’impianto Tv condominiale è costituito da tre parti fondamentali fra loro in cascata: il sistema di antenne, il centralino, il cablaggio di distribuzione agli appartamenti. Dal sistema di antenne, la prima parte dell’impianto, dipende anche il buon funzionamento del successivo centralino che, detto per inciso, non sarebbe in grado di rimediare all’eventuale non corretto dimensionamento del sistema di antenne. Per questo, prima di mettere le mani sul centralino, occorre eseguire un accurato controllo del sistema di ricezione, occupandoci per prima cosa delle caratteristiche e quindi dei criteri di installazione dell’antenna, per arrivare infine a una panoramica dei più recenti modelli che i costruttori hanno predisposto per la DTT.
Aree di ricezione del segnale
Al sistema di antenne dell’impianto condominiale è affidato il compito di operare una prima selezione dei canali radio, a ciascuno dei quali corrisponde un bouquet del multiplex DTT, provenienti dai ripetitori che nella zona in cui è installata l’antenna offrono l’intensità del campo RF più elevata. Nelle pagine di Eurosat (acquistabile in edicola), pubblichiamo l’elenco aggiornato dei trasmettitori per ogni zona di servizio, con le relative frequenze e i bouquet dei programmi. Questi dati consentono all’installatore di individuare rapidamente le direzioni verso cui puntare le antenne. Tali informazioni sono definitive solo per le aree in cui è avvenuto lo switch-off, mentre nelle altre aree sono da considerarsi provvisorie e suscettibili di cambiamenti.
Un aspetto importante della DTT riguarda le frequenze, con l’impiego di reti a singola frequenza SFN (Single Frequency Network) assegnate ad ogni broadcaster per area tecnica. Ciò significa più ordine nell’impiego delle frequenze e meno problematiche di ricezione. L’Italia è stata suddivisa in 16 aree tecniche non sempre coincidenti con i confini regionali; ad esempio il Piemonte fa parte di due aree tecniche, quella orientale e quella occidentale (tabella a seguire).
Aree tecniche DTT
Area 1 – Piemonte occidentale
Area 2 – Valle d’Aosta
Area 3 – Piemonte Orientale e Lombardia (inclusa la provincia di Piacenza)
Area 4 – Trentino e Alto Adige (inclusa la provincia di Belluno)
Area 5 – Emilia Romagna
Area 6 – Veneto (incluse le province di Mantova e Pordenone)
Area 7 – Friuli Venezia Giulia
Area 8 – Liguria
Area 9 – Toscana e Umbria (incluse le province di La Spezia e Viterbo)
Area 10 – Marche
Area 11 – Abruzzo e Molise (inclusa la provincia di Foggia)
Area 12 – Lazio
Area 13 – Campania
Area 14 – Basilicata, Puglia (incluse le province di Cosenza e Crotone)
Area 15 – Sicilia e Calabria
Area 16 – Sardegna
Le bande su cui opera la DDT sono le bande III VHF, IV e V in UHF (tabella 1).
Nel caso della prima banda è stato effettuato un cambiamento dell’attuale canalizzazione analogica finora adottata in Italia, passando dai 7 canali individuati dalle lettere D, E, F, G, H, H1, H2, agli 8 canali previsti dalla normativa europea e individuati dai numeri E5, E6, E7, E8, E9, E10, E11, E12, con l’aggiunta quindi di un canale rispetto a prima.
Le parti fondamentali dell’antenna
La parte più importante di ogni antenna è il dipolo, lungo mezza lunghezza d’onda della frequenza centrale di banda, elemento capace di captare le onde elettromagnetiche che rende disponibile ai suoi capi una tensione e la invia all’impianto televisivo. Il dipolo può essere
realizzato in versione rettilinea, ripiegata o in altre forme che comunque vanno orientate nella direzione di provenienza e con il piano di polarizzazione del segnale. Il dipolo si combina con un riflettore più lungo situato posteriormente, che blocca i segnali provenienti da direzione opposta a quella del segnale utile, e da uno o più direttori in progressione più corti posti anteriormente, che permettono di ottenere guadagno e direttività tanto più elevati, quanto maggiore è il numero di direttori. Il numero di elementi tiene conto complessivamente di riflettori, dipolo e direttori.
Il dipolo aperto in forma lineare presenta già un’impedenza di 75 Ohm adatta per il cavo, ma deve essere fissato al supporto metallico centrale con morsetti isolanti, a differenza di tutti gli altri elementi che sono fissati anche elettricamente al supporto poiché il loro centro si trova a potenziale zero. Il dipolo ripiegato (Folded Dipole) ha il vantaggio di potere essere fissato anche elettricamente al supporto centrale (figura 1), ma ai suoi due terminali presenta un’impedenza bilanciata di 300 ohm, fattore che richiede l’inserimento di un piccolo balun (trasformatore d’impedenza) per adattarlo all’impedenza sbilanciata di 75 ohm del cavo schermato di discesa. Ai capi del dipolo va collegato il cavo coassiale mediante morsetti o meglio con un connettore tipo F da 75 Ohm che assicura lo schermaggio da disturbi impulsivi generati dall’uomo.
Tipi di antenne
Troviamo in commercio vari tipi di antenne la cui conformazione è legata alla banda di frequenza e alle particolari prestazioni elettriche che permettono di ottenere. Tutte le antenne per Tv sono di fatto direttive, ma di solito il termine direttivo viene prevalentemente utilizzato per i modelli ad alto guadagno con angolo di ricezione più selettivo, inferiore a 30°, utilizzate di solito in condizioni di ricezione difficili e/o in presenza di segnali deboli o afflitti da interferenze provenienti da direzioni limitrofe.
Antenne Yagi
Le antenne VHF possono essere strutturate sia per la ricezione di un solo canale (monocanali) sia per la ricezione di più canali della stessa banda (a larga banda). In VHF le più usate sono del tipo Yagi caratterizzate da guadagno medio-basso di circa 7-12 dB. Le antenne UHF si distinguono in direttive a larga banda (bande IV+V), per semigamma (banda IV o V) e a banda stretta per gruppi di canali. Anche in UHF le più usate sono il tipo Yagi (figura 2) con un
G medio di 12-14 dBi con 12 elementi e che con 90-94 elementi può arrivare a G=15-18 dBi e angolo di ricezione di 20-25°. Il riflettore può essere lineare o a forma di griglia sagomata a V, mentre i direttori hanno forme a X, a V, a triangolo o ad anello.
Antenne a pannello
Le antenne a pannello (figura 3), usate prevalentemente in UHF, presentano un valore di guadagno di 8-10 dBi, non sono molto direttive, usate per ricevere più ripetitori da direzioni angolari abbastanza vicine (circa 30°-40°) e per questo dette anche per “gruppi di canali”.
Antenne logaritmiche o log periodiche
Le antenne logaritmiche (figura 4)sono costituite da una serie di dipoli, tutti alimentati, allineati lungo un asse ortogonale ai dipoli. Il rapporto fra le lunghezze e le distanze di due dipoli successivi si riduce secondo una legge logaritmica da cui il nome. La forma in pianta è simile a un triangolo isoscele. Gli elementi sono montati in modo simmetrico su due montanti metallici sovrapposti ai cui estremi si collega il cavo di discesa. Il dipolo più lungo determina la minima frequenza di funzionamento, mentre quello più corto la frequenza massima. Si ottiene così una banda molto larga in cui il guadagno è pressoché costante, poiché però gli elementi che risuonano per ogni fetta di frequenza sono pochi, guadagno, circa 8 dBi in VHF fino a 9-10 dBi in UHF, e direttività sono un po’ scarsi. Il tipo più comune di logaritmiche è in grado di ricevere sia la III banda VHF sia la IV e la V banda UHF. Ne esistono anche specifiche per singole bande (III o IV o V), ma comunque a larga banda per la gamma ad hoc per cui sono costruite. Le antenne logaritmiche, specie quelle per tutte e tre le bande III, IV e V contemporaneamente, sono consigliabili come antenne di prova per esplorare il campo con un analizzatore e per quelle situazioni in cui i segnali da ricevere provengono tutti da direzioni identiche o analoghe e sono più o meno di livello simile.
Antenne combinate VHF+UHF
Una nuova serie di antenne combina sulla stessa culla portante antenne VHF e UHF (figura 5), con doppio riflettore a cortina, garantendo le stesse prestazioni raggiungibili con due antenne distinte, ma con un ingombro decisamente più ridotto.
Installazione, fase per fase
Individuata la situazione dei canali nella nostra area di ricezione, si procede a una verifica dell’intensità dei segnali con un’antenna di prova, quindi alla scelta delle antenne e infine alla loro installazione.
Verifica con un’antenna di prova
Nelle località dove c’è già stato lo switch-off occorre valutare il nuovo assetto dei canali di trasmissione che può essere differente da quello precedente. Possono esserci nuovi canali ricevibili anche da direzioni diverse e con differenti potenze. Oltre a consultare l’elenco dei trasmettitori che interessano l’area di ricezione, risulta utile un rilievo con un’antenna di prova del tipo log periodica per la sua uniformità di guadagno in tutta la banda e un misuratore di campo o analizzatore di segnali Tv. Tale rilievo risulta soprattutto utile in quelle direzioni in cui edifici vicini possono costituire un ostacolo per i segnali ricevuti (figura 6). I campi elettromagnetici misurati nelle aree servite dalla DVB-T in esterni a 10 mt dal suolo hanno valori di circa 80 dBmV/m, mentre il valore minimo richiesto per una corretta ricezione del segnale è di 44 dBmV/m.
Dopo questo rilievo potremo scegliere eventuali antenne aggiuntive per quelle direzioni del tutto nuove dalle quali provengono i segnali digitali. Da tale rilievo emergerà anche l’eventuale necessità di adottare un palo di sostegno più elevato. Mediamente con 3-4 antenne si possono ricevere tutti i bouquet disponibili nell’area.
Scelte su misura
Le antenne operano la selezione dei canali radio in rapporto alle diverse direzioni, in funzione del loro diagramma di radiazione e forniscono al cavo coassiale livelli di segnale in funzione del campo ricevuto e del loro guadagno. La scelta dell’antenna sarà diversa a seconda della situazione dei segnali relativi a vari bouquet e a seconda delle direzioni di provenienza.
È ancora utile la banda VHF?
Anzitutto se la nostra area di ricezione non prevede più l’utilizzo della banda VHF si provvederà a eliminare l’antenna VHF, sempre presente negli impianti della TV analogica. Se invece la banda VHF è ancora necessaria per la ricezione del bouquet digitale, si dovrà verificare anzitutto se l’antenna VHF esistente è ancora in buone condizioni e provvedere nell’eventualità a sostituirla con una nuova. In tal caso potremo optare per un’antenna in grado di coprire tutta la banda III oppure per antenne monocanali se il campo ricevuto è debole ed è necessario un maggiore guadagno. Con l’avvento delle antenne in grado di coprire contemporaneamente le bande VHF e UHF si può combinare la ricezione VHF con quella UHF se i segnali VHF e UHF provengono da direzioni abbastanza prossime fra loro.
Antenne UHF per ogni situazione
In banda UHF è disponibile un notevole assortimento di modelli in funzione della situazione dei campi ricevuti, delle loro direzioni di provenienza e della situazione interferenziale. Se i campi dei segnali ricevuti sono prossimi al livello standard di circa 80 dBmV/m basta una normale antenna Yagi da 12 elementi, oppure se vi sono segnali con buon livello provenienti da direzioni fra loro vicine, si può adottare per riceverli un’unica antenna a pannello o del tipo log-periodico.
Massima attenzione per i segnali “deboli”
Se i campi misurati sono abbastanza inferiori agli 80 dBmV/m, ad esempio 55-60 dBmV/m, dobbiamo adottare un’antenna con maggior numero di elementi con maggiore guadagno e maggiore direttività. Infatti, il livello del segnale può subire “fading” piatti e/o selettivi di 10-15 dB (per condizioni atmosferiche avverse o per riflessioni multiple) capaci non solo di fare scendere il livello ricevuto in prossimità del livello minimo richiesto di 44 dBm, ma soprattutto di fare subentrare canali in direzioni adiacenti che potrebbero superare il livello del segnale utile. Nelle condizioni di segnali “difficili” occorre allora utilizzare antenne che consentano di ottenere direttività più elevate con fasci di ricezione più stretti e lobi secondari molto bassi.
Nella figura 7 sono riportati ad esempio i diagrammi di radiazione di due antenne Fracarro: per le situazioni normali la New Tau 1545 con 15 elementi con un fascio largo ± 25°; per le situazioni difficili la Sigma 6HD che con soli 6 elementi presenta una larghezza del fascio molto stretta (± 16°) e con la quasi totale assenza di lobi secondari. Nella condizione di switch-off di tutti i trasmettitori analogici le situazioni difficili si riducono perché i trasmettitori digitali possono aumentare il loro livello di 3-5 dB, non dovendo più preoccuparsi di interferire con la TV analogica, mentre l’eventuale adozione per la rete digitale di un piano tipo SFN riduce i casi di interferenza.
Rapporto tra antenna e cavi
In tutti casi occorre osservare che il guadagno di un’antenna Yagi aumenta alle alte frequenze, ciò è di aiuto per compensare le maggiori perdite dei cavi di discesa alle alte frequenze (figura 8). Invece nelle antenne log-periodiche tale compensazione è meno marcata poiché il loro guadagno è praticamente piatto in banda.
Verifica con misuratori di campo
Effettuato il montaggio del sistema d’antenne occorre verificare i parametri dei singoli canali all’uscita delle antenne con un misuratore di campo o un analizzatore di segnali Tv.
Infatti, con i canali digitali non è possibile apprezzare eventuali disturbi direttamente sulle immagini dei programmi ricevuti, come avviene con i segnali analogici, perché la qualità delle immagini non è proporzionale a quella del segnale ricevuto. I parametri da tenere d’occhio per i diversi segnali sono la potenza del segnale, il MER (Modulation Error Ratio), il C/N o SNR (rapporto segnale-rumore) e il BER (Bit Error Rate) (Figura 9). Verificati i valori corretti di tali parametri per ciascun canale ricevuto, risulta completata la messa a punto del sistema di antenne e, preso nota dei livelli misurati, si potrà procedere alla sistemazione del centralino e del cablaggio di distribuzione.
Precauzioni essenziali
Le antenne vanno montate sul palo di sostegno in modo da mantenere un’adeguata separazione fra loro e un’opportuna distanza rispetto al tetto, dal momento che la convivenza di più antenne può generare interferenze tra i canali ricevuti, valutabili solo strumentalmente e che nei segnali digitali si traducono in perdite di dati con effetto mosaico o con assenza di immagini anche sporadicamente. Il palo di sostegno del sistema di antenne deve essere fissato saldamente così da evitare vibrazioni, causa di variazioni del livello di segnale ricevuto. In verticale è necessario posizionarle a una distanza maggiore della metà della lunghezza d’onda della frequenza più bassa. Ad esempio, un’antenna VHF che capta un segnale a 170 MHz (lunghezza d’onda 1.8 m) dovrà essere posizionata ad una distanza di almeno 0.9 m pari a 0.5 x 1.8m. Per le frequenze UHF tale distanza minima si accorcia, ma può intervenire la necessità di alzare l’antenna per aumentare il campo ricevuto.
I sostegni, sui quali vengono montate le antenne Tv, devono essere dimensionati in base al numero, al tipo di antenne e alla loro distanza reciproca. Per dimensionare i pali di sostegno occorre calcolare il carico impresso dal vento al complesso di antenne e accertarsi che non superi il massimo momento flettente che il palo di sostegno è in grado di reggere (vedi box nella pagina a lato). Le norme CEI 12-15
stabiliscono una distanza minima tra le varie antenne e, in base a questa, viene calcolata la lunghezza del palo occorrente e verificato il momento resistente.
Nell’installare un sistema di antenne è necessario tenere conto che la resa dell’impianto è legata all’altezza utile e che molti disturbi provengono dalle zone sottostanti (elettrodomestici, automobili ecc.). Il sostegno non va ancorato a camini, ma va posizionato almeno a 2 m da essi e in posizione controvento, per evitare che i fumi del camino possano depositare residui sugli elementi che altererebbero le caratteristiche dell’antenna e corrodere le eventuali funi di fissaggio. Inoltre le antenne vanno posizionate lontano dalle linee elettriche, sul versante del tetto più lontano dalla strada, per evitare danni a cose e persone provocati da una sua eventuale caduta. Se le antenne sono più di una, è necessario disporre quelle più ingombranti e lunghe nella parte inferiore del sostegno, in modo da evitare maggiori sollecitazioni da parte del vento. L’ancoraggio del palo deve riguardare circa 1/8 della sua lunghezza con un minimo di 40 cm.
Dimensioni e stabilità del palo di sostegno
La resistenza offerta al vento dalle antenne è un parametro misurato a 120 Km/h (talvolta anche a 130 Km/h) ed espresso in Kg o in Newton (1 N = 0,102 kg ). Si trova sui cataloghi con la denominazione Presa sul Vento o Sforzo al Vento, lo abbiamo riportato nelle caratteristiche dei prodotti con la sigla SV. Per ridurre lo Sforzo al Vento (SV) le antenne sono costruite con materiali leggeri ma robusti come profilati in leghe di alluminio, evitando ampie superfici uniformi, preferendo griglie o reti metalliche o lamiere forate. Questo parametro è fondamentale per la scelta del sostegno in quanto ci permette di calcolare il momento flettente dell’antenna che è uguale al prodotto della presa sul vento con l’altezza in metri a cui è fissata l’antenna sul palo. La somma dei “momenti flettenti” relativi a tutte le antenne montate sullo stesso palo rappresenta il momento flettente complessivo dell’intero sistema. Occorre perciò un sostegno dotato di un momento flettente superiore di circa il 15-20% dal momento che il parametro SV delle antenne è misurato a 120 Km/h: anche se taluni cicloni estivi negli ultimi tempi hanno fatto registrare velocità del vento prossime ai 140 Km/h. Ad esempio si deve montare un sistema di antenne così composto: antenna per banda III a 4 elementi con SV=2 Kg, antenna UHF a 10 elementi con SV=2.5 Kg, antenna a pannello con SV=4 Kg. Le antenne sono montate ad altezze dalla base del sostegno rispettivamente di 2.5 m, 4 m, 5 m (figura 10). Ne risultano i seguenti momenti flettenti: 2 Kg x 2.5 metri = 5 Kg.m , 2.5 Kg x 4 metri = 10 Kg.m ,4 Kg x 5 metri = 20 Kg.m, per un momento flettente totale di 35 Kg.m. E’ necessario, perciò, un palo di sostegno con un momento flettente non inferiore a 40 Kg.m. Nel caso in cui il momento resistente delle antenne risulti superiore a quello del palo, si deve ricorrere ad un sostegno di tipo controventato.
4 buone ragioni per intervenire
Ecco una sintesi delle principali ragioni per cui con il passaggio definitivo alla televisione digitale terrestre è necessario intervenire sul sistema di antenne dell’impianto condominiale
1) Nella maggioranza dei casi il sistema di antenne di cui è dotato il condominio risale a qualche decina di anni fa in epoca di trasmissioni solo analogiche. Anzitutto il loro funzionamento risente negativamente dell’ossidazione della struttura e dei contatti da agenti atmosferici, ma soprattutto occorre tenere conto che nel corso di questi decenni la tecnologia delle antenne per la Tv terrestre ha visto sostanziali progressi. Le antenne installate da una o più decine di anni sono da considerarsi ormai obsolete per quanto riguarda le caratteristiche di guadagno, direttività e larghezza di banda, che invece le antenne di nuova generazione sono in grado di assicurare al meglio.
2) Nella gran parte delle aree di ricezione del segnale DTT non viene più utilizzata la banda VHF III, che in epoca digitale veniva necessariamente utilizzata per ricevere programma come RaiUno e Italia Uno trasmessi solo in VHF. Perciò l’antenna VHF, caratterizzata dalle sue maggiori dimensioni rispetto a quella UHF, in tali aree viene eliminata e sostituita da un’antenna per la banda UHF IV.
3) Per i sistemi di antenne installati in epoca più recente, e che quindi possono essere riutilizzate, dovrà comunque essere rivisto il loro orientamento dopo lo switch-off per tenere conto del nuovo assetto dei canali di trasmissione previsto nell’area di ricezione, che può essere differente da quello precedente e che potrebbe richiedere antenne aggiuntive. Vanno in ogni caso controllati i livelli di uscita dei vari segnali con un misuratore di campo o analizzatore Tv, per consentire un’adeguata regolazione dei guadagni del centralino.
4) Una quota delle spese sostenute per la revisione del sistema di antenne condominiale possono essere detratte fiscalmente riducendo così l’incidenza sul budget dei vari condomini.
BUONO A SAPERSI
Il nome completo è Yagi-Uda
L’antenna nota con il nome Yagi è stata inventata nel 1926 dal Prof. Shintaro Uda dell’Università di Sendai in Giappone, in collaborazione con il proprio assistente Hidetsugu Yagi. Nel 1928 Hidetsugu Yagi pubblicò un articolo in inglese, che presentava la ricerca sulle antenne in Giappone. Come conseguenza, la nuova antenna, descritta per la prima volta nella pubblicazione, fu associata al suo nome. Il Prof. Yagi riconobbe sempre il contributo principale del prof. Uda al progetto e per questo il nome corretto dell’antenna avrebbe dovuto essere Udo-Yagi. Il nome completo si trasformò ben presto in Yagi-Uda e più recentemente nel solo Yagi.
Dipolo lineare e ripiegato
Il dipolo può essere lineare (detto anche aperto o singolo) o ripiegato (detto anche chiuso), in entrambi i casi la lunghezza è di l/ 2 alla frequenza centrale della banda dell’antenna. Il dipolo ripiegato è una delle antenne più usate, forse la più utilizzata in assoluto, in quanto parte della stragrande maggioranza delle antenne Yagi-Uda per Tv. Il principio di funzionamento é abbastanza semplice: se pensiamo un comune dipolo, e gli disponiamo parallelamente e molto vicino un altro dipolo cortocircuitato al centro, il secondo dipolo è percorso da una corrente indotta dal primo e, data l’estrema vicinanza, le due correnti risultano praticamente uguali e in fase, il campo totale irradiato è la somma dei due campi. Poiché la potenza va con il quadrato della corrente, ne risulta che, a parità di corrente, la potenza irradiata dal dipolo ripiegato è quattro volte maggiore di quella del dipolo singolo. Di conseguenza anche la resistenza di radiazione risulta quadruplicata rispetto a quella del dipolo singolo. Dal momento che il dipolo singolo presenta una resistenza di radiazione intorno ai 72 ohm, risulta che il dipolo ripiegato presenta una resistenza di radiazione di circa 290 ohm (arrotondato a 300 ohm). Il dipolo aperto presenta un guadagno di 2.16 dBi rispetto all’antenna ideale isotropica, dato il suo lobo leggermente schiacciato ai lati. Il dipolo ripiegato vanta un guadagno leggermente superiore, pari a 2,38 dBi.
Dimensionamento della Yagi
Il dimensionamento di un’antenna di tipo Yagi risente sensibilmente della influenza reciproca che si verifica fra radiatore, elementi e supporto dell’antenna.
Nel punto in cui gli elementi della Yagi incrociano il supporto (o culla, o boom) si ha un nodo in cui la tensione è nulla. Ciò significa che teoricamente il boom non dovrebbe modificare la risonanza del radiatore. Invece a causa della dimensione trasversale dei tubi che realizzano la struttura dell’antenna, avviene un caricamento tale da fare risuonare il radiatore a una frequenza un po’ più bassa. Occorre allora realizzare un leggero accorciamento del radiatore tanto più marcato quanto più elevato è il rapporto fra la sezione del tubo del radiatore e la lunghezza d’onda. Si ha lo stesso effetto per i diversi elementi fra di loro e verso il boom, per cui occorre correggerne la lunghezza teorica in funzione del rapporto prima espresso.
C’era una volta la discesa in piattina
Negli Anni 60 e in parte ’70 non esisteva il cavo coassiale e quindi per collegare l’antenna al televisore si ricorreva ad una particolare piattina bilanciata con i due conduttori distanziati tra loro di circa un cm con impedenza 300 Ohm, realizzata appositamente per attaccarsi direttamente al dipolo ripiegato dell’antenna Yagi e con il medesimo valore d’impedenza.
Antenne da esterno DTT
Soluzioni su misura tecnologie d’avanguardia
L’arrivo della DTT rappresenta un’occasione da non perdere per rivedere l’impianto condominiale con l’impiego di nuove generazioni di antenne attraverso le quali realizzare sistemi di ricezione più efficienti e meno complessi. Ecco una rassegna dei principali modelli oggi sul mercato, con particolare riguardo per quelli basati su tecnologie d’avanguardia
Parametri fondamentali
Polarizzazione del segnale
Nelle trasmissioni televisive, si utilizzano segnali con polarizzazione lineare, che rappresenta il piano di propagazione del segnale stesso, è fissata dalla stazione trasmittente e può essere orizzontale o verticale. Nelle antenne, ad esempio tipo Yagi, la polarizzazione è determinata dal piano formato dagli elementi dell’antenna stessa. Tutte le antenne possono essere posizionate sia in verticale sia in orizzontale e tale posizione deve essere la medesima di quella in cui trasmettono i ripetitori.
Numero di elementi
Un’antenna è caratterizzata dal numero di elementi con cui è costruita, da cui dipendono il guadagno, la direttività e le dimensioni fisiche dell’antenna stessa. Nelle antenne tipo Yagi maggiore è il numero di elementi, maggiori sono il guadagno e la direzionalità dell’antenna. Nelle antenne log periodiche, invece, all’aumentare del numero di elementi aumenta la larghezza di banda mentre il guadagno e direttività cambiano poco in frequenza.
Guadagno
Il guadagno misura la capacità dell’antenna di trasformare il segnale elettromagnetico nell’aria in un segnale elettrico sul connettore di uscita. Il guadagno dell’antenna può essere espresso in dBi, dove la “i” indica il riferimento all’antenna isotropa, poiché viene misurato per confronto tra l’antenna considerata e un’antenna isotropa ideale, cioè perfettamente omnidirezionale. Se si usa come antenna di riferimento non l’antenna isotropa, antenna non realizzabile nella pratica, ma il dipolo elettrico che ha un guadagno di 2,14 dBi, il guadagno dell’antenna viene espresso in dB. Il valore del guadagno varia con la frequenza e in generale aumenta con la frequenza poiché cresce la cosidetta “lunghezza elettrica” degli elementi dell’antenna, cioè il rapporto fra lunghezza fisica e la lunghezza d’onda.
Diagramma di radiazione
Il diagramma di radiazione mostra la variazione del guadagno in funzione della direzione di provenienza del segnale, si nota un lobo principale con il massimo di guadagno e alcuni lobi secondari, con il valore minimo di guadagno nella direzione opposta al lobo principale. Sul diagramma di radiazione si può rilevare la larghezza del fascio compreso fra i punti con guadagno a -3 dB rispetto al punto di massimo.
Direttività
La maggior parte delle antenne reali irradiano più di un’antenna isotropa in alcune direzioni e meno in altre, permettendo quindi di ottenere un segnale ricevuto più intenso in certe particolari direzioni. Un guadagno elevato indica la capacità dell’antenna di concentrare il campo elettromagnetico in una data direzione. La direttività viene misurata dal rapporto Avanti/Indietro, espresso in dB, fra il guadagno nella direzione di massima ricezione dell’antenna e il guadagno nella direzione opposta a 180°.
Adattamento d’impedenza
Un ottimo adattamento d’impedenza tra l’antenna e l’impianto di ricezione a esso collegato è fondamentale e necessario per ogni installazione. In tal modo si è sicuri che il segnale in impianto sarà esente da interferenze generate da echi, spesso causa di degradazione della qualità di ricezione. Più si sale con la frequenza del segnale, più diventa difficile e costoso mantenere un buon adattamento d’impedenza.
Modalità di connessione
Si può collegare il dipolo dell’antenna alla discesa in cavo coassiale con un morsetto o un connettore F. La connessione a morsetto, più tradizionale ed economica, garantisce una connettività con basse perdite, cioè con un buon adattamento d’impedenza tra antenna e cavo, fino a 900 MHz della banda Tv terrestre. La connessione con connettore F presenta caratteristiche decisamente superiori per l’adattamento d’impedenza e per la schermatura da disturbi esterni. Può essere utilizzata per ottime connessioni fino a 2400 MHz.
