Viaggio nel mondo delle onde elettromagnetiche: che fine fanno le onde radio dirette verso il cielo?

Esempi di propagazione ionosferica - fonte Gruppo Radio Firenze

di Saverio Spinelli – Continua il nostro Viaggio nel mondo delle onde elettromagnetiche: oggi scopriamo che fine fanno le onde radio dirette verso il cielo.

La ionosfera, oltre che per le proprie caratteristiche,  dipendenti in gran parte dall’attività solare,  si comporta in modo differente nei confronti delle onde radio, in ragione della frequenza di queste.

Nella Fig.36 è possibile notare quali siano i differenti comportamenti della ionosfera nei confronti delle onde radio irradiate dalla terra:

Con riferimento alla figura 36:

  • la prima emissione, partendo da sinistra, “buca” la ionosfera e si disperde nello spazio (fenomeno che può essere dovuto, oltre che ad una frequenza più alta di quella limite,  anche ad un elevato angolo di incidenza dell’onda);
  • la seconda emissione, di frequenza più bassa, viene completamente assorbita dallo strato D della ionosfera e si estingue;
  • infine la terza che, di frequenza intermedia tra le prime due  (ed avente un angolo di incidenza appropriato),  subisce una riflessione verso terra che le consente di raggiungere una notevole distanza dalla sorgente.

Molto semplicisticamente si può dire che gli strati ionizzati, in assenza di fenomeni di assorbimento,  fungono in genere da specchio alle onde corte, consentendo alle trasmissioni, attraverso riflessioni multiple cielo-terra e percorsi canalizzati in quota, di coprire grandi distanze, fino  a poter compiere anche il giro della terra.

Fig. 37 schemi di radio propagazione per onda diretta, per riflessione singola, per riflessione multipla canalizzata

In figura 37 sono indicati differenti effetti di riflessione e la classica propagazione per onda diretta, cioè quella a portata ottica.

La trasparenza della  ionosfera ai segnali radio oltre una certa frequenza è ciò che rende possibili le trasmissioni satellitari e l’ascolto di tutti i segnali radio extraterrestri, cioè la stessa radioastronomia.

Si è parlato di “norma”, in quanto, in condizioni particolari (come una eccezionale attività solare, responsabile di una fortissima ionizzazione su larga scala, oppure come il passaggio di uno sciame di meteore, che può procurare  un fenomeno  di ionizzazione ionosferica localizzato e di breve durata) questa frequenza limite può essere anche ampiamente superata.

A questo punto si comprende  come la radio propagazione ad onde corte risenta anche  di tanti fattori esterni  al sistema rice-trasmittente.

In particolare, il sole ha un’influenza determinate, non solo in ragione della sua attività (e quindi del  numero di macchie), ma anche della sua irradiazione nelle varie zone della terra. Infatti parametri importanti nella propagazione radio sono:

– l’orario in cui la avviene la comunicazione;
– la stagione;
– il  percorso dell’onda (zone irradiate o meno dal sole);

C’è da dire che questi  parametri “terrestri”  sono da valutare nel contesto complessivo della tratta interessata alla radio comunicazione, cioè  è da prendere in considerazione tutto il percorso del segnale radio,  dal punto in cui è ubicata la stazione trasmittente fino a quello in cui è posta la stazione ricevente.

Appare evidente come il numero delle varie combinazioni di detti parametri comporti che la previsione di propagazione e quindi la fattibilità di un collegamento a lunga distanza ad onde corte sia un argomento di complessa trattazione, che tuttavia cercheremo di semplificare al massimo, trattandone solo alcuni aspetti significativi e interessanti.

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