I 2,4 GHz: una benedizione per l'aeromodellismo?

Il problema delle interferenze reciproche dovute alla doppia occupazione dei canali, come avveniva sulle frequenze di 35 e 40 MHz, viene eliminato grazie alla procedura di trasmissione utilizzata a 2,4 GHz. Tali protocolli hanno da tempo dato prova della loro efficacia nel settore industriale. La funzione di telemetria (così come è presente nell’ultima generazione di telecomandi) offre un’ulteriore sicurezza per quanto riguarda la portata del collegamento radio, avvisando il pilota quando questa diventa troppo debole. Il tempo di reazione della trasmissione è nettamente più breve rispetto al passato, grazie alla trasmissione della durata dell’impulso del «Servopulse».

Gli errori temporanei del segnale vengono identificati tramite la crittografia digitale dei comandi nel ricevitore, quindi corretti o eliminati, in modo da impedire qualsiasi malfunzionamento. I trasmettitori di terze parti vengono riconosciuti dal ricevitore e ignorati.

I segnali a microonde si comportano quasi come la luce. È quindi possibile volare solo «a vista». Se, volontariamente o meno, il modello telecomandato passa dietro edifici, colline o altri ostacoli, la potenza dei segnali radio si riduce notevolmente, potendo addirittura azzerarsi completamente (ma i riflessi a volte possono essere d'aiuto). La banda dei 2,4 GHz è una banda cosiddetta «ISM». Dobbiamo condividere questa banda di frequenze (che sfruttiamo appieno grazie alla diffusione dello spettro con salto di frequenza) con altri servizi dell’industria, della scienza e della medicina. Ciò significa per noi

che, in linea di principio, la trasmissione possa essere occupata da altri utenti. Le bande di frequenza possono essere invase da segnali di disturbo (ad esempio, dovuti a forni a microonde non schermati, con potenze fino a 1 kilowatt). Anche i potenti trasmettitori commerciali, che non trasmettono sulla banda ISM, possono interferire con i ricevitori dei telecomandi a causa della presenza di forti campi elettromagnetici. Ciò vale fondamentalmente per tutte le trasmissioni radio.

• Difetti propri del trasmettitore o del ricevitore, oppure errori di utilizzo.
• Utenti terzi sulla banda ISM a 2,4 GHz.
• Presenza di forti campi elettromagnetici.
• Miscelazione di diverse frequenze nel ricevitore.

Qualsiasi possibile interferenza nel collegamento radio del telecomando deve essere presa sul serio, poiché potrebbe causare la caduta del nostro modello.

La parte anteriore delle antenne riceventi è la loro parte attiva. La parte grigia o nera è la schermatura (cavo coassiale), con cui è realizzata l’antenna. Il conduttore interno (che vediamo per circa 3 cm) è composto da 7 fili sottili, dello spessore di soli 0,06 mm (più o meno come un capello). Molteplici piegature

possono causare la rottura dei fili, difficilmente visibile, all’interno dell’involucro in polietilene. In questo caso l’antenna non riceve più il segnale e, su due antenne, solo una rimarrebbe attiva. Ciò potrebbe causare delle «interruzioni» nella ricezione. All’interno del ricevitore, il cavo è collegato tramite una presa miniaturizzata. Queste prese hanno una resistenza alla trazione del cavo limitata. Se si tira troppo forte il cavo dell’antenna, possono staccarsi dal punto di contatto senza che ciò sia visibile a occhio nudo. Se non si vuole correre alcun rischio di attenuazione del segnale delle antenne, queste dovrebbero sporgere dalla fusoliera del modello. Le fibre di carbonio, il metallo e alcuni pigmenti colorati assorbono i segnali ad alta frequenza. La resina epossidica con fibre di vetro, invece, lascia passare le alte frequenze.

Per una qualità di ricezione ottimale, è opportuno seguire le raccomandazioni dei produttori: posizionare le due antenne con un angolo di 90° e il più lontano possibile l’una dall’

l’altra. Non è solo una questione di grado, ma due antenne orientate parallelamente non raggiungono il loro scopo. Il «fail safe» dovrebbe essere attivato sui modelli ad ala fissa, con il motore al minimo in ogni caso, per motivi di sicurezza.

Tutte le antenne a stelo costituiscono un dipolo di Hertz, la cui radiazione viene emessa radialmente con un angolo di 90° rispetto all'asse dello stelo. La propagazione è minima lungo l'asse dell'asta, il che può ridurre la portata di diversi ordini di grandezza. Ciò spiega anche perché le due antenne riceventi debbano essere posizionate a 90° l'una rispetto all'altra. È quindi opportuno che l’antenna a stelo trasmittente non sia mai rivolta verso il modello (i moduli privi di antenna visibile utilizzano un’antenna patch, che presenta caratteristiche di irradiazione diverse).

Chi non ha oggi il cellulare in tasca, anche mentre pratica l’aeromodellismo? Poiché molti campi di volo si trovano lontani dai centri abitati, la ricezione dei cellulari in questi luoghi è spesso molto debole. Nel tentativo di mantenere la connessione (anche se non si sta effettuando una chiamata), il cellulare invia quindi segnali brevi ma molto potenti, a intervalli di pochi minuti. E, a seconda delle circostanze, questi segnali possono interferire con i nostri trasmettitori.

I sistemi Bluetooth e Wi-Fi utilizzano la stessa banda di frequenza dei nostri dispositivi a 2,4 GHz; inoltre, le reti Wi-Fi sono più potenti. In presenza di numerose reti Wi-Fi operative in parallelo (come può accadere in un ambiente industriale), queste possono occupare interamente la banda di trasmissione disponibile e ostacolare il nostro collegamento radio con il nostro modello. Maggiore è la distanza che ci separa dal ricevitore e più il ricevitore si avvicina al trasmettitore di terze parti, maggiore è il rischio di interferenze. Tali dispositivi di terze parti dovrebbero essere spenti nell’area di volo, per evitare il rischio di interferenze (anche se tali segnali di disturbo non interferiscono con lo spettro a salto di frequenza). Nel nostro stesso interesse, non dovremmo sfidare troppo la sorte.

Presenza di forti campi elettromagnetici.

I trasmettitori di terze parti ad altissima potenza possono interferire con i nostri ricevitori, poiché generano una forte radiazione elettromagnetica. I trasmettitori radiotelevisivi

operano a frequenze inferiori a 1 GHz, ma con potenze che vanno da 10 watt a oltre 100 kilowatt. Se il nostro modello si avvicina a tali trasmettitori, lo stadio di ingresso del ricevitore può andare in saturazione, impedendo la ricezione e la decodifica del segnale del telecomando.

Anche gli impianti di antenne per telefoni cellulari presentano potenze di trasmissione diverse, che variano da 10 a oltre 1000 watt, con frequenze comprese tra 900 e 2200 MHz. E può verificarsi lo stesso effetto.

All'ingresso del ricevitore possono formarsi segnali misti derivanti da diversi segnali trasmessi, che potrebbero quindi rientrare nella banda ISM.

In due campi di aeromodellismo in cui si sono verificati disturbi, non è stato tuttavia possibile rilevare alcun segnale di disturbo a 2,4 GHz. Ciononostante, nelle vicinanze erano presenti antenne per telefoni cellulari e impianti di radiodiffusione. Un’analisi spettrale ha evidenziato quali segnali, con quale intensità di campo, fossero presenti al momento della misurazione.

I segnali misurati sono stati riprodotti singolarmente in laboratorio, ma in tale occasione non è stato riscontrato alcun disturbo sul ricevitore. Il ricevitore ha attivato la funzione «fail safe» solo in caso di ricezione simultanea di due segnali di terze parti.

Esistono due tipi caratteristici di tralicci di trasmissione.

L'Ufficio federale delle comunicazioni (UFCOM) mette a disposizione su Internet mappe e dati consultabili.

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Sulla mappa sono indicate le ubicazioni degli impianti di trasmissione e le relative caratteristiche. Per ciascun impianto è presente una tabella che illustra i servizi offerti e la potenza irradiata.

Affinché la ricezione del nostro modello non subisca interferenze, la distanza dagli impianti di trasmissione deve essere la più ampia possibile.

• Distanza da un trasmettitore TV digitale, ad esempio Rigi Kulm (112 kW) all'altezza dell'antenna: > 8 km

• Distanza dal ripetitore (10 kW): > 2 km
• Distanza dagli impianti GSM (1 kW): > 500 m

Ciò non significa che non si debba volare all’interno di tali distanze, ma è comunque opportuno individuare eventuali disturbi il prima possibile e allontanarsi dalla zona pericolosa.

I segnali di disturbo che si propagano al di fuori della banda dei 2,4 GHz possono essere attenuati utilizzando filtri adeguati. Un possibile filtro, sviluppato appositamente per la banda dei 2,4 GHz, ha dimensioni pari a 5 × 3 × 1,5 mm

e può essere integrato nella linea d'antenna senza causare perdite di potenza significative. È stato implementato dai produttori di ricevitori a 2,4 GHz.

Per un'analisi è fondamentale conoscere:

• il momento in cui si verifica la perturbazione (il più preciso possibile);
• la direzione, la distanza e l'altezza in cui si è verificata la perturbazione;
• quali trasmettitori e ricevitori erano in uso in quel momento.

Per un campo di volo in cui si verificano disturbi, è opportuno tenere un registro con tutte le indicazioni menzionate. In questo modo sarà possibile individuare meglio i problemi.

Misure mirate effettuate con un analizzatore spettrale possono fornire informazioni sulla situazione delle alte frequenze presenti sul campo di volo.

È possibile richiedere assistenza al Dipartimento Infrastrutture della FSAM.

La nuova tecnologia di telecomando a 2,4 GHz per i modelli si è ormai affermata, e ci si può fidare senza

riserve. Dobbiamo tuttavia essere consapevoli che ogni tecnologia, per quanto valida, presenta anche dei limiti che non possono essere superati senza conseguenze. Chiunque superi i limiti

fisici si espone a rischi maggiori. Ma chiunque conosca questi limiti si impegnerà a rispettarli.