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

Il problema delle interferenze reciproche dovute alla doppia occupazione dei canali, come poteva verificarsi a 35 e 40 MHz, è stato eliminato grazie ai protocolli di trasmissione utilizzati a 2,4 GHz. Tali protocolli hanno già dato prova della loro efficacia nel settore industriale da molto tempo. La funzionalità di telemetria, offerta dai telecomandi di ultima generazione, garantisce una maggiore sicurezza per quanto riguarda la portata del collegamento radio, poiché il pilota viene avvisato quando il segnale diventa troppo debole. Il tempo di risposta della trasmissione è notevolmente più breve rispetto a quanto avveniva in passato con la trasmissione a larghezza di impulso dei segnali dei servocomandi.

Gli errori temporanei del segnale vengono rilevati, corretti o eliminati grazie alla codifica digitale dei comandi di controllo nel ricevitore, in modo da evitare malfunzionamenti. I trasmettitori estranei vengono rilevati 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, si vola dietro edifici, colline o altri ostacoli, l’intensità del segnale radio si riduce notevolmente o può addirittura scomparire del tutto (a volte i riflessi possono aiutare). La banda a 2,4 GHz è una cosiddetta banda ISM. Dobbiamo condividere questa banda di frequenza, che sfruttiamo appieno grazie al frequency hopping e allo spread spectrum, con altri servizi dell’industria, della scienza e della medicina. Ciò significa che, in linea di principio, la trasmissione può essere occupata da altri utenti. Le bande di frequenza possono essere soggette a segnali di disturbo (ad es. un forno a microonde che presenta perdite di potenza fino a 1 kilowatt).

Anche 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 in linea di principio per tutte le trasmissioni radio.

• Difetti del proprio trasmettitore e ricevitore o errori di utilizzo
• Utenti esterni della banda ISM a 2,4 GHz
• Presenza di forti campi elettromagnetici
• Miscelazione di diverse frequenze nel ricevitore

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

La parte anteriore delle antenne di ricezione costituisce la parte attiva dell’antenna. 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 costituito da 7 fili sottili con uno spessore di soli 0,06 mm, ovvero circa lo spessore di un capello. Ripetute piegature all’interno della guaina in polietilene possono causare la rottura del filo, che è difficilmente visibile. In questo caso l’antenna non riceve più il segnale; se si avessero due antenne, ne rimarrebbe attiva solo una. Ciò potrebbe causare interruzioni nella ricezione. All’interno del ricevitore, il cavo è collegato a un miniaturizzato-

collegati tramite connettori. Questi connettori presentano una resistenza alla trazione limitata del cavo. Se si tira troppo forte il cavo dell’antenna, questo può staccarsi dal connettore, anche senza che ciò sia visibile a occhio nudo.

Se non si vuole correre il rischio di un'attenuazione del segnale dell'antenna, le antenne dovrebbero sporgere dalla fusoliera del modello. La fibra di carbonio, il metallo e alcuni pigmenti colorati assorbono i segnali ad alta frequenza. La resina epossidica con fibra di vetro, invece, è permeabile alle alte frequenze.

Per una qualità di ricezione ottimale, è opportuno seguire le raccomandazioni dei produttori, che consigliano di posizionare le due antenne con un angolo di 90° e il più lontano possibile l’una dall’altra. Il grado esatto non è fondamentale. Tuttavia, due antenne disposte parallelamente non raggiungono lo scopo previsto. Nei modelli ad ala fissa, il sistema di sicurezza (failsafe) dovrebbe essere attivato e, per motivi di sicurezza, deve essere impostato in ogni caso sull’acceleratore del motore.

Posizionamento errato delle antenne sul trasmettitore

Tutte le antenne a stelo rappresentano un dipolo di Herz, la cui radiazione avviene radialmente con un angolo di 90° rispetto all’asse dello stelo. Sull’asse dell’asta la propagazione è minima. Ciò può ridurre la portata di diversi fattori. Questo spiega anche perché le due antenne di ricezione devono essere disposte a 90° l’una rispetto all’altra.

L’antenna a stelo del trasmettitore non deve quindi mai essere rivolta verso il modello. (I moduli che non dispongono di un’antenna visibile utilizzano un’antenna patch, che presenta caratteristiche di radiazione diverse.)

Chi non ha oggi un cellulare in tasca, anche quando prende l’aereo? Poiché molti aeroporti si trovano lontano dai centri urbani, la copertura di rete in quelle zone è spesso molto debole. Il cellulare cerca di stabilire la connessione

per mantenerlo attivo (anche senza effettuare chiamate) e invia ogni pochi minuti segnali brevi ma molto potenti. Questi potrebbero, in determinate circostanze, interferire con il nostro trasmettitore.

Il Bluetooth e il Wi-Fi utilizzano la stessa banda di frequenza dei nostri sistemi a 2,4 GHz. Il Wi-Fi ha inoltre una potenza maggiore. Se sono presenti molte reti Wi-Fi in funzione contemporaneamente, come può accadere in ambienti industriali, queste possono occupare interamente la banda di trasmissione disponibile e compromettere la nostra connessione radio con il modello. Più il ricevitore si allontana da noi e più si avvicina al trasmettitore estraneo, maggiore è il rischio di interferenze. Tali dispositivi estranei dovrebbero essere spenti all’interno del campo di volo per evitare il rischio di interferenze interne (anche se il frequency hopping e lo spread spectrum potrebbero convivere con tali segnali di disturbo). Nel nostro stesso interesse, non dovremmo sfidare la sorte.

I trasmettitori esterni con potenza molto elevata possono interferire con i nostri ricevitori a causa della presenza di forti radiazioni elettromagnetiche. I trasmettitori radio operano al di sotto di 1 GHz, ma con potenze che vanno da alcune decine di watt a oltre 100 kilowatt. Se il nostro modello si avvicina a tali trasmettitori, lo stadio di ingresso del ricevitore può «saturarsi», impedendo la ricezione e la decodifica del segnale del telecomando.

Anche gli impianti di antenne per telefoni cellulari hanno potenze di trasmissione diverse. Esse variano tra 10 e > 1000 watt. Le frequenze sono comprese tra 900 e 2200 MHz.

può verificarsi lo stesso effetto.

All'ingresso del ricevitore possono formarsi segnali misti provenienti da più segnali di trasmissione, che rientrano quindi nella banda ISM.

In due campi di volo per aeromodelli in cui si sono verificate interferenze, non è stato possibile rilevare segnali interferenti a 2,4 GHz. Tuttavia, nelle vicinanze erano presenti antenne di telefonia mobile e impianti di radiodiffusione. Un'analisi dello spettro ha evidenziato quali segnali fossero presenti al momento della misurazione e con quale intensità di campo. In laboratorio, i segnali misurati sono stati riprodotti singolarmente. Tuttavia, non è stato rilevato alcun disturbo sul ricevitore. Solo quando sono stati applicati contemporaneamente due segnali estranei, il ricevitore ha segnalato il «Fail Safe».

Esistono due tipi caratteristici di torri di trasmissione.

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

• http://map.funksender.admin.ch/bakom.php

Dalla mappa è possibile ricavare le ubicazioni degli impianti di trasmissione e le relative caratteristiche. Per ogni impianto è disponibile una tabella con i servizi attivati e la potenza irradiata.

Per evitare interferenze nella ricezione del nostro modello, la distanza dagli impianti di trasmissione deve essere la più ampia possibile.

• Distanza dall'emittente TV digitale, ad es. 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 sia consentito volare entro tali distanze. È tuttavia opportuno individuare eventuali interferenze il prima possibile e allontanarsi dalla zona di pericolo.

I segnali di disturbo al di fuori della banda dei 2,4 GHz possono essere soppressi utilizzando filtri adeguati. Un possibile filtro, progettato specificamente per i 2,4

Sviluppato per la banda a 2,4 GHz, ha dimensioni pari a $5 \times 3 \times 1,5$ mm e può essere integrato nella linea d’antenna senza causare perdite di trasmissione significative. Potrebbe essere implementato dai produttori di ricevitori a 2,4 GHz.

Per effettuare un'analisi è importante sapere:

• il momento in cui si è verificato il disturbo (il più preciso possibile)
• Direzione, distanza e altitudine in cui si è verificato il disturbo
• Quali trasmettitori e ricevitori erano in uso? →

La nuova tecnologia per il controllo dei modelli a 2,4 GHz si è ormai affermata ed è assolutamente affidabile. Dobbiamo però essere consapevoli che ogni tecnologia, per quanto valida, ha i propri limiti, che non possono essere superati senza conseguenze. Chi supera i limiti fisici va incontro a rischi maggiori.

Chi conosce i limiti, quindi, li terrà ben presenti. ■

*Sezione Infrastrutture dell’SMV,
Paul Rudolf*