Cos’è la Modulazione
Con il termine Modulazione si intende una particolare tecnica di trasmissione di un segnale (analogico o digitale), per mezzo di un altro segnale elettromagnetico, chiamato portante.
Il processo di modulazione prevede tre elementi fondamentali:
- Segnale informativo (modulante) — il segnale che contiene l’informazione da trasmettere (voce, dati, tono CW…)
- Portante — un’oscillazione elettromagnetica ad alta frequenza che si propaga nello spazio
- Modulatore — il dispositivo che combina i due segnali producendo la portante modulata
Negli apparati radio ricetrasmittenti è sempre presente il modulatore, che differisce in funzione della tipologia di modulazione utilizzata.
Modi di Trasmissione Principali
CW — Continuous Wave
La CW (Onda Continua) è la trasmissione di dati telegrafici tramite il codice Morse. Si emette solo la portante quando il tasto è premuto.
- La banda occupata dal segnale CW è molto piccola (~500 Hz, ottimale a 800 Hz)
- È direttamente proporzionale alla velocità di manipolazione: aumentando la velocità aumenta la banda occupata (fino a ~500 Hz)
- Un segnale CW occupa una banda di circa 500 Hz
- È un segnale di tipo “on-off”: quando la portante è spenta non c’è modulazione
- Prima modalità usata in radio; ancora oggi usata per le sue eccellenti doti di propagazione
La nota CW è circa 500–600 Hz, ma è migliore 800 Hz perché l’orecchio la percepisce meglio.
AM — Amplitude Modulation
Nella modulazione d’ampiezza (AM) (“Modulazione di Ampiezza”), l’ampiezza della portante varia in funzione del segnale modulante. È il modo più semplice per trasmettere la voce via radio, ma i radioamatori non la usano più ormai da qualche decennio, avendola sostituita con la SSB o la FM.
Spettro in frequenza
Nel dominio delle frequenze, uno spettro AM completo è composto da tre componenti:
- Segnale audio originale — basse frequenze (es. 300 Hz–3 kHz per la voce)
- Segnale portante (Center Signal) — riga spettrale centrale a fp con ampiezza Vp
- Banda Laterale Inferiore (LSB) a fp − fm e Banda Laterale Superiore (USB) a fp + fm
Ciascuna banda laterale ha ampiezza m·Vp/2 e potenza proporzionale a P = (1/2·m·Vm)².
La potenza di ogni banda laterale è pari a ¼ della potenza della portante (con m=1).
La banda occupata totale è:
B = 2·fm
Nota: per semplicità grafica si considera, in un ipotetico istante t₀, una sola frequenza tra quelle che compongono il segnale modulante.
Rappresentazione schematica dello spettro AM completo (le frequenze audio e radio sono su scale diverse, separate da un’interruzione dell’asse):
Verde a sinistra: segnale audio originale (Frequenze Audio). Verde a destra: Banda Laterale Inferiore (LSB) e Banda Laterale Superiore (USB). Rosso: Segnale Portante. L’asse ha un’interruzione implicita tra le Frequenze Audio e le Frequenze Radio.
Indice di modulazione
L’indice di modulazione (m) rappresenta la “profondità” con cui viene modulata la portante. Nel dominio del tempo, l’inviluppo del segnale AM oscilla tra Vp + Vm (massimo, detto A) e Vp − Vm (minimo, detto B):
m = 0 — portante pura, nessuna modulazione, ampiezza costante ±Vp:
m = 0,5 (50%) — la portante è modulata parzialmente; l’inviluppo (A = Vp+Vm, B = Vp−Vm) non tocca mai lo zero:
Le linee rosse mostrano l’inviluppo superiore e inferiore.
m = 1 (100%) — modulazione completa: l’inviluppo tocca lo zero nei minimi (Vm = Vp), massima efficienza senza distorsione:
m > 1 (sovramodulazione) — l’indice supera l’unità: l’inviluppo attraversa lo zero, la portante viene “tagliata” e il segnale risulta distorto. Causa interferenze sulle frequenze adiacenti.
Potenza del segnale AM
La potenza totale di un segnale AM modulato si calcola con la formula: P_AM = Pp · (1 + m²/2)
dove Pp è la potenza della portante non modulata e m è l’indice di modulazione.
| Indice m | Potenza totale |
|---|---|
| 0 (no modulazione) | Pp |
| 0,5 (50%) | 1,125 · Pp |
| 1 (100%) | 1,5 · Pp |
La potenza di cresta di un segnale AM modulato al 100% è pari a 4 volte la portante non modulata.
Caratteristiche riassuntive
- La portante è sempre presente (anche in assenza di segnale audio)
- La banda occupata è doppia rispetto alla banda del segnale modulante
- Efficienza ridotta: gran parte della potenza è nella portante, non nell’informazione
- Usata in: broadcast MW/SW, comunicazioni aeronautiche (VHF-AM)
SSB — Single Sideband
La SSB (banda laterale unica) è una variante dell’AM in cui si sopprimono la portante e una delle due bande laterali.
- Occupa la metà della banda rispetto all’AM (circa 3 kHz per la voce, corrispondente alla banda telefonica 300–3400 Hz)
- Tutta la potenza è concentrata nell’informazione → maggiore efficienza
- Modalità standard per le comunicazioni HF in fonia tra radioamatori
- Varianti:
- LSB (Lower Sideband) — usata sotto i 10 MHz
- USB (Upper Sideband) — usata sopra i 10 MHz
- In inglese la SSB è indicata anche come LSB-SC / USB-SC (Suppressed Carrier): la portante è soppressa, quindi in assenza di audio il trasmettitore non emette nulla
- Richiede un BFO/carrier injection in ricezione per demodulare correttamente
SSB vs AM: confronto di potenza
Poiché in SSB la portante e una banda laterale sono soppresse, per avere la stessa intelligibilità di un segnale AM è sufficiente trasmettere ad un quarto della potenza.
In pratica, i moderni RTX HF hanno la potenza p.e.p. (peak envelope power) tipicamente a 100 W in SSB, mentre in AM la stessa intelligibilità richiede circa 25 W.
Nota: i moderni RTX sono progettati per lavorare al meglio in SSB. In AM (portante continua) gli stadi finali devono dissipare molta più potenza, e lo stadio modulatore richiederebbe un dimensionamento notevolmente superiore.
Cosa succede se si apre la portante in SSB?
In SSB la portante è soppressa. Se viene iniettata nuovamente nel segnale:
- Il segnale smette di essere SSB e diventa DSB-RC (Double Sideband Reduced Carrier), o — a portante piena — AM con una sola banda laterale
- La portante ricompare a fp e si somma alla banda laterale presente
- La potenza si divide tra portante (inutile ai fini dell’informazione) e banda laterale utile → efficienza peggiore
- La banda occupata non cambia (~3 kHz)
- Un ricevitore senza BFO riesce finalmente a demodulare il segnale, perché dispone di una portante di riferimento
In sintesi: aprire la portante in SSB degrada il modo verso l’AM. Il segnale diventa demodulabile da ricevitori privi di BFO, ma a costo di sprecare potenza su una componente che non trasporta informazione.
FM — Frequency Modulation
La FM (“Modulazione di Frequenza”) è un modo per trasmettere la voce che supera alcuni limiti dell’AM. Il segnale è costituito da una portante continua la cui frequenza devia seguendo l’ampiezza della voce: quando la voce è più forte, la frequenza si sposta di più dalla frequenza centrale.
Nel dominio del tempo, il segnale FM mostra tre livelli sovrapposti:
Verde: segnale modulante (voce). Grigio: portante. Blu: segnale modulato FM — le oscillazioni si addensano o diradano seguendo l’ampiezza del modulante.
Deviazione di frequenza
La profondità con cui viene modulata la portante si chiama deviazione (espressa in kHz) e indica lo scostamento in frequenza dell’onda portante in funzione dell’ampiezza del segnale modulante.
- Più forte è il segnale audio → maggiore è la deviazione
- La deviazione è proporzionale all’ampiezza del modulante, non alla sua frequenza
- Deviazione standard in radioamatore: ±2,5 kHz (narrow FM) o ±5 kHz (wide FM)
Indice di modulazione FM
Anche per la FM esiste un indice di modulazione mf, rappresentato dal rapporto tra la deviazione di frequenza e la frequenza del segnale modulante Fm:
mf = Δf / Fm
dove Δf è la deviazione massima e Fm è la frequenza del segnale modulante.
Pre-emphasis e de-emphasis
L’indice di modulazione FM diminuisce all’aumentare della frequenza modulante (mf = Δf / Fm): le frequenze acute vengono quindi modulate con minore profondità rispetto alle frequenze gravi, risultando più deboli in ricezione.
Per compensare questo effetto, nei trasmettitori FM è presente un circuito di pre-emphasis che esalta artificialmente le frequenze acute prima della modulazione. In ricezione il circuito di de-emphasis ripristina la risposta piatta originale, migliorando anche il rapporto segnale/rumore sulle alte frequenze.
Caratteristiche della FM
Vantaggio principale: rispetto all’AM e alla SSB, la FM offre un’ottima immunità ai disturbi sia naturali che artificiali (fulmini, disturbi elettromagnetici), permettendo una migliore riproduzione del segnale audio.
Svantaggio principale: occupa una banda molto più ampia rispetto agli altri modi.
- Usata principalmente in VHF/UHF tra radioamatori (ripetitori, simplex)
- Non adatta alle bande HF: la banda occupata (~10–16 kHz) è troppo larga rispetto alla spaziatura dei canali HF
- La potenza dell’amplificatore finale lavora sempre al massimo (ampiezza costante)
PM — Phase Modulation
La PM (“Modulazione di Fase”) viene perlopiù utilizzata per trasmettere segnali di tipo digitale. In funzione del segnale logico trasmesso, il modulatore modifica la fase del segnale. In corrispondenza di un cambio di stato (da “zero logico” a “uno logico”) il segnale modifica la propria fase di 180° rispetto alla fase precedente. L’ampiezza rimane inalterata.
La variante più semplice è la 2-PSK (Binary Phase Shift Keying): due stati di fase (0° e 180°), uno per il livello logico 0 e uno per il livello logico 1. Nel dominio del tempo il segnale appare come una portante a ampiezza costante che subisce inversioni di fase in corrispondenza dei cambi di bit.
Segnale 2-PSK: la fase si inverte di 180° ad ogni cambio di bit. L’ampiezza rimane costante.
- Usata nei modi digitali HF (PSK31, PSK63, BPSK, QPSK…)
- PSK31 usa la variante BPSK (Binary PSK) a 31 baud: banda occupata ~31 Hz
- Varianti a più fasi (QPSK, 8-PSK) permettono di trasmettere più bit per simbolo
Modulazioni Digitali
I modi digitali trasmettono dati codificati in forma binaria o simbolica attraverso la portante RF.
Caratteristiche generali
- La banda occupata dipende dalla velocità di trasmissione (baud rate) e dal tipo di modulazione
- Maggiore velocità → maggiore banda occupata
- Permettono correzione degli errori (FEC), compressione e cifratura
Modi digitali comuni in radioamatore
| Modo | Descrizione | Banda tipica |
|---|---|---|
| RTTY | Radioteletype, FSK a 45 o 50 baud | ~250–500 Hz |
| PSK31 | Phase Shift Keying, 31 baud | ~31 Hz |
| FT8 | Weak signal digital mode (WSJT-X) | ~50 Hz |
| WSPR | Weak Signal Propagation Reporter | ~6 Hz |
| Packet | AX.25, usato in APRS | ~1200–9600 baud |
| D-STAR | Digitale vocale Icom | ~6,25 kHz |
| DMR | Digital Mobile Radio | ~12,5 kHz |
| SSTV | Slow Scan Television, immagini in HF | ~3 kHz (SSB) |
| ATV | Amateur Television, video in tempo reale | 20–30 MHz |
Descrizione dei principali modi digitali
RTTY — Radio Teletype
La RTTY (Radio Telescrivente) consiste nel trasmettere due portanti che si alternano, codificando ciascuna lo 0 o l'1 binario: è una modulazione FSK (Frequency Shift Keying). La velocità usata dai radioamatori è molto bassa — 45,45 baud — perché lo shift deve propagarsi in condizioni di variabilità. L’unità è il Baud, con simboli a 5 bit e shift di frequenza di 170 Hz.
AMTOR — Amateur Teleprinting Over Radio
L’AMTOR è un miglioramento del modo RTTY, generalmente a 100 bps. Contiene codici di controllo errore (ARQ) con scambio continuo di segnali di conferma. Dai successori dell’Amtor sono nati modi ancora più ottimizzati per la trasmissione dati via radio, come Pactor e Clover.
Packet Radio
Il Packet è usato sia in HF (300 bps) che in VHF/UHF (1200 o 9600 bps). I dati vengono inviati in pacchetti e veniva usato per gestire le BBS (Bulletin Board System) interconnesse via radio.
Oggi il Packet è usato principalmente in VHF/UHF tramite il protocollo APRS (Automatic Positioning Report System), sia per la posizione della stazione che per brevi messaggi di testo. Il sistema si basa su:
- TNC (Terminal Node Controller) — dispositivo basato su microprocessore che interfaccia il computer con la radio
- GPS (Global Positioning System) collegato alla radio VHF (frequenza tipica 144.800 MHz)
I dati di localizzazione vengono inviati su Internet tramite il protocollo AX.25 e sono visualizzabili sul portale aprs.fi.
PSK31 — Phase Shift Keying
La PSK31 consiste nel modificare la fase della portante a velocità molto bassa:
- BPSK (Binary PSK) — due fasi (0° e 180°), 31 baud, banda ~31 Hz
- QPSK — quattro fasi, stessa banda ma doppia capacità
- PSK63 / PSK125 — varianti a velocità doppia o quadrupla
È un modo robusto, adatto alle comunicazioni digitali a lunga distanza in HF, ma non adatto al trasferimento di file.
Feld-Hell
Il Feld-Hell è stato sviluppato in Germania negli anni del 1900 dal professor Rudolf Hell per le macchine telescriventi dell’esercito tedesco. Oggi si usa con programmi software su computer.
È tecnicamente un modo al confine tra digitale e analogico: il segnale è un’emissione simile alla CW, sincronizzata in modo da disegnare nel ricevitore la forma dei caratteri trasmessi. Questa caratteristica lo rende molto robusto, perché anche in presenza di disturbi l’occhio umano riesce a cogliere la forma dei caratteri, anche se approssimativa.
SSTV — Slow Scan Television
La SSTV (“Televisione a Scansione Lenta”) è un modo per trasmettere immagini via radio in HF. Nata come vera televisione lenta (circa un fotogramma al secondo), era usata negli anni cinquanta, sessanta e settanta. Si è poi evoluta in trasmissione di immagini fisse: nella modalità più rapida è possibile inviare un’immagine in bianco e nero a bassa risoluzione in pochi secondi; a colori con buona risoluzione in circa un minuto e mezzo.
Il segnale SSTV viene trasmesso in SSB, occupando la stessa banda di una trasmissione fonica (~3 kHz). I radioamatori si creano le immagini con appositi programmi per computer o trasmettono immagini personali della propria città, sovrapponendo il proprio nominativo.
I modi più utilizzati sono:
| Modo | Autore | Note |
|---|---|---|
| Martin M1 | Martin Emmerson G3OQD (inglese) | Il più usato in Europa, colori, ~1 min 54 s |
| Scottie S1 | Eddie Murphy GM3BSC (scozzese) | Preferito negli USA, colori |
| Robot | — | Usato in Giappone, vari formati |
| AVT | Amiga Video Transceiver | Usato in Giappone |
Di recente si stanno introducendo modi SSTV digitali, che usano modi digitali relativamente rapidi per trasmettere immagini sulle onde corte.
ATV — Amateur TeleVision
L’ATV (“Amateur TeleVision”) riguarda la trasmissione di immagini televisive a scansione veloce, complete di audio — la vera televisione amatoriale in tempo reale.
- Il segnale video è modulato in FM, l’audio su sottoportanti anch’esse in FM
- Lo standard è lo stesso usato dalla televisione terrestre via satellite analogica (ormai sostituita dal digitale)
- La larghezza di banda necessaria è enorme: 20–30 MHz
- Per questo motivo l’ATV è utilizzata solo nelle bande più alte (23 cm, 13 cm e superiori) dove sono disponibili porzioni di spettro sufficientemente ampie
La banda più utilizzabile è quella dei 23 cm, poiché più in basso non c’è abbastanza spazio contiguo. Un vantaggio di questa banda è che si possono usare i ricevitori per normali satelliti analogici, disponibili a bassissimo prezzo sul mercato: la loro frequenza di ingresso è compresa in genere tra 950 MHz e oltre 2 GHz, coprendo l’intera banda amatoriale dei 23 cm.
Di recente sono iniziate sperimentazioni per l’ATV digitale secondo lo standard DVB-T, ma i codificatori video/audio hanno costi ancora molto elevati e non sono alla portata di tutti gli sperimentatori.
MFSK — Multiple Frequency Shift Keying
La MFSK è simile alla RTTY, ma invece di due portanti ne usa tipicamente 8 o 16. Ogni impulso trasporta più di 1 bit e la maggiore velocità la rende più robusta contro lo scambio di messaggi. Esiste una vasta gamma di modi all’interno della famiglia MFSK.
JT44 / JT65
Basati sulla tecnica MFSK, usano rispettivamente 44 o 65 toni per codificare i caratteri inviati. La particolare sensibilità del protocollo consente di decodificare segnali fino a 10 dB sotto il livello del più basso segnale CW udibile. Sono particolarmente utilizzati nei collegamenti via Tropo e EME (Earth-Moon-Earth, rimbalzo lunare).
FT8
Modo molto recente (2017), avanzato, con occupazione di banda strettissima (~50 Hz). Il software di decodifica consente la ricezione e comprensione di segnali bassissimi, anche sotto al livello del rumore. È diventato il modo digitale HF più usato al mondo per i collegamenti weak signal.
D-STAR, FUSION, DMR
Modalità di trasmissione digitale sviluppate rispettivamente da Icom (D-STAR), Yaesu (FUSION) e Motorola (DMR). Consentono di trasmettere voce e dati contemporaneamente — ad esempio le coordinate GPS del ricevitore, per localizzare in tempo reale la posizione del trasmettitore.
È possibile collegare nodi/ripetitori alla rete Internet, connettendo stazioni nazionali e internazionali e creando così un’unica rete radio mondiale. Sono utilizzati in VHF e UHF.
ROS
Trasmissione digitale nata nel 2010, di derivazione MFSK. Utilizza svariati toni per rappresentare una costellazione di simboli; implementa il FEC (Forward Error Correction) per la correzione degli errori e l’algoritmo di Viterbi per rendere ulteriormente robusta la ricezione in condizioni di segnali deboli e/o rumore molto forte.
Spinto al limite delle sue possibilità, fornisce collegamenti senza errori a oltre −25 dB SNR (Signal/Noise Ratio: rapporto segnale/disturbo).
Relazione tra Banda e Velocità
La banda occupata da un segnale è sempre proporzionale alla velocità di trasmissione:
- Più dati al secondo → più banda necessaria
- In CW: aumentare il numero di parole al minuto aumenta la banda
- In PSK/FSK: aumentare il baud rate aumenta la banda proporzionalmente
Questo principio è alla base del Teorema di Nyquist-Shannon: la banda minima necessaria per trasmettere senza interferenza intersimbolica è pari alla metà del baud rate.
Esempio pratico: Canale 19 CB a 27.185 MHz
La banda cittadina (CB) italiana opera attorno ai 27 MHz con canali distanziati di 10 kHz l’uno dall’altro. Prendiamo come riferimento il canale 19 a 27.185 MHz, uno dei più usati dai CB italiani.
Portante pura (nessuna modulazione)
Senza modulazione, il trasmettitore emette solo la portante a 27.185 MHz, ampiezza costante, nessuna informazione utile:
La portante occupa idealmente una singola riga spettrale. Nella realtà occupa qualche decina di Hz.
AM sul canale CB
In AM con voce (banda audio ~3 kHz, indice di modulazione m=1) si generano due bande laterali simmetriche. La banda totale occupata è 6 kHz:
Rosso: portante a 27.185 MHz. Verde: LSB (27.182 MHz) e USB (27.188 MHz). Banda totale: ±3 kHz = 6 kHz.
La spaziatura CB di 10 kHz è sufficiente per contenere un segnale AM da 6 kHz con un margine di guardia di 2 kHz per lato.
SSB — Single Sideband (USB)
In SSB si sopprimono la portante e la banda laterale inferiore. Rimane solo l’USB. Banda occupata: 3 kHz, metà dell’AM:
Solo la banda laterale superiore (USB): 27.185–27.188 MHz. Stessa intelligibilità dell’AM con ¼ della potenza.
FM sul canale CB
In FM con deviazione ±2,5 kHz (narrow FM) e voce da 3 kHz, la banda occupata è circa 10–11 kHz (regola di Carson: B ≈ 2·(Δf + fm) = 2·(2,5 + 3) = 11 kHz):
La FM occupa circa 11 kHz, superando la spaziatura CB di 10 kHz: per questo la CB usa AM/SSB e non FM.
CW — Morse
Un segnale CW trasmesso a velocità media occupa circa 500 Hz, una frazione minima del canale:
Il segnale CW occupa solo 0,5 kHz su un canale da 10 kHz: 20 segnali CW potrebbero coesistere nello spazio di un solo canale AM.
Confronto visivo sulla stessa scala
Tutti i modi sovrapposti sul canale 19 CB, così da rendere evidente il diverso ingombro spettrale:
| Modo | Banda occupata | Canali CB da 10 kHz interferiti |
|---|---|---|
| CW | ~0,5 kHz | nessuno |
| SSB | ~3 kHz | nessuno (con margine) |
| AM | ~6 kHz | nessuno (con margine minimo) |
| FM | ~11 kHz | sconfina nel canale adiacente |
Glossario delle tipologie di modulazione
| Sigla | Nome completo | Descrizione |
|---|---|---|
| AM | Amplitude Modulation | Modulazione di ampiezza |
| FM | Frequency Modulation | Modulazione di frequenza |
| PM | Phase Modulation | Modulazione di fase |
| VSB | Vestigial Sideband | Modulazione a banda vestigiale (broadcast TV analogico) |
| DSB | Double Sideband | Modulazione a doppia banda laterale |
| SSB | Single Sideband | Modulazione a singola banda laterale (LSB inferiore, USB superiore) |
| FSK | Frequency Shift Keying | Modulazione a variazione di frequenza |
| PSK | Phase Shift Keying | Modulazione a variazione di fase |
| MFSK | Multiple FSK | FSK su più frequenze portanti simultanee |
Riepilogo Confronto Modi
| Modo | Banda tipica | Efficienza | Uso principale |
|---|---|---|---|
| CW | ~500 Hz | Alta | HF DX, contest |
| SSB | ~3 kHz | Alta | HF fonia |
| AM | ~6 kHz | Bassa | Broadcast, aviazione |
| FM | ~10–16 kHz | Media | VHF/UHF locale |
| FT8 | ~50 Hz | Molto alta | HF weak signal |
| JT65 | ~180 Hz | Molto alta | EME, Tropo |
| RTTY | ~500 Hz | Media | HF digitale classico |
| ROS | ~2 kHz | Alta | HF weak signal (−25 dB SNR) |
Comunicazioni Spaziali
Oltre alle comunicazioni dirette (onda di terra) e quelle via ionosfera, troposfera o ripetitore, i radioamatori comunicano anche attraverso satelliti artificiali oppure facendo rimbalzare il segnale radio sulla superficie della Luna.
Satelliti radioamatoriali
Le associazioni radioamatoriali di vari paesi hanno messo in orbita, già da qualche decennio, piccoli satelliti artificiali ad uso radioamatoriale. Funzionano come dei ripetitori in orbita terrestre: da terra si trasmette su una banda e il satellite ritrasmette su un’altra, dove può essere ricevuto a grande distanza.
Le bande utilizzate sono in genere VHF, UHF e SHF, perché a queste frequenze la ionosfera è trasparente e il segnale raggiunge lo spazio senza ostacoli o attenuazioni. Fanno eccezione alcuni satelliti russi della serie Radio Sputnik, che ricevono nella banda dei 21 MHz e trasmettono sui 29 MHz.
Stazioni radioamatoriali sono state installate sulla stazione spaziale Mir, sugli Space Shuttle e nell’odierna Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Molti radioamatori hanno potuto parlare in diretta con gli astronauti; vengono organizzati collegamenti tra scuole e astronauti a scopo educativo.
Antenne e potenze
- Normalmente bastano pochi watt per collegarsi
- A volte sono sufficienti antenne fisse (verticali, turnstile)
- In altri casi si usano antenne direttive con rotor di Azimut e Elevazione per inseguire il satellite nel suo movimento
- Esistono programmi appositi (es. Orbitron) per calcolare i periodi in cui ogni satellite è collegabile dalla propria località geografica
EME — Earth-Moon-Earth (Terra-Luna-Terra)
L’attività EME consiste nel far riflettere un segnale radio dalla superficie della Luna per realizzare collegamenti con località anche molto distanti. L’unico requisito è che la Luna sia visibile da entrambe le stazioni. In pratica si usa la Luna come “specchio” per i segnali radio.
Tecnica e bande
Perché la riflessione sia efficace bisogna concentrare il più possibile il segnale, tenendo conto che il diametro della luna, visto dalla terra, è di appena mezzo grado. Per questo motivo, e per superare l’ionosfera senza problemi, si usano le bande VHF, UHF e SHF:
- A queste frequenze le antenne hanno guadagno maggiore a parità di dimensioni
- Le singole antenne vengono connesse in parallelo per concentrare l’emissione verso la Luna, ottenendo un lobo d’irradiazione ad elevata direttività
- Si usano in genere potenze di trasmissione elevate
Modi usati in EME
Negli ultimi anni i modi digitali JT65 e JT44 hanno reso i collegamenti EME molto più accessibili, essendo particolarmente adatti alla ricezione di segnali a bassissimo livello — anche ben al di sotto della soglia udibile del CW.
Domande tipiche d’esame
- Definisci le modulazioni FM, AM, SSB e i loro vantaggi — descrivere il parametro modulato (ampiezza / frequenza / banda laterale), i vantaggi e gli svantaggi di ciascuna
- Cosa significa indice di modulazione m = 1? — modulazione al 100%, massima efficienza senza distorsione; m > 1 causa sovramodulazione e interferenze
- Dove si usa il circuito di pre-emphasis? — solo nei trasmettitori/ricevitori FM; non in AM, SSB o CW
- Convenzione USB/LSB — sotto i 10 MHz si usa LSB; sopra i 10 MHz si usa USB (convenzione storica, non tecnica)
- Cosa significa EME? — Moon-Earth-Moon (EME): il segnale parte dalla Terra, rimbalza sulla Luna e torna alla Terra
- Vantaggio di potenza della SSB rispetto all’AM — in SSB basta 1/4 della potenza AM per la stessa intelligibilità; i moderni RTX HF sono ottimizzati per SSB (100 W p.e.p.)
- Identificazione modi digitali: FT8 vs PSK31 — FT8 (inventato da Joe Taylor, Nobel per la Fisica, 2017): banda ~50 Hz, segnali sotto il rumore, decodifica automatica; PSK31: modulazione di fase a 31 baud, ~31 Hz di banda, adatto a comunicazioni digitali a lunga distanza in HF
Suggerimenti pratici
- Compressore/limitatore al microfono: circuito di controllo automatico del guadagno che normalizza la profondità di modulazione; evita la sovramodulazione indipendentemente dal volume della voce
- Non usare echo o equalizzatore in SSB: causano “smearing” (allargamento temporale) del segnale ricevuto, rendendo la voce meno intelligibile
- Non parlare troppo vicino al microfono in AM/FM: si rischia di sovramodulare → distorsione e interferenze sui canali adiacenti
- FM non si usa in HF: la banda occupata (~10–16 kHz) supera la spaziatura dei canali HF; FM è usata solo in VHF/UHF
- Modi digitali: il computer gestisce tutto automaticamente — non occorre decodifica audio manuale
- Argomenti non più all’esame: VSB (banda vestigiale delle TV analogiche), M-DSM (anni ‘50–‘60), varianti di fase obsolete già coperte dai modi moderni come FT8