Le microonde sono una parte delle onde radio. Nei collegamenti si confrontano spesso sistemi a microonde con sistemi radio a frequenza più bassa: le differenze utili riguardano propagazione, antenne e risorse di comunicazione. Non esiste una divisione assoluta fra radio lenta e microonde veloci.
Definire frequenza, banda e velocità
Il confine del termine microonde dipende dalla convenzione. Sono frequenti indicazioni approssimative di 300 MHz–300 GHz oppure un limite inferiore di 1 GHz. Non bisogna quindi fermare tutte le onde radio a 300 MHz.
La frequenza portante, la larghezza di banda e la velocità dei dati sono grandezze diverse. Una portante di 10 GHz non significa 10 Gbit/s di dati. La banda occupata si esprime in Hz, il flusso di bit in bit/s.
1. Propagazione e ostacoli
Nel vuoto sia le onde radio di frequenza inferiore sia le microonde viaggiano a c, circa 299 792 458 m/s. Con λ = c/f, a 100 MHz la lunghezza d’onda è circa 3 m, a 10 GHz circa 3 cm.
Molti ponti terrestri a microonde richiedono visibilità e adeguato libero spazio nella zona di Fresnel. Diffrazione, riflessione e attraversamento dei materiali dipendono dalla geometria e dalle proprietà elettriche. Non tutte le frequenze basse attraversano qualsiasi parete.
Metalli e altre superfici possono riflettere radio e microonde; rugosità, orientamento e dimensione rispetto a λ cambiano il risultato. La riflessione può sostenere un percorso oppure creare multipercorso e interferenza.
Pioggia e gas atmosferici hanno effetti dipendenti dalla frequenza. L’assorbimento dell’ossigeno attorno a 60 GHz è un caso specifico, non una perdita identica per ogni microonda. La propagazione ionosferica di certi collegamenti HF segue condizioni differenti.
2. Antenne e dimensione dell’apertura
A parità di apertura fisica e con un’efficienza appropriata, una lunghezza d’onda minore permette maggiore direttività. Un riflettore o pannello può quindi fornire un fascio stretto con dimensioni pratiche per un collegamento fisso.
Esistono però antenne omnidirezionali a microonde e Yagi o array direttivi a frequenze inferiori. Le parole microonde e radio non impongono rispettivamente parabola e omnidirezionalità.
Nel modello di spazio libero in campo lontano, LFS = 20 log10(4πr/λ). A guadagni fissi il termine cresce con la frequenza. Se invece si mantengono aperture fisiche fisse, cambiano anche i guadagni: non è lo stesso confronto.
3. Canali e capacità
Alcune bande a microonde offrono canali ampi utili per trasportare dati. La disponibilità dipende da sistema e piano delle frequenze. Modulazione, codifica, rumore, interferenza e riuso influenzano la capacità effettiva.
Tecniche analogiche e digitali possono operare in diverse bande. Una frequenza più bassa non obbliga all’AM o FM analogica, e le microonde non garantiscono automaticamente un flusso di 10 Gbit/s.
Confronta il traffico utile nelle condizioni previste, non soltanto il massimo di un’interfaccia. Congestione, ritrasmissioni e protocolli incidono sul servizio anche con un buon livello RF.
Segnale, trasmettitore e collegamento
Il segnale è la variazione elettromagnetica; il trasmettitore la genera e alimenta l’antenna. Il collegamento comprende entrambi gli estremi, propagazione, ricevitori e protocolli.
Una tratta terrestre e una satellitare possono entrambe usare microonde. La maggiore latenza di certe rotte satellitari dipende soprattutto dalla distanza e dalla rete, non da una velocità delle microonde inferiore nel vuoto.
Come impostare la scelta
| Dato | Verifica |
|---|---|
| Percorso | Ostacoli, visibilità e margine. |
| Servizio | Banda e canali disponibili. |
| Traffico | Capacità, latenza e disponibilità. |
| Antenne | Diagramma, guadagno e puntamento. |
| Ambiente | Pioggia, rumore e interferenza. |
Le introduzioni NASA alle onde radio e alle microonde chiariscono lo spettro. La scelta finale richiede il bilancio del collegamento concreto, senza percentuali universali di attenuazione attraverso un muro.
