LA PROPAGAZIONE

DEFINIZIONI FONDAMENTALI-ASPETTI CULTURALI ED APPLICATIVI

Definizioni fondamentali In una definizione generale, la Propagazione è vista come l’insieme delle teorie e degli esperimenti atti a descrivere le modalità con cui le onde elettromagnetiche si propagano in vari tipi di mezzi, naturali e artificiali. Si parla di Propagazione Guidata quando l’onda viaggia lungo strutture rettilinee che sono guidanti per l’onda stessa. Si parla di Propagazione nello spazio libero quando c’`e una struttura (tipicamente un’antenna) che irradia nello spazio ad essa circostante e l’onda viaggia in tale spazio. Molto spesso, come nel caso delle presenti pagine, si fa riferimento alla sola seconda situazione, tenendo conto che lo spazio libero è cosa diversa dal vuoto.

In realtà i mezzi naturali (terreno, mare, atmosfera) e artificiali (edifici, strutture) modifi- -cano apprezzabilmente le proprietà dei campi elettromagnetici. Oggetto della Propagazione (d’ora in avanti si sottointenderà nello spazio libero) è lo studio di tali modifiche e degli effetti sistemistici da esse prodotti.

Aspetti culturali e applicativi Lo studio dei problemi di propagazione ha finalit`a ingegneristiche, in quanto tali problemi sono connessi alla progettazione dei sistemi utilizzanti le onde elettromagnetiche, tipicamente per telecomunicazioni, radar, telerilevamento. In molti casi, specialmente nell’industria manifatturiera, il concetto di progettazione è legato alla pianificazione di trasformazioni materiali. In altri casi, invece, il contesto materiale è scarsamente modificabile a causa di limiti fisici e/o di vincoli ambientali e di sicurezza, per cui il progettista deve ottimizzare il proprio sistema tenendo conto del contesto dato. La Propagazione è tipicamente legata a questa seconda tipologia di problemi. La rotondità terrestre, la presenza di rilievi ed edifici, la composizione atmosferica, il ricor- -rere di eventi piovosi, la presenza del plasma ionosferico a quote alte, ecc. sono elementi su cui il progettista non può intervenire direttamente per modificarli a fini operativi. Deve, invece, conoscerli a fondo nella loro natura e nella loro variabilità spazio-temporale in modo da ottimizzare le proprie scelte. Tali scelte riguardano la collocazione e le caratteristiche delle antenne, la frequenza di utilizzo, la potenza da trasmettere, le modalità trasmissive, l’eventuale uso di tecniche atte a mitigare i problemi. Obiettivo è quello di ottenere la migliore coesistenza tra i sistemi da progettare e il contesto ambientale dato. Un altro aspetto culturale della Propagazione (sempre intesa nello spazio libero) è il forte legame con le caratteristiche territoriali del contesto in cui si opera e le variabilità stagionali. Nei problemi di Propagazione guidata, questi aspetti hanno una rilevanza molto minore: la progettazione di sistemi in cavo, in guida d’onda o in fibra ottica presenta problematiche poco dipendenti da fattori ambientali e climatici. Nella Propagazione in spazio libero, invece, esistono numerosi aspetti legati al contesto ambientale. Ad esempio, la progettazione di sistemi di telecomunicazioni in ponte radio o via satellite è influenzata dalle caratteristiche atmosferiche del sito in cui si dovrà operare. Anche le proprietà del suolo, quali umidità, rugosità, presenza di vegetazione, possono avere notevole influenza. Nelle zone urbane la propagazione è fortemente influenzata dalle particolari caratteristiche metropolitane (densità, forma, altezza media degli edifici). Gli effetti propagativi sono spesso locali, e non ripetibili in altre zone del nostro pianeta e/o in diverse situazioni stagionali. Scopo applicativo della Propagazione è quello di fornire al progettista modelli di previsione delle modificazioni introdotte dai vari mezzi. Generalmente si utilizzano fattori correttivi che esprimono le variazioni che l’onda subisce rispetto all’ipotesi di riferimento di propagazione nel vuoto. Scopo dei modelli è quello di legare i fattori correttivi a variabili misurabili. Il legame può essere più o meno deterministico o statistico, a seconda della natura del problema.