PROPRIETA’ DIELETTRICHE

Allo scopo di stimare gli effetti propagativi dovuti alle superfici terrestre e marina, occorre risolvere vari problemi • Caratterizzare la costante dielettrica complessa in funzione delle proprietà fisiche e della fre- -quenza. La parte reale è legata agli effetti dipolari, mentre la parte immaginaria è dovuta alla conducibilità e alle perdite dielettriche. • Introdurre parametri globali, come il coefficiente di riflessione, e calcolarli in funzione della costante dielet- -trica e della geometria superficiale. • Studiare gli effetti in funzione delle caratteristiche del particolare sistema (es. frequenza, tipo di antenna, tipo di servizio, ecc.

Proprietà dielettriche del terreno Le proprietà dielettriche del terreno dipendono dalle caratteristiche fisiche. Queste ultime sono variabili in funzione della profondità e delle coordinate orizzontali; tuttavia, in prima approssimazione si può supporre il terreno localmente uniforme (nelle direzioni orizzontali) mentre la profondità è in genere sufficientemente piccola da potersi limitare a considerare soltanto gli strati più alti. Le caratteristiche fisiche che influenzano la costante dielettrica sono le seguenti. • Contenuto d’acqua. E’ la variabile più importante, perchè gli effetti dipolari dovuti all’acqua sono molto maggiori di quelli dei materiali sabbiosi o argillosi in cui è dispersa. • Composizione e struttura geologica. Sono poco influenti, e soprattutto indirettamente, in quanto influenzano il modo di penetrare dell’acqua nel terreno. • Frequenza e temperatura. Poichè la è legata a fenomeni di tipo dipolare, e questi hanno una loro inerzia, un aumento della frequenza delle oscillazioni del campo incidente rende più difficili le interazioni dipolari, facendo diminuire gradualmente la . La zona di frequenza in cui avviene questo decadimento è tra 1 GHz e 50 GHz. A temperature più alte, la diminuzione di si manifesta per frequenze lievemente più alte. Per quanto riguarda la parte immaginaria, è consuetudine esprimerla attraverso una conducibilità equivalente . Fino a circa 100 MHz gli effetti conduttivi sono effettivamente dominanti, per cui la è costante con la frequenza. Per frequenze più alte diventano importanti le perdite dielettriche, determinando un aumento della in funzione della frequenza. Anche questo aumento, se aumenta la temperatura, si sposta verso frequenze più alte. • Copertura. In presenza di copertura vegetale, le proprietà del terreno sottostante continuano ad essere dominanti fino a 1 GHz, mentre la copertura impedisce all’onda di raggiungere il terreno per frequenze maggiori di 10 GHz. A frequenze intermedie gli effetti del terreno e della copertura coesistono, dando luogo ad un effetto combinato.

Proprietà dielettriche della superficie marina Essendo l’acqua il costituente principale, le del mare sono notevolmente maggiori di quelle del terreno. Esistono comunque influenze da parte delle variabili fisiche. • Salinità. Influenza notevolmente la conducibilità, mentre è meno importante per la . • Frequenza e temperatura. Gli andamenti generali sono simili a quelli che si hanno per il terreno. La diminuzione della avviene tra 10 GHz e 100 GHz, mentre l’effetto della conducibiltà è dominante rispetto alle perdite dielettriche fino a 1 GHz.

Diagrammi tipici La sottostante figura mostra andamenti tipici della e della in funzione della frequenza, per alcune categorie fondamentali di mezzi naturali. Tali diagrammi, pubblicati dall’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) sono ottenuti mediando tra i risultati di numerose attività sperimentali effettuate in varie parti del mondo. Singole misure su singoli siti possono dar luogo a valori anche sensibilmente diversi.