Energia del Trasmettitore Radio: Potenza di Ingresso vs. Potenza Irradiata
La trasmissione radiofonica implica la conversione di energia elettrica in radiazione elettromagnetica. Comprendere la relazione tra energia di ingresso e di uscita è fondamentale per la progettazione del sistema.
Energia di Ingresso (Potenza Elettrica)
- Sorgente: DC (batteria) o AC di rete (tramite alimentatore) → rail DC del trasmettitore.
- Misurazione: Watt (W) – potenza di ingresso DC = Voltaggio × Corrente assorbita dal trasmettitore.
- Determinanti: Frequenza di esercizio, potenza di uscita desiderata, classe del trasmettitore (A, AB, D, E, F), efficienza.
- Efficienza tipica: Classe A: 20–30%; Classe AB: 50–65%; Classe D/E/F: 80–95%.
Energia di Uscita (Potenza RF Irradiata)
- Misurazione: Watt (W) – potenza di uscita RF (portante o PEP per SSB).
- Equazione chiave:
P_out = P_in × η × G_antenna(semplificato; η = efficienza PA, G = guadagno antenna). - Guadagno antenna: Concentra la radiazione nella direzione desiderata (dBi/dBd). Non crea potenza – la ridistribuisce.
- ERP/EIRP: Potenza Radiante Effettiva (rispetto a dipolo) / Potenza Radiante Isotropica Equivalente – i limiti normativi sono spesso espressi in questo modo.
Sommario del Flusso Energetico
- Energia elettrica in ingresso (watt DC).
- L'amplificatore di potenza converte in RF (efficienza η).
- Perdite del cavo di alimentazione (coassiale: 0.5–3 dB tipico).
- L'antenna irradia (il guadagno focalizza, le perdite dissipano come calore).
- Le onde elettromagnetiche si propagano – l'energia si diffonde secondo la legge del quadrato inverso.
Esempio Pratico
100 W DC in ingresso → PA Classe D (90% efficiente) → 90 W RF → Cavo coassiale (1 dB di perdita = 79 W) → Antenna (3 dBi di guadagno = 158 W ERP). La portata dipende dalla frequenza, dal terreno e dalla sensibilità del ricevitore.
Nota Normativa
FCC/Ofcom/CEPT limitano la potenza di uscita del trasmettitore e/o l'EIRP per servizio (CB, radioamatori, Wi-Fi, cellulare, trasmissione). Superare i limiti è illegale.