Perché le Microonde Funzionano per la TV Satellitare Ma Non per la Trasmissione Terrestre
La ragione fondamentale per cui le frequenze microonde (circa 1 GHz – 30 GHz, es. Ku-band 12–18 GHz, Ka-band 26–40 GHz) dominano la TV satellitare ma sono assenti dalla trasmissione TV terrestre (che usa VHF 54–216 MHz e UHF 470–608 MHz) deriva dalla fisica della propagazione nell'atmosfera bassa.
Percorso Satellitare: La "Finestra Pulita"
- Percorso: Satellite (GEO, ~35.786 km su) → Spazio (vuoto) → Alta Atmosfera (sottile, secca) → Terra.
- Attenuazione: Negligibile nel vuoto. Nell'alta atmosfera, i picchi di assorbimento di ossigeno e vapore acqueo esistono (es. 22 GHz, 60 GHz), ma le bande DBS standard (Ku/Ka) si trovano in relative "finestre" con bassa perdita (~0.1–0.5 dB/km).
- Linea di Vista (LOS): Garantita dalla geometria. Nessun edificio, albero o collina blocca il percorso (eccetto forte attenuazione per pioggia).
- Guadagno Antenna: Le alte frequenze consentono a piccoli piatti (60–100 cm) di raggiungere alto guadagno (30–40 dBi), focalizzando l'energia strettamente per superare la massiccia perdita di percorso (~200 dB).
Percorso Terrestre: L'Ambiente "Ostile"
- Percorso: Torre → Bassa Troposfera Densa (umida, turbolenta) → Ingombro al suolo (edifici, alberi, terreno) → Ricevitore.
- Attenuazione e Diffusione: Alle frequenze microonde, pioggia, fogliame e materiali edili causano severo assorbimento, perdita per diffrazione e fading multipath. Un segnale a 10 GHz perde ~10-20 dB/km sotto pioggia moderata; l'UHF perde ~0.1 dB.
- Non-Linea di Vista (NLOS): La TV terrestre *deve* funzionare dietro colline, dentro case, in auto in movimento. VHF/UHF diffraggono attorno agli ostacoli (diffrazione a taglio di coltello) e penetrano materiali edili ragionevolmente bene. Le microonde si comportano come la luce — proiettano ombre nette.
- Area di Copertura: Una singola torre VHF/UHF copre un raggio di 50–100 km. Una rete terrestre a microonde richiederebbe un trasmettitore ogni poche centinaia di metri (come le piccole celle 5G), il che è economicamente impossibile per la trasmissione gratuita.
Tabella di Confronto
| Fattore | Satellitare (Microonde) | Terrestre (VHF/UHF) |
|---|---|---|
| Frequenza | 12–40 GHz (Ku/Ka) | 54–608 MHz (VHF/UHF) |
| Perdita Atmosferica | Bassa (alta aria sottile) | Alta (aria bassa densa, pioggia) |
| Penetrazione Ostacoli | Nessuna necessaria (LOS) | Essenziale (edifici, terreno) |
| Dimensione Antenna (Alto Guadagno) | Piccolo Piatto (60 cm) | Yagi enorme (metri di lunghezza) |
| Multipath/Fading | Minimo | Gestito dalla modulazione (COFDM/ATSC 3.0) |
Eccezioni: Collegamenti Microonde Terrestri
Le microonde *sono* usate terrestremente per collegamenti Point-to-Point (P2P) (studio-to-transmitter, backhaul cellulare, reti campus). Questi usano:
- Antenne altamente direttive (piatti) su torri alte.
- Percorsi LOS chiari ingegnerizzati sopra l'ingombro.
- Modulazione adattiva / ACM per combattere l'attenuazione da pioggia.
Conclusione
Le microonde eccellono dove LOS è garantita e sono necessarie alta banda larga/gain direzionale (satellitare, P2P). Falliscono catastroficamente per la ricezione wide-area, NLOS, mobile/portatile richiesta dalla TV terrestre. VHF/UHF rimangono il punto ideale per la trasmissione "uno-a-tutti".