Perché i satelliti sono concavi? La fisica dei riflettori parabolici
La forma concava (parabolica) di un satellite non è estetica — è ottica di precisione per onde radio. Mette a fuoco segnali deboli da un satellite a 22.000 miglia di distanza su un minuscolo feedhorn. Ecco come.
La geometria: proprietà della parabola
Una parabola riflette tutti i raggi paralleli in arrivo a un singolo punto focale. I satelliti sono così lontani che i loro segnali arrivano come onde parallele. Il piatto li raccoglie sulla sua apertura (60–120 cm) e concentra l'energia al fuoco.
Percorso del segnale
- Il satellite trasmette ~20–50 W diffusi su un continente.
- Il fronte d'onda colpisce il piatto — raggi paralleli sulla superficie.
- Riflessione: Ogni raggio rimbalza con angolo di incidenza = angolo di riflessione → converge al punto focale.
- Feedhorn al fuoco cattura il segnale concentrato (efficienza apertura ~60–70%).
- LNB (Low-Noise Block) dietro il feedhorn: amplifica (50–60 dB), downconverte (Ku-band 10.7–12.75 GHz → L-band 950–2150 MHz), invia via coax al ricevitore.
Perché non piatto? (Confronto guadagno)
| Tipo antenna | Guadagno (dBi) @ 12 GHz | Dimensione piatto equivalente |
|---|---|---|
| Isotropico (punto teorico) | 0 | — |
| Piastra piatta (stessa area di piatto 60 cm) | ~15 | — |
| Piatto parabolico 60 cm | ~35 | 20 dB in più = 100× potenza |
| Piatto parabolico 1,2 m | ~41 | 100× in più del 60 cm |
Senza la curva parabolica, ti servirebbe un pannello piatto 100× più grande per lo stesso segnale.
Offset vs Prime Focus
- Prime Focus (Simmetrico): Feed al centro. Blocca 5–10% apertura. Usato in grandi stazioni di terra.
- Offset (Asimmetrico) — Piatti domestici: Feed al bordo inferiore. Nessun blocco, pioggia/neve scivolano via, montaggio a muro/palo più facile. La curva è una sezione di una parabola più grande.
Implicazioni pratiche
- L'allineamento è critico: errore 0,1° = perdita 3–6 dB. Usa un misuratore di segnale, non "sembra puntato".
- Precisione superficie: Ammaccature/deformazioni > λ/16 (~2 mm a 12 GHz) disperdono il segnale. Non appoggiarti sul piatto.
- Neve/ghiaccio: Cambia la forma → perdita. Esistono piatti riscaldati per climi rigidi.
- Multi-sat (DiSEqC): Un singolo piatto può colpire 2–3 satelliti se distanziati ≤6° (es. 101°/110°/119°) — array di feedhorn al piano focale.
Curiosità
La stessa matematica mette a fuoco la luce in torce, fari auto, forni solari e specchi telescopici. Un piatto satellitare è solo un radiotelescopio per il tuo salotto.