La ricezione dei canali televisivi parte da frequenze VHF (52 – 68 MHz), (180 – 230 MHz) alle frequenze UHF (470 – 860 MHz). Le antenne vengono costruite per ricevere un’intera banda di frequenze o soltanto una porzione; si parlerà a questo punto di antenne a larga banda e antenne a banda stretta. Le caratteristiche di queste antenne hanno di particolare che le antenne a larga banda risuonano abbastanza bene su tutta la banda di frequenze per la quale sono state costruite e dove presentano un guadagno più o meno costante. Le antenne a banda stretta risuonano soltanto per una fetta di banda di frequenze e presentano un guadagno maggiore rispetto a quelle a larga banda.

La scelta di una delle due antenne dipende in modo particolare dalla distanza tra la residenza e il punto di concentramento dei ripetitori. Se la distanza è di poche decine di Km, conviene utilizzare antenne a larga banda visto che il segnale ricevuto è buono su tutta la banda. Se invece la distanza è notevole occorre usare antenne direttive con alto guadagno. Poiché queste antenne risuonano su una banda stretta, per coprire l’intera gamma occorre aggiungere più di una antenna direttiva.

FUNZIONAMENTO DI UNA ANTENNA

Le antenne sono gli elementi basilari per ricevere qualsiasi segnale radio o televisivo. Di antenne ne esistono di svariati tipi, in ogni caso, l’elemento predominante è il dipolo.

Supponiamo di avere una sorgente che emette un campo elettromagnetico di una certa intensità e una spira posta a distanza "d" dalla sorgente. Ricordiamo che un campo elettromagnetico è costituito da un campo elettrico e da un campo magnetico sfasati di 90°. La spira immersa in questo campo elettromagnetico, diventa sede di una f.e.m.i, ovvero, una tensione anch’essa alternata. Il campo elettrico crea attorno alla spira un campo magnetico secondario. Avvicinando la spira alla sorgente, questi parametri sono sempre più forti e quindi più alta la tensione ai morsetti della spira. Si deduce che l'informazione radio che altro non è che la tensione ai capi della spira, dipende dalla distanza dalla sorgente e dal valore del campo elettromagnetico.

Se appiattiamo la spira essa si riduce ad un componente che viene chiamato dipolo che l'unico scopo di irradiare o ricevere un campo elettromagnetico. Le dimensioni del dipolo non sono dettati a caso ma seguono un criterio di valutazione dipendente dalla lunghezza d'onda della frequenza di ricezione o di trasmissione. Tenendo conto che i segnali radio viaggiano nello spazio alla velocità della luce, si deduce che la lunghezza d'onda è strettamente legata a questo parametro costante e alla frequenza interessata.

Facendo il rapporto tra la velocità della luce e la frequenza in MHz del segnale che si vuole ricevere, si ottiene la lunghezza d’onda della frequenza in questione.

La lunghezza fisica dell’antenna dovrebbe essere teoricamente uguale alla lunghezza d’onda. Adottando questo principio si otterrebbero antenne troppo ingombranti e poco pratiche così si ricorre a sottomultipli della lunghezza d’onda che sono: ½, ¼, ecc.

L’esempio di figura mostra un dipolo aperto equivalente ad un circuito   R-L-C serie. Se la lunghezza è mettà della lunghezza d’onda, esso dovrebbe risuonare alla frequenza F e quindi ricevere o trasmettere un segnale.

Ogni antenna non viene costruita solo per una frequenza ma per una banda di frequenze più o meno larga. Una antenna può essere omnidirezionale se irradia a 360°, direttiva nei due sensi se irradia in avanti e indietro ed infine direttiva in un solo senso se l'irradiazione avviene in una sola direzione.

Un impianto d’antenna professionale fa uso di amplificatori di segnali in quanto non tutti i segnali TV arrivano all’antenna con la medesima ampiezza e si dovrà cercare di riportare a valori accettabili i segnali deboli attraverso appositi amplificatori a banda stretta che vengono chiamati Amplificatori di canale. In una certa banda di frequenza ci possono essere più emittenti il cui segnale è abbastanza debole per essere ricevuto e quindi, per ogni emittente, ovvero, per ogni canale ci sarà un amplificatore in grado di alzare il livello di quel segnale a valori accettabili.

A questo punto occorre equalizzare tutti i segnali con un amplificatore a larga banda munito di miscelatore in modo da avere un’uscita unica per l’ingresso del televisore.

La figura precedente mostra due schemi di impianti: centralino canalizzato e centralino a larga banda.

In ambedue gli schemi, la prima antenna in basso serve a ricevere il primo canale RAI, l’antenna successiva serve a ricevere il secondo canale RAI e l’antenna in alto serve a ricevere una emittente lontana con la necessità di un preamplificatore di segnale.

L’antenna in alto a destra è munita di convertitore di canale e viene utilizzata nel caso in cui una emittente venga ricevuta con forti disturbi in una banda di frequenze mentre in una seconda banda può essere ricevuta con un segnale pulito. Se gli amplificatori di canali sono tutti UHF, è necessario ricorrere ad un convertitore di canale. L’ultima antenna è a larga banda UHF alta e serve per ricevere i canali delle emittenti locali.

Il centralino canalizzato è più dispendioso rispetto a quello a larga banda pur ottenendo gli stessi risultati. Il centralino canalizzato ha il vantaggio di poter variare la singola amplificazione nel caso che l’emittente variasse la sua potenza.

Il cavo di discesa è un cavo coassiale costituito da una calza schermante esterna e ha una impedenza di 75 Ohm e una perdita di ?? dB/m. Questo significa che oltre una certa lunghezza si ha un abbassamento di segnale o una perdita di segnale dovuta all’attenuazione del cavo. Oltre al cavo ci sono altre attenuazioni dovute ai miscelatori, ai derivatori e alle prese; queste ultime si dividono in prese passanti e prese terminali.

L’amplificatore a larga banda è dotato di un potenziometro di regolazione necessario al dosaggio del segnale in uscita. Infatti, in un condominio si verifica che il segnale che arriva all’ultimo piano è senz’altro più forte rispetto al piano terra, fenomeno dovuto alle perdite che sono state citate prima.

Se l’amplificazione viene regolata in maniera da avere un buon segnale al piano terra, si rischia di avere un segnale troppo forte all’ultimo piano tale da mandare in saturazione qualsiasi televisore.

Per risolvere il problema, è necessario ricorrere a degli attenuatori regolabili in modo tale da dosare il segnale in modo eguale per tutti i piani.

IL DECIBEL

Un segnale che attraversa un qualunque dispositivo lineare può subire una amplificazione se il fattore numerico è superiore a 1 o una attenuazione se questo fattore numerico è inferiore a 1.

Invece di usare fattori dimensionali, si usa il decibel come fattore adimensionale tra – 100 e + 100.

Per es. se un amplificatore guadagna 20 dB vuol dire che amplifica 100 volte la potenza. Infatti:

10 log Pu/Pi = 20             log Pu/Pi = 2        Pu/Pi = 10² = 100

IMPIANTO SATELLITARE

In prima analisi la differenza tra trasmissione tv terrestre e satellite è costituita dall’estrema lontananza del satellite, più di 36 mila chilometri, rispetto ad un normale ripetitore tv terrestre che solitamente non dista più di qualche decina di chilometri.

Per questo motivo le trasmissioni satellitari impiegano frequenze di trasmissione elevatissime che richiedono meno potenza per fare più chilometri.

Ciò significa che i segnali della tv satellite quando raggiungono la terra, o meglio l’area di servizio a cui sono destinati, sono talmente deboli da richiedere apparecchiature speciali e sofisticate per la loro "cattura". Tali apparecchiature si possono sintetizzare in quella che è oggi l’antenna parabolica.

La modalità di trasmissione TV terrestre ha un grande difetto, l’estrema sensibilità alle riflessioni. Capita raramente di osservare immagini nitide soprattutto in montagna o al mare. Ciò è determinato dall’estrema vulnerabilità dell’immagine tv in presenza di riflessioni date dalle montagne, da ostacoli di varia natura o dal mare.

Nelle trasmissioni tv satellite per evitare i fenomeni degradanti del lunghissimo percorso dei segnali viene applicata una modalità di trasmissione diversa che non è sensibile ai fenomeni di riflessione ma che richiede maggiori risorse in termini di banda occupata. Infatti un canale tv terrestre occupa normalmente una banda larga circa 8 MHz contro i 27/36 MHz di un canale satellitare. Nonostante ciò la tv satellite si è evoluta senza restringere la banda occupata da un canale.

Queste differenze tra tv terrestre e satellite, rendono incompatibili i televisori ed i videoregistratori con i segnali diffusi via satellite. Per questo motivo non si può collegare l’antenna parabolica direttamente al televisore.

Ci vuole quindi un apparecchio che funzioni da interfaccia tra l’antenna parabolica ed il televisore. Questo apparecchio è il ricevitore satellite.

I componenti dell’impianto

Prima di tutto parliamo dell’antenna. Questa deve essere di tipo parabolico, ovvero deve essere formata da un disco riflettore ed un dispositivo speciale posto di fronte, in una posizione che si chiama "fuoco della parabola".

Questo dispositivo speciale si chiama "LNB" o comunemente "convertitore".

Lo scopo del convertitore è di amplificare i segnali ricevuti da satellite e nello stesso tempo convertirli in segnali aventi un valore di frequenza più basso. Facciamo un esempio: per ricevere i programmi digitali della RAI la nostra antenna deve captare un segnale avente una frequenza pari a 11.804 MHz, tale frequenza all’uscita dell’LNB la ritroviamo notevolmente abbassata e pari ad un valore di 1.204 MHz. Questa frequenza può transitare comodamente e senza problemi in un cavo coassiale e quindi può essere trasferita verso il ricevitore satellite. Diversamente la frequenza di 11.804 MHz è troppo elevata per percorrere un cavo coassiale e quindi non sfruttabile per collegare qualsiasi tipo di apparecchio. Il convertitore è dunque un elemento indispensabile per rendere i segnali ricevuti da satellite completamente fruibili dai restanti apparecchi dell’impianto di ricezione.

Il ricevitore ha il compito è di trasformare i complessi segnali satellitare in normali segnali tv visualizzabili sui comuni televisori. Per compiere questa operazione deve poter sintonizzare i vari canali, elaborarli e trasformarli idoneamente. Visto che tutte queste operazioni richiedono circuiti complessi il tutto viene gestito da un microprocessore centrale interno al ricevitore e controllabile con un telecomando.

Il ricevitore satellite diventa quindi un apparecchio nel quale si deve compiere la sintonia e la successiva memorizzazione di tutti i canali ricevibili da satellite. Diventa quindi indispensabile l’impiego di un telecomando sia per selezionare i canali disponibili sia per compiere altre operazioni aggiuntive.

La figura mostra un semplice impianto satellitare costituito da una antenna parabolica puntata sul satellite con il suo convertitore LNB posto nel fuoco della parabola. Il cavo di discesa porta il segnale al ricevitore satellitare e quindi al televisore attraverso la presa scart.

La figura mostra un semplice impianto misto: antenna UHF e VHF che, attraverso il miscelatore, scende un cavo unico che va all’antenna del televisore. Il segnale SAT scende con un cavo coassiale di buone qualità e va direttamente al ricevitore SAT, da quest’ultimo, attraverso la presa SCART, vengono trasferiti audio e video al TV.

LA TELEVISIONE INTERATTIVA

Il concetto su cui si basa la televisione e internet è quello della ricezione dei segnali televisivi e di usufruire dei servizi multimediali attraverso il satellite o il sistema wireless.

Il sistema, ritenuto all’avanguardia, viene applicato in tutti quegli impianti condominiali dove l’esigenza degli utenti risulta diversa evitando la moltitudine di antenne sparse sui balconi dell’edificio.

TV DIGITALE TERRESTRE

Per ricevere la Tv digitale terrestre l’impianto da realizzare è molto più semplice di quello per la ricezione dei normali segnali televisivi in quanto la strategia di questo tipo di emissione è quella ci concentrare i ripetitori in un solo punto.

Ciò vuol dire che l’intensità di segnale risulta eguale per tutte le emissioni radio evitando così gli amplificatori di canale ed antenne fortemente direttive anche se il sistema è sempre soggetto a fenomeni di riflessioni.

Ecco come si potrebbe presentare un impianto misto in una residenza costituita da piano terra e mansarda. Infatti, abbiamo due linee di discesa: una dedicata all’impianto VHF-UHF, l’altra dedicata all’impianto SAT.