UNICUSANO LAB - INGEGNERIA E RICERCA
I.P. A CURA DELL’UNIVERSITÀ NICCOLÒ CUSANO E DI SPORTNETWORK
Così l’auto ascolta il mondo esterno
Gli ingegneri di Unicusano Lab forniscono una panoramica sulle antenne utilizzate per la ricezione dei segnali AM e FM
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egli ultimi anni abbiamo assistito a un incremento significativo dei dispositivi elettronici a bordo delle automobili con lo scopo di fornire servizi sempre più avanzati e di migliorare la sicurezza alla guida. Ciascuno di questi sistemi, a partire da quelli convenzionali fino a quelli più avanzati, richiede la presenza di una o più antenne in grado di trasmettere e ricevere segnali su portante elettromagnetica. Dati i diversi requisiti di ciascun servizio, il numero di antenne a bordo delle nostre automobili e la relativa complessità sono in continuo aumento. In questo articolo, ci concentriamo sulle antenne utilizzate per la ricezione dei segnali AM e FM. In tempi passati, l’antenna maggiormente utilizzata per la ricezione dei segnali AM e FM è stata il cosiddetto monopolo in quarto d’onda. Tale antenna è costituita da un sottile cilindro metallico (eventualmente retrattile) di lunghezza pari a un quarto della lunghezza d’onda di interesse - circa 75 centimetri, se si considera la frequenza centrale
della banda FM. Tale antenna è generalmente posta al centro del tetto del veicolo in modo da ottimizzarne le prestazioni e minimizzare la presenza di ostacoli che ne comprometterebbero il funzionamento ottimale. Le antenne a monopolo hanno il vantaggio di avere diagramma di radiazione quasi omnidirezionale sul piano orizzontale consentendo la ricezione del segnale utile indipendentemente dalla posizione del veicolo rispetto alla sorgente. Le antenne filari sono tutt’oggi ancora utilizzate per la ricezione dei segnali AM e FM. La loro lunghezza, tuttavia, è inferiore a quella del monopolo in quarto d’onda e può arrivare anche al di sotto dei 20 centimetri. Per compensare la perdita di efficienza dell’antenna dovuta alla ridotta lunghezza, si utilizzano degli amplificatori a basso rumore collegati direttamente all’ingresso dell’antenna. Un’altra possibilità per ridurre la lunghezza dell’antenna mantenendo un’elevata efficienza e un diagramma sufficientemente omnidirezionale, è quella di ricorrere
ad antenne a elica composte da un filo metallico avvolto su stesso. Regolando in modo opportuno la distanza tra due avvolgimenti consecutivi dell’elica, si possono ottenere antenne più corte e/o antenne multibanda, in grado di coprire anche le frequenze delle moderne trasmissioni radio digitali. Un altro tipo di antenna utilizzata per la ricezione dei segnali radio AM e FM sono le cosiddette glass antenna composte da sottili filamenti interposti tra gli strati di vetri del lunotto posteriore. Tali antenne hanno il vantaggio di non influenzare l’aerodinamica del veicolo ma, a causa della forte interazione con il corpo dell’automobile, hanno un diagramma di radiazione complesso con alcune direzioni privilegiate rispetto ad altre. Come svantaggio, pertanto, si potrebbero riscontrare delle direzioni attorno al veicolo in cui la corretta ricezione del segnale non è garantita. A cura del dott. Alessio Monti Docente di Antenne e Microonde Università Niccolò Cusano