Onde elettromagnetiche nozioni basilari sulla propagazione

Questo sito utilizza cookie, anche di terze parti. Se vuoi saperne di più leggi la nostra Cookie Policy. Scorrendo questa pagina o cliccando qualunque suo elemento acconsenti all’uso dei cookie.I testi seguenti sono di proprietà dei rispettivi autori che ringraziamo per l'opportunità che ci danno di far conoscere gratuitamente a studenti , docenti e agli utenti del web i loro testi per sole finalità illustrative didattiche e scientifiche.

Le informazioni di medicina e salute contenute nel sito sono di natura generale ed a scopo puramente divulgativo e per questo motivo non possono sostituire in alcun caso il consiglio di un medico (ovvero un soggetto abilitato legalmente alla professione).

Onde elettromagnetiche nozioni basilari sulla propagazione

Nozioni basilari sulla propagazione delle onde elettromagnetiche

Che cosa sono le onde elettromagnetiche?

Le onde elettromagnetiche furono teorizzate dallo studioso inglese James Maxwell (1831-1879) senza alcuna esperienza diretta. Egli mise a punto le quattro equazioni che regolano il comportamento delle o. e. basandosi semplicemente sui suoi studi di tipo fisico-matematico.

Fu Heinrich Herzt (1857-1894) che, vent’anni dopo l’intuizione di Maxwell, trovò il modo di riprodurre nella realtà le onde elettromagnetiche attraverso rapidissime oscillazione di una carica elettrica (oscillazioni che per altro erano già state “descritte” da Maxwell). Dopo Hertz l’italiano Guglielmo Marconi trovo il modo di applicare le onde elettromagnetiche alla realtà quotidiana. Egli è infatti conosciuto per aver sviluppato un sistema di telegrafia senza fili che ottenne subito una notevole diffusione: su di esso si basano TV, radio, telefoni portatili e cellulari, telecomandi e molto altro.

Fatta tale premessa è utile quindi sapere che le onde elettromagnetiche sono precisamente delle oscillazioni, tra loro perpendicolari, del campo elettrico e di quello magnetico, le quali viaggiano longitudinalmente ad una direzione di propagazione. Ad ogni cresta (o massimo valore) del campo elettrico corrisponde una cresta del campo magnetico.

Modo di propagazione un segnale elettromagnetico

Tali onde viaggiano nello spazio libero alla velocità della luce (300.000 Km/s), e la distanza che intercorre tra le due creste di un'onda elettromagnetica viene definita lunghezza d'onda.
Molto più spesso viene data come caratteristica di queste onde elettromagnetiche il numero dei cicli che tale onda effettua in un secondo (o se meglio preferiamo il numero delle creste che si presentano in un secondo). Questa grandezza, detta frequenza, viene espressa in Hz.
Sapendo che in un secondo verranno percorsi 300.000 Km, dal numero delle oscillazioni che si manifestano in un secondo si può determinare quale sia l'effettiva lunghezza d'onda espressa in metri (in pratica sappiamo quante creste si presentano in 300.000 Km).

Le due grandezze fondamentali che contraddistinguono le onde elettromagnetiche sono dunque la frequenza e la lunghezza di onda

In natura le onde elettromagnetiche si presentano sotto forma di lunghezze d’onda ( e quindi frequenze ) diversissime

Bande di frequenze e lunghezza d'onda

Le onde elettromagnetiche sono tipicamente continue.

Secondo le vecchie tecnologie sui mezzi trasmessivi transitano onde elettromagnetiche informa continua.

Ma dal computer esce un segnale binario (si dice anche segnale quadrato).

Nella comunicazione tradizionale (quella analogica) il segnale ha quindi bisogno di essere modulato per essere adattato ad un supporto analogico (il doppino telefonico trasporta per eccellenza dati analogici come la voce=segnale sonoro analogico che viene trasformato in onda elettromagnetica da un microfono)

Lo strumento che fa questa operazione è il MODEM, si tratta di un acronimo che deriva da MOdulatore DEModulatore.

Per adattare il segnale il modem aggiunge una onda PORTANTE al segnale quadrato

Sostanzialmente vengono usate tre tecniche di modulazione:

modulazione di frequenza (per velocita' sino a 1200 byte/sec)
modulazione di fase (per velocita' sino a 4800 byte/sec)
modulazione ampiezza (per velocita' superiori)

MODULAZIONE DI FASE

In presenza di un bit a 1 la fase rimane inalterata; in presenza di uno 0 viene invertita la fase dell’onda portante

MODULAZIONE D'AMPIEZZA
Nella modulazione in ampiezza la portante sinusoidale viene fatta variare in corrispondenza del bit a 0 e viene lasciata inalterata in presenza di un bit a 1.

MODULAZIONE DI FREQUENZA
Nella modulazione in frequenza in corrispondenza di un bit a 1 la frequenza della portante rimane inalterata e in corrispondenza di un bit a 0 si raddoppia.

La digitalizzazione

Oggi la tecnologia permette di trasmettere (anche su un semplice doppino telefonico) un segnale in forma digitale. In tal caso il segnale in uscita dal computer non deve essere più modulato. I cosiddetti modem ISDN (Integrated Services Digital Network) e ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) non sono in realtà dei veri e propri modem come abbiamo visto in precedenza ma bensì semplicemente deli adattatori/interfacce con la linea telefonica.

In questo caso è la voce (segnale continuo) che andrà adattato allla trasmissione digitale.

Un onda continua può essere pensata in questo formato

Una tale onda può essere digitalizzata operando un opportuno campionamento

Nella teoria dei segnali il campionamento è una tecnica che consiste nel convertire un segnale continuo in un segnale discreto, valutandone l'ampiezza a intervalli (di tempo, o di spazio, o di qualunque altra dimensione) regolari, in modo che dai valori discreti sia possibile ricostruire il segnale originale. )In parole povere il campionamento consiste nell'andare a "sentire"il valore del segnale analogico in diversi istanti di tempo. La regolarità delle misurazioni si chiama frequenza di campionamento. La frequenza di campionamento di un segnale deve sempre essere almeno doppia della massima frequenza massima contenuta nel segnale da campionare (Teorema del campionamento di Nyquist-Shannon). NB:il tempo di campionamento sia sufficientemente piccolo.

In questo modo ad ogni intervallo di campionamento viene associato un numero (l’ordinata) che viene poi trasmesso in forma binaria.

La trasmissione di un segnale binario avviene attraverso la cosiddetta codifica di Manchester che prevede di applicare differenze di potenziale alternate ai capi della linea per trasmettere i due stati 0 e 1

La larghezza di banda (di una trasmissione, di un segnale o di un canale di comunicazione) è la velocità di trasmissione dell'informazione: nel caso delle comunicazioni digitali la banda si misura direttamente in bit al secondo (più comunemente si usano i suoi multipli: kbit/s, Mbit/s ecc.), mentre per le comunicazioni analogiche la banda si misura in modo indiretto, ed è data dall'intervallo di frequenze occupato dal segnale: per esempio, una comunicazione telefonica analogica occupa le frequenze che vanno da 300 a 3400 Hz, quindi ha una banda di 3100 Hz (cioè 3400 - 300).

Fonte: http://www2.bodoni.pr.it/didrete/MATERIALE5/onde.doc

Sito web da visitare: http://www2.bodoni.pr.it/

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

Nota : se siete l'autore del testo sopra indicato inviateci un e-mail con i vostri dati , dopo le opportune verifiche inseriremo i vostri dati o in base alla vostra eventuale richiesta rimuoveremo il testo.

Parola chiave google : Onde elettromagnetiche nozioni basilari sulla propagazione tipo file : doc

Onde elettromagnetiche nozioni basilari sulla propagazione