Introduzione alla Radiofonia Mobile
Il termine "radiofonia mobile" non si limita ai servizi cellulari pubblici come 2G, 3G e 4G, ma abbraccia l'uso di dispositivi radio in veicoli di ogni genere in movimento. Questo include non solo automobili, ma anche motociclette, moto d'acqua e aerei in volo a vista. Nel contesto dei radioamatori, il nominativo viene completato con il suffisso "/mobil" o "/m" per indicare tali applicazioni. Questa definizione, come evidenziato dagli estratti dal "Lessico del Radioamatore" di H. Pietsch, sottolinea l'ampiezza e la versatilità di questo settore.
L'Evoluzione della Radiofonia Mobile VHF
Con l'aumento della motorizzazione e l'introduzione delle prime piccole radio mobili FM commerciali tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70, la radio mobile VHF ha guadagnato una notevole popolarità. L'espansione delle reti di radioamatori ha favorito questo sviluppo, portando alla creazione di una rete di ripetitori che si è sviluppata quasi senza interruzioni. Questa infrastruttura ha permesso di stabilire comunicazioni radio stabili in quasi ogni luogo. Sebbene la comunicazione mobile per radioamatori sia prevalentemente gestita tramite i numerosi ripetitori FM, oltre che sulle frequenze dirette nelle bande 2 metri e 70 centimetri, le nuove modalità di radiofonia digitale, come DMR, D-STAR e C4FM, stanno acquisendo sempre più rilevanza. Inoltre, le numerose stazioni ripetitrici collegate tramite Echolink hanno notevolmente ampliato il bacino d'utenza.
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Le Modalità Operative e i Vantaggi Tecnici
La modulazione di frequenza (FM) ha prevalso sulla modulazione di ampiezza (AM) nella radio mobile per diverse ragioni tecniche. Ad esempio, le fluttuazioni del livello del segnale ricevuto, conosciute come QSB, non hanno quasi alcuna influenza sul volume e sulla qualità audio. Le stazioni radio ripetitrici, a volte chiamate trasponder, sono posizionate in siti elevati e con buona visibilità. Questa strategica collocazione garantisce un notevole aumento della portata per tutte le stazioni utilizzatrici. Sebbene originariamente progettate per la radio mobile, anche le stazioni portatili e fisse beneficiano di questo incremento del raggio di copertura.
Un ripetitore funziona ricevendo i segnali sulla sua frequenza di ingresso e ritrasmettendoli simultaneamente sulla frequenza di uscita, che è sfalsata dello shift standard, a volte definito "passo di duplice". Affinché ciò avvenga, la frequenza di trasmissione della stazione partecipante deve corrispondere alla frequenza di ingresso del ripetitore, e la frequenza di ricezione deve corrispondere alla frequenza di uscita. In modalità inattiva, un ripetitore è in modalità di ricezione e viene attivato in presenza di un tono di sblocco di 1750 Hz, o tramite i sistemi di segnalazione CTCSS (Continuous Tone Code Squelch) o DCS (Digital Code Squelch), così come con il metodo di composizione multifrequenza DTMF.
Il Fascino della Radio Mobile in Onde Corte
Una "variante" della radio in mobile che ha saputo mantenere il suo fascino iniziale è la radio in mobile in onde corte. Raggiungere una collina o una montagna con una posizione HF adeguata e stabilire QSO in tutto il mondo da questa posizione esposta permette di sperimentare, in senso letterale e figurato, quello che era il fascino originale della radiofonia in mobile. Con le apparecchiature attuali, sono possibili tutte le modalità operative e di modulazione di un comune ricetrasmettitore a onde corte, ma la fonia in SSB (Single Sideband) è dominante. Nella banda dei 10 metri, anche a causa delle numerose stazioni ripetitrici presenti, è comune anche l'FM.
Scelta delle Apparecchiature Radio per Veicoli
Nella categoria delle radio mobili VHF, la scelta è vastissima, con opzioni che includono monobanda, duobanda e tribanda, o ricetrasmettitori con gamme ancora più ampie tra i 10 metri e i 23 centimetri a bordo. Questi sono disponibili in diverse classi di potenza e quasi tutte le modalità operative, estendendosi dai monobanda "solo per FM" ai ricetrasmettitori multimodali, comprese le nuove modalità digitali per la fonia. Solo il design molto compatto degli attuali ricetrasmettitori mobili a onde corte permette di alloggiare un dispositivo di questo tipo nella parte anteriore di un'auto. Rispetto ai ricetrasmettitori VHF, il numero di ricetrasmettitori mobili a onde corte è relativamente piccolo. Possono essere installati permanentemente nel veicolo o utilizzati in modo flessibile come ricetrasmettitori portatili o fissi.
Per un uso occasionale in prossimità di una stazione ripetitrice (RPTR urbano) o per un contatto diretto con uno o più veicoli, si possono utilizzare anche le radio portatili mobili. Tuttavia, a causa della bassa potenza, della ridotta efficienza delle antenne elicoidali corte e della schermatura da parte della carrozzeria del veicolo, la portata è limitata. Collegare la radio portatile a un'antenna mobile migliora decisamente la portata. Per evitare che la radio portatile "giaccia libera in auto", esistono anche dei supporti appropriati per i diversi modelli.
I nuovi modelli di auto presentano sfide per il montaggio di apparecchi radio nella zona del cruscotto, data la minore disponibilità di spazio e le coperture estese. Anche il vano a scomparsa, un tempo popolare per l'installazione di radio tramite pannelli fatti in casa, appartiene al passato. Se si guida l'ultimo modello, sarà difficile inserire la radio in un posto ragionevole senza ulteriori interventi. La soluzione più ovvia è montare il pannello di controllo sul cruscotto e collegarlo alla radio remota tramite un cavo di separazione, se esiste un posto diverso per la radio vera e propria e se il cavo può essere posato senza problemi. Se ciò non è possibile, l'ultima risorsa è un microfono con controllo remoto di tutte le funzioni, preferibilmente wireless tramite Bluetooth. In questo caso, il ricetrasmettitore può essere installato nel bagagliaio.
Tipologie di Antenne per Veicoli
Le antenne con un diagramma di radiazione approssimativamente circolare sul piano orizzontale sono definite antenne omnidirezionali. Le antenne omnidirezionali polarizzate verticalmente sono ampiamente utilizzate nel settore commerciale per le stazioni radio mobili. La polarizzazione verticale è comune anche nella radio amatoriale nella gamma FM. Tutte le stazioni ripetitrici amatoriali operano con antenne omnidirezionali polarizzate verticalmente.
Nella forma più semplice, come una cosiddetta "stilo ʎ/4", i radiatori a quarto d'onda sono spesso impiegati nel funzionamento mobile. Il corpo del veicolo fornisce il piano di riferimento necessario. Il gruppo di radiatori a mezz'onda adatti alla radio mobile comprende l'antenna a J (un tempo conosciuta come antenna a morsetto per finestrini con il nome Moba-6K), così come il radiatore a ʎ-5/8 esteso oltre la mezz'onda. Oltre al semplice radiatore a un quarto d'onda, il radiatore a mezz'onda e il radiatore a ʎ-5/8 sono le antenne mobili VHF più utilizzate. Questi dettagli sono estratti dal "Rothammel Antennenbuch", 13a edizione, cap. 28, "Amateurfunkantennen für den beweglichen Einsatz", pagine 698 e seguenti.
Antenne con Base Magnetica: Semplicità e Installazione
Le antenne con base magnetica rappresentano probabilmente il modo più semplice per essere QRV. Il cavo coassiale può essere introdotto nell'abitacolo del veicolo in diversi modi: provvisoriamente attraverso una fessura in un finestrino laterale non completamente chiuso, oppure utilizzando una versione speciale e sottile di cavo che può passare attraverso la guarnizione della portiera chiusa. Una semplice antenna a un quarto d'onda è già fissata in modo sicuro sul tetto o sul cofano del bagagliaio con una piccola base magnetica. Antenne più lunghe con bobine di estensione integrate presentano un carico al vento più elevato e richiedono una base magnetica più ampia o più potente per una tenuta sicura.
Spesso si utilizza un cavo coassiale RG-58 per i pochi metri che separano la base dell'antenna dall'apparato mobile. Tuttavia, è consigliabile, specialmente per garantire una buona schermatura, utilizzare un cavo di qualità superiore con un alto grado di schermatura. Il percorso del cavo coassiale verso l'antenna deve essere scelto con attenzione e non deve essere più lungo del necessario; nella maggior parte dei casi, la lunghezza è compresa tra circa 2 e 3 metri. Per un accoppiamento senza problemi con la base dell'antenna, è vantaggiosa una lunghezza del cavo pari a multipli della metà della lunghezza d'onda moltiplicata per il fattore di accorciamento di 0,66.
Un'antenna a quarto d'onda per la banda 10 metri può essere realizzata con una lunghezza di circa 2,50 metri senza accorciamento. Tutte le altre bande radioamatoriali sotto i 28 MHz richiedono sempre una bobina di carico, che viene inserita alla base o più in alto al centro del radiatore. Dal punto di vista meccanico, si preferisce solitamente la bobina alla base dello stilo; dal punto di vista elettrico, una bobina centrale, con le sue perdite più basse, sarebbe migliore. Mentre i requisiti meccanici possono essere soddisfatti per le lunghezze relativamente brevi delle antenne mobili VHF, la resistenza all'aria, il carico del vento, l'elasticità e la minore tendenza possibile alle oscillazioni giocano un ruolo decisivo. La soluzione elettricamente migliore di un cappello capacitivo è quindi esclusa fin dall'inizio. Questo dimostra già che non può che essere un compromesso tra le proprietà meccaniche ed elettriche. L'efficienza delle antenne mobili KW (onde corte) è di conseguenza bassa, ma può essere parzialmente compensata dal fatto che le antenne mobili possono essere utilizzate in luoghi particolarmente aperti dal punto di vista della propagazione. Per ottenere la massima lunghezza del radiatore senza superare l'altezza complessiva massima consentita del veicolo più l'antenna, è eccezionalmente vantaggioso avere il punto di montaggio più basso possibile, ad esempio sul paraurti posteriore o sul giunto del rimorchio. Ancor più che con le antenne mobili VHF, nella gamma delle onde corte è necessario prestare attenzione a garantire un collegamento a terra elettricamente impeccabile con la carrozzeria del veicolo! Questi dettagli sono anch'essi tratti dal "Rothammel Antennenbuch", 13a edizione, cap. 28, "Amateurfunkantennen für den beweglichen Einsatz", pagine 698 e seguenti.
Opzioni di Montaggio dell'Antenna
L'antenna a quarto d'onda richiede poco spazio. Poiché necessita della carrozzeria come piano di massa, è possibile solo il montaggio diretto al centro del tetto. Dal punto di vista HF, questa è la posizione di montaggio ottimale, ma a parte le auto d'epoca, difficilmente qualcuno vorrà usare un trapano con una fresa a tazza o una punzonatrice su un veicolo moderno. I veicoli più vecchi, invece, avevano spesso un'antenna per l'autoradio installata sul parafango. Questa predisposizione esistente potrebbe essere utilizzata per montare un'antenna mobile VHF, semplificando l'installazione e riducendo la necessità di modifiche invasive.
Alimentazione Elettrica del Ricetrasmettitore Veicolare
Occorre prestare particolare attenzione al cablaggio della radio alla batteria del veicolo. Il funzionamento mobile di una stazione radio in un veicolo impone requisiti speciali all'alimentazione. Soprattutto se si tratta non solo di una radio VHF, ma anche di un ricetrasmettitore HF con una potenza di trasmissione di 100 W. Si dipende da una batteria di bordo (accumulatore) con una capacità sufficiente, di cui si deve garantire la ricarica continua. Una batteria vecchia raggiunge rapidamente i suoi limiti con questo carico aggiuntivo. La presa accendisigari non è assolutamente adatta per il collegamento alla rete di bordo da 12 V. Il suo cavo di alimentazione ha una sezione troppo piccola per correnti di circa 20 A. Nell'uso tedesco, si distingue tra una batteria monouso, non ricaricabile, e una batteria ricaricabile.
Un portafusibile con un fusibile sul filo positivo è inserito di serie nella linea di alimentazione degli attuali apparati radio. Di recente è diventata prassi comune inserire un fusibile anche sul conduttore negativo. È consigliabile installare successivamente un cosiddetto 'monitor di tensione', una protezione elettronica di sovratensione che stacca la tensione di alimentazione quando si superano i 13,8 V e protegge l'apparecchiatura dalla 'morte per sovratensione'. I monitor di tensione e di corrente entrano in funzione in presenza di una sottotensione definita, ad esempio di 9 V, così come quando viene superata la tensione operativa nominale di 13,8 V, e proteggono la stazione oltre al fusibile, che ha un tempo di reazione maggiore.
Una protezione con fusibile a 2 poli dei cavi di collegamento DC sulla linea positiva e negativa è necessaria per i sistemi a bassa tensione DC nei veicoli a motore e sulle imbarcazioni senza un riferimento fisso di terra o di massa, per motivi di sicurezza. Ad esempio, esistono ancora alcuni modelli di auto inglesi (vintage) che, a differenza dello standard mondiale, hanno il polo positivo della batteria collegato a terra. In questi casi, una corrente di cortocircuito potrebbe fluire in modo del tutto privo di protezione, soprattutto attraverso il cavo negativo. In questo caso, i cavi positivo e negativo sono sempre protetti da un fusibile.
I risultati con un calcolatore di cavi, che utilizza come esempi tre diverse sezioni di cavi di uso comune, danno un'idea della caduta di tensione sul cavo di collegamento di un ricetrasmettitore a onde corte. In questo caso, si raccomanda una sezione di almeno 6 mm². Al di sotto, la caduta di tensione aumenta. Il divario tra 4,0 mm² e 1,5 mm² è già molto più grande e mostra che 1,5 mm² è chiaramente insufficiente. Nel caso sia necessario disporre di pochi ampere, anche 1,5 mm² potrebbero bastare. Se la tensione si abbassa notevolmente sotto carico e i display a LED e l'illuminazione della strumentazione diventano più deboli, l'alimentazione ha un problema serio. O la batteria non è sufficientemente carica, oppure è già compromessa. Anche le cadute di tensione sulle resistenze di contatto sono una possibilità. Pertanto, la linea di alimentazione verso l'apparato radio deve essere mantenuta il più corta possibile.
Ergonomia e Sicurezza alla Guida
Le numerose possibilità di distrazione durante la guida sono un tema attuale e di crescente preoccupazione. È quindi fondamentale che il ricetrasmettitore o la sua unità di controllo siano collocati in una posizione ergonomicamente adatta, in modo da consentire all'operatore di "tenere d'occhio il traffico" mentre consulta il display. Le staffe di montaggio girevoli e i supporti per l'unità di controllo permettono di posizionare la radio in modo ottimale sulla plancia o sul cruscotto, migliorando l'accessibilità e minimizzando le distrazioni visive.
I microfoni multifunzione, che consentono anche il controllo delle funzioni più importanti del dispositivo, eventualmente anche in modalità wireless tramite Bluetooth, insieme all'utilizzo di auricolari e, ancor meglio, di un sistema vivavoce, rappresentano un contributo essenziale alla sicurezza stradale. Un altoparlante esterno migliora notevolmente l'intelligibilità dell'audio e, di conseguenza, la sicurezza alla guida. Questo perché l'altoparlante esterno può essere posizionato in una posizione acusticamente ottimale, mentre la posizione del ricetrasmettitore con il suo altoparlante integrato spesso non permette una riproduzione audio adeguata. Se il ricetrasmettitore è installato in un vano chiuso, un altoparlante separato è comunque una necessità per garantire una comunicazione chiara.
È imprescindibile che tutte le installazioni e l'uso delle apparecchiature radio rispettino le normative vigenti in materia di possibili interferenze e radiazioni nell'elettronica di bordo del veicolo. Questo è un aspetto cruciale per prevenire malfunzionamenti di altri sistemi del veicolo e garantire la sicurezza operativa.
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