^{Le antenne omnidirezionali, invece, hanno il vantaggio di ricevere da più direzioni contemporaneamente, al prezzo di un minore guadagno, e vengono utilizzate per le stazioni mobili o quando non si sappia in anticipo dove si troverà il corrispondente. Degli esempi nella vita di tutti i giorni sono dati dalle antenne dei telefoni cellulari e da quella dell'autoradio.}

^{ORIGINE DEL TERMINE "ANTENNA"}

^{La parola "antenna" che oggi usiamo così comunemente proviene dai primi esperimenti di Guglielmo Marconi. Deriva infatti dalla stessa parola marinaresca che indica il lungo palo, trasverso rispetto all'albero, che sostiene in alto la vela.
L'estensione dal significato originale è dovuta allo stesso Marconi (il cui padre desiderava per lui una carriera in marina) quando osservò che, appendendo uno dei due terminali dell'oscillatore (all'epoca un cubo o una sfera di ferro stagnato) su un alto palo, i segnali trasmessi e ricevuti potevano coprire distanze molto maggiori. Iniziò così, in contrapposizione al "terminale a terra", a indicare quello in posizione sopraelevata detto "antenna".}

^COSTRUZIONE

^{Ai fini di una migliore ricezione abbiamo costruito le antenne scolastiche seguondo principi precisi e ben definiti.}
 

^{L'apertura è la forma della sezione trasversale nella direzione del massimo guadagno e ha quindi due dimensioni. (talvolta l'apertura è espressa come raggio del cerchio che approssima questa sezione trasversale o l'angolo del cono).}

^RADIOAMATORI

^{Ai fini della ricezione di dati ed immagini dai satelliti orbitanti intorno alla terra è stato necessario allestire una stazione radioamatoriale all'interno dell'edificio scolastico.}

^{CHI SONO}

^{Il radioamatore in gergo OM che sta per Old Man o HAM (a sua volta acronimo di Hertz, Armstrong e Marconi) è una figura che non va assolutamente confusa con l'appassionato di CB, ovvero banda cittadina. Le differenze sono dettate dal fatto che il radioamatore è uno sperimentatore e per operare come tale deve necessariamente dare prova della sua competenza al Ministero delle Comunicazioni superando un esame scritto. Ciò è necessario in quanto il radioamatore è abilitato all'uso di apparecchiature prive di certificazione da parte di terzi. Egli stesso potrà quindi progettare, modificare o costruire ex novo i propri apparecchi entro le specifiche tecniche assegnate dal Ministero. Ottenuta quindi la dovuta abilitazione (patente) con il superamento degli esami, se non sussistono elementi pregiudizievoli sulla persona (ad esempio importanti precedenti penali), è possibile ottenere dallo stesso Ministero l'autorizzazione a trasmettere (una volta chiamata Licenza; ora Autorizzazione Generale). La stazione che in questo modo si è autorizzati ad impiantare ed a esercitare (diversamente il solo possesso costituirebbe reato) è identificata in tutto il mondo in maniera univoca da un nominativo. Il nominativo viene assegnato dal Ministero delle Comunicazioni ed identifica la stazione ed il suo titolare, come la targa di un'automobile identifica il suo proprietario.}

^{SATELLITI RADIOAMATORIALI}

^{Le associazioni radioamatoriali di vari paesi hanno messo in orbita, già da qualche decennio, dei piccoli satelliti artificiali ad uso radioamatoriale. La progettazione è stata in genere demandata a radioamatori che sono anche ingegneri e progettisti, con l'aiuto di molti semplici appassionati, e le ingenti spese di lancio sono state coperte da raccolte volontarie di fondi tra tutti i radioamatori del mondo.}

^{I satelliti radioamatoriali funzionano un po' come dei ripetitori posti nell'orbita terrestre. Da terra si trasmette su una certa banda ed il satellite lo ritrasmette su un'altra, dove può essere ricevuto a grande distanza. Le bande utilizzate sono in genere nelle VHF, UHF ed SHF, perché a queste frequenze la ionosfera è trasparente e il segnale può quindi raggiungere lo spazio senza ostacoli o attenuazioni. Fanno eccezione alcuni satelliti russi della serie Radio Sputnik, che ricevono nella banda dei 21 MHz e trasmettono sui 29 MHz.}

^{Stazioni radioamatoriali sono state anche presenti nella stazione spaziale Mir e sugli Space Shuttle, mentre ne esiste una anche nella odierna Stazione Spaziale Internazionale. Molti radioamatori hanno quindi potuto avere l'emozione di parlare in diretta con un astronauta o cosmonauta. Sono anche organizzati collegamenti tra scuole medie e superiori e gli astronauti nello spazio, a scopo educativo.}

^{Normalmente basta una potenza di pochi watt per collegarsi via satellite. A volte bastano delle antenne fisse, mentre in altri casi vanno usate delle antenne direttive, che devono inseguire il satellite nel suo movimento attraverso il cielo.}

^{La frequenza su cui si trasmette determina la lunghezza d'onda, normalmente identificata dalla lettera greca λ (lambda). È calcolabile, espressa in metri, facendo la divisione tra 300.000 (km/s = velocità della luce) e la frequenza espressa in kHz. Ad esempio 300.000 / 3.750 kHz dà come lunghezza d'onda 80 metri esatti e proprio per questo la banda che va da 3,5 a 3,8 MHz viene chiamata banda degli "80 metri". Se si preferisce, si può fare la divisione equivalente tra 300 e la frequenza espressa in MHz.}

^{Per effettuare il collegamento tra radio e antenna si usa nella maggior parte dei casi del cavo coassiale. La radio, il cavo coassiale e l'antenna devono avere la stessa "impedenza caratteristica" e solo in questo caso si ottiene il massimo trasferimento di potenza (dalla radio all'antenna in trasmissione e dall'antenna alla radio in ricezione). L'impedenza assunta oggi come standard per i ricetrasmettitori è pari a 50 Ohm, diversa da quella degli impianti televisivi, che è invece di 75 ohm.}

^{È il caso di osservare che mentre il trasmettitore ha dei problemi (osservabili e facilmente misurabili) se la potenza erogata non arriva tutta all'antenna (riscaldamento, emissione di interferenze), la stessa cosa avviene per il segnale che arriva dall'antenna e che sarebbe utile arrivasse tutto al ricevitore. L'adattamento d'impedenza è dunque importante sia per il ricevitore che per il trasmettitore.}

^RICEZIONE

^{La ricezione di dati dai satelliti necessita uno studio approfondito del sistema di trasmissione e del momento e condizioni favorevoli all'acquisizione dei dati.}

<sup>Conducendo dal satellite le semirette tangenti alla sfera terrestre, su di essa s'individua un cerchio minore che rappresenta la linea dell'orizzonte geometrico del satellite. 
La porzione di superficie terrestre, racchiusa da tale linea, rappresenta l'area d'acquisizione o di copertura ossia l'area entro la quale si possono captare gli eventuali segnali trasmessi dal satellite. Tale area è anche ovviamente la frazione di superficie terrestre visibile o "fotografabile" dal satellite. 
A tale scopo si utilizzano programmi di tracking che sulla base dei kepleriani, dati aggiornati sulla posizione del satellite, sono in grado di calcolare i futuri passaggi utili e fornire informazioni sull'orientamento delle antenne. 
La maggiore risoluzione che è possibile ottenere è quella di alcuni satelliti militari che riescono a "fotografare" dettagli in alta risoluzione quali le targhe delle macchine.

Le zone polari della Terra non sono osservabili dai satelliti geostazionari; analogamente, gli osservatori terrestri situati in tali aree non possono ricevere i segnali emessi dai satelliti.
L'area utile, in realtà, è minore di quella indicata per i seguenti motivi:</sup>

• ^{Le zone fotografate presentano ai bordi un grado di definizione molto basso a causa della forma sferica del globo terrestre. Le maggiori definizioni, intese come i più piccoli particolari visibili sulla superficie terrestre, si hanno nella zona equatoriale dove i raggi luminosi incidono perpendicolarmente alla superficie.}

• ^{La ricezione dei segnali è molto più difficoltosa quando il satellite è in prossimità dell'orizzonte. In tal caso, infatti, le onde elettromagnetiche devono attraversare uno spessore di ionosfera e d'atmosfera maggiore rispetto a quello che si ha quando i segnali provengono da una direzione quasi perpendicolare alla superficie terrestre.}

^{I dati e le immagini ricevute dai satelliti sono di due tipi:}

• ^{APT analogico (Automatic Picture Trasmission) il sistema di diffusione a bassa risoluzione, 8 bit (256 livelli di grigio), con duplice immagine linearizzata di cui una all'infrarosso e l'altra al visibile;}

• ^{HRPT digitale (High Resolution Picture Trasmission) il sistema che trasmette a piena risoluzione, 10 bit (1024 livelli di grigio), tutti e 5 i canali spettrali generati dal radiometro di bordo, due al visibile e tre all'infrarosso. Combinandoli opportunamente è possibile ottenere anche immagini a colori reali.}

^{STAZIONE RICEVENTE}

^{Da terra possono essere facilmente ricevute le immagini e i dati trasmessi dai satelliti. Per quanto detto precedentemente sull'orbita polare, è necessario conoscere la posizione del satellite nel cielo per sapere quando sarà acquisibile. A tale scopo si utilizzano programmi di tracking che sulla base dei kepleriani, dati aggiornati sulla posizione del satellite, sono in grado di calcolare i futuri passaggi utili e fornire informazioni sull'orientamento delle antenne un chiaro esempio è il software a disposizione dell'istituto denominato "STK". Altro software necessario è quello di decodifica del segnale ricevuto, che traduce i dati inviati dal satellite in immagine utilizzando la scheda audio del PC per l'acquisizione.} 

^{La parte più complessa e costosa è ovviamente quella hardware. Occorre un buon ricevitore FM in grado di coprire le frequenze da 134 a 140 MHz circa e del cavo coassiale di buona qualità, meglio se a bassa attenuazione. A questo si deve aggiungere il seguente materiale:}

• <sup>ricezione APT
  - Antenna omnidirezionale per satelliti polari o antenna direttiva con relativo sistema di elevazione e rotazione. Nel primo caso può essere utilizzata una normale antenna verticale che consente però l'acquisizione solo quando il satellite si trova nella parte bassa del cielo; un dipolo incrociato permette la ricezione di tutto il passaggio ma non ha un grande guadagno; i migliori risultati si ottengono con antenne di tipo quadrifilare. Nel secondo caso si utilizzano antenne di tipo yagi, si riceve un buon segnale ma la necessità di un sistema di movimentazione rende tutto più costoso e complicato da controllare.
  - Preamplificatore di segnale montato direttamente sotto l'antenna che permette di eliminare i problemi di attenuazione dovuti al cavo di discesa. Può essere omesso se la tratta di cavo è breve.</sup>

• <sup>ricezione HRPT
  - Antenna parabolica di circa 1 m di diametro con illuminatore per i 1700 MHz a polarizzazione circolare destrorsa.
  - Sistema di elevazione e rotazione dell'antenna per l'inseguimento del satellite controllato preferibilmente in automatico dal programma di tracking.
  - Converter, con preamplificatore integrato, che trasla il segnale dai 1700 MHz a circa 135 MHz, frequenza adatta al ricevitore utilizzato.</sup>

^{CARATTERISTICHE TECNICHE DEL SISTEMA IMMAGINI}

APT
Polarizzazione	Circolare destrorsa
Modulazione	Analogica FM
Deviazione	+/- 17 kHz
Sottoportante	2400 Hz
Modulazione sottoportante	AM 87%, Max=bianco
Linee al minuto	120
Indice di cooperazione	576, Risoluzione uniforme di 4 km
Potenza TX	5 watt
Le trasmissioni APT non hanno segnale di start e di stop, ma una frequenza di sincronismo che permette al software di acquisizione di ricevere correttamente l'immagine.

 

HRPT
Polarizzazione	Circolare destrorsa
Modulazione	Digitale PSK
Indice di modulazione	+/- 67.3°
Bit rate	665400 bps
Frame rate	6 linee al secondo
Bit per parola	10
Bit per linea	11090
Linee per frame	1
Parole per una immagine per linea	2048
Numero di canali	5

 

^{FREQUENZE SATELLITI METEREOLOGICI}

^{La ricezione avviene collegando l'apparato di ricezione direttamente sulla frequenza del satellite da cui si desidera ricevere dati.}

^{SATELLITI POLARI}

ANALOGICO
Satellite Frequenza (MHz) Modo
NOAA 15 		137.500 APT
NOAA 17 		137.620 APT
NOAA 18 	       	137.100 APT
Meteor 2-21 	       137.850 - 137.400 APT
Meteor 3 		  137.850 APT
Okean 4 		 137.000 APT
Sich 1 			    137.400 APT
DIGITALE
Satellite Frequenza (MHz) Modo
NOAA 12 		1698.0 HRPT
 				1691.0 WEFAX/LRIT
NOAA 14 		1707.0 HRPT
NOAA 15 		1702.5 HRPT
NOAA 16 		1702.5 HRPT
NOAA 17 		1707.0 HRPT
NOAA 18 		1698.0 HRPT
FengYun 1C 	      1700.4 CHRPT
FengYun 1D 	      1700.4 CHRPT
Seastar 		   1702.5 SeaWifs

^{SATELLITI GEOSTAZIONARI}

Europa e Africa
Satellite Dati
Meteosat 7 	HRI 1694.5 MHz, Wefax 1691 e 1694.5 MHz
Meteosat 6 	HRI 1691 MHz