Iniziamo a dire che l’attenuazione A, è il rapporto tra una potenza
uscente da un oggetto, Pu, e la rispettiva potenza entrante, Pe. La differenza
è la potenza persa la quale è somma delle perdite di riflessione ed assorbimento
del materiale.
A = Pu/Pe
L’attenuazione può essere espressa in unità logaritmiche in base 10,
dB, decibel1:
dB = 10 log (Pu/Pe)
Il problema che si pone nel valutare l’entità di attenuazione di una
parete verso la radiofrequenza, è la realizzazione di un modello che simuli
la realtà.
Il caso più semplice è la presenza di un solo fascio radio molto
direttivo, quindi valido per frequenze molto elevate, di cui è noto
il profilo (dimensioni distribuzione densità di potenza) e che “illumina”
la parete senza sparpagliare potenza al di fuori di essa.
Misurando, tramite un ricevitore RX, la potenza ricevuta a valle dell’antenna con e senza
parete, il rapporto di queste due potenze fornirà il valore di attenuazione,
causato dal tipo di materiale e dal suo spessore, al valore di frequenza di
misura2.
A titolo indicativo si riportano nella seguente tabella, gli ordini d
grandezza dei valori dell’attenuazione di alcuni materiali alla frequenza di
1,8 Ghz:
Materiale Attenuazione dB Parete di legno sottile 3 Cartongesso 1.3
Muro sottile, forati 3- 7 Cemento spesso 14-20 Pavimenti/Soffitti 18-23
Con pareti di metallo si possono ottenere attenuazioni considerevoli
(A > 70 db).
Molto più complesso è invece realizzare un modello che simuli la realtà, quando
il segnale filtra nella casa in tutte le direzioni ed attraversa più materiali
differenti che coinvolgono diverse percentuali dell’area del fronte d’onda:
(finestre, muri, solai di legno con traverse in cemento, ecc.).
Il segnale radio subisce numerose “manipolazioni” da parte
dell’ambiente: riflessioni, diffrazione e diversi valori di assorbimento.
Inoltre in questa situazione, con l’antenna ricevente che si trova all’interno
dei muri, l’effetto risultante è che l’antenna riceve la stessa informazione
con più segnali, più o meno ritardati provenienti da diversi cammini multipli
(Multipath). Questi segnali si sommano in fase casualmente e determinano
l’aumento o l’annullamento del segnale stesso3.
Un calcolo attendibile a priori è quasi impossibile non rimane che
il rilievo dei valori per via sperimentale che saranno fortemente variabili
a seconda della posizione del ricevitore all’interno del locale.
Ulteriori notizie possono essere trovate in una precedente risposta:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?numero=7859
Note
- Mentre l’attenuazione, o il guadagno, è un rapporto relativo tra due
grandezze, i dBm rappresentano in scala logaritmica un valore di potenza
assoluta. In pratica sono decibel riferiti alla potenza Po, di un 1mW.
dBm = 10 log (P/Po) Po = 1mW
Sul connettore di uscita di un antenna ricevente, anche se raccogliesse la
sola componente elettrica di un onda elettromagnetica (misurata in V/m),
è sempre
disponibile una potenza elettrica (misurata in W), poiché la tensione
raccolta si chiude
sull’impedenza del ricevitore che sarà adattato alla linea di discesa. Se
sono note le caratteristiche dell’antenna (guadagno, rendimento magnetico
o elettrico) dalla misura di potenza è possibile risalire al valore della
componente elettrica in V/m o magnetica in A/m.
I misuratori di campo
funzionano in questo modo.
I cammini multipli, hanno un effetto distruttivo verso i segnali digitali
a banda larga mentre i segnali analogici subiscono solo un peggioramento
della qualità ricevuta, ma l’informazione non viene persa. Il motivo per cui
la TV digitale è stata diffusa inizialmente con i sistemi satellitari è
dovuto all’assenza di multipath. Nei sistemi di diffusione terrestre si è
dovuto ricercare per oltre un decennio sofisticate modulazioni per ottenere
contromisure efficaci verso questa problematica.