La propagazione delle onde radio è il viaggio invisibile che permette a un segnale di raggiungere luoghi lontani, spesso dove il telefono cellulare non arriva.

Immagina di lanciare un sasso in uno stagno. Le increspature si allargano in cerchi sempre più grandi. Le onde radio funzionano in modo simile, ma invece dell’acqua, viaggiano attraverso l’aria e lo spazio. A differenza della luce, che va dritta, le onde radio possono piegarsi, rimbalzare e persino “strisciare” sulla superficie del pianeta. Capire come viaggiano è fondamentale per chi usa ricetrasmittenti, radioamatori o tecnologie come Meshtastic, perché determina se il tuo messaggio arriverà a destinazione o si perderà nel nulla.

I modi principali in cui viaggia un segnale radio

Il modo in cui un’onda radio si propaga dipende quasi interamente dalla sua frequenza. Frequenze diverse si comportano in modi completamente diversi. Esistono cinque modi principali di propagazione.

1. L’Onda di Superficie (Ground Wave)

Questo è il modo più semplice e affidabile per le comunicazioni a breve e media distanza. L’onda viaggia lungo la superficie terrestre, seguendone la curvatura grazie a un fenomeno chiamato diffrazione. Funziona meglio con frequenze basse (sotto i 3-5 MHz) perché le onde lunghe si piegano più facilmente attorno agli ostacoli e alla curvatura del pianeta.

La portata dell’onda di superficie dipende molto dal terreno. L’acqua salata è un conduttore eccellente, permettendo comunicazioni marittime a centinaia di chilometri. Al contrario, un terreno secco e roccioso assorbe molta più energia, riducendo notevolmente la distanza. A frequenze più alte, come quelle VHF (30-300 MHz), l’onda di superficie si indebolisce rapidamente dopo l’orizzonte e diventa trascurabile.

2. L’Onda Ionosferica (Sky Wave)

Questa è la propagazione che permette le comunicazioni a lunga distanza, anche transoceaniche. Il segnale viene inviato verso l’alto, dove colpisce la ionosfera, una fascia di atmosfera composta da particelle cariche (ioni ed elettroni) create dalla radiazione solare. L’onda non viene “riflessa” come da uno specchio, ma rifratta, cioè piegata gradualmente, e rimandata verso la Terra.

La ionosfera non è uniforme. È stratificata in diverse “layer” che cambiano durante il giorno e la notte:

• Layer D (60-90 km): Esiste solo di giorno. Assorbe le frequenze più basse, rendendole inutilizzabili per la sky wave durante il giorno.
• Layer E (90-150 km): Utile per comunicazioni a media distanza. Si indebolisce di notte.
• Layer F (150-600 km): È il layer più importante per le comunicazioni a lunga distanza. Si fonde in un unico strato di notte e si divide in F1 e F2 di giorno.

La frequenza massima che può essere rifratta dalla ionosfera è chiamata MUF (Maximum Usable Frequency). Questa varia continuamente in base all’attività solare, all’ora del giorno e alla stagione. Di giorno si usano frequenze più alte (es. 14-28 MHz), di notte frequenze più basse (es. 3.5-7 MHz) perché il Layer D, che assorbe, scompare.

3. L’Onda Diretta (Space Wave / Line-of-Sight)

È la propagazione tipica delle frequenze alte, come VHF e UHF (es. 144 MHz, 430 MHz, Wi-Fi, 4G). Il segnale viaggia in linea retta tra l’antenna trasmittente e quella ricevente. La distanza è limitata dall’orizzonte visivo, che per un’antenna posta a un’altezza ragionevole è di circa 30-50 km. Per superare questo limite, si possono usare ripetitori posti in altura.

Fenomeni anomali che sorprendono i radioamatori

A volte, la propagazione fa cose strane e permette contatti impensabili.

• Sporadic-E: Durante i mesi estivi, specialmente a giugno e luglio, si formano delle nuvole di ionizzazione molto intense nel Layer E. Queste “nuvole” possono riflettere segnali VHF (come i 50 MHz o i 144 MHz) per centinaia di chilometri, permettendo contatti a lunga distanza che normalmente sarebbero impossibili.
• Ducting Troposferico: In particolari condizioni meteorologiche (spesso in primavera e autunno), si formano delle inversioni termiche nell’atmosfera che creano una sorta di “condotto”. I segnali VHF e UHF rimbalzano tra questi strati e possono viaggiare per centinaia di chilometri oltre l’orizzonte. Questo fenomeno è ben noto anche in aviazione, dove può causare interferenze tra stazioni distanti.

Perché è importante

Che tu stia usando un walkie-talkie PMR446 per parlare con un amico in un bosco, una radio CB per coordinare un lavoro in cantiere, o un nodo Meshtastic per inviare un messaggio di emergenza, il principio è lo stesso. Sapere che le frequenze basse viaggiano meglio di notte e su terreni conduttivi, che le frequenze alte richiedono la linea di vista, e che la ionosfera può aprire “autostrade” invisibili verso l’altro capo del mondo, ti permette di scegliere lo strumento giusto e di capire perché a volte un segnale arriva e altre no.