I Modi di Emissione
Il modo più classico per operare un collegamento radio è la fonia; la trasmissione può avvenire in vari modi: FM, AM, LSB, USB.....
Si possono però anche stabilire collegamenti sfruttando la tecnologia digitale (tramite computer) nei seguenti modi: SSTV (Slow Scan TeleVision), ATV (Amatorial TeleVision), RTTY (Radio Tele Type), PSK (evoluzione dell'RTTY); meno comunemente si usano AMTOR, FEQ, PACTOR, GTOR, FAX.
Ma il modo sicuramente più caratterizzante e specifico del radioamatore (in gergo OM = Old Man) è la TELEGRAFIA, il modo che in maggior misura avvicina i radioamatori di tutto il mondo, e dal punto di vista tecnico e dal punto di vista linguistico.
L' ultimo ma importantissimo modo di trasmissione digitale è il PACKET , che sfrutta una rete di computer collegati fra di loro via etere in tutto il mondo.
Le bande di frequenza assegnate ai radioamatori sono piuttosto limitate rispetto al numero elevato degli utilizzatori, per cui è sempre stato ritenuto indispensabile cercare di ridurre al minimo lo spazio occupato da ogni singola emissione, pur assicurando un'efficace ricetrasmissione del segnale (e quindi dell'informazione ad esso associata).
Si dice Banda passante lo spazio in frequenza occupato da un segnale radio. Più stretta è la banda passante, migliore è la selettività dell'apparato ricevente e maggiore il numero di stazioni che possono operare contemporaneamente in una delimitata porzione dello spettro di frequenza utilizzabile senza causare interferenze reciproche.
Le tipiche larghezze di banda indicate da ITU e IARU sono le seguenti:
Modo di emissione |
Banda passante |
Classe di emissione |
Telegrafia CW |
200 Hz |
A1a |
Telescrivente RTTY |
500 Hz |
J1, J2, F1 |
Digitale |
500 Hz |
F1, F2, J2 |
Digitale |
2700 Hz |
F1, J2 |
Televisione SSTV |
2700 Hz |
F, J |
Fonia SSB |
2700 Hz |
J3e |
Fonia FM |
6000 Hz |
F3e, F2d |
Fonia AM |
6000 Hz |
A3e, H3e |
Per quanto riguarda la Telegrafia (CW = Continuous Wave - onda continua) si tratta di un'onda portante con impulsi brevi (punti) o lunghi (linee) corrispondenti alla codifica in codice Morse. Il cw occupa una banda passante molto stretta ed offre quindi ad un maggior numero di stazioni di operare in ristretti spazi di frequenza.
Altri vantaggi del cw sono la semplicità tecnica e progettuale dei ricetrasmettitori per sola telegrafia e la notevole penetrazione dei segnali in cw attraverso interferenze di ogni tipo che rende possibile operare in condizioni estreme dove altri modi di emissione falliscono.
Il modo Telescrivente RTTY (Radio Tele TYpe) è un sistema di comunicazione con lettura diretta dei
caratteri trasmessi utilizzando due frequenze convenzionalmente indicate come "mark" e "space" la cui differenza in frequenza (shift) è definita convenzionalmente dai radioamatori in 170 Hz,
mentre altri servizi commerciali utilizzano shift differenti. Nelle trasmissioni RTTY si utilizza il codice Baudot a 5 bit, oppure codice ASCII a 7 bit. Negli ultimi decenni al sistema base
RTTY si sono aggiunte nuove implementazioni denominate AMTOR (AMateur Teleprinting Over Radio) e PACTOR (PACket Teleprinting Over Radio).
I sistemi di ricetrasmissione digitale sono tanti e subiscono delle continue evoluzioni. Il PSK31 è un metodo di modulazione in cui i dati binari sono codificati come cambiamenti di un tono audio (shift). Il computer invia i segnali in PSK31 alla radio attraverso una interfaccia e la radio li trasmette via etere in SSB. Il PSK è molto simile al traffico RTTY.
La modalità Televisione a scansione lenta SSTV (Slow Scan TeleVision) è un metodo analogico usato per inviare immagini compatibilmente con la limitata occupazione di banda passante, quindi a "scansione lenta". Il sistema pertanto non consente la visione di immagini in movimento veloce. Negli anni passati un apparato molto usato per SSTV era il ROBOT. Oggi si possono usare nuovi sistemi digitali come DIGTRX 3.11.
La Fonia SSB (Single Side Band o Banda Laterale Unica) è il sistema di emissione più usato nelle onde corte e consiste nella soppressione dell'onda portante e di una delle due bande laterali. La emissione risultante viene definita LSB (Lower Side Band o Banda Laterale Inferiore) e viene usata nelle gamme dei 160 - 80 e 40 metri. La emissione USB (Upper Side Band o Banda laterale Superiore) viene adoperata nelle gamme alte dei 20-17-15-12 e 10 metri, oltre alle VHF ef UHF.
La Fonia FM è una modalità di trasmissione che consiste nel modulare un'onda portante in modo che la la sua frequenza vari in relazione all'ampiezza del segnale da trasmettere, sia esso audio o dati. La fonia trasmessa dai radioamatori è NBFM (Narrow Band Frequency Modulation) cioè FM a banda stretta non superiore a +/- 5 KHz. Nelle onde corte non è permessa emissione FM, tranne che in 10 metri negli USA ove sono consentiti ponti ripetitori. La modulazione FM si usa normalmente nei ricetrasmettitori palmari VHF ed UHF.
La Fonia AM è stato fra i primi sistemi di modulazione impiegati nelle trasmissioni di segnali audio. Esso consiste in un'onda portante e nelle due bande laterali in cui l'ampiezza del segnale varia in relazione all'intensità della modulazione (AM = Amplitude Modulation). E' un tipo di emissione non più in uso tra i radioamatori a causa della complessità degli impianti, della notevole potenza necessaria per la sua emissione e per la considerevole occupazione di banda che comporta.
I MODI OPERATIVI
I radioamatori possono trasmettere voce e dati, modulando in vari modi l'onda portante, cioè l'oscillazione elettromagnetica ad alta frequenza che si propaga nello spazio. Di seguito sono elencati i principali modi in uso.
MODI ANALOGICI
CW
Sta per Continuous Wave ed è in pratica la trasmissione di dati telegrafici attraverso l'uso del codice Morse. Si emette solo l'onda portante e solo quando il tasto è premuto. È stato il primo metodo utilizzato per comunicare via radio, vista la sua semplicità. Anche se in alcuni settori il Morse è in via di dismissione, sostituito da metodi digitali più moderni, i radioamatori lo utilizzano ancora su tutte le bande, perché l'ottima riconoscibilità del segnale permette collegamenti spesso impossibili con altri metodi, a parità di condizioni di propagazione.
AM
Significa Amplitude Modulation, cioè modulazione di ampiezza ed è il modo più semplice per trasmettere la voce via radio. I radioamatori non la usano più ormai da qualche decennio, avendola sostituita con la SSB o con la FM
SSB
La sigla sta per Single Side Band e consiste nel trasmettere solo una delle due bande laterali risultanti dalla modulazione AM. I vantaggi rispetto a quest'ultima sono dati dal dimezzamento della banda passante, assenza di emissione quando non si parla, rendimento in potenza più che raddoppiato a parità di componenti e migliore sensibilità in ricezione. È il modo preferito dai radioamatori per trasmettere la voce a grande distanza. Visto che le bande laterali sono due, a seconda che si trasmetta quella inferiore o superiore si hanno i due modi LSB (lower side band) oppure USB (upper side band). Per motivi storici i radioamatori utilizzano la LSB al di sotto dei 10 MHz e la USB al di sopra di questa soglia.
FM
La sigla sta per Frequency Modulation e significa modulazione di frequenza. È un modo per trasmettere la voce che supera molti dei limiti della AM. Il segnale è dato da una portante continua, la cui frequenza devia seguendo l'ampiezza della voce. Il vantaggio principale rispetto alla AM è dato dalla ottima immunità ai disturbi, sia naturali che artificiali ed è inoltre possibile amplificare il segnale senza mantenere la linearità dell'ampiezza, dunque con circuiti più semplici ed efficienti. Visto che è basato su un'ampiezza costante, questo metodo non è però adatto alle condizioni di propagazione sulle lunghe distanze, per cui i radioamatori lo usano solo sulle bande di frequenza superiore ai 30 MHz, per comunicazioni in ambito locale.
SSTV
La sigla sta per Slow Scan TeleVision, ovvero televisione a scansione lenta ed è un modo per trasmettere immagini attraverso la radio. Chiamarla televisione forse è un po' troppo, perché nella modalità più rapida disponibile viene trasmessa una immagine in bianco e nero, a bassa risoluzione, in circa 8 secondi. Si tratta dunque di immagini fisse ed i radioamatori le creano con appositi programmi per computer, utilizzando in genere delle immagini personali o della propria città, a cui si sovrappone di solito il proprio nominativo.
Le modalità più utilizzate sono il modo Martin, creato dal radioamatore inglese Martin Emmerson (G3OQD) e Scottie, creato dallo scozzese Eddie Murphy (GM3BSC). Entrambi consentono di inviare una immagine a colori di buona risoluzione, con tempi a partire da circa un minuto e mezzo. Esistono poi anche i modi Robot e AVT.
In Europa il modo più utilizzato è il Martin M1, mentre negli Usa preferiscono lo Scottie S1 ed in Giappone usano molto i modi Robot e AVT.
Di recente si iniziano ad utilizzare dei modi digitali relativamente rapidi per trasmettere immagini sulle onde corte, realizzando quindi la SSTV digitale.
ATV
Il modo ATV, cioè Amateur TeleVision, riguarda la trasmissione di vere e proprie immagini televisive, complete di audio. Il segnale viene modulato secondo lo stesso schema utilizzato dalle trasmissioni televisive via satellite di tipo analogico (ormai soppiantate da quelle digitali): video in FM ed audio su sottoportanti, anch'esse in FM.
La larghezza di banda necessaria ad un simile segnale è compresa tra i 20 ed i 30 MHz e quindi la prima banda utilizzabile è quella dei 23 cm, visto che più in basso non c'è abbastanza spazio contiguo. Un vantaggio di questa banda è dato anche dal fatto che si possono utilizzare per la ricezione dei normali ricevitori satellitari analogici, disponibili a bassissimo prezzo sul mercato dell'usato. La frequenza di ingresso di questi ricevitori è infatti compresa in genere tra 950 MHz ed oltre 2 GHz, comprendendo l'intera banda amatoriale dei 23 cm.
Sono iniziate di recente le sperimentazioni per la ATV digitale.
Modi digitali
Negli ultimi anni, grazie all'applicazione dell'informatica alla comunicazione radio, sono nati molti nuovi modi di comunicazione, basati sulla variazione di tutti i parametri di una portante: ampiezza, frequenza e fase. Solo il primo di questi metodi, la RTTY, è usato da alcuni decenni.
RTTY
La Radio Tele TYpe, o telescrivente via radio, consiste nel trasmettere due portanti ravvicinate, una delle quali codifica lo 0 e l'altra l'1 binario (FSK cioè Frequency Shift Keying). La velocità usata dai radioamatori è molto bassa (circa 45 bit al secondo), perché il segnale deve propagarsi in condizioni di estrema variabilità. Il codice usato è di solito il Baudot, a 5 bit
AMTOR
Sta per AMateur Teletype Over Radio ed è un miglioramento del modo RTTY. Trasmesso in genere a 100 bps, contiene sia codici di controllo errore che, nella modalità ARQ, lo scambio continuo di segnali di avvenuta ricezione. Più di recente sono nati modi ancora più ottimizzati per la trasmissione di dati via radio, successori dell'Amtor, come ad esempio il Pactor ed il Clover.
Packet
È utilizzato sia nelle HF (a 300 bit al secondo) che nelle frequenze superiori (a 1200 o 9600 bps). I dati binari sono inviati in pacchetti e si usa per gestire BBS o nodi di comunicazione di vario genere.
PSK31
Consiste nel modificare la fase della portante (Phase Shift Keying) a velocità molto bassa (circa 31 bps). Esiste sia nel modo a due fasi (BPSK) che a quattro fasi (QPSK) ed anche a velocità doppia (PSK63). È un modo molto robusto, destinato alle conversazioni a lunga distanza, ma non adatto al trasferimento di file.
Feld-Hell
Sviluppato negli anni '20 del 900 in Germania, dal prof. Rudolf Hell, fu poi utilizzato nelle macchine telescriventi dell'esercito tedesco. Oggi si usa con programmi via computer ed è un modo che in effetti non si può definire digitale, perché è formato da una emissione simile al CW, temporizzata in modo da disegnare nel ricevitore la forma dei caratteri trasmessi. Questa caratteristica rende questo modo molto robusto, perché spesso l'occhio umano riesce a cogliere la forma di un carattere in mezzo ai disturbi, anche se appena abbozzato. Recentemente è stato usato nei collegamenti via EME (Earth-Moon-Earth Terra-Luna-Terra) con risultati lusinghieri.
MFSK
Sta per Multiple Frequency Shift Keying. È un pratica un po' come la RTTY, solo che invece di due portanti se ne usano 8 o 16 o un altro numero, mai piccolo. In questo modo ogni impulso trasporta più di 1 bit e la maggiore velocità può essere usata a favore della rapidità di trasmissione, oppure per rendere più robusto lo scambio dei messaggi. Esiste una vasta gamma di modi, all'interno della famiglia MFSK.
MT63
Modo molto recente ed avanzato che, attraverso l'uso di molte portanti in parallelo, trasmette in modo robusto un segnale di discreta velocità attraverso il canale audio di larghezza di banda non superiore ai 2 kHz. Un altro metodo simile, sempre di sviluppo recente, è il modo Olivia.