2,4 GHz, una manna per l'aeromodellismo (2ª parte)

In questi luoghi, nella primavera del 2012, ho effettuato dei voli di misurazione per verificare se e in che modo si verificassero eventuali interferenze. Innanzitutto sono stati misurati tutti i segnali radio presenti tra 80 e 5000 MHz utilizzando un analizzatore di spettro e antenne a banda larga. Successivamente ho avviato i voli di misurazione. La configurazione era la seguente: come modello ho utilizzato un Easyglider, le cui ali erano verniciate con vernice fluorescente arancione per renderlo ben visibile anche a distanza (ho volato a distanze superiori a 1 km). Come ricevitore ho utilizzato un ricevitore Multiplex con canale di ritorno dotato di filtri passa-banda nelle antenne. A questo ho aggiunto un modulo GPS per conoscere sempre la posizione esatta e registrare la traiettoria di volo. Ho impostato il failsafe in modo che l’aereo entrasse in volo stallo non appena il failsafe si attivasse. Le impostazioni sono state messe a punto, programmate e testate spegnendo il trasmettitore durante il volo (operazione sconsigliata durante il normale funzionamento). Un assistente ha monitorato sul trasmettitore la qualità del segnale di ricezione rinviato dal ricevitore. Per la preparazione del volo ho studiato il registro degli incidenti registrati, tenendone conto nella pianificazione delle rotte di volo.

Per prima cosa ho misurato i segnali presenti con l’analizzatore di spettro. Un test di portata ha confermato il corretto funzionamento del trasmettitore e dell’aliante elettrico. Dopo il decollo, ho portato l’aereo all’altezza indicata nel diario in corrispondenza del luogo dell’incidente. Ho preso nota sul campo della direzione da seguire. Ho potuto leggere la distanza dal GPS. In questo modo ho sorvolato i punti critici. La qualità della ricezione è stata monitorata costantemente e, in caso di variazioni, segnalata immediatamente. Poiché il sorvolo non ha evidenziato alcuna interferenza, lo stesso punto è stato sorvolato a diverse altitudini. Inoltre, la traiettoria di volo è stata ampliata per verificare se nei pressi del luogo dell’incidente fossero presenti punti critici. Il risultato è stato sorprendentemente positivo, poiché non è stata rilevata nemmeno un’interruzione di segnale. A quel punto mi sono avvicinato con il modellino al palo dell’antenna del cellulare. Ho volato in modo tale che, in caso di interferenza, il modellino sarebbe caduto sul prato in volo stazionario. Ho continuato ad avvicinarmi fino a raggiungere una distanza pari a due altezze alari dall’antenna radiante. Né il modello né il ricevitore ne hanno risentito. Non ha reagito né con una qualità di ricezione ridotta, né con oscillazioni dei servocomandi, né con l’attivazione del failsafe. Ciò ha confermato i risultati delle misurazioni in laboratorio, dove i test hanno dimostrato che un trasmettitore esterno al di fuori della banda dei 2,4 GHz non causa di per sé alcuna interferenza.

Una volta che tutto è andato per il meglio, ho testato l’influenza dell’antenna sul trasmettitore. Ho orientato l’antenna in modo che l’asta puntasse esattamente verso il modello. Ed ecco che la qualità di ricezione è calata notevolmente (dal 100% fino al 70%). Per provocare, ho afferrato l’antenna con una mano (cosa che, secondo il manuale d’uso, si dovrebbe evitare assolutamente). Ciò è stato immediatamente punito con una qualità del segnale ancora peggiore. Quando una persona si trova direttamente e vicino al mio trasmettitore, succede la stessa cosa, solo non in modo così evidente come quando la si tocca con la mano.

Ciò che non è stato possibile rilevare durante le misurazioni effettuate presso l’aeroporto sono stati i livelli di interferenza all’interno della banda ISM. Ho scelto appositamente un giorno lavorativo, in modo da poter presumere che le reti Wi-Fi nella vicina zona industriale fossero attive. Sull’analizzatore di spettro sono stati rilevati segnali Wi-Fi molto deboli, la cui intensità di campo, tuttavia, non interferisce con le operazioni di volo. Ciò non significa però che questa situazione rimarrà sempre tale.

La stazione radio situata nelle vicinanze dell’aeroporto, a una distanza di 1 km, trasmette a 554 MHz con una potenza di emissione di 10 kW. Inoltre, sono installati impianti di trasmissione di tutti e tre gli operatori di telefonia mobile, che trasmettono con potenze dell’ordine dei kilowatt. Le misurazioni effettuate con l’analizzatore di spettro hanno confermato l’intensità del segnale con una precisione superiore al 10%. La seconda campagna di misurazione si è svolta esattamente come la prima.

Per avere una buona visuale sull’area dei punti di impatto, come prima cosa non si è decollato dall’aerodromo, ma da una collina vicina. Il primo volo è stato effettuato nuovamente con l’Easyglider, il ricevitore MPX e i filtri passa-banda nei cavi dell’antenna. La qualità del segnale si è ridotta al 90% a una distanza di 1 km dal trasmettitore di radiocomando, scendendo all’80% dopo pochi secondi. Non sono state rilevate interferenze.

Prima del secondo volo sono stati rimossi i filtri per poter constatare la differenza tra la presenza e l’assenza degli stessi. Con grande stupore dei partecipanti, nel percorrere la stessa rotta non è stata rilevata alcuna differenza.

In laboratorio è emerso che nel ricevitore possono generarsi segnali misti in grado di compromettere la ricezione del segnale di radiocomando, ma questi devono essere molto più intensi di quelli misurati sul campo. Sono stati effettuati ulteriori voli di misurazione dal campo di volo, questa volta direttamente senza filtri passa-banda. Nell’ultimo volo è stata sorvolata l’intera area circostante il campo di volo per verificare se si verificassero interferenze in qualche punto. Anche in questo volo conclusivo non si sono riscontrati né cali di segnale né comportamenti anomali del modello.

• I sistemi di telecomando a 2,4 GHz sono molto resistenti ai segnali estranei che non rientrano nella banda dei 2,4 GHz (come è stato constatato anche nella cella di prova).
• Tuttavia, se le interferenze a banda larga coprono completamente la banda ISM (più reti Wi-Fi ad alta velocità contemporaneamente, eventualmente con amplificatori), possono verificarsi interruzioni temporanee della trasmissione dei dati (dei comandi di controllo), anche con il frequency hopping.
• Ciò che è emerso dai test è il fatto che il segnale di trasmissione risulta molto più debole sul ricevitore quando l’antenna trasmittente è puntata direttamente verso il modello. Un’azione che ha conseguenze disastrose è quella di coprire l’antenna con la mano. Ciò dovrebbe essere evitato a tutti i costi.

Per la misurazione e il monitoraggio della banda a 2,4 GHz, ad esempio in occasione di manifestazioni di aeromodellismo, il dipartimento Infrastrutture ha acquistato un miniscanner dotato di software di analisi. In questo modo, all’occorrenza, è possibile controllare lo spettro con un laptop e, durante gli eventi, monitorarlo e registrarlo in modo continuo. È possibile verificare la presenza di segnali di disturbo e localizzarli tramite un’antenna direzionale. Qualora fosse necessaria una misurazione presso un aerodromo o in occasione di un evento, è possibile richiederla al Dipartimento Infrastrutture. ■

Sezione Infrastrutture della SMV,
Paul Rudolf