Il radioamatore, in gergo OM che sta per Old Man o HAM (l’origine dell’espressione era un insulto ai cattivi operatori, usato nei paesi anglosassoni) 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 dello Sviluppo Economico 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.
Il nominativo del Radioamatore è una “sigla” composta da lettere e numeri assegnata dall’Autorita’ competente in ciascun paese (in Italia è il Ministero dello Sviluppo Economico).
Quanto di seguito e’ descritto (salvo diversa indicazione) principalmente con riferimento ai nominativi dei radioamatori Italiani, caratterizzati dall’avere la “I” come prima lettera.
Il nominativo è divisibile in due parti: il prefisso ed il suffisso. Es. IK5 AAA
Il prefisso e’ costituito da un prefisso nazionale e da un numero di “”call area””. Nel caso precedente: IK=prefisso nazionale 1=call area. Tutti i prefissi nazionali italiani iniziano con “I”. Gli altri paesi utilizzano diversi prefissi , tutti comunque facenti parte di assegnazioni stabilite in sede internazionale dalla I.T.U. (International Telecommunication Union), emanazione delle Nazioni Unite.
I nominativi italiani inizialmente erano tutti I1 con due o tre lettere di suffisso, quest’ultimo scelto su base arbitraria: tipicamente erano le iniziali degli assegnatari, o parti del nome o cognome . Nel 1972 venivano introdotte le call areas e quindi comparvero i vari I2, I3 , etc. nonche’ i prefissi assegnati alle Regioni a Statuto Speciale (vedi sotto). Verso la fine degli anni 70 si esaurirono le combinazioni disponibili, e fu dato seguito alla serie caratterizzata dal prefisso IK al posto della semplice I e seguendo questa volta un rigoroso ordine alfabetico per l’assegnazione del suffisso da AAAa ZZZ; non fu assegnato il blocco KAA-KZZ in previsione di un futuro uso per nominativi di club. Terminate anche le combinazioni con IK, si e’ dato corso ai nominativi con prefisso IZ. Conclusa anche questa, la serie attualmente in rilascio è con prefisso IU. Nel 2005, in concomitanza con l’istituzione delle licenze di club, si sono iniziati ad assegnare a queste licenze nominativi della serie IQ , con due lettere di suffisso, con scelta di quest’ultimo arbitraria, il piu’ delle volte richiamante la citta’ sede del club; esempio: IQ5DY alla Sezione ARI di Pontedera.
Un radioamatore operante temporaneamente in un luogo diverso da quello di licenza (residenza) e’ autorizzato a far seguire il proprio nominativo da /P , per indicare la portabilita’ della propria stazione; se la radio e’ su mezzo mobile, il nominativo e’ completato da /M . Esempi: IK5AAA/P
I radioamatori possono operare su porzioni ben precise dello spettro elettromagnetico. Le bande sono allocate nelle gamme LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF ed EHF, secondo il Piano nazionale di ripartizione delle frequenze, o PNRF, redatto dal Ministero delle Comunicazioni, su indicazioni dell’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU o UIT). Le bande LF, MF, HF permettono generalmente comunicazioni anche intercontinentali, mentre VHF, UHF, SHF, EHF quasi sempre solo locali, nazionali ed occasionalmente europee.
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.
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 (vedi seguito).
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.
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) o quadrupla (PSK125). 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.
Altra attività radioamatoriale è la EME (Earth-Moon-Earth), consiste nel far riflettere un segnale radio sulla superficie della luna, in modo da effettuare collegamenti con località anche molto distanti.
Perché la riflessione abbia successo, si devono utilizzare potenze notevoli e, soprattutto, concentrare al massimo l’emissione sulla superficie lunare, che occupa appena mezzo grado di cielo, vista dalla terra. Per questo motivo, ed anche per superare la ionosfera senza problemi, si utilizzano le gamme VHF e UHF per questi collegamenti.
A queste frequenze la antenne sono di piccole dimensioni ed è quindi possibile costruire delle direttive ad alto guadagno. Molte di queste antenne sono poi in genere connesse in parallelo, per concentrare ancora di più l’emissione verso la luna.
Negli ultimi anni i collegamenti EME sono risultati un po’ più facili da effettuare, grazie alla introduzione dei nuovi modi digitali, particolarmente adatti alla ricezione di segnali di bassissimo livello.
La radio e l’antenna
Per poter trasmettere sulle frequenze radioamatoriali, è necessario un apparato radio adeguato. La radio è collegata ad un’antenna di dimensioni inversamente proporzionali alla frequenza utilizzata.
Le antenne più utilizzate sono il dipolo, la Yagi, la cubica quad, la delta loop ed i loop magnetici (forma circolare).
Le antenne innanzi tutto si distinguono in direttive e omnidirezionali. Le prime permettono di aumentare l’intensità del segnale trasmesso (in gergo tecnico si parla di guadagno espresso in decibel) concentrandolo nella direzione in cui si trova la stazione ricevente. Le direttive sono dunque delle lenti elettromagnetiche e se vogliamo sapere come sono fatte, basta guardare le antenne televisive sul tetto di casa.
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.
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),è di fondamentale importanza la qualità del cavo coassiale ,esistono parecchi modelli in commercio ,un cavo di qualità superiore evita perdite di potenza ,TVI (disturbi ad impianti televisivi) e naturalmente una ricezione migliore. 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.
La comunicazione tra i radioamatori
I radioamatori usano la radio per comunicazioni tecniche. Non è permesso scambiare opinioni politiche, religiose e commerciali. Possono essere scambiate opinioni personali e specialmente pareri tecnici. Durante il collegamento vengono scambiati dei rapporti, composti da numeri, che identificano principalmente la qualità del segnale ricevuto e della modulazione. Nei modi digitali il rapporto è composto da tre numeri, etichettati come RST (R=”readability” intelleggibilità, S=”strength” intensità, T=”tone” tono) con i quali si fa conoscere al corrispondente la qualità della sua emissione. In fonia (SSB, FM, AM) il rapporto è composto da due numeri, cioè RS. Al termine della comunicazione è buona norma compilare il log di stazione, un diario non più obbligatorio, sul quale vengono elencati i collegamenti effettuati, attualmente esistono molti software che permettono l’inserimento dei contatti nel PC ,è consigliato di fare stampe mensili dei contatti in modo di avere oltre al supporto magnetico anche il cartaceo . Per le conferme dei contatti possono essere compilate le cartoline QSL ed inviate tramite il servizio del BUREAU per i soci ARI ,o tramite il servizio postale ,per gli amanti della tecnologia esiste anche una possibilità di scambiare QSL tramite un sito web denominato e-qsl.
La cartolina QSL
La cartolina QSL è una cartolina personale, normalmente composta da un’immagine o fotografia, con sovrastampato il nominativo della propria stazione, ed i dati essenziali del collegamento effettuato. Una tipica QSL da spedire conterrà il nominativo, per esempio IK5AAA, i dati del collegamento effettuato, ossia la banda, (ad esempio 20 m), il modo (ad esempio 2x SSB), la data e l’ora, unitamente al rapporto dato al corrispondente. Le cartoline QSL sono non soltanto una cortesia, cioè una conferma del collegamento avvenuto, ma diventano utili per l’ottenimento di un diploma. A tal fine è molto importante far precedere al modo di emissione l’indicazione ” 2x “, ovvero che il collegamento è statobilaterale. Solo così le QSL sono valide per conseguire eventuali diplomi. Nell’attività di SWL (Short Wave Listener) la QSL serve a certificare l’avvenuto ascolto (ricezione) di un collegamento bilaterale (QSO) tra due (o più) radioamatori. In questo caso l’SWL invierà la QSL ad entrambe i radioamatori ascoltati fornendo i dati relativi al QSO, quali nominativi, data, orario, rapporti RST, banda, nomi, condizioni di ascolto ecc. È quindi doveroso da parte dei radioamatori ascoltati rispondere allo SWL con QSL di conferma che permettano il conseguimento dei diplomi.
I contest
I contest sono delle gare organizzate dalle associazioni di radioamatori in cui si premia chi stabilisce più collegamenti ( punteggio più elevato) in un tempo limitato dalle regole del contest (tenendo conto di potenza, distanza e banda). I contest vengono effettuati solitamente nei weekend del mese e hanno durata di varie ore 24 /48 , in base al contest. Il libro di stazione ,attualmente sostituito da file in maggioranza tipo “Cabrillo” con i collegamenti eseguiti viene inviato agli organizzatori del contest che provvedono a controllarne la correttezza, confrontandoli con i log dei corrispondenti (contollo incrociato) Il concorrente di un contest, solitamente, tende ad andare in quota o su isole (Pantelleria ,Lampedusa ecc)dipende dalla frequenza di uso o dal contest, data la minore presenza di ostacoli alle trasmissione, ciò implica l’uso (dove non è presente la linea elettrica) batterie e pannelli solari: fattori che contribuiscono solitamente nel punteggio della gara. Il contest, può essere eseguito anche nella propria abitazione. È di fondamentale importanza la corettezza dei partecipanti specialmente nelle competizioni dove la potenza di emissione è diversificata in QRP ( bassa emissione max 5w) o low power 100w o high power 500w consentiti in Italia , non è sicuramente leale partecipare con potenze superiori dal momento che questo annullerebbe la possibilità da parte degli altri partecipanti di competere alla pari.
I diplomi
Molte associazioni radioamatoriali mondiali rilasciano dei diplomi, cioè degli attestati, a dimostrazione del raggiungimento di un certo numero di collegamenti con un certo numero di paesi o province, ecc.
Il diploma più importante, ricercato dalla maggioranza dei radioamatori, è il DXCC (DX Century Club) istituito nel lontano 1935 dall’ARRL, l’associazione radioamatoriale degli Stati Uniti d’America. Per ottenere questo diploma è necessario dimostrare, tramite le QSL ricevute, di essersi collegati con almeno 100 differenti entità, ognuna con la conferma della cartolina. L’entità può essere uno stato politico, ma anche un’isola che disti almeno 100 chilometri dalla terra ferma. In Italia, ad esempio, la Sardegna è considerata un’entità separata dall’Italia, cosa che non avviene per la Sicilia.
Oltre al DXCC, tra i numerosi altri diplomi esistenti sono molto seguiti il diploma delle isole mondiali (IOTA, cioè Islands On The Air) e il diploma delle 40 zone in cui è diviso il mondo (WAZ).
Qui un filmato realizzato dai colleghi di Arezzo che spiega chi sono e cosa fanno i radioamatori:
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