Il guadagno di una antenna

Il guadagno di una antenna

Se hai mai notato che alcune antenne captano meglio il segnale del cellulare o del Wi-Fi rispetto ad altre, la differenza sta nel loro guadagno. Questo parametro tecnico determina quanto efficacemente un'antenna concentra l'energia elettromagnetica in una direzione specifica, influenzando direttamente la qualità dei segnali che riceviamo in casa. Comprendere il guadagno delle antenne ci aiuta a valutare meglio l'esposizione ai campi elettromagnetici domestici e a fare scelte più consapevoli per la nostra abitazione.

Cos'è il guadagno di un'antenna

Nel mondo delle telecomunicazioni, distinguiamo due tipi di dispositivi: nel primo caso si parla di trasmettitore, nel secondo di ricevitore. Tuttavia ci sono antenne in grado sia di trasmettere segnali che di riceverli, come quelle dei nostri telefoni cellulari o dei router Wi-Fi domestici.

A livello puramente teorico, è possibile immaginare un trasmettitore isotropico come un'antenna ideale in grado di irradiare energia in maniera perfettamente uniforme in tutte le direzioni. In questo caso ideale, le onde elettromagnetiche si propagherebbero con un fronte perfettamente sferico, il cui centro è costituito dall'antenna stessa.

Ovviamente, un trasmettitore di questo tipo non esiste nella realtà. I trasmettitori reali - dalle antenne radio alle stazioni radio base per telefonia mobile - irradiano maggior potenza in determinate direzioni e decisamente meno in altre, a seconda del tipo di antenna utilizzata e della sua progettazione specifica.

Il guadagno di un'antenna è definito come il rapporto fra la densità di potenza irradiata da un'antenna reale in una data direzione e la densità di potenza che verrebbe irradiata nella medesima direzione da un trasmettitore isotropico ideale.

G = S/Si

dove:

• G è il guadagno dell'antenna, un parametro adimensionale espresso in dBi. La "i" che segue "decibel" sta ad indicare che parliamo di guadagno rispetto ad un'antenna isotropica.
• S è la densità di potenza dell'antenna reale e Si quella del trasmettitore isotropico. La densità di potenza è una grandezza fisica che indica quanta energia elettromagnetica attraversa una superficie unitaria, descritta dal vettore di Poynting.

Secondo i dati dell'Istituto Superiore di Sanità (ISS), la comprensione del guadagno delle antenne è fondamentale per valutare correttamente l'esposizione ai campi elettromagnetici negli ambienti abitativi, specialmente in presenza di multiple sorgenti come quelle delle telecomunicazioni moderne.

Come funziona matematicamente il guadagno

Poiché abbiamo detto che un trasmettitore isotropico irradia uniformemente in tutte le direzioni, con un fronte d'onda perfettamente sferico, possiamo calcolare la densità di potenza con la formula:

Si = St/(4πr²)

dove:

• St è la potenza totale irradiata dal trasmettitore isotropico
• 4πr² è la superficie della sfera che rappresenta il fronte con cui si propagano le onde. In particolare, r è il raggio della sfera e corrisponde alla distanza fra trasmettitore e il punto preso in considerazione (ad esempio 1 km dal trasmettitore, o 100 metri dalla nostra abitazione).

Il guadagno G di un'antenna isotropica vale 0 dBi perché non vi è alcuna direzionalità: si tratta di un'antenna perfettamente omnidirezionale. Al contrario, il guadagno delle antenne reali è sempre maggiore di 0 dBi, e più è alto questo valore, più significa che l'antenna si allontana dalla condizione di omnidirezionalità.

In altri termini, più è alto il guadagno di un'antenna, maggiore è la potenza in ingresso che viene concentrata in una data direzione. È importante comprendere che gli elementi di un'antenna non possono generare potenza dal nulla: l'energia che irradiano deriva esclusivamente dal segnale elettrico che forniamo attraverso il sistema di alimentazione.

Rischi e normativa sui campi elettromagnetici

La normativa italiana sui campi elettromagnetici, aggiornata con il Decreto Legislativo 159/2016 e successive modifiche, stabilisce precisi limiti di esposizione per la popolazione. Secondo l'ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), il rispetto di questi limiti dipende anche dalla corretta valutazione del guadagno delle antenne installate sul territorio.

I limiti di esposizione attuali sono:

• 6 V/m per il campo elettrico in aree residenziali (limite più restrittivo rispetto alla media europea)
• 20 V/m per esposizioni di breve durata
• Valori di attenzione specifici per diverse frequenze e tipologie di impianti

Le ARPA regionali (Agenzie Regionali per la Protezione Ambientale) effettuano controlli periodici sulle emissioni delle antenne, considerando sempre il loro guadagno specifico nel calcolo dei livelli di campo elettromagnetico. Un'antenna con guadagno elevato può infatti concentrare l'energia in zone specifiche, creando hot spot di maggiore intensità.

Per i cittadini che vivono nelle vicinanze di impianti di telecomunicazioni, è utile sapere che:*

Le misurazioni devono essere effettuate in diversi punti dell'abitazione, considerando che:*

• Il guadagno direzionale dell'antenna influenza la distribuzione spaziale del campo
• Le riflessioni da pareti e oggetti metallici possono creare zone di interferenza
• La distanza dall'antenna è il fattore più importante per ridurre l'esposizione

Strategie di mitigazione per ridurre l'esposizione:

• Schermature: utilizzo di materiali conduttivi o assorbenti
• Riposizionamento: spostamento di apparecchi Wi-Fi e dispositivi wireless
• Zonizzazione: identificazione delle aree a maggiore intensità di campo
• Tecnologie alternative: preferenza per collegamenti cablati quando possibile

Questo video illustra i principi fondamentali del guadagno delle antenne e la loro applicazione pratica nel settore delle telecomunicazioni.

Hai dubbi sui campi elettromagnetici nella tua abitazione?

I tecnici A2C eseguono misurazioni professionali dei Campi Elettromagnetici, sia a bassa frequenza che ad alta frequenza, negli edifici residenziali e nei luoghi di lavoro, con confronto rispetto ai limiti normativi vigenti. Se necessario, vengono indicate soluzioni per ridurre l'esposizione.

Per appartamenti fino a 100 m² 250 €
(oneri fiscali e previdenziali inclusi, escluse spese di trasferta).
Per immobili più grandi o esigenze specifiche preventivo personalizzato.

📍 Servizio attivo nelle province di Salerno e Avellino.

Domande frequenti

Che differenza c'è tra il guadagno in dBi e quello in dBd?

Il guadagno in dBi è riferito a un'antenna isotropica ideale, mentre quello in dBd è riferito a un'antenna dipolo. La relazione è: dBi = dBd + 2,15. Questa distinzione è importante per confrontare correttamente le prestazioni delle antenne.

Un'antenna con guadagno maggiore è sempre migliore?

Non necessariamente. Un guadagno elevato significa maggiore direzionalità: ottimo per collegamenti punto-punto, ma può essere limitante per applicazioni che richiedono copertura omnidirezionale, come il Wi-Fi domestico in ambienti ampi.

Il guadagno dell'antenna influisce sull'esposizione ai campi elettromagnetici?

Sì, significativamente. Un'antenna ad alto guadagno concentra l'energia in direzioni specifiche, creando zone di maggiore intensità. È importante considerare questo aspetto quando si valuta l'esposizione in ambienti abitativi.

Come posso conoscere il guadagno delle antenne vicino casa mia?

Le informazioni tecniche degli impianti di telecomunicazioni sono disponibili presso i gestori e le ARPA regionali. Per valutazioni specifiche è consigliabile richiedere una misurazione professionale che consideri tutti i parametri tecnici.

Esistono antenne a "guadagno zero"?

L'antenna isotropica con guadagno 0 dBi è un modello teorico. Le antenne reali più vicine a questa condizione sono i monopoli omnidirezionali utilizzati per radio FM e alcune applicazioni Wi-Fi, con guadagni tipicamente compresi tra 0-3 dBi.

Il concetto di guadagno dell'antenna è fondamentale per comprendere come si distribuiscono i campi elettromagnetici nel nostro ambiente domestico. Una corretta valutazione di questo parametro, unita a misurazioni professionali, ci permette di vivere in sicurezza e consapevolezza la presenza quotidiana delle tecnologie wireless.

Come diceva Guglielmo Marconi: "I campi elettromagnetici sono le note musicali della natura, e la scienza è la partitura che ci insegna a comporre la sinfonia della tecnologia." Oggi, più che mai, questa comprensione è essenziale per un utilizzo consapevole delle moderne telecomunicazioni.

Si ringrazia il Dott. Luigi Rescigno per il supporto scientifico.

Il presente servizio è attivo esclusivamente nei seguenti comuni: Salerno, Cava de' Tirreni, Castiglione del Genovesi, Pellezzano, Vietri sul Mare, Baronissi, Fisciano, Pontecagnano Faiano, San Mango Piemonte, Cetara, Bellizzi, Nocera Inferiore, Mercato San Severino, Pagani, Battipaglia, Sant'Egidio del Monte Albino, Montoro Inferiore, Minori, Maiori, Corbara, Nocera Superiore, Eboli, Roccapiemonte, Angri, Atrani, Montecorvino Pugliano, Castel San Giorgio, Amalfi, San Valentino Torio, Solofra, San Marzano sul Sarno, Sarno, Bracigliano, Scafati, Pompei, Montoro Superiore, Siano, Sant'Antonio Abate, Santa Maria la Carità, Striano, Forino, Ravello, Gragnano, Poggiomarino, Torre Annunziata, San Cipriano Picentino, Scala, Lettere, Casola di Napoli, Praiano, Conca dei Marini, Tramonti, Serino, Castellammare di Stabia, San Giuseppe Vesuviano, Santo Stefano del Sole, Cesinali, Terzigno, Campagna, Palma Campania, Ottaviano, Aiello del Sabato, Trecase, Albanella, San Gennaro Vesuviano, Calvanico, Atripalda, Capriglia Irpina, Pimonte, Marigliano, Nola, San Paolo Bel Sito, Contursi Terme, Furore, Torre del Greco, Mariglianella, Avellino, Contrada, Vico Equense, Tufino, San Vitaliano, Scisciano, Comiziano, Saviano, Casamarciano, Camposano, San Sebastiano al Vesuvio, Somma Vesuviana, Brusciano, Palomonte, Portici, Cicciano, Acerno, Cercola, San Giorgio a Cremano, Sant'Anastasia, Pomigliano d'Arco, Oliveto Citra, Domicella, Colliano, Baiano, Montefalcione, Pratola Serra, Volla, Altavilla Silentina, Sicignano degli Alburni, Liveri, Castello di Cisterna, Polla, Agerola, Pollena Trocchia, Napoli, Cimitile, Avella, Acerra, Montefredane, San Michele di Serino, Monteforte Irpino, Mercogliano, Positano, Candida, Parolise, Lauro, Moschiano, Manocalzati, Olevano sul Tusciano, Quindici, Giffoni Valle Piana, Valva, Buccino, Giffoni Sei Casali, Visciano, Carbonara di Nola, Postiglione, Casavatore, Pertosa, Casoria, Sorbo Serpico, San Potito Ultra, Pago del Vallo di Lauro, Casalnuovo di Napoli, Romagnano al Monte, Auletta, Recale, Casagiove, San Nicola la Strada, Sant'Angelo a Scala, Marzano di Nola, Mugnano del Cardinale, Afragola, Arzano, Crispano, Casapulla, Meta, Grottolella, Ospedaletto d'Alpinolo, Taurano, Pietradefusi, Montemiletto, Capaccio, Castelcivita, Santomenna, Curti, San Prisco, Sirignano, Petina, Caserta, Capodrise, Trentinara, Torre Le Nocelle, Caivano, Cardito, Melito di Napoli, Sant'Arpino, Succivo, Sala Consilina, San Felice a Cancello, Santa Maria a Vico, Portico di Caserta, Piano di Sorrento, Montefusco, Roccarainola, Frattaminore, Frattamaggiore, Grumo Nevano, Cesa, Macerata Campania, Santa Maria Capua Vetere, San Rufo, Quadrelle, Aquara, Marcianise.