Antenna attiva o passiva – antenna attiva & antenna passiva
Quando si progetta o si analizza un sistema di comunicazione radio, una delle decisioni fondamentali riguarda il tipo di antenna da utilizzare. Oggi vediamo nel dettaglio la differenza tecnica tra antenne attive e passive, analizzando struttura, funzionamento, vantaggi operativi e implicazioni applicative.
Principi di funzionamento
Un’antenna è un dispositivo che trasmette o riceve onde elettromagnetiche. Le antenne passive sono elementi radianti puri: non contengono componenti elettronici attivi al loro interno e non richiedono alimentazione elettrica. Al contrario, le antenne attive includono amplificatori o circuiti integrati che migliorano le prestazioni del segnale, specialmente in ricezione.
Struttura e componenti
Per comprendere meglio la distinzione, osserviamo la struttura tipica delle due tipologie:
Prestazioni operative
Dal punto di vista delle prestazioni, il guadagno di un’antenna passiva è legato esclusivamente al suo disegno fisico e ai materiali. In ambienti con segnale debole, può non essere sufficiente a garantire una ricezione affidabile. Le antenne attive, integrando un amplificatore a basso rumore (LNA), sono progettate proprio per affrontare tali condizioni, migliorando il rapporto segnale-rumore (SNR).
Rumore e amplificazione
L’amplificazione introduce inevitabilmente anche rumore. Tuttavia, l’uso di componenti a basso rumore permette alle antenne attive di migliorare significativamente la sensibilità del ricevitore, specialmente nei sistemi GNSS, nei ricevitori TV digitali o nei collegamenti a microonde. È fondamentale però che l’amplificatore sia progettato con attenzione: un’eccessiva amplificazione può portare a saturazione e intermodulazione.
Implicazioni pratiche e installazione
Un altro elemento da considerare è la semplicità di installazione. Le antenne passive richiedono cablaggi minimi e non hanno vincoli di alimentazione. Le antenne attive, invece, devono essere alimentate, spesso attraverso il cavo coassiale (tecnica chiamata “alimentazione phantom”), o con un collegamento separato.
Ciò impone alcuni vincoli progettuali e può complicare le operazioni in ambienti esterni o remoti. Tuttavia, in applicazioni dove è cruciale la ricezione anche di segnali molto deboli, l’antenna attiva offre un vantaggio significativo.
Applicazioni tipiche
Ogni tipo di antenna trova la sua collocazione ideale in contesti specifici:
| Applicazione | Antenna Passiva | Antenna Attiva |
|---|---|---|
| Radiodiffusione AM/FM | Comune | Raro |
| TV digitale terrestre | Possibile ma limitata | Preferita in zone a basso segnale |
| GNSS (GPS, Galileo, ecc.) | Usata in ambienti con buona visibilità | Standard in ambienti critici |
| Radar | Solo su trasmissione | Fondamentale in ricezione passiva |
| Telecomunicazioni mobili | Usata nelle celle macro | Presente nei ripetitori |
Flessibilità e progettazione
Le antenne passive offrono semplicità, robustezza e minore costo. Sono ideali quando le condizioni del segnale sono favorevoli. Le antenne attive, al contrario, introducono complessità, ma consentono una maggiore flessibilità in progettazione, grazie all’integrazione di circuiti attivi che possono gestire in modo dinamico la banda di frequenza, l’impedenza e la forma del segnale.
Esempio concreto: ricezione satellitare
Consideriamo un ricevitore GPS portatile. In ambienti aperti, una semplice antenna passiva può bastare. Tuttavia, in contesti urbani o con ostacoli naturali, l’uso di un’antenna attiva con amplificatore LNA consente di ottenere dati affidabili anche con segnali molto deboli e frammentati. Questo dimostra come la scelta dell’antenna influenzi direttamente le prestazioni del sistema.
Affidabilità e manutenzione
Un altro aspetto cruciale riguarda l’affidabilità. Le antenne passive, essendo prive di elettronica, tendono a essere più longeve e meno soggette a guasti. Le antenne attive possono soffrire di malfunzionamenti dovuti all’alimentazione o al degrado dell’amplificatore. Inoltre, sono più sensibili a condizioni ambientali estreme, motivo per cui spesso richiedono contenitori schermati e sigillati.
Conclusioni tecniche
La scelta tra antenna attiva e passiva deve basarsi su una valutazione tecnica del contesto applicativo. Dove il segnale è forte e l’affidabilità è la priorità, le antenne passive offrono una soluzione semplice e robusta. Dove il segnale è debole o le condizioni ambientali sono ostili, le antenne attive forniscono un netto vantaggio in termini di sensibilità e qualità del segnale.
Per approfondire un tema correlato, leggi anche l’analisi completa sui diversi tipi di amplificatori RF usati nei sistemi di ricezione a banda larga.