Come Funziona l’Antenna UHF

UHF è l’acronimo di Ultra High Frequency e identifica, in termini generali, una porzione dello spettro radio compresa tra circa 300 MHz e 3 GHz. In questa fascia le onde hanno lunghezze d’onda dell’ordine dei decimetri, quindi abbastanza “corte” da permettere antenne di dimensioni contenute ma ancora efficaci per coprire distanze significative in condizioni reali. Le frequenze UHF sono molto usate per radiodiffusione televisiva, comunicazioni mobili e numerose applicazioni wireless, perché si propagano prevalentemente in linea di vista, ma riescono anche a penetrare parzialmente ostacoli come pareti e strutture leggere, con un comportamento che spesso risulta favorevole negli ambienti urbani.

Per la televisione digitale terrestre, in Italia l’impiego pratico ricade soprattutto nella porzione UHF cosiddetta “sub-700”, tipicamente attorno a 470–694 MHz, con possibilità di variazioni regolamentari e pianificazioni locali.

Il principio fisico: l’antenna come “trasduttore” tra onde radio e cavo

Un’antenna non “crea” segnale, ma converte l’energia elettromagnetica che arriva nello spazio in un segnale elettrico nel punto di alimentazione, e viceversa quando trasmette. Nel caso della ricezione TV, l’onda radio induce correnti e tensioni nei conduttori dell’antenna. Queste grandezze elettriche, se l’antenna è progettata e orientata correttamente, risultano coerenti con la modulazione del segnale televisivo e possono essere trasferite al cavo coassiale che porta il segnale al televisore o al decoder.

Il comportamento dell’antenna dipende molto dalla lunghezza d’onda. Poiché la lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla frequenza, nelle UHF gli elementi radianti risultano più piccoli rispetto alle bande VHF. Questo è uno dei motivi per cui, a parità di “categoria” di antenna, un’antenna UHF tende ad avere dimensioni fisiche inferiori rispetto a una progettata per frequenze più basse.

Risonanza e dimensioni: perché certi elementi hanno lunghezze “precise”

Molte antenne si basano su elementi la cui lunghezza è legata a frazioni della lunghezza d’onda, spesso mezzo d’onda o un quarto d’onda, con correzioni dovute al diametro del conduttore, alla presenza di supporti e al fatto che in antenna reale il campo non è identico a quello “ideale” dei modelli semplificati. Quando un elemento è vicino alla risonanza, l’antenna tende a scambiare energia con lo spazio in modo più efficiente, fornendo un segnale più alto al punto di alimentazione e mantenendo un’impedenza più gestibile.

Nelle UHF televisive, dove le frequenze cambiano da canale a canale, un’antenna “stretta” progettata per una porzione ridotta di banda può risultare molto performante nel suo intervallo ma meno efficace fuori. Al contrario, antenne a banda più larga riescono a mantenere prestazioni più uniformi su molti canali, a scapito di scelte progettuali che possono ridurre il picco massimo ottenibile in un singolo punto.

Direttività e guadagno: come l’antenna “seleziona” la direzione utile

Due concetti chiave per capire come funziona un’antenna UHF sono direttività e guadagno. La direttività descrive quanto l’antenna privilegi certe direzioni rispetto ad altre. Il guadagno è una misura che combina direttività ed efficienza, e di fatto indica quanto l’antenna riesce a concentrare la ricezione verso la sorgente utile, riducendo l’energia captata da direzioni indesiderate.

Nella pratica della TV terrestre, una maggiore direttività aiuta quando l’impianto è esposto a disturbi o riflessioni, o quando si vuole puntare un trasmettitore specifico evitando segnali interferenti. Dall’altro lato, un’antenna molto direttiva richiede puntamento più accurato e può essere più sensibile a variazioni del percorso di propagazione, tipiche di zone con multipath marcato. Il compromesso migliore dipende dal territorio e dalla qualità del segnale disponibile.

I modelli più comuni: perché esistono antenne UHF così diverse tra loro

Quando si parla di antenna UHF per TV, spesso si incontrano geometrie differenti perché cambiano le priorità di progetto. Le antenne di tipo Yagi-Uda, con boom e più elementi, puntano a una buona direttività e a un guadagno elevato in un intervallo definito, sfruttando un elemento alimentato e altri elementi parassiti che “modellano” il diagramma di radiazione. Le log-periodiche adottano una struttura con elementi di lunghezze scalate secondo una progressione, ottenendo una banda più ampia e prestazioni più regolari su frequenze diverse, spesso con un guadagno meno “aggressivo” ma più uniforme.

Esistono anche pannelli e antenne a elementi stampati, spesso compatte, che privilegiano l’integrazione estetica e una certa robustezza meccanica, con prestazioni valide soprattutto in aree a segnale medio-forte. In contesti particolari si vedono riflettori a griglia o configurazioni che enfatizzano l’attenuazione del segnale proveniente da dietro, utili quando la reiezione posteriore è importante per limitare interferenze o riflessioni.

Polarizzazione: perché l’orientamento dei “bracci” cambia il risultato

La polarizzazione descrive l’orientamento del campo elettrico dell’onda ricevuta. Se il trasmettitore irradia in polarizzazione orizzontale, l’antenna deve essere orientata coerentemente per massimizzare la tensione indotta. Una discordanza di polarizzazione riduce il livello ricevuto e può degradare la qualità, soprattutto quando il margine di segnale è già limitato.

Nella TV terrestre italiana la polarizzazione può variare in funzione del sito trasmittente e delle scelte di rete, quindi l’orientamento corretto non è un dettaglio estetico, ma un requisito funzionale.

Impedenza, adattamento e balun: come si evita di “perdere” segnale prima ancora del cavo

Un’antenna non è solo un pezzo di metallo, ma un componente elettrico con una propria impedenza. Il cavo coassiale tipico per TV è da 75 ohm e l’ingresso dei ricevitori è progettato per lo stesso valore. Se l’impedenza dell’antenna e quella del cavo non sono ben adattate, parte dell’energia viene riflessa indietro e non arriva al ricevitore. Nella ricezione digitale questo può tradursi in un peggioramento del margine, con effetti che emergono soprattutto quando il segnale è vicino alla soglia di decodifica.

Molte antenne includono un dispositivo di adattamento, spesso chiamato balun o trasformatorino, che svolge anche una funzione di transizione tra un sistema bilanciato dell’antenna e il sistema sbilanciato del coassiale. Se questo componente si degrada, ad esempio per infiltrazioni d’acqua o ossidazione, si possono verificare cali di segnale apparentemente “misteriosi” che in realtà dipendono da un adattamento non più corretto.

Propagazione in UHF: linea di vista, ostacoli e multipath

Le UHF tendono a propagarsi soprattutto in linea di vista, quindi l’altezza dell’antenna, la presenza di colline, edifici e alberature, e la posizione rispetto al trasmettitore contano moltissimo. In contesti urbani, la riflessione su facciate e strutture crea multipath, cioè percorsi multipli dello stesso segnale che arrivano con ritardi diversi. Il digitale terrestre è progettato per gestire una certa quantità di eco, ma quando i percorsi riflessi diventano dominanti o instabili, la qualità può oscillare anche se la “potenza” sembra adeguata.

Una buona antenna UHF, grazie alla direttività, può ridurre la quota di segnali riflessi provenienti da direzioni laterali o posteriori, stabilizzando la ricezione. Questo è uno dei motivi per cui, in certe zone, un’antenna più grande e più direttiva risolve problemi che non dipendono dalla potenza, ma dalla pulizia del segnale utile.

Dal tetto al televisore: il ruolo del cavo coassiale e delle connessioni

Il cavo coassiale non è un dettaglio secondario. In UHF l’attenuazione del cavo cresce con la frequenza e con la lunghezza, quindi un cavo vecchio, schiacciato o di bassa qualità può “mangiare” una parte significativa del segnale proprio dove serve di più. Anche i connettori e le giunzioni sono punti critici: una schermatura interrotta, un contatto ossidato o un connettore montato male introducono perdite e, cosa spesso più dannosa, ingressi di disturbo.

In un impianto ben progettato la schermatura del coassiale protegge il segnale da interferenze esterne e limita l’ingresso di segnali indesiderati. Quando la schermatura è scarsa, possono comparire disturbi che sembrano intermittenti, soprattutto in presenza di sorgenti radio vicine o apparati elettronici che generano rumore.

Amplificazione e filtri: quando aiutano e quando peggiorano

L’amplificatore non “migliora” un segnale degradato; semmai aumenta tutto, compreso il rumore e le interferenze. Può essere utile quando la tratta di cavo è lunga, quando ci sono molte derivazioni o quando il segnale in antenna è buono ma arriva debole in casa a causa delle perdite di impianto. Se invece il segnale in antenna è già scarso o affetto da multipath, amplificare rischia di saturare i dispositivi a valle e peggiorare la decodifica.

I filtri diventano importanti perché in UHF convivono servizi differenti. Un caso tipico è l’interferenza da segnali mobili nelle bande vicine a quelle TV, dopo la riallocazione della cosiddetta “banda 700” ai servizi mobili in molti Paesi europei. In questi scenari, un filtro LTE/5G correttamente posizionato può impedire che segnali forti fuori banda mandino in crisi l’amplificatore o il tuner, anche se la TV è perfettamente dentro banda.

Puntamento e installazione: come il “come” conta quanto il “cosa”

Un’antenna UHF funziona bene quando vede il trasmettitore nel modo più libero possibile. Questo significa che il posizionamento, l’altezza e l’orientamento influenzano direttamente la qualità. Spostare l’antenna di pochi metri, oppure cambiare leggermente quota, può trasformare un segnale instabile in uno stabile, perché si modificano i percorsi riflessi e le zone d’ombra.

Anche la meccanica è parte del funzionamento. Un fissaggio rigido riduce micro-movimenti al vento che, in UHF, possono cambiare in modo apprezzabile il livello ricevuto, soprattutto con antenne direttive. La protezione dalle infiltrazioni, in particolare sul punto di collegamento al cavo e sui componenti di adattamento, è essenziale per evitare degradi progressivi che emergono dopo mesi, spesso proprio nelle stagioni più umide.

Come valutare se l’antenna “sta lavorando bene” in digitale

Nel digitale terrestre non conta solo la potenza, ma soprattutto la qualità del segnale, spesso rappresentata con parametri come MER e BER nei misuratori professionali. Un segnale molto forte ma distorto o interferito può essere peggiore di un segnale meno potente ma pulito. È per questo che un intervento corretto, quando ci sono problemi, mira a migliorare il rapporto segnale/rumore e la stabilità del canale, più che a inseguire il massimo livello numerico.

Nell’uso quotidiano, i sintomi più comuni di un problema UHF sono squadrettamenti, blocchi audio/video e perdita intermittente di alcuni multiplex, spesso legati a puntamento non ottimale, filtri assenti in presenza di disturbi, cavo degradato o amplificazione impostata in modo non coerente con il livello reale in antenna.

Conclusioni

Capire come funziona un’antenna UHF significa ragionare per sistema. La geometria dell’antenna determina come e da dove viene catturato il segnale. L’adattamento d’impedenza e la qualità dei collegamenti decidono quanto di quel segnale arriva davvero nel cavo. La propagazione e l’ambiente definiscono quanto il segnale è pulito, stabile e libero da eco e interferenze. Amplificatori e filtri possono essere strumenti decisivi, ma solo se inseriti con criterio rispetto ai livelli e alle sorgenti di disturbo.

Quando tutti questi elementi sono allineati, un’antenna UHF non è semplicemente “un pezzo sul tetto”, ma un’interfaccia efficiente tra lo spazio radio e l’impianto domestico, capace di fornire al ricevitore un segnale sufficientemente forte e, soprattutto, sufficientemente pulito da sostenere una decodifica digitale stabile.

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