Vorrei installare una piccola videocamera wireless su un aquilone; potreste aiutarmi a dimensionare i componenti del sistema video costituito da: microcamera, videotrasmettitore, ricevitore ed eventuale antenna direttiva esterna? Come si calcolano le potenze necessarie per garantire la trasmissione stabile del segnale ad una distanza di circa 3km?Grazie.

Come già spiegato in una precedente risposta, la valutazione del segnale ricevuto in un sistema di trasmissioni si calcola con la formula di Friis:

 

In questo caso, supponendo che la la frequenza portante sia 10 GHz (la frequenza vera dovrà essere compresa nelle bande permesse), la lunghezza d’onda λ è quindi circa 0.03 m, l’antenna trasmittente dovrà essere omnidirezionale (GT=1), mentre per quella ricevente si può ragionevolmente pensare ad un guadagno di 3-5dB.
La potenza di rumore si calcola con la

 

 PN = 2kT B F

con una banda tipica di 10 MHz, e una cifra di rumore di 5-10 dB.
Il rapporto segnale-rumore necessario per garantire una buona ricezione dipende dalla bontà del ricevitore e dal tipo di modulazione utilizzato, ma per avere un’idea possiamo considerare 20dB.

Con la potenza massima permessa dalla legge (100mW), e con i parametri descritti sopra, si ha una portata pari a 100 m circa!

Tra l’altro questo limite un po’ restrittivo è da intendersi sull’EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) quindi va ulteriormente diminuito quando si utilizzano antenne direttive.

Se consideriamo una frequenza portante pari a 1 GHz la portata aumenta di un fattore 10, ma non si può abbassare troppo la frequenza perché sarebbe difficile avere un’antenna adeguata.

Per rendere più efficiente la trasmissione si potrebbe pensare ad una modulazione digitale (in effetti le webcam sono dispositivi interamente digitali). Visto che sistemi di comunicazione a larga banda già esistono si può sfruttare un videotelefono opportunamente messo in comunicazione con un altro prima del "decollo" (in questo caso bisogna pagare la telefonata, ma la portata è garantita dalla rete cellulare).

Questi sistemi di trasmissione del segnale video sono utili solo se servono le immagini in "diretta", ad esempio per pilotare un modellino di aereo; ma se si vuole semplicemente avere una ripresa registrata esistono delle cosiddette "sportcam" appositamente concepite per questi scopi (es. per chi fa paracadutismo, o sci) che registrano il video su memoria flash, risparmiando quindi la trasmissione. Un dispositivo del genere costa molto meno di un sistema di comunicazione, è molto più leggero e la qualità del video è buona in ogni evenienza.