Sull'antenna si concentra gran parte del budget di link di un nodo LoRa, eppure è la componente più trascurata: si monta lo stiletto in dotazione e ci si concentra su firmware e configurazione dei canali. In pratica un paio di scelte sull'antenna e sul posizionamento incidono sulla copertura reale molto più di qualunque parametro software.
Guadagno dichiarato vs guadagno reale
Le antenne economiche in vendita online per 868MHz riportano spesso guadagni dichiarati di 5, 8, persino 12 dBi su stilo da pochi centimetri: sono numeri fisicamente implausibili per quella dimensione fisica alla lunghezza d'onda di 868MHz (circa 34,5 cm), e quasi sempre non corrispondono a misure reali. Un dipolo o un quarto d'onda ben progettato in quella banda si aggira realisticamente sui 2-3 dBi; per superare i 5-6 dBi servono array collineari con più elementi in fase, quindi antenne fisicamente più lunghe (40-70 cm), non stiletti compatti.
Regola pratica: diffidare di guadagni alti su antenne molto corte. Un'antenna onestamente da 3 dBi ben adattata (basso ROS, connettore di qualità) supera quasi sempre, sul campo, un'antenna dichiarata da 8 dBi ma costruita male o con adattamento di impedenza scadente.
Direttività: guadagno non significa "più potenza", significa forma del lobo
Un'antenna con più guadagno non emette più energia complessiva: la stessa energia viene concentrata in un lobo di radiazione più schiacciato sull'orizzonte, a scapito della copertura verso l'alto e verso il basso. Per un nodo fisso su un tetto o un ripetitore in cresta va benissimo, perché i corrispondenti sono più o meno alla stessa quota. Per un nodo portatile che si muove in un contesto con dislivelli (sentieri di montagna, edifici a più piani) un'antenna omnidirezionale a basso guadagno con lobo più "tondo" spesso funziona meglio, perché non perde il collegamento quando l'altro nodo è più in alto o più in basso di pochi gradi.
L'altezza conta più del guadagno
A parità di tutto il resto, alzare l'antenna di qualche metro porta benefici di copertura molto più marcati di un aumento di 2-3 dB di guadagno. Questo perché in banda 868MHz (UHF) la propagazione è quasi sempre a vista ottica o quasi (line of sight): il segnale si piega pochissimo attorno a colline, edifici e vegetazione fitta. Un nodo o ripetitore posizionato in gronda o su un palo, anche di soli 3-5 metri sopra il livello del terreno circostante, spesso raddoppia la copertura utile rispetto allo stesso identico apparato tenuto in mano ad altezza uomo, specialmente in ambiente urbano o boschivo.
Per collegamenti punto-punto a media distanza conviene anche considerare la zona di Fresnel: anche con visibilità ottica diretta, se un ostacolo (tetto, albero, cresta) invade la prima zona di Fresnel il segnale si attenua sensibilmente pur "vedendosi" a occhio. Nei collegamenti critici tra ripetitori conviene lasciare margine extra in altezza proprio per questo motivo.
Ostacoli: cosa taglia davvero il segnale
- Metallo e cemento armato: sono gli attenuatori peggiori. Un nodo dentro un'auto, un container o una struttura in cemento armato con molte armature perde gran parte della copertura anche a pochi metri dall'esterno.
- Vegetazione fitta e bagnata: foglie con alto contenuto d'acqua assorbono energia RF a 868MHz più di quanto ci si aspetti; un bosco denso in estate attenua sensibilmente più dello stesso bosco spoglio in inverno.
- Dislivelli del terreno: una collina tra due nodi blocca completamente il collegamento diretto, indipendentemente dal guadagno d'antenna; serve un ripetitore intermedio in cresta o linea di vista alternativa.
- Corpo umano: tenere il dispositivo vicino al torace o in tasca introduce un'attenuazione non trascurabile rispetto a tenerlo in mano con l'antenna libera.
- Vicinanza ad altri oggetti metallici: montare l'antenna a ridosso di grondaie, ringhiere o pannelli metallici ne distorce il diagramma di radiazione e può disadattare l'impedenza, peggiorando il ROS.
Connettori e cavo: il dettaglio che rovina tutto
Le antenne per moduli LoRa/Meshtastic più diffusi usano connettori SMA o, più spesso sui moduli cinesi economici, il pin invertito RP-SMA: prima dell'acquisto va sempre verificato quale variante monta il proprio dispositivo, per evitare adattatori improvvisati che introducono perdite e punti di rottura meccanica. Se si usa un cavo di prolunga per allontanare l'antenna dall'elettronica (utile per portarla fuori da una scatola stagna in metallo), va scelto il più corto possibile: a 868MHz un cavo coassiale economico da pochi metri può introdurre diversi dB di attenuazione, vanificando buona parte del guadagno d'antenna guadagnato con lo spostamento in esterno.
Indicazioni pratiche riassuntive
- Per un nodo fisso/ripetitore: privilegiare altezza e linea di vista rispetto al guadagno dichiarato dell'antenna.
- Per un nodo portatile: preferire antenne omnidirezionali a basso-medio guadagno con lobo ampio, tenute libere da ostacoli corporei.
- Verificare sempre il tipo di connettore (SMA/RP-SMA) prima dell'acquisto.
- Evitare prolunghe di cavo lunghe se non strettamente necessarie.
- Non fidarsi ciecamente dei dB dichiarati su antenne molto corte ed economiche: la lunghezza fisica è un indicatore più affidabile del guadagno reale.
In definitiva, per migliorare davvero la copertura di una rete LoRa conviene investire tempo nel posizionamento — altezza, linea di vista, distanza da ostacoli metallici — prima ancora di spendere in un'antenna dal guadagno dichiarato più alto: sul campo è quasi sempre la prima variabile a fare la differenza.