Ma dove va a finire la potenza riflessa?

In questi giorni mi è capitato in mano un articolo dedicato all'annosa questione del ROS, il nemico n°1 di tutti i radioappassionati. Tra tante formule ed equazioni su correnti, tensioni e coefficienti di riflessione, l'articolo si concludeva dissertanto sul mismatch loss, cioè su quella che sarebbe dovuta essere la perdita di potenza che colui che avesse trasmesso con antenne ad alto ROS avrebbe pagato.
Il documento, a partire dalla misura del return loss (che dipende da quanto è alto il ROS) calcolava la percentuale di potenza riflessa e produceva una tabella come la seguente:

L'autore concludeva dicendo che per un ROS di 1,65:1 la potenza riflessa e quindi non irradiata, è solo il 6,2% della potenza incidente e la perdita di potenza in trasmissione è di soli 0,27dB. Ad un ROS molto alto, di 6,0:1 ad esempio, equivale una perdita di soli 3dB in potenza, che corrisponde a ½ tacca di S-unit sullo strumento del ricevitore. Un ROS di 1,5:1 costituisce una riduzione di solo 0,09dB di perdita di potenza in trasmissione. Come si intuisce, tutto questo non vale lo sforzo necessario per conseguire tale minuscolo aumento di potenza.

Questo è solo un caso tra tanti, ma ho sentito questo ragionamento spesso e volentieri nei discorsi dei radioamatori. Ma questo approccio è realmente corretto?

Facciamo un esempio: un radioamatore vuole usare una antenna a 300Ω con un normale cavo coassiale. Avendo essa ROS 6, vi collega un accordatore e accorda il tutto. Ora il rosmetro della radio vede ROS 1 e la radio trasmette a piena potenza, come nello schema sottostante:

Per semplificare i calcoli, supponiamo che accordatore e cavi siano ideali, cioè senza perdite (o, in alternativa, di qualità elevatissima, quindi con perdite trascurabili). La radio vede ROS=1 per cui, secondo la tabella sopra, potenza riflessa 0%. L'accordatore riceve 100W dalla radio e manda fuori dall'altra parte 100W che arrivano all'antenna. Essa però presenta ROS=6, per cui secondo la tabella, il 50.8% della potenza (cioè 50.8W) dovrebbe essere riflessa - e quindi non irradiata - e il resto (49.2W) dovrebbe essere irradiata.
Ottimo... ma i 50.8W riflessi, dove vanno a finire? Come sappiamo, le leggi della fisica impongono che l'energia non possa sparire nel nulla.

Tornano alla radio? No, perché abbiamo stabilito che, grazie all'accordatore, la potenza diretta in uscita dalla radio è 100W e quella riflessa 0W, non c'è potenza riflessa su quella tratta (altrimenti il ROS non sarebbe 1).
Vengono dissipati in calore dall'accordatore? Difficile crederlo, in quanto un accordatore perfetto è composto da soli componenti reattivi che non possono dissipare energia. Inoltre se l'accordatore dissipasse 50W, sarebbe rovente: dovrebbe avere le alettature come i carichi fittizi di potenza.
Vengono dissipati dal cavo? Un cavo ideale (senza perdite) non può dissipare energia in calore per definizione. Uno molto buono, ne può dissipare poca. Difficile credere che da 10cm di CellFlex a 1km di RG174, tutti i cavi possibili possano essere d'accordo a dissipare esattamente 3.08dB.

Allora ho messo in moto tutto il mio armamentario di strumenti ed ho cercato di trovare una risposta a questa domanda.

Ho pubblicato analisi strumentale e risultati a questo link, spero sia interessante.

Vy73 de Davide IZ2UUF