Funzionamento e campi d'utilizzo del transponder

Un transponder è un dispositivo elettronico automatico di monitoraggio o controllo che riceve, controinterroga, amplifica e ritrasmette il segnale in arrivo. È implementato principalmente nella comunicazione wireless. La stessa parola 'Transponder' è una combinazione di due parole; trasmettitore e risponditore (occasionalmente abbreviato in TPDR, TR, XPNDR e XPDR).

Come funziona il transponder

Un transponder funziona ricevendo un segnale su un componente chiamato "interrogatore" poiché richiede effettivamente informazioni, quindi trasmette automaticamente un segnale a onde radio a una frequenza predestinata. Per poter trasmettere un segnale su una frequenza diversa da quella ricevuta, è previsto uno speciale componente chiamato “convertitore di frequenza”. Ricevendo e trasmettendo su frequenze dissimili, i segnali dell'interrogatore e del transponder possono essere rilevati contemporaneamente.

Campi d'utilizzo del Transponder

Il transponder viene utilizzato principalmente anche come ritrasmettitore per il fatto che riceve un segnale definito da una sorgente specifica, quindi amplifica (ingrandisce) il segnale prima di inviarlo in una posizione predefinita. I transponder hanno un numero anormalmente elevato di applicazioni in vari campi; comunicazione satellitare, aeronautica, marina, automobilistica, stradale, sportiva, subacquea, ecc. Sono utilizzati anche in semplici attività quotidiane come l'apertura wireless della portiera di un'auto. La prima implementazione di un transponder è stata a bordo di un aereo durante la seconda guerra mondiale, come componente del sistema IFF (Identifica amico o nemico). Rispondendo a frequenze di interrogazione non divulgate, i piloti di aeroplani potevano far notare agli operatori radar che erano aeroplani amici. I transponder vengono utilizzati anche per calcolare la distanza valutando il tempo trascorso tra il trasferimento di un segnale e il riconoscimento del segnale del transponder. Ad esempio, i transponder sonar vengono utilizzati per individuare luoghi sottomarini, stimare la profondità e tracciare posizioni.

I transponder sono fondamentalmente di due tipi; transponder attivi e transponder passivi.

Transponder attivi

Come suggerisce il nome, questi dispositivi emettono costantemente segnali radio che vengono tracciati e monitorati. Questi possono anche essere dispositivi automatici che rafforzano i segnali ricevuti e li ritrasmettono in un'altra posizione.

Un transponder attivo include il proprio alimentatore. Il transponder attivo effettuerà costantemente il "ping" del suo riconoscimento di volta in volta e il lettore ascolterà eventuali transponder nell'area. Se il transponder attivo esegue il ping molto frequentemente, verrà rilevato rapidamente. Il ping frequente alla fine consumerà più energia. Se il transponder suona occasionalmente, ci sarà un piccolo rinvio fino a quando non verrà rilevato, tuttavia l'alimentazione durerà più a lungo.

Il vantaggio di un transponder attivo è che possiede una portata relativamente più lunga. A volte, questa caratteristica potrebbe anche essere una battuta d'arresto se la gamma è troppo grande. Il difetto di un transponder attivo è che sono ingombranti, costosi e hanno una durata relativamente breve.

transponder diversi tipi

Transponder dall'auto al Satellite

Questi dispositivi sono così comunemente usati che spesso non riusciamo a riconoscerli. Ad esempio, come pensi che i tempi sul giro delle vetture NASCAR e di Formula 1 vengano monitorati in modo così accurato? La risposta sta nei transponder incorporati nelle auto. Ogni auto ha un codice ID univoco che viene trasmesso durante il viaggio. Uno speciale anello di cavo viene scavato nel terreno alla partenza e all'arrivo. Quando le auto sfrecciano vicino al traguardo, i loro ID vengono registrati insieme ai loro tempi sul giro. Questi tempi registrati vengono visualizzati automaticamente sul tabellone della posizione insieme ai tempi intermedi, ai giri rimanenti e così via.

Un'altra significativa implementazione dei transponder attivi è nelle comunicazioni satellitari. Generalmente ci sono centinaia di migliaia di minuscoli transponder incorporati in un singolo satellite. Questi transponder ricevono un segnale in ingresso su una gamma di frequenze (banda), misurata in Hertz e Megahertz e ritrasmettono questi segnali su una banda diversa contemporaneamente. Il segnale in entrata proveniente da una posizione sulla terra (ad esempio un'emittente), è chiamato uplink e il segnale in uscita di ritorno a terra è chiamato downlink. La logica dietro l'utilizzo dei satelliti per questo scopo è semplice: poiché i segnali radio non possono curvare lungo la curvatura della terra, vengono inviati in linea retta verso l'alto e ricevuti in linea retta. Ciò riduce il tempo di consegna del segnale e aumenta la portata.

Transponder passivi

Un transponder passivo non include la propria fonte di alimentazione. Il transponder passivo raccoglie energia da un campo elettrico o magnetico vicino offerto da un lettore. Il lettore esamina in modo incrociato il campo vicino alla ricerca di transponder che potrebbero trovarsi nelle sue vicinanze e stimola una potenza sufficiente nei circuiti elettronici del transponder in modo che il transponder diventi attivo e ritrasmetta al lettore il suo ID di identificazione e qualsiasi altra informazione richiesta.

Il vantaggio di un transponder passivo è che hanno un prezzo ragionevole, sono piccoli e praticamente non necessitano di un cambio di alimentazione. Il difetto di un transponder passivo è che hanno una portata relativamente limitata. È perfetto per un'etichetta di identificazione che verrà esaminata nelle immediate vicinanze.

Questi transponder contengono informazioni che vengono utilizzate per identificare oggetti particolari. Ad esempio, i transponder passivi sono talvolta incorporati nelle nostre carte di credito e nelle etichette magnetiche nei grandi negozi. Questi sono abbinati a transponder attivi che amplificano e trascrivono le informazioni.