LoRa, Meshtastic e propagazione radio: i collegamenti “incredibili” di giugno 2025

Durante la prima settimana di giugno 2025 alcuni utenti del canale Telegram “Meshtastic Italia Community” hanno notato due collegamenti LoRa particolarmente sorprendenti sulla mappa di LoraItalia: il 4 giugno un link di circa 756 km tra un nodo Meshtastic nelle Prealpi Venete e uno all’aeroporto di Brindisi; il 5 giugno un altro collegamento tra lo stesso aeroporto di Brindisi e un nodo a Crotone (circa 330 km). Ma come è possibile che segnali con frequenze tipiche di LoRa (868 MHz in Europa) e potenze irradiate di un centinaio di mW (20 dBm) siano “usciti” dall’orizzonte per centinaia di chilometri, ben al di là dei normali 100–150 km in visibilità ottica? Vediamo insieme i principali meccanismi che rendono possibili queste eccezioni.

1. Meshtastic, LoRa e il percorso “normale”

Meshtastic è una suite di software Open Source che consente l’utilizzo di device con tecnologia Lo.Ra. e l’interazione con esse attraverso smartphone e altri dispositivi.
Lo.Ra. (Long Range) è una tecnologia di comunicazione radio a bassa potenza e bassa velocità di trasmissione, pensata per collegare sensori e piccoli dispositivi a distanze che spaziano dalle centinaia di metri ai 150 km in base alla posizione orografica. Funziona su frequenze UHF (intorno a 868 MHz), le quali in condizioni ordinarie viaggiano in linea retta (LOS, Line-Of-Sight) e non seguono la curvatura terrestre. Quindi, senza “aiuti” atmosferici, un nodo posizionato nelle Prealpi Venete non potrebbe vedere né raggiungere direttamente un nodo all’aeroporto di Brindisi, semplicemente perché il terreno e la curvatura terrestre ne ostacolano il percorso.

Tropo-scatter: quando la troposfera “invia” il segnale oltre l’orizzonte

Cos’è il tropo-scatter

La troposfera è lo strato più basso dell’atmosfera (fino a circa 10 km di quota) e non è perfettamente uniforme: cambiamenti di temperatura, umidità o turbolenze creano “irregolarità” che possono diffondere (scatter) una parte del segnale radio. Pensate alla troposfera come a un grande specchio sfaccettato: quando le onde incontrano questi pezzi irregolari, una porzione della potenza viene deviata in direzioni che normalmente non riceveremmo.

• Frequenze coinvolte: generalmente da 300 MHz a 2 GHz (quindi l’868 MHz di LoRa rientra perfettamente).
• Requisiti: potenze e antenne di buon guadagno, ma in situazioni “fortunate” — ad esempio in presenza di inversione termica — l’attenuazione complessiva può diminuire di decine di dB rispetto a un normale percorso in spazio libero.

Perché funziona anche per 500–800 km

In condizioni di buona propagazione “tropo”, l’atmosfera diventa paragonabile a una “guida d’onda” naturale:

1. Lo strato freddo vicino al suolo e lo strato più caldo sopra creano un forte gradiente di rifrazione;
2. Le onde radio non si disperdono verso l’alto come in spazio libero, ma vengono piegate lungo la curvatura terrestre;
3. Alcune volte avvengono più rimbalzi (rinforzi) tra il suolo e uno strato aeree più denso, come se viaggiassero in un tubo invisibile (ducting); in altri casi, bastano le singole riflessioni (tropo-scatter) per inviare segnali a distanza.

Ad esempio, in spazio libero la perdita a 750 km è intorno a 148 dB, mentre in troposcatter “buono” può scendere a circa 135 dB: una differenza di 13 dB significa circa 20 volte più potenza utile ricevuta!
La tecnologia lora permette link budget di quasi 160 dB con potenze di 22 dBm e nessun guadagno in antenna.

Air-scatter: riflessioni dagli aerei in quota

Un altro effetto “oltre-orizzonte” è l’air-scatter, cioè la diffusione o la riflessione del segnale su un velivolo in quota (spesso tra gli 8 e i 12 km di altezza). In pratica, il segnale LoRa incontra un aereo che si trova nella traiettoria tra trasmettitore e ricevitore; una parte dell’energia viene “rimbalzata” verso il nodo remoto. Dato che gli aerei in transito volano sopra corridoi stradali e rotte frequenti, capita che in certe fasce orarie ci sia un buon numero di velivoli a fungere da “mirror” temporanei.

• Caratteristiche: la riflessione è spesso dopplerizzata (cambia leggermente frequenza) – se si usano SDR o strumenti di monitoraggio, si nota un breve impulso di segnale “spinto” dall’aereo.
• Quando capita: se un aereo si trova abbastanza allineato tra un nodo nelle Alpi Venete e Brindisi, può bastare un singolo passaggio per stabilire un link di pochi secondi o minuti: nella mappa potrebbe apparire come “collegamento stabile” se il velivolo rimane nel raggio di antenna abbastanza a lungo o se aerei diversi entrano ed escono mantenendo un “ponte” continuo.

Ducting troposferico: il “tubo” invisibile

Che cos’è il ducting

Il ducting è un caso estremo di rifrazione troposferica, in cui si forma un vero e proprio “duct” (canale) tra due strati con forte discontinuità di indice di rifrazione, per esempio:

• La superficie terrestre (o il mare) funge da “pavimento”;
• Un sottile strato d’aria con inversione termica (aria calda sopra aria più fredda) funge da “soffitto”;
• Lo spazio confinato tra i due agisce come una guida d’onda, così il segnale rimane intrappolato e viaggia per centinaia o migliaia di chilometri.

Condizioni tipiche

• Inversione termica marcata (gradiente di rifrazione molto negativo)
• Atmosfera calma, umida, specialmente vicino a coste o grandi corpi d’acqua;
• Quote relativamente basse (50–300 m), per cui le antenne terrestri possono “lanciare” la loro energia nel duct.

Impatto sulla loro osservazione

Se, tra il nodo alpino e Brindisi, si è creata una fascia di ducting, lo strato di aria ha “ritenuto” le onde LoRa e le ha ampliate come in un tubo: in questo caso l’attenuazione a 756 km potrebbe essere attorno anche inferiore ai 100dB invece dei 148 dB teorici in spazio libero, rendendo possibile il collegamento anche ad una stazione LoRa di potenza contenuta. Lo stesso discorso vale per il link Brindisi–Crotone il giorno successivo: se si era ancora in condizione di tropo scatter buono, ducting, ducting parziale o in presenza di un grosso aereo di passaggio, anche quei circa 330 km diventano raggiungibili.

Cosa ci fa propendere per l’ipotesi di tropo scatter con parziale ducting?

L’analisi delle mappe

Il protrarsi nel tempo dell’evento tra le Prealpi Liguri e l’Aeroporto di Brindisi.

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Cosa impariamo e come monitorare fenomeni simili

• Controllo dei dati meteo: le mappe di inversione termica e umidità a bassa quota (specialmente sulla Pianura Padana e lungo la costa Adriatica) sono utili per prevedere quando il tropo-scatter o il ducting possono avvenire.
• Osservazione del traffico aereo: piattaforme come ADS-B o FlightRadar24 consentono di capire se un aereo stia creando un potenziale “ponte” tra due nodi lontani.
• Parametri LoRa: modulazione (SF, banda), potenza TX e guadagno delle antenne hanno un ruolo fondamentale: anche 2–5 dB di guadagno in più possono fare la differenza tra “segno debole” e “collegamento confermato”.

In sostanza, quei due giorni di giugno 2025 sono un perfetto esempio di come un sistema LoRa, pensato per coprire distanze nell’ordine delle decine di chilometri, possa “sfruttare” le proprietà straordinarie dell’atmosfera per coprire distanze normalmente riservate a sistemi più costosi e complessi.
Tenete d’occhio i bollettini troposferici e i transiti aerei: il prossimo “miracolo” radio potrebbe essere dietro l’angolo!

Ulteriori risorse per approfondire gli argomenti trattati:

Tropo-Scatter:

LoRa / Meshtastic: