- Propagation sur ondes courtes
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Propagation en haute fréquence
La propagation en haute fréquence (ici synonyme d'ondes courtes, de 3 à 30 MHz), utilise des phénomènes physiques variés, onde de sol, onde directe ou réflexion ionosphérique, rendant la réception fluctuante. Son utilisation pour les liaisons à courtes ou longues distances n'est possible que par la connaissance de ces modes de propagation, le choix des fréquences, des modulations et des antennes à utiliser.
Sommaire
Principes
Les ondes courtes se propagent d'un point à un autre du globe de trois manières différentes :
- par l'onde de sol qui suit la courbure terrestre, d'autant plus importante que la fréquence est basse ;
- par l'onde d'espace ou onde directe, c'est la propagation de type optique commune à toutes les fréquences ;
- par réflexion simple ou multiple sur les couches supérieures de l'ionosphère, c'est la propagation ionosphérique.
La fiabilité des radiocommunications à moyenne et longue distance sur ondes courtes est donc très variable, principalement en fonction des variations de l'activité solaire :
- diurne
- saisonnier
- cycle solaire de 11 ans
Facteurs agissant sur la qualité de la transmission
Le fading ou QSB
Lorsque deux ondes issues d'une même émetteur et ayant parcouru des trajets différents parviennent sur une antenne de réception, les signaux électriques produits s'ajoutent. Le signal résultant a une amplitude qui dépend de l'amplitude de chacun des signaux reçus mais aussi du déphasage de l'un par rapport à l'autre :
- signaux en phase : le signal résultant est la somme des deux signaux
- signaux en opposition de phase : l'amplitude du signal résultant est égal à la différence des deux signaux
- déphasage variable : l'amplitude du signal varie en fonction du déphasage.
Le déphasage dépend de la différence de trajet entre les deux ondes, due par exemple au fait que l'une des deux a été réfléchie sur une couche haute de l'ionosphère. Mais comme la hauteur des couches ionisées varient en fonction de l'activité solaire, l'amplitude du signal reçu va varier avec une fréquence de l'ordre de quelques hertz : c'est le fading,( de l'anglais to fade, s'évanouir, diminuer), appelé QSB dans le code Q des opérateurs HF.
Le bruit radioélectrique
Il a pour origine plusieurs sources distinctes :
- naturelles et terrestres : orages qui éclatent à chaque instant dans le monde
- naturelles et venant de l'espace : bruit radioélectrique émis par le soleil, les étoiles...
- artificielles : parasites électriques industriels et ménagers, automobiles, téléphone portable, transmissions radio...
Le bruit radioélectrique couvre toute l'étendue du spectre des ondes radio mais avec une intensité très variable. Son niveau dépend également beaucoup de la proximité des sources industrielles : il est nettement plus élevé dans les zones urbaines que dans les régions inhabitées.
Les distorsions de modulation
Les ondes qui se sont réfléchies sur l'ionophère subissent parfois une distorsion importante qui rend la compréhensibilité de la modulation difficile. C'est le cas des ondes dont le trajet s'approche des pôles magnétiques ou qui se sont réfléchies sur une aurore polaire.
Prédiction et mesure de propagation
Pour permettre des communications professionnelles fiables, des prévisions de propagation sont fournies par les agences, exprimées selon le trajet entre stations, par deux valeurs, fonction de la date et heure:
- la fréquence maximale d'utilisation (ou MUF)
- la fréquence minimale d'utilisation (ou LUF)
Cet valeurs sont exprimées en probabilité de liaison: par exemple en mars 2006, pour une liaison France-Tahiti, à 9h00 UTC, la fréquence maximale serait de 12 MHz et la fréquence minimale de 8 MHz, pour 50 % du temps (exemple fictif).
En dehors de cet intervalle, les liaisons sont aléatoires, et la fréquence optimale (réception maximale) est en générale proche de la fréquence maximale. Ces prévisions sont également reproduites sur les revues techniques radioamateurs.
Des systèmes automatiques permettent aux réseaux de communications HF de s'adapter à la propagation en mesurant l'atténuation sur plusieurs fréquences simultanées.
Choix des antennes
La propagation s'effectuant soit par onde de sol, soit par réflexion, l'angle de départ de l'antenne (angle d'élévation du premier lobe) est primordial. En général :
- les communications en onde de sol nécessitent des antennes avec un angle de départ nul ou faible (ex. : antenne verticale sur plan de masse idéal) ;
- les communications NVIS (à l'intérieur d'une zone de quelques centaines de kilomètres autour de la station d’émission) nécessitent un angle très élevé (75 à 90°)
- les communications à moyenne distance (1 000 à 5 000 km) nécessitent un angle moyen (20 à 30°)
- les communications à longue distance (10 000 à 20 000 km) nécessitent un angle très faible (10°).
Voir aussi
Portail de la physique
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Catégorie : Propagation des ondes radioélectriques
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