Propagation du jour
LA PROPAGATION
Au 21ème siècle, communiquer avec le monde entier est quelque chose de commun. Grace aux moyens technologiques actuels comme la fibre optique ou le satellite, la liaison est rapide et sûre à presque 100%.
L’utilisation des ondes électromagnétique est quotidienne pour tout le monde : La télévision, la radiodiffusion, les navigateurs GPS les surveillances bébé, la téléphonie mobile, les fours micro-ondes, les systèmes de radio-identification et également les services « sans fil » qui se multiplient dans notre quotidien tel que les téléphones, le Wi-Fi, Le Bluetooth, les souris et clavier sans fil…
Mais au fait, comment ça fonctionne les ondes électromagnétiques ?
L'onde est une vibration qui se déplace. Les ondes électromagnétiques se propagent dans l'air ou le vide de la même manière que l'onde formée par un caillou que l'on jette au milieu d'une mare : des ronds concentriques se déplacent à partir du centre.
De manière théorique, l'onde radio émise de façon uniforme dans toutes les directions de l'espace peut être représentée par une succession de sphères concentriques. On peut imaginer une bulle se gonflant à la vitesse de la lumière (300000 km par seconde).
Les ondes électromagnétiques prennent naissance autour de l'antenne du fait de l'existence d'un champ magnétique et électrique. Ces champs se propagent de sorte qu'à une certaine distance de l'antenne on retrouve des champs de même fréquence, mais atténués. Ces champs ont une fréquence, que l'on mesure en Hertz (Hz)
Désignation des bandes utilisées par les radioamateurs : |
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Bande |
Fréquences |
Longueur d'onde |
Onde |
Type de propagation |
MF médium fréquency |
300 - 3000KHz |
1000 - 100m |
hectométriques |
Onde de sol prépondérante Onde ionosphérique (légèrement absorbée le jour par les couches D et E. Réflextion sur les couches E et F la nuit) |
HF hight fréquency |
3 - 30MHz |
100 - 10m |
décamétrique ou ondes courtes |
Onde de sol rapidement atténuée Onde ionosphérique offrant des possibilités de porté mondiale |
VHF very hight fréquency |
30 - 300MHz |
10 - 1m |
métriques |
Onde directe Onde de sol très rapidement atténué |
UHF ultra hight fréquency |
300 - 3000MHz |
10 - 1dm |
décimétriques |
Onde directe Réflexion sur les obstacles Onde très directive |
SHF Super hight fréquency |
3 - 30GHz |
10 - 1cm |
centimétriques |
Onde directe Réflexion sur les obstacles Onde très directive |
EHF extremely hight fréquency |
30 - 300GHz |
10 - 1mm |
millimétriques |
Onde directe Réflexion sur les obstacles Onde très directive |
Les ondes peuvent se propager de différentes façons :
En ondes directes, les antennes sont en vue l'une et l'autre et l’onde se propage en ligne droite. Pour ce type de liaison l’altitude et le dégagement des antennes sont important.
En ondes de sol, (ou de suface) les ondes suivent le relief terrestre. L’onde de sol permet d’effectuer des liaisons a plus grande distances qu’en onde directe. Elle permet d’être entendu par un récepteur situé dans la zone d’ombre du schéma ci-dessus. L'affaiblissement du champ électrique sera fonction du sol. Si le sol est bon conducteur (océan, marais...) l’affaiblissement sera modéré et plus il sera isolant (sol gelé, désert...), l'onde de sol sera atténuée très rapidement.
En ondes réfléchies, les ondes rebondissent sur les hautes couches de l'atmosphère. L'ionosphère est une région de l'atmosphère située 60 et 800 km d'altitude. Elle est constituée de gaz fortement ionisés à très faible pression. L'ionosphère n’est pas homogène. Elle est constituée de trois couches différentes (D, E, F) aux propriétés particulières qui varient en fonction de l’heure de la journée, de la saison et de l’activité solaire.
Les 3 couches ont des propriétés particulières vis-à-vis de la propagation des ondes.
Couche D : altitude de 60 à 90 km. Absorbante pour les ondes de fréquence inférieure à quelques MHz, elle disparaît immédiatement après le coucher du Soleil. La densité d'électrons libres (100 électrons par cm3) dans cette zone n'est pas suffisante pour réfléchir les ondes vers la terre. Au contraire, elle atténue les signaux qui la traversent. Pour minimiser cette atténuation, on utilise des antennes ayant un angle de radiation faible (on vise l'horizon).
Couche E : altitude de 90 à 120 km. Diurne et présente tout au long du cycle solaire. Elle réfléchit les ondes de quelques MHz jusqu'à une fréquence limite qui dépend de l'angle d'incidence de l'onde sur la couche et de la densité de celle-ci
Couche F : altitude de 120 à 800 km. Très dépendante de l'activité solaire, elle est particulièrement présente pendant les maxima du cycle solaire. Des réflexions multiples sur cette couche permettent de "faire le tour de la terre" en faisant plusieurs "bonds". Son altitude fluctue en fonction du rayonnement solaire et se décompose pendant la journée en deux sous-couches F1 et F2. Elle s'atténue disparaît la nuit plusieurs heures après le coucher du Soleil mais il arrive qu'elle persiste toute la nuit lors des maxima d'activité solaire. Comme pour la couche E, son rôle est essentiel pour la propagation des ondes courtes.