Le monde merveilleux de la propagation

1. Le monde merveilleux de la propagation

2. Introduction La propagation des ondes radiofréquence dépend de nombreux facteurs. Pour les comprendre, il faut d’abord s’intéresser à l’ionosphère et à la façon dont le soleil l’affecte. Nous étudierons ensuite comment il est possible de communiquer par onde tout autour de la terre mais aussi en direction des satellites. Quelques sources de renseignements vous seront données afin que vous puissiez savoir quelles sont les conditions que vous comprendrez et saurez interpréter désormais.

3. Le Soleil Le soleil est l’étoile du système qui porte son nom et dont la terre dépend. Il est constitué de…mais en fait, ça n’est pas vraiment important! Par contre, il permet en partie la propagation des ondes radio ce qui nous arrange bien. En fait ce sont ses radiations qui agissent sur les couches hautes de l’atmosphère appelée ionosphère. Les régions sombres sur la surface du soleil ou spots sont responsables de l’augmentation des radiations magnétiques du soleil car elles correspondent à des explosions nucléaires. Ces radiations sont ce qui donne à la ionosphère sa charge en ions et ses propriétés de propagation. L’activité solaire varie en permanence mais semble en plus suivre un cycle de 11ans.

4. Le Soleil Lors d’une activité solaire forte, correspondant à un grand nombre de spots, même des stations de faible puissance peuvent être entendues tout autour du monde. En plus du cycle de 11 ans, il apparaît un cycle de 27 jours dû à la rotation du soleil. Enfin, la rotation de la terre sur son axe affecte aussi la propagation en fonction des heures de la journée. En moyenne les fréquences supérieures à 10MHz sont utilisables le jour et celles inférieures sont utilisables la nuit.

5. Le Soleil En plus des spots réguliers, on trouve des explosions extraordinaires qui éjectent une grande une grande quantité de particules et d’énergie électromagnétique. Ces explosions sont classées en fonction de la quantité de rayon X qu’elles produisent (X-ray). Les plus grandes explosions sont des X-Class flares, puis 10% donnent les M-Class flares, puis 10% enfin donnent les C-Class flares. Même si ces explosions ne durent que quelques minutes, leurs effets dans les radiocommunications peuvent durer quelques jours.

6. La Ionosphère Les radiations solaires éjectent les électrons de l’oxygène et des autres gaz dans la couche haute de l’atmosphère créant ainsi des ions chargés positivement. Il existe quatre régions de gaz ionisés de 50km à 400km qui ensemble forment la ionosphère. Elle réfléchit les ondes radio à des fréquences données, principalement dans la bande des 3-30MHz. C’est grâce à cette réflexion que l’on peut communiquer de part et d’autre de la terre. On est en présence du même phénomène que celui de la réfraction de la lumière dans un verre d’eau…ou des mirages.

7. La Ionosphère Les quatre régions de la ionosphère D E F1 F2

8. La Ionosphère La couche D est la plus basse couche de la ionosphère. Elle atteint un maximum d’ionisation vers 21h mais les ions s’évanouissent très vite. Cette couche est responsable de l’absorption des ondes radio et non de leur réfraction. Les fréquences supérieures à 10MHz ne sont pas absorbées par la couche D mais les fréquences inférieures sont en général tout de même utilisables pour les communications à grande distance la nuit. En vert f>10MHz En rouge f<10MHz D

9. La Ionosphère Comme la couche D, la couche E dissipe ses ions rapidement quand le Soleil ne brille pas. Néanmoins, la couche E n’absorbe pas le bas du spectre HF mais elle peut réfléchir les ondes et les renvoyer vers la Terre. La nuit, cette couche est peu active et très fine et le signal radio a tendance à la traverser. Selon la fréquence et la force de la couche E, le signal peut passer ou être réfléchi. Parfois même les onde VHF sont réfléchies par cette couche E

10. La Ionosphère L’ensemble des couches F1 et F2 forme la région F. En effet, elle ne devient qu’une seule couche la nuit. En fait, c’est la couche la plus importante en ce qui concerne les communications longue distance. Elle reste ionisée plus longtemps et reste en particulier ionisée toute la nuit. Le jour, elle réfléchit les hautes fréquences et la nuit elle peut réfléchir jusqu’à 10-15MHz. F2 F1

11. La Ionosphère La nuit la couche D disparaît et la couche E devient très fine. Mais F1 et F2 se regroupent créant la couche F. On peut donc utiliser de basses fréquences puisqu’elles ne sont plus absorbées par la couche D.

12. La Ionosphère Des fréquences plus hautes sont utilisables le jour, mais risquent de passer au travers de la couche F trop faible la nuit. La plus haute fréquence utilisable (MUF) est la plus haute fréquence réfléchie par la couche F. Il est en général intéressant d’utiliser une fréquence proche de la MUF car des fréquences plus basses risquent d’être absorbées.

13. Les Indices Les conditions de la ionosphère affectent grandement la façon dont le signal radio se propage. Les spots augmentent la capacité de la ionosphère à réfracter les ondes HF. Les grandes explosions créent des tempêtes magnétiques qui causent des parasites. Alors, il y aura plus d’absorption que de propagation.

14. Les Indices Le nombre de spots : plus il est grand plus l’ionisation est grande et plus le signal HF est réfracté. Il varie de 0 à 200Le flux solaire : Il s’agit d’une mesure du signal radio émis par le Soleil. Il est mesuré à 2800MHz une fois par jour. Cette valeur est fortement corrélée au nombre de spots et varie de 60 à 300.

15. Les Indices L’index A : Il décrit les conditions géomagnétiques des 24 dernières heures. Il peut varier de 0 à 400 mais se situe en général au dessous de 100. En moyenne il vaut de 4 à 50, les valeurs en dessous de 10 étant recherchées pour les contacts HF. L’index K : il indique les conditions dans les 3 dernières heures et varie de 0 à 9. Les faibles chiffres indiquent une ionosphère calme. Quand K augmente on peut attendre de mauvaises conditions de propagation.

16. Les Indices Les indices sont disponibles sur http://www.maj.com/et bien sûr sur http://f5hla.free.fr/