La propagation en VHF et UHF, EME, Meteor et Rain scatter et balises.

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3. La propagation en VHF et UHF.

  

L'onde de sol ou Ground Wave

Ce qui ne fait aucun doute, en UHF et on aura eu l'occasion de le constater surtout à l'aide de portables, en dehors des relais toute communication qui s'effectuerait non à vue (vision radio) est pratiquement impossible.

Admettons que votre relais préféré tombe en panne définitivement, il devient presque impossible à deux voitures à l'opposé d'une grande ville de communiquer entre elles en 144 Mhz et encore moins en 430 Mhz.

Ce problème devient moins crucial s'il s'agit d'une station de base et d'une voiture pour peu, bien sûr que la station de base soit correctement située.
Donc le principe est que les antennes doivent se "voir" pour que l'on puisse s'entendre. On parle alors d'horizon radio ou de liaison à vue. Ce qui signifie que le moindre obstacle devient imperméable pour la station de réception qui serait située dans son cône d'ombre. A fortiori, au-delà de l'horizon visible, impossible d'établir des communications fiables.
 

Ce phénomène est d'autant plus crucial que l'on travaille sur des fréquences élevées et donc des longueurs d'ondes de plus en plus courtes. J'ai ainsi pu constater l'influence néfaste d'une rangée de peupliers en feuilles sur la bande des 70 cm. Ce phénomène est également rencontré tous les jours par les personnes qui installent les antennes de réception de télévision broadcast UHF, alors imaginez-vous les problèmes des radio-amateurs désirant transmettre des images sur le 1.255 Mhz.
 

Les inversions de température.

Si nous ne disposions que des communications à vue, nous ne pourrions obtenir de correspondant au-delà de la circonférence théorique que l'on peut tracer autour d'une antenne et proportionnellement à sa hauteur. Par bonheur, nous avons la troposphère et les inversions de température.

Nous devons retenir que contrairement aux bandes haute fréquence les ondes radio ne sont pas réfléchies totalement par les différentes couches constituant l'atmosphère de la terre. Afin de comprendre le phénomène reprenons l'analogie avec le comportement de la lumière dans des milieux différents. Donc si quelque part nous nous trouvons en présence de deux milieux différents (en l'occurrence de deux masses d'air de températures différentes) on constate, à la frontière entre les deux, un indice de réflexion différent. (C'est aussi l'expérience du bâton plongé dans un bocal d'eau et qui semble courbé à cause de ce phénoméne)

C'est ce qui permet à l'onde radio non plus de partir en ligne directe depuis l'antenne vers l'espace, mais bien d'être renvoyée en partie et pour ces bandes de fréquences, selon un angle dépendant par exemple de la différence de température entre les deux couches.

Quatres types d'inversion sont rencontrés :

1. L'inversion au sol : celle-ci prend naissance lors de chaudes journées d'été où le sol accumule la chaleur qu'il restitue la nuit aux couches inférieures de l'air.

2. L'inversion en altitude : lorsque la chaleur accumulée par la terre est restituée au niveau des nuages.

3. L'inversion par dépression : lorsque dans une zone de haute pression, les couches d'air descendantes sont réchauffées par l'augmentation de la pression.

4. L'inversion par réfraction : des couches d'air chaud se meuvent au-dessus de couches d'air froid. Un Duct est un phénomène qui se manifeste lorsqu'une inversion est présente au sol et en altitude. Ces deux inversions se comporte ainsi comme un guide d'onde permettant des liaisons de plus de mille km.

 

4. Un DUCT.

 

Phénomène qui se manifeste lorsqu'une différence de température se présente entre le sol et l'altitude. Ces deux inversions se comportent ainsi comme un couloir ou guide d'onde permettant des liaisons de plus de mille kilomètres.
 

5. Sporadique E.

 

Lors de conditions favorables, certains nuages d'atomes réagissant au soleil sont ionisés et se déplacent dans la couche E.

Tandis que la propagation via la couche E est prévisible en bande haute fréquence, la sporadique E ne l'est pas.

Ce type de propagation est surtout présent dans la bande des 6 mètres au cours des mois d'été et occasionnellement sur la bande des 2 mètres et 70 cm lors de conditions exceptionnelles.

6. Le mode Scatter. 

 

Ce mode est constitué de réflexions discrètes au niveau des couches inférieures de l'atmosphère.

Nous avons ainsi la troposphérique et l'ionosphérique scatter. Ce sont en fait des déviations pratiquement imperceptibles permettant une sorte de dissémination des ondes dans l'atmosphère.

Ce mode permet d'augmenter la zone couverte par la ground wave et donc de diminuer la skip zone.

La skip zone étant la zone de silence radio entre deux points d'impact ou entre la zone couverte par une liaison à vue et celle couverte par la propagation. Mais il suppose un équipement très performant de même nature que celui utilisé en communication EME

Parmis ce mode on peut relever le Meteor Scatter ou MS : des météores ou des poussières entrent dans l'atmosphère terrestre à grande vitesse à chaque moment de la journée (approximativement 30 km/s). Ces matériaux sont freinés de plus en plus jusqu'à être détruit avant d'atteindre le sol.

Cette perte d'énergie se traduit par l'émission d'un rayonnement lumineux et l'ionisation d'une petite zone. Celle-ci devient dès lors radioélectriquement réfléchissant et peut être utilisée pour transmettre de l'information. Habituellement, pour ce type de trafic similaire à la sporadique dans son principe, on distingue les météores aléatoires et les météores essaims. L'expérience a démontré qu'au alentour du 12 août, le nombre de météores pénétrant l'atmosphère est nettement supérieur à la normale et, qu'en moyenne ils semblent provenir d'un même point du ciel, situé dans l'amas de Persée d'où leur nom de Perseides (mais il existe également les Géminides en décembre, les Quadrantides en janvier et les Ariétides en juin).

C'est ce que l'on appelle les météores en essaims qui ont une durée moyenne d'un ou deux jours. L'emploi de la télégraphie permet quant à lui de s'affranchir des caprices dans ce mode de contact. Les météores aléatoires présentent surtout l'intérêt d'être utilisables toute l'année et à toute heure, en remarquant quand même que les périodes les plus fastes apparaissent lorsqu'une surface de la terre attaque l'espace de front, c'est-à-dire au petit matin et pendant la saison estivale (de juillet à août).Mode est très courte durée, souvent seulement à partir d'une fraction de seconde à quelques secondes qui permet des communications par  rafale pour des distance dépassant  1.600 km sur les fréquences VHF entre 30 et 250 MHz.

N'oublions pas le Rain Scatter : plus répandu sur les fréquence de l'ordre de 10 Ghz où le radioamateur oriente sa parabole vers les nuages de pluie afin d'obtenir un réflexion. Ce mode permet d'étendre la propagation des signaux micro-ondes pour bien au-delà la ligne d'horizon. Avec la diffusion de la pluie au 2-4km-dessus du sol, l'extension de la gamme peuvent être de plusieurs centaines de km. 

7. Les aurores boréales. 

Au moment des équinoxes, en mars et en septembre, périodes de forte activité solaire, il arrive que se forment, au-dessus des régions polaires, de vastes zones ionisées s'accompagnant d'un phénomène lumineux auquel on a donné le nom d'aurore boréale.

Ces zones peuvent servir de réflecteurs permettant de contacter des stations situées en Europe, par le principe de la rétrodiffusion ou back-scatter plutôt que par la réflexion.

Leur formation s'explique par le fait que le champ magnétique terrestre guide les particules provenant de l'espace et du soleil en particulier vers les pôles; l'arrivée de celles-ci excite la haute atmosphère et le choc produit des émissions lumineuses caractéristiques de ce genre de phénomène.

Le son ainsi obtenu est celui d'un tonneau, ce qui rend presque impossible la communication en phonie. Voilà pourquoi beaucoup d'amateurs utilisent le morse comme support de communication dans ce mode.

Ci dessus à voir à propos de l'interaction entre l'activité solaire et le champs magnétique terrestre.

Tableau des échelle d'intensité des tempêtes géomagnétiques

Toujours sur le même site l'échelle d'intensité des blackouts radio

 

8. EME ou Earth Moon Earth 

Afin de pratiquer l'EME, il est nécessaire de posséder un matériel adéquat : une nappe d'antennes (groupe d'antennes en phase) ou parabole raccordée à un bon préampli faible bruit en tête de mât se terminant par un récepteur à faible bruit de manière à ressortir les signaux de retour de la lune.  

Même si l'angle d'ouverture des antennes est relativement restreint, on se rend compte qu'avec la distance terre lune, le cône radio s'élargit et on obtient ainsi, non plus un point, mais une circonférence énorme ayant pour impact la lune qui elle-même renvoie cette énergie d'une manière diffuse.

Au total, une infime partie de l'énergie ainsi rayonnée par la station émettrice revient vers la terre en direction du correspondant.

Voilà pourquoi cette technique exige une bonne préparation du matériel et une certaine maîtrise des différents éléments.

9. Conclusions.

Le plus important n'est pas de pouvoir discerner avec précision le type de propagation utilisé lors de l'établissement d'un contact, mais au moins de comprendre les principes afin de mieux exploiter les signes préliminaires à ces différents phénomènes Les balises établies dans les différents pays peuvent constituer un repère important, révélateur de l'ouverture de la propagation sur une bande. Certaines utilisent des antennes directionnelles et d'autres sont en omnidirectionnelles. Leur indicatif et leur localisation nous sont donnés en morse

Au sujet des balises, voici un tableau reprenant différentes balises HF, synchronisées de par le monde grâce aux signaux émis par les satellites GPS. Celles-ci permettent de savoir si telle ou telle bande est ouverte. Les transmissions ont lieu grâce à des émetteurs Kenwood TS-50S (100 watts maximum) et des antennes omnidirectionnelles à polarisation verticale R5 de chez Cushcraft. Ces premières ont lieu sur les fréquences suivantes 14.100 Mhz, 18.110 Mhz, 21.150 Mhz, 24.930 Mhz et 28.200 Mhz. De même elles comportent l'indicatif de la balise avec 100 watts, un trait à 100 watts, d'un trait à 10 watts, d'un trait à 1 watts pour terminer par un dernier à 0,1 watts.

Le tableau donne les minutes et les secondes auquel chaque balise commence ses transmissions. Chaque transmission est répétée toutes les trois minutes. Comme on peut le voir, chaque dispositif possède son créneau horaire afin d'éviter la confusion.
Le principe a été élaboré gratuitement par des bénévoles membres de NCDXF. Certaines stations assurent une veille régulière de celles-ci et notamant l'HAARP (High Frequency Active Auroral Research Facility) en Alaska
 

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