Drôle de titre n'est-ce pas ? Eh oui car nous allons parler d'environnement ! Les radiocommunications ne pourraient exister sans le soleil, la terre, l'ionosphère. Dans ce chapitre nous aborderons les principes généraux, nous réservant le chapitre consacré à la propagation HF pour des explications détaillées bande par bande. |
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Pourquoi
arrive t'on à communiquer par radio à grande distance ?
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Je n'avais pas prévu dans mon plan de répondre d'entrée à cette question mais il m'a semblé juste et opportun de lever le voile tout de suite, d'une part pour satisfaire une curiosité légitime et d'autre part pour mieux intégrer la suite de cet exposé |
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Vous avez la réponse au dessus. L'énergie émise sous forme d'ondes électromagnétiques est réfléchie/réfractée par différentes couches ionisées qui se comportent comme des guides/miroirs. Une partie de cette énergie est perdue car elle s'échappe dans l'espace, une autre revient sur terre, une troisième est perdue dans le processus de réfraction/réflexion. |
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L'ionosphère
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Nous allons passer en revue les principaux acteurs responsables de la propagation des ondes haute fréquence, et plus particulièrement pour les bandes décamétriques entre 3 et 30 MHz. Pour les fréquences supérieures, les mécanismes ne sont pas tout à fait identiques. | ||||||||||||||||||
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Voici une coupe
verticale permettant de situer plus précisément l'ionosphère.
Comme vous pouvez le constater, nous sommes plus dans le domaine d'orbite
de la navette spatiale et des satellites basse altitude que de
l'aéroplane. Nous allons positionner l'ionosphère entre 80 et 600 km,
sachant que les limites sont floues et variables. On appelle ceci
ionosphère parce qu'on va y trouver essentiellement des ions. Pour
mémoire, un ion est un atome qui a gagné ou perdu un ou plusieurs
électrons,
il n'est donc plus électriquement neutre mais présente soit une charge
positive s'il a perdu un électron, soit une charge négative s'il en a
gagné un. |
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Densité électronique |
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Comme le montre
le schéma à droite, on peut distinguer plusieurs couches au sein de
l'ionosphère qui sont caractérisées, d'une part par leur densité
électronique et d'autre part, par leur composition chimique. |
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Le
soleil : |
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Voici l'acteur principal, l'incontournable. Non seulement, il règle la vie sur terre, sans lui rien n'existerait, mais en plus il nous ionise les couches hautes qui nous permettent de faire de la radio. A votre droite une image de notre soleil prise dans le spectre haut ultra-violet par SOHO le 20/12/2000. |
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Le soleil, par ses émissions, ionise l'ionosphère, c'est un lieu commun que de dire cela. Cette ionisation subit des variations journalières directement liées à la quantité de flux solaire reçu et des variations à plus long terme liées à l'activité solaire globale. |
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Le
cycle de 11 ans : |
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Ci-dessus une représentation du cycle de +/- 11 ans de l'activité solaire depuis 1700 jusqu'à nos jours. Les scientifiques ont noté une variation de l'activité solaire sur une période de 11 ans, nous sommes actuellement (fin 2000) dans le cycle solaire n°23, et au maximum d'activité |
Cette représentation est basée sur l'observation du nombre de tâches solaires qui demeure encore un moyen fiable et simple de mesurer l'activité. Il existe bien sûr d'autres indicateurs comme la mesure du flux sur 2,8 GHz, nous y reviendrons. Tous les cycles ne présentent pas la même activité. |
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Indicateurs
d'activité solaire : |
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Mesurer l'activité solaire est un élément clef dans la prévision de propagation HF et les scientifiques ont défini un certain nombre de mesures et valeurs afin d'évaluer la |
possibilité de réaliser telle ou telle liaison radioélectrique sur tel ou tel circuit avec des conditions d'antenne et de puissance standard. |
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Ci-dessus une vue détaillée des derniers cycles | Ci-dessus les prévisions pour le cycle actuel | |||||||||||||||||
Le
champ magnétique terrestre : |
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Tout le monde sait qu'un champ magnétique terrestre existe, chacun a eu l'occasion de l'expérimenter de différentes manières. | ||||||||||||||||||
On pense que le
champ magnétique terrestre prend naissance au centre de la terre, dans le
noyau. Son intensité est mesurée en Tesla. Son intensité varie
fortement, elle est maximum aux pôles et minimum à l'équateur. La
valeur moyenne est de 4 à 5 10-4 T. |
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Le
champ magnétique terrestre (GMF GEOMAGNETIC FIELD en anglais) sert avant
tout de bouclier protecteur à la terre pour ce qui concerne les éjections
de particules du soleil. |
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On y découvre que le champ terrestre est déformé par le vent solaire et on y apprécie les dimensions. Nous verrons dans le prochain chapitre comment une forte erruption solaire peut "tasser" le champ magnétique terrestre et occasionner de fortes perturbations radioélectriques. |
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Le soleil agit de
façon déterminante sur le champ magnétique terrestre, lors des
erruptions par exemple, et celui-ci agit
à son tour de manière extrêmement forte sur l'ionosphère quand des
évènements spécifiques comme les orages magnétiques se produisent.
Ceci a un impact très fort sur nos capacités à réaliser des liaisons. |
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Quantification
de l'activité géomagnétique : |
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Connaître l'activité géomagnétique est une nécessité pour évaluer les possibilités de liaisons, voici les principaux indicateurs : | ||||||||||||||||||
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Comme les valeurs que vous pourrez obtenir sont obligatoirement en anglais, je les ai laissées dans cette belle langue. A titre indicatif, Quiet = Calme, Unsettled= Agité, Active, Actif, Minor storm = Orage mineur, Major Storm = Orage majeur, Severe storm = Orage sévère. |
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Le
décor est planté, nous connaissons les propriétés des ondes
électromagnétiques, les éléments indispensables (soleil, atmosphère,
champ magnétique). Dans ce chapitre je me suis attaché à décrire l'essentiel, toutefois il se peut que certains aspects vous paraissent obscurs. D'importants compléments vont vous être fournis dans les chapitres suivants. |