Radio-Club de Viry-Châtillon (91) - F5KEE

PROPAGATION V.H.F./U.H.F. (par Jim Vastenhoud).

Traduction par M. Berlie-Sarrazin Michel d’un article paru dans le World DX Guide, 1978, à Biliboard Publication.

La propagation des signaux radio dans les gammes V.H.F. et U.H.F. est ordinairement limitée à la ligne d’horizon. Comme la Terre est ronde, cela signifie, pour un sol plat, qu’une zone de couverture circulaire apparaîtra sur la carte.

La hauteur de l’antenne émissive détermine alors la portée de la station, qui est sensiblement identique à son horizon visuel. L’utilisation d’une antenne de réception élevée peut étendre la portée d’une station V.H.F./U.H.F. selon une formule simple à utiliser:
Portée (Km) = 4.1 x ( racine de h tx + racine de h rx ) h tx et h rx correspondent aux hauteurs au-dessus du sol, exprimées en mètres, des antennes d’émission h tx et de réception h rx.

Dans les pays vallonnés ou montagneux, les ingénieurs profitent des mouvements de terrain pour ériger les pylônes des antennes FM ou TV sur un site élevé, à partir duquel faire de service est correctement couvert. La différence de hauteur entre les emplacements de transmission et de réception doivent alors être ajoutes pour arriver au bon résultat.
La propagation en vue directe entre les antennes d’émission à et de réception limitera la portée moyenne des stations TV ou FM à environ 90 Km. Une réception à plus grande distance de l’émetteur est possible quand le signal est relayé; recueilli par un répéteur et réémis sur une fréquence différente ou si la configuration du terrain favorise la réflexion ou sous des conditions de propagation extraordinairement favorables.
Des conditions extraordinairement favorables de propagation, qui rendent la réception des V.H.F. ou U.H.F. possible bien au-delà de la propagation en vue directe de l’antenne de télévision, peuvent se développer dans des conditions particulières et influeront sur les différentes parties du spectre considéré. Les modes extraordinaires de propagation suivants peuvent être distingués :

• propagation troposphérique
• propagation ionosphérique via la couche E sporadique propagation par ionisation météoritique
• propagation ionosphérique via la couche F2 Dans le chapitre sur le DX télévision, son auteur a déjà abordé ces sujets. Nous approfondirons, ici, certains d’entre eux, dans l’espoir de vous fournir des informations complémentaires pour améliorer vos chances de succès dans l’utilisation de ces modes de propagation.

PROPAGATION TROPOSPHÉRIQUE

La propagation troposphérique au-delà de la portée optique est possible au cours de conditions extraordinaires dans la troposphère, la couche d’air qui entoure la Terre et a une épaisseur d’environ 4 Km aux pôles, 11 Km dans les zones tempérées et environ 18 Km à l’équateur.
La troposphère est le cadre du temps : le transport de l’eau et de la chaleur sous le toujours variable flux d’énergie en provenance du soleil. La « réflexion » troposphérique par réfraction multiple des signaux V.H.F. et U.H.F. dépend de l’indice de réfraction de l’air. Dans des conditions normales, l’indice de réfraction, qui dépend largement de la température et de l’humidité de l’air, décroît lentement avec l’altitude. S’il change rapidement sur une relativement petite différence d’altitude, nous pouvons connaître une propagation V.H.F. et U.H.F. extraordinaire. D’aussi favorables conditions pour la propagation du signal TV ou FM sont créées tout à fait facilement dans quelques régions mais se produisent rarement dans d’autres. Elles sont purement régionales, parfois même locales et dépendent d’anomalies dans la distribution de la température et de l’humidité de l’air, principalement dans la basse atmosphère. Elles sont aussi favorisées par des situations géographiques spécifiques, comme des cours de fleuves. Il s’agit d’un phénomène appelé inversion de température. Une inversion de température se produit quand, pour quelque raison la décroissance de température avec l’augmentation de l’altitude est interrompue par une plutôt brutale hausse de température sur une faible différence d’altitude. Cette perturbation des conditions normales peut être créée tout à fait facilement : pensez simplement à une couche de brouillard qui est chauffée à sa partie supérieure par le soleil. Dans la couche de brouillard, la répartition des températures est globalement normale, mais sa limite supérieure à une température supérieure à celle de l’air immédiatement en dessous et ainsi l’inversion de température est constituée. Ce n’est pas l’inversion elle-même, mais le soudain changement de l’indice de réfraction de l’air au niveau de séparation, qui cause la réflexion du signal radio V.H.F. ou U.H.F. Plusieurs inversions de température les unes au-dessus des autres sont aussi observées, et en pareils cas, les ondes radio peuvent être propagées par réflexion entre ces deux limites imaginaires qui forment maintenant une sorte de « conduit ». Le conduit précisément décrit et forme par deux couches (qui doivent avoir certaines dimensions et une certaine distance minimum pour une réflexion effective !) est appelé un conduit libre. Si la réflexion prend place entre une inversion et le sol, il s’agit d’un conduit de surface. Maintenant que nous savons que les inversions de température sont des causes importantes d’indices de réfraction anormaux de l’air, il serait intéressant de faire une liste des plus importantes causes de telles inversions :

1. Après une journée ensoleillée, la Terre commence a rayonner de la chaleur vers l’espace, créant une répartition anormale de température au-dessus de sa surface. Ces inversions radiatives apparaissent spécialement en hiver, et sont trouvées au-dessus des terrains rocheux ou sableux et au-dessus de la neige, mais jamais au-dessus de la mer.
2. Au cours d’un temps anticyclonique calme, les masses d’air descendant lentement vers le sol s’échauffent à cause de la hausse de pression de l’air près de la surface du sol. Des inversions de température se produisent fréquemment à la limite inférieure de telles masses d’air.
3. Pour les pays proches de la mer, les vents froids arrivant au-dessus d’une eau de mer relativement chaude sont fréquemment la cause d’une inversion. La couche d’air inférieure à un plus haut degré d’humidité que la couche supérieure et une inversion se produit au niveau de séparation. Ces inversions se produisent souvent, également au-dessus des eaux tropicales.
4. Des inversions à courte durée de vie peuvent être formées au cours de changements de temps, particulièrement les mouvements de l’air entre les zones de hautes et basses pressions. Dans les régions tempérées du globe, un bonne réception à grande distance dans les bandes U.H.F. est fréquemment possible en automne et en hiver, particulièrement pendant les temps de brouillard, calmes.

En général, de telles réceptions à grande distance couvrent des distances allant jusqu’à 600 Km. Après quelques essais en réceptions TV à grande distance, vous trouverez qu’il est possible de réussir dans plus de cas que prévus et vous apprendrez à juger par expérience quand il y a une chance de réception TV à grande distance et quand il n’y en a pas. Également, comme vous en ferez probablement l’expérience, les fréquences V.H.F. supérieures, bénéficient habituellement plus de ce mode de propagation que les fréquences plus basses. Cependant, ces fréquences inférieures de la bande V.H.F., particulièrement celles des bandes 1 et 2 de diffusion, bénéficient parfois d’un mode de propagation différent, qui est également aléatoire, mais plus lié à la saison: la propagation par la couche E sporadique.

PROPAGATION  » E  » SPORADIQUE.

Les réflexions ionosphériques des signaux V.H.F. dans la bande citée sont ordinairement produites par des nuages E sporadiques, qui peuvent être parfois trouves à des attitudes d’environ 100 Km, légèrement au-dessus de la couche E normale. Ils peuvent augmenter la portée d’une station considérablement. La présence de E sporadique ne peut pas encore être prévue, mais des études menées sur une base mondiale ont révèle d’intéressants détails sur la fréquence des apparitions au cours des saisons. L’ionisation de la « couche » E sporadique n’est pas toujours suffisante pour réfléchir les fréquences aussi élevées que 100 MHz ; les fréquences plus basses ont de meilleures chances de bénéficier de ce mode de propagation (qui est un casse-tête pour les planificateurs internationaux de fréquences dans ces bandes). Généralement parlant, les conditions pour le E sporadique sont meilleures et plus fréquentes dans (hémisphère Nord qu’au sud de l’équateur). Les mois d’été offrent les meilleures conditions. Elles prévalent dans la journée, habituellement entre 08h00 et 19h00, temps local, avec de secondes meilleures conditions entre 19h00 et 23h00. Dans quelques régions, les conditions de E sporadique sont meilleures que dans d’autres. Au Japon, en Chine et Asie du Sud par exemple, des occurrences extrêmement élevées sont trouvées, parfois aussi élevées que 20% du temps. Aux U.S.A. et en Europe, le E sporadique semble moins actif. Si nous observons la latitude, il apparaît que les meilleures conditions de E sporadique sont réservées à ceux qui vivent entre les 20 et 40 degrés de latitude Nord. Si nous regardons les autres saisons, les conditions sont nettement inférieures à celles de l’été. En hiver, la meilleure période courante s’établit entre 12h00 et 19h00, temps local, Mais la fréquence d’apparition est seulement un cinquième de celle de l’été. Durant les mois d’équinoxe : mars/avril et septembre/octobre, les conditions sont identiques à celles de (hiver, mais elles prévalent à d’autres moments, ordinairement entre 18h00 et 19h00. Comme la propagation E sporadique se produit sur une plus grande superficie que la propagation ionosphérique, quelques écouteurs de grandes distances ont pris l’habitude d’informer leurs collègues par téléphone aussitôt que ces conditions apparaissent. Quelques tubs organisent même une « veille E sporadique », pour permettre a leurs membres de tirer le maximum de ces conditions de propagation extraordinaires, qui rendent possibles des interceptions a des distances d’environ 1500 Km.

PROPAGATION PAR TRAINÉES MÉTÉORITIQUES.

Les réflexions sur les trainées météoritiques peuvent concerner les ondes V.H.F. dans une gamme de fréquences jusqu’à 100 MHz. Les réflexions sont rendues possibles par les trainées ionisées météoritiques, qui se forment dans la haute atmosphère à des attitudes de 80 a 100 Km, quand une météorite se déplace en direction de la Terre, s’échauffe du fait de l’augmentation de la résistance de l’air et finalement brule. La plupart des particules de l’espace qui pénètrent dans l’atmosphère terrestre, se désintègrent totalement au cours de leur trajet dans l’atmosphère. Au cours de cette action la trainée ionisée météoritique est formée. Elle peut avoir une durée de vie de quelques secondes. La plus grande contribution aux trainées météoritiques est le fait de particules aléatoires appelées météorites « sporadiques ». Au cours de certaines périodes, l’activité météoritique est supérieure à la normale et les pluies de météorites augmentent le nombre d’impacts. Les plus connues sont les Aritides, les Persides et les Aquardes, qui se produisent entre le début de juin et la fin aout, trois mois qui marquent toujours un pic dans l’activité météoritique.

Pour LA RÉCEPTION GRANDE DISTANCE

Le moment de la journée est plutôt inopportun; entre minuit et 08h00, temps local, et aussi la saison: de mai jusqu’en septembre. L’altitude à laquelle les tramées se produisent, détermine la plus grande distance pouvant être couverte en incidence oblique par les ondes des stations V.H.F. : environ 1000 Km. La plupart des propagations par trainées météoritiques se produisent dans la partie basse de la bande V.H.F. et peuvent favoriser la réception de stations de télévision en bande 1 bien au-delà de la limite de l’horizon. PROPAGATION  » F2  » La propagation par la couche F2 de signaux V.H.F. est rare et peut seulement se produire quand la MUF est très élevée. En pratique, cela peut se produire durant le jour, en présence d’un nombre très élevé de taches solaires et entre les latitudes de 40° Nord et 40° sud. Le plus important facteur simple à garder en vue pour la propagation F2, est le nombre de taches solaires, qui est diffusée régulièrement par quelques stations en ondes courtes et peut être trouve dans des revues d’électronique ou d’amateur radio. Tant que le nombre de taches solaires demeure en dessous de 100, les chances de propagation F2 sont négligeables, à partir de 150, il existe une possibilité réelle et à 200, c’est une certitude. La propagation F2 rend possible la réception à longue distance de la bande 1 télévision. Bien que la réception en un seul saut, qui couvre des distances jusqu’à 3 500 Km, soit plus fréquente et aussi meilleure que la réception à sauts multiples, un cas célèbre pendant le plus haut niveau de taches solaires connu en 1958 permit la réception de la BBG-TV en Afrique du Sud.