Les Ondes Radios

Les ondes radios ONDES RADIOS Les ondes radios sont des ondes électromagnétiques de grande longueur d'ondes par rapport aux autres longueurs d'ondes. Elles se trouvent à l'extrémité du spectre électromagnétique. Elles se propagent à la vitesse de la lumière dans l'atmosphère terrestre c'est à dire presque instantanément à l'échelle humaine. C'est une onde très utilisé car elle nécessite des appareils simples et peu coûteux. Dans quels domaines utilise t'on les ondes radios? Comment se propagent les ondes radios? I / Petit historique de la découverte des ondes radios: La radio FM est une technique de diffusion "radiophonique" du son qui utilise la modulation de fréquence (ou FM pour Frequency modulation) des ondes radio. Les stations de radio FM émettent sur les fréquences de la bande 88-108 MHz. Le 5 janvier 1940, une démonstration de la radio FM devant la FCC (Commission fédérale des communications américaine) fut réalisée pour la première fois. Le 1er mars 1945, W47NV commença à émettre à Nashville (Tennessee), devenant la première station de radio FM. Les émissions peuvent être en "monophonique" ou en "stéréophonique", dans ce dernier cas les voies "droite" et "gauche" sont multiplexés ( mélangées ) en un signal unique qui est reçu indifféremment par les récepteurs monophoniques que ceux stéréophoniques équipés d'un décodeur séparant les deux voies initiales. Le récepteur peut passer en mode stéréo ou mono suivant la qualité de réception du signal. Toutefois, certaines stations n'émettent qu'en mono. Un signal complémentaire à 57 kHz permet de transmettre des informations numériques (RDS, Radio data system) : entre autres, le nom de la station, les fréquences voisines afin de suivre les changements de fréquence lors d'un voyage, etc. Le terme « bande FM » est impropre, car la modulation de fréquence (FM) peut être réalisée sur n'importe quelle fréquence donc dans n'importe quelle bande de fréquences. Ce terme trouve son origine dans le fait que les seules radio FM émettaient en VHF-bande II (de 87,5 à 108 MHz), et c'est ainsi que cette plage de fréquence est maintenant appelée, de façon inappropriée, « bande FM ». II / Utilisation des ondes radios: Les ondes radio sont utilisées non seulement pour la diffusion d'émissions radiophoniques mais aussi pour la télégraphie sans fil, la transmission des communications téléphoniques (voir Téléphone), la télévision, le radar, les systèmes de navigation et les communications spatiales. Dans l'atmosphère, les caractéristiques physiques de l'air entraînent de légères variations dans le mouvement ondulatoire et dans sa propagation, ce qui génère des erreurs dans des systèmes comme le radar. Les orages ou les perturbations électriques produisent également des irrégularités dans la propagation des ondes radio. III/ Propagation des ondes radios: Dans une atmosphère uniforme, la propagation des ondes électromagnétiques s'effectue en ligne droite ; la surface de la Terre étant approximativement sphérique, les communications radio sur de longues distances sont permises par réflexion sur la couche de l'ionosphère. Les rayonnements hertziens de longueur d'onde inférieure à 10 m — que l'on répartit en hautes, très hautes et super hautes fréquences (VHF, UHF et SHF) — ne sont normalement pas réfléchies. La réception de ces ondes très courtes ne sera donc possible, en pratique, qu'en des points visibles en droite ligne de l'émetteur (portée optique). Les longueurs d'onde inférieures à quelques centimètres sont absorbées par les gouttelettes d'eau en suspension et par les nuages. a) Ondes kilométriques : Elles se propagent principalement à très basse altitude, par onde de sol. Leur grande longueur d'onde permet le contournement des obstacles. Pour une même distance de l'émetteur, le niveau du signal reçu est très stable. Ce niveau décroît d'autant plus vite que la fréquence est élevée. Les ondes de fréquence très basse pénètrent un peu sous la surface du sol ou de la mer, ce qui permet de communiquer avec des sous-marins en plongée. Exemples: radiodiffusion sur Grandes Ondes, diffusion des signaux horaires (horloges radio-pilotées)… b) Ondes hectométriques : Les stations de radiodiffusion sur la bande des Petites Ondes (entre 600 et 1500kHz) ont des puissances pouvant aller jusqu'à plusieurs centaines de kilowatts. Elles utilisent encore l'onde de sol pour couvrir une zone ne dépassant guère une région française mais bénéficient après le coucher du soleil des phénomènes de propagation ionosphérique. c) Ondes décamétriques : Les ondes courtes, bien connues des radioamateurs, permettent des liaisons intercontinentales avec des puissances de quelques milliwatts si la propagation ionosphérique le permet car l'onde de sol au-dessus de 2 ou 3 MHz ne porte guère au-delà de quelques dizaines de kilomètres. Entre 1 et 30 MHz, la réflexion des ondes sur les couches de l'ionosphère permet de s'affranchir du problème de l'horizon optique et d'obtenir en un seul bond une portée de plusieurs milliers de kilomètres. Mais ces résultats sont très variables et dépendent des modes de propagation du cycle solaire, de l'heure de la journée ou de la saison. Les ondes décamétriques ont cédé le pas au satellites même si des calculs de prévision de propagation permettent de prédire avec une bonne fiabilité les heures d'ouverture, les fréquences maxima utilisables et le niveau du signal qui sera reçu. d) Ondes métriques : Les ondes métriques correspondent à des fréquences comprises entre 30 et 300 MHz incluant la bande de radiodiffusion FM, les transmissions VHF des avions, la bande radioamateur des 2m... On les appelles aussi ondes ultra-courtes (OUC). Elles se propagent principalement en ligne droite mais réussissent à contourner les obstacles de dimensions ne dépassant pas quelques mètres. Elles se réfléchissent sur les murs, rochers, véhicules et exceptionnellement sur des nuages ionisés situés dans la couche E, vers 90 km d'altitude ce qui permet des liaisons à plus de 1000 km. En temps normal, la portée d'un émetteur de 10 watts dans une antenne omnidirectionnelle est de quelques dizaines de kilomètres mais il arrive aussi que l'indice de réfraction pour ces fréquences fasse s'incurver vers le sol une onde qui se serait perdue dans l'espace. Des liaisons à quelques centaines de kilomètres sont alors possibles. e) Ondes décimétriques et hyperfréquence : Plus sa fréquence augmente, plus le comportement d'une onde ressemble à celui d'un rayon lumineux. Les faisceaux hertziens permettent des liaisons à vue, comme le Télégraphe de Chappe, mais par tous les temps et avec des débits d'informations des milliards de fois plus élevé. Aucun obstacle de taille supérieure à quelques décimètres ne doit se trouver sur le trajet du faisceau. Ces ondes se réfléchissent facilement sur des obstacles de quelques mètres de dimension ; ce phénomène est exploité par les radars, y compris ceux utilisés aux bords des routes. C'est grâce aux réflexions sur les bâtiments qu'il est possible d'utiliser un téléphone portable sans être en vue directe de l'antenne du relais, mais les interférences entre ondes réfléchies rendent la communication difficile, obligeant l'utilisateur à changer d'endroit ou à se déplacer de quelques mètres simplement. Sur 10 GHz avec une puissance de quelques watts et des antennes paraboliques de moins d'un mètre de diamètre, il est possible d'effectuer des liaisons à plusieurs centaines de kilomètres de distance en se servant une montagne élevée comme réflecteur. Au-dessus de 10 gigahertz, le phénomène de diffusion peut se manifester sur des nuages de pluie, permettant à l'onde d'atteindre des endroits situés au-delà de l'horizon optique. CONCLUSION : Les ondes radio ont été le premier domaine de fréquence d'onde électromagnétique à être utilisé pour communiquer. Depuis, d'autres domaines sont utilisés mais se superposent à celles ci sans les remplacer.