Le type d’antenne à utiliser pour la réception (ou la transmission) des ondes hertziennes est déterminé par la nature même de ces ondes et par la manière dont elles se propagent. Le comportement des ondes de différentes fréquences est un sujet très intéressant. Certains phénomènes, assez mystérieux, peuvent être facilement expliqués. Une connaissance, même légère, permet d’éviter une conclusion erronée en donnant une idée claire sur ce qu’il faut attendre de la propagation. Du fait que les ondes hertziennes sont invisibles, elles ne sont connues que par leurs effets. Elles se propagent à la vitesse de la lumière, 300 000 km/s, elles sont électromagnétiques et peuvent être influencées par certains phénomènes tels que la réflexion, la réfraction, la diffraction. Seules, la réflexion et la réfraction ont une influence sur la fraction. Seules, la réflexion et la réfraction ont une influence sur la propagation des ondes au-dessous de 30 MHz.

L’énergie transmise par une antenne d’émission se partage équitablement entre un champ magnétique et un champ électrique. Les lignes de force de ces deux champs sont toujours perpendiculaires entre elles (comme sur une grille de mots croisés). Le plan contenant les deux lignes de force est appelé le front d’ondes ou front de l’onde.

La direction de la propagation de l’onde est toujours perpendiculaire au front de l’onde. L’intensité de l’onde exprimée en microvolts par mètre(µV/m) est une mesure de tension électrique, c’est-à-dire la tension induite dans un conducteur de un mètre de long, placé dans le champ magnétique perpendiculairement à ce champ La polarisation de l’onde est le plan contenant les deux lignes de force est appelé le front d'ondes ou front de l'onde. La direction de la propagation de l'onde est toujours perpendiculaire au front de l'onde. L’intensité‚ de l'onde exprimée en microvolts par mètre (æV/m) est une mesure de tension ‚électrique, c'est à dire la tension induite dans un conducteur de un mètre de long, place dans le champ magnétique perpendiculairement à ce champ. La polarisation de l'onde est fonction de la position des lignes de force du champ électrique du front de l'onde. Si les lignes sont verticales, on dit que l'onde est polarise verticalement et si les lignes sont horizontales, l'onde est polarise horizontalement. C'est donc la position de l'antenne du poste ‚metteur, par rapport au sol qui d‚termine la polarisation de l'onde envoyée. Une antenne horizontale ‚met donc une onde en polarisation horizontale et une antenne verticale, en polarisation verticale.

Au cours de son trajet, l'onde en polarisation horizontale s'atténue plus rapidement que l'onde en polarisation verticale. En conséquence, l'onde de fréquence basse voyageant parallèlement au sol, a tendance, devenir une onde en polarisation verticale, quelle que soit la position de l'antenne d'émission. A des fréquences plus élevées, la polarisation très vite et est souvent de forme circulaire ou elliptique et cela parce que l'onde se divise en plusieurs composantes qui suivent des trajectoires différentes dans l'espace.

Pour pouvoir capter l'énergie de l'onde qui traverse l'espace. l'antenne de réception doit être dans la même position que l'antenne d'émission. Toutefois si l'onde a subi le phénomène de réflexion, sa polarisation peut être différente de celle de départ. L'onde ‚mise par une antenne peut suivre plusieurs trajets différents, c'est à dire par onde de sol (ras du sol) ou par onde de ciel (onde d'atmosphère).

Si la fréquence d'émission est élevée. l'onde de sol n'est intéressante que pour les faibles distances. A noter que plus la fréquence diminue, plus la distance de réception possible augmente... A des fréquences basses, l'onde peut atteindre de très grandes distances.

L'onde de sol qui voyage sur un sol bon conducteur s’atténue rapidement en s’éloignant de l'antenne d'émission parce que le champ électrique est court-circuité par le sol (ceci, pour des fréquences jusqu'à 5 MHz). Pour les fréquences plus ‚élevées, le sol se comporte comme un isolant. A l'inverse, pour une onde de sol en polarisation verticale, le champ électrique est perpendiculaire au sol et l'atténuation est beaucoup plus rapide.

L'onde de ciel se propage plus haut que la surface terrestre et en ligne droite, aussi longtemps que le milieu de propagation reste homogène. Si le milieu reste ainsi, l'onde ne reviendra pas sur Terre. Pour cela, il faut un élément l'obligeant à changer de direction et la renvoyant vers le sol. Ce changement de trajectoire peut être provoqué par une réflexion ou par une réfraction.

Si, lors de son parcours dans l'espace l'onde rencontre un milieu conducteur qui provoque un changement de direction, elle peut être renvoyée vers la Terre (comme un rayon de lumière dans une glace).

Le phénomène de réfraction, plus commun, est comparable a ce qui se produit lorsqu'un rayon lumineux est dirigé sur un point d'eau. Ce rayon est comme brisé et bifurque. Pour l'onde, le même phénomène se produit lorsqu'elle pénètre dans un milieu favorable à une propagation plus rapide. La partie de l'onde qui atteint ce milieu la première, accroche sa vitesse, lorsque ce phénomène se repète plusieurs fois, l'onde s'incline vers le bas et retourne vers la Terre.

On peut facilement comprendre la propagation des ondes hertziennes en comparant cette onde à une boule métallique. L'antenne d’émission serait le lanceur de boules et la surface de la Terre, un trampoline.

Plus la fréquence serait basse et plus les boules volumineuses, plus le lanceur de boules serait costaud, donc plus loin les boules lancées. Lors du lancement, le lanceur projette les boules dans toutes les directions, d'une manière sphérique. Les boules lancées verticalement retombent aux pieds du lanceur, alors que celles lancées plus ou moins inclinées retombent plus ou moins loin du lanceur. Comme les ondes se comportent comme les boules, elles rebondissent de loin en loin en perdant de leur force. Elles finissent par ne plus rebondir et rester au sol à l'endroit de leur dernier rebond.

Les Ondes de Sol

Quand une antenne non-directive émet une onde, une immense sphère hertzienne dont les dimensions déterminent la portée de l'onde, se crée autour de cette antenne. Pour les fréquences au-dessous de 1600 kHz, cette sphère est fortement aplatie, comme si une main invisible appuyait dessus. Plus la fréquence est basse, plus la pression est forte. Si la fréquence augmente, la pression diminuera jusqu'à être pratiquement imperceptible pour les fréquences très élevées. Pour une direction déterminée, il faut considérer qu'il existe trois sens de propagation dans les faisceaux de front d'onde pris sous forme d'éventail vertical :

1. La basse atmosphère

2. La surface terrestre

3. Le sous-sol.

1. Dans la partie de l'éventail, comme indiqué‚ au paragraphe précédent, comprise entre la verticale et le sol, l'onde ayant une fréquence au-dessous de 1600 kHz n'est pas considérée comme onde de ciel puisqu'elle ne peut pas atteindre les hautes couches de l'atmosphère en raison de la réfraction qu'elle subit par la densité et l'humidité de l'air, les nuages et les couches de températures différentes. Cette réfraction provoque la propagation de l'onde en lignes brisées qui recourbe cette onde vers la Terre jusqu'à ce qu'il y ait un renvoi à une distance qui est fonction de l'angle de départ de l'antenne d'émission.

L'onde qui est réfractée dans la basse atmosphère est une onde de sol réfléchie.

2. Dans la partie de l'éventail du faisceau de front d'ondes qui se propagent à l'horizontale, l'onde glisse sur la surface de la Terre comme pour envelopper le globe. La réfraction qu'elle y subit est très faible et est surtout causée par le brouillard, la neige, la pluie ainsi que par le relief du parcours. L'onde se propage ainsi en dents de scie légères ayant pour effet de la coller au sol.

Si l'on n'admet pas que l'onde se répand à la surface de la Terre, on ne pourra pas comprendre le phénomène de transmission des ondes hertziennes. La propagation en ligne droite, à travers la masse terrestre peut être admise si l'on sait que l'absorption y serait trop importante et que celle-ci serait d'autant plus rapide que la fréquence est élevée. A l'instar du relief, les masses métalliques, grands immeubles, forêts, ont une influence néfaste sur la propagation de l'onde à la surface du globe. Cette onde est une onde de sol directe.

3. C'est sous des angles différents que les faisceaux de front d'onde, de l'horizontale vers le sol, atteignent celui-ci et leur comportement dépend de la surface du sol et de la nature du sous-sol. Dans le cas de fréquences en-dessous de 750 kHz, l'onde pénètre dans le sous-sol, plus ou moins profondément, suivant la nature du terrain et la fréquence. Plus la fréquence est basse. plus la pénétration est facile. Dans le cas de fréquences supérieures à 750 kHz, le sol est un parfait réflecteur et agit comme une plaque métallique qui renvoie, par réflexion, l'onde à une certaine distance de la source, distance qui est fonction de l'angle de contact avec le sol.

L'eau de mer permet une pénétration beaucoup plus importante, utilisée pour la réception des ondes moyennes à bord des sous-marins, le radioguidage des navires entrant au port; réception de la fréquence émise par un câble allongé‚ au fond du chenal, dans un terrain parfaitement isolant; l'onde de 200 kHz peut y pénétrer jusqu'à 50 mètres de profondeur, car il n'y a pas de réfraction : mais si le sol devient plus ou moins conducteur, la réfraction dépendra du degré de conductibilité‚ de la fréquence et de l'angle sous lequel l'onde pénètre dans le sol. Cette réfraction modifie (parfois déformée) la direction de l'onde et altère la vitesse de propagation. Les lignes de force des champs ‚ électrique et magnétique du front d'onde peuvent s'inverser et la polarisation peut devenir plus perpendiculaire à la surface, ce qui détermine une anomalie de la réraction souterraine. Si le sous-sol est parfait conducteur, la réfraction est maximum et l'onde peut s'incurver vers le haut pour ressortir du sol à une certaine distance. Le sous-sol peut se comporter de deux façons : en excellent conducteur pour les fréquences basses, et en isolant pour les fréquences très hautes. Pour les fréquences comprises entre 1.6 MHz (1600 kHz) et 30 MHz (30 000 kHz), d'innombrables possibilités sont envisageables, mais il faut noter que l'inclinaison du front d'onde de sol varie avec l'indice de réfraction du sous-sol, ce qui peut amener un changement de polarisation.

L'eau douce est un excellent isolant pour les fréquences au-dessus de 22 MHz (22000 kHz) alors que le sable sec l'est déjà pour les fréquences à partir de 4 MHz (4000 kHz) L'onde propagée dans le sous-sol est une onde de sol indirecte.

Réception

L'onde envoyée par l'antenne d'émission arrive aux antennes de réception sous différentes et nombreuses composantes. L'onde de sol directe est naturellement la plus importante. Cependant, l'onde de sol indirecte n'est pas négligeable. L'onde indirecte qui arrive à une antenne, en phase avec l'onde directe, sera bénéfique pour la qualité et le niveau du signal reçu. Inversement, si l'arrivée à l'antenne est en déphasage, l'effet sera contraire. Un compromis des deux peut être favorable.

Remarques

Pour les émetteurs de grandes puissances, en ondes longues. la propagation ne se fait que par onde de sol et peut atteindre des milliers de kilomètres sans altérations. Une onde de fréquence assez basse (150 à 300 kHz) rayonnée par une antenne puissante peut couvrir une très grande partie de la Terre, même jusqu'aux antipodes (où la qualité de réception risque d'être meilleure qu'à 4 ou 500 km de l'émetteur). Pour les émissions en ondes moyennes, l'onde de sol ne dépasse guère plus de 500 km en propagation diurne, mais la nuit, elle peut atteindre 2000 km. Pour la réception en mobile, il y a diminution dans un tunnel, un bois, une route encaissée ; par contre, il y a amélioration sur une route de crête, le long d'une rivière, d'un lac et sur les plages

Les explications données pour la compréhension de la propagation en onde de sol sont valables pour expliquer la propagation par onde de ciel, pour les fréquences de 1.6 à 30 MHz (1600 kHz à 30000 kHz). Supposons un tremplin terrestre : le sol, et un tremplin spatial: l'ionosphère ! Les boules de métal sont beaucoup plus petites et leur taille diminue si la fréquence augmente (la longueur d'onde diminue). Comme elles sont minuscules, il n'est pas nécessaire de les faire rouler sur le sol, mais plus facile de les lancer en l'air, en éventail. Plus les boules sont petites, plus la cadence est vive et si elles atteignent le tremplin de l'espace à la verticale, elles y produisent un creux qui va s'approfondir au fur et à mesure que la cadence augmente (boules plus petites - jusqu'à percer le tremplin et se perdre dans l'espace). Si l'on oblique le tir, le point d'impact se déplace et le creux diminue de profondeur, ce qui permet d'augmenter la cadence au fur et à mesure que l'inclinaison se rapproche de la Terre- Dans cette conjoncture, les boules sont renvoyées vers la Terre, rebondissent sur ce tremplin terrestre en direction du tremplin spatial. etc... Par bonds successifs, il est possible de couvrir une très grande distance. Mis à part de rares performances hertziennes, réalisées dans des conditions très exceptionnelles de propagation, l'onde longue ne dépasse guère 3000 km et l'onde moyenne 500 à 2000 km. C'est pourquoi les transmissions à plus grande distance utilisent l'onde courte (0C). 0n peut utiliser l'onde courte pour des distances plus réduites (300km) mais on constatera que la propagation se fait par ondes d'espace et onde de sol, cette dernière diminuant très vite avec l'augmentation de la fréquence, pour ne plus atteindre que 200 km 6000 kHz (6 MHz).

NOTA : Après 300 km, l'onde de sol disparaît, quelle que soit la fréquence. Au-delà, c'est donc l'onde de ciel seule qui se propage.

L'ionosphère

L'atmosphère terrestre est une immense enveloppe de mélange gazeux qui sert de couche de protection contre les rayons du Soleil autour du globe. Cette enveloppe comprend d'abord la couche qui recouvre la surface de la Terre, appelée la troposphère, dont l'épaisseur ne dépasse pas 10000 mètres et où la température décroît avec l'altitude. La couche au-dessus, la plus importante actuellement connue est la stratosphère qui contient des gaz légers qui se superposent en fonction de leur densité‚ et où la température est constante. C'est dans la stratosphère que l'on trouve la zone appelée ionosphère, si utile pour les transmissions hertziennes à longue distance. Cette zone possède la caractéristique très particulière de pouvoir réfracter et réfléchir (renvoyer) l'onde vers la surface terrestre. Une haute couche de la haute atmosphère est la magnétosphère peu connue, puisqu'elle ne fut d‚couverte que par les satellites artificiels lancés dans l'espace

L'ionisation de l'ionosphère

Afin de pouvoir expliquer ce phénomène, il faut se représenter le globe terrestre, entouré‚ de son atmosphère, comme une orange et sa pelure. Dans cette condition, si l'on se place sur l'équateur à 12 heures locales, le soleil se trouve à la verticale, au zénith. C'est à cet endroit précis que l'on se trouve le plus près du Soleil et que les rayons sont les plus ardents. En s'éloignant de l'endroit, dans n'importe quelle direction, les rayons deviennent moins ardents puisque la Terre est ronde. Sur l'équateur, la Terre tourne sous nos pas (dans le sens latéral) et au Gabon, par exemple, le sens de rotation est de l'Océan Atlantique vers l'Océan Indien (Ouest-Est). Si l'on se place sur le pôle Nord, il est midi dans la direction du soleil, il est 11 heures à 15° à droite et il est 13 heures à 15° à gauche. La Terre tournant sur elle-même en 24 heures, chaque partie du globe est soumise aux rayons du soleil d'une façon variable, en fonction du jour et de la nuit. Un autre phénomène a une influence sur l'ardeur des rayons solaires : la révolution de la Terre autour du Soleil en une année (365 jours et 6 heures). Il en résulte qu'au solstice d’été le pôle Nord est le plus proche du Soleil (et c'est l’été pour l’hémisphère nord, l'hiver pour l’hémisphère sud). Au solstice d'hiver, c'est l'inverse, le pôle sud étant le plus proche du Soleil.

Nos souvenirs scolaires sont-ils si loin!

Sous les radiations de la formidable ‚énergie solaire, la stratosphère est bombardée en permanence par un flux d'ions et d'électrons provenant du rayonnement ultraviolet et qui provoque l'ionisation. La densité‚ d'ionisation qui se produit dans cette partie de la haute atmosphère est directement liée à la proximité‚ du Soleil. C'est donc la partie la plus rapprochée qui aura la densité‚ la plus forte. C'est la couche d'ozone qui nous protège des radiations solaires en les atténuant et en les filtrant.

Le cycle solaire

Il est déterminé par l'apparition de taches solaires qui se reproduisent tous les onze ans environ. Il est pratiquement certain que ces taches ont une influence sur les transmissions par onde de ciel, car il existe une relation entre leur présence et le rayonnement ultraviolet. Cette présence de taches solaires correspond à une élévation de l'ionisation et des possibilités de transmission plus grandes.

Mesure hertzienne de la hauteur de l’ionosphère

Par rapport à la vitesse des ondes hertziennes (300 000 km/seconde) on peut estimer mathématiquement la hauteur approximative à laquelle se produisent les différents renvois de l’ionosphère. Le temps nécessaire à un aller-retour d'une onde (en micro-secondes) donnera la hauteur au lieu le renvoi, hauteur qui est légèrement différente de la hauteur physique, car l'onde de mesure a été plus ou moins freinée dans le trajet Terre-ionosphère-Terre. En outre, l’évaluation de cette hauteur de renvoi varie suivant l'heure, la saison, la fréquence. Afin de faciliter l'exploitation, il a été admis que l'on pouvait partager l’ionosphère en plusieurs couches superposées qui sont supposées se trouver à 60 km pour la couche D, 100 km pour la couche E, 200 km pour la couche F1 et 300 km pour la couche F2. On estime que la limite supérieure se situe à 420 km dans l’atmosphère, à 12 heures locales, lorsque l'ionisation est maximum.

Durant la nuit, la couche D n'a aucune influence et les couches F1 et F2 se confondent en une seule couche F dont la limite supérieure se place à 320 km environ. D’après ces estimations, on peut considérer que la limite inférieure de l’ionosphère peut se rapprocher de la Terre jusqu'à 60 km à 12.00 hors et avoir à ce moment là une épaisseur de 360 km. Un peu avant l'aube et en raison du manque de radiations depuis le dernier crépuscule, cette limite inférieure se situe à environ 100 km de la Terre pour une épaisseur de l’ionosphère de 220 km.

Fréquence minimum utilisable (LUF : Lower Useable Frequency).

Fréquence maximum utilisable (MUF : Maximum Useable Frequency).

D’après les différentes mesures de renvoi de l’ionosphère, on a constat‚ qu'il y avait une fréquence minimum en-dessous de laquelle il n'y a plus de rebondissement et une fréquence maximum au-dessus de laquelle il n'y a également plus de renvoi. Dans le langage international, ces fréquences sont appelées LUF et MUF, et valables pour un angle et une direction donnés.

Rapport ionisation-Fréquence

Lorsque l'ionisation est minimum (peu avant le lever du Soleil), les fréquences utilisées rencontrent moins de résistance en pénétrant l’ionosphère et ont moins de chance d'être réfractées et renvoyées vers la plus élevée, mais pour cela, il faut utiliser des fréquences très élevées pour que la pénétration soit la plus longue possible avant la réfraction et obtenir un renvoi plus lointain. C'est la résistance rencontrée par l'onde qui provoque les lignes d'onde de forme brisée et provoque ainsi la réfraction et la réflexion vers la Terre.

Pour une ionisation minimum, la r‚fraction est minimum et les fréquences moins élevées ; de ce fait, il faut augmenter la fréquence lorsque l'ionisation augmente et inversement, la diminuer lorsque cette ionisation diminue.

Influence de l'angle au départ de l'onde

Toutes les mesures de hauteur de renvois de l’ionosphère sont faites sous un angle de 90°, soit à la verticale du sol (au zénith). En diminuant la valeur de l'angle, on constate que les renvois de l'onde s'écartent de la verticale dans la même direction que l'angle et l'on constate que les LUF's et les MUF's sont plus élevées. A mesure que l'angle diminue, le renvoi est plus éloigné‚ et les LUF's et MUF's toujours plus élevées. Ceci montre bien les possibilités à exploiter d'un tel phénomène de renvoi car en inclinant l'angle au d‚part de l'onde, on peut augmenter la distance du bord de renvoi par l'utilisation de la fréquence adéquate.

Rapport Fréquence - Angle

Pour un angle déterminé l'utilisation de fréquences différentes se traduit par des distances de bons de renvoi différentes. Pour une fréquence déterminée, l'utilisation d'angles différents donne des résultats identiques. Cela signifie que pour une fréquence donnée, plus l'angle est petit, plus grande est la distance du bond de renvoi. En conclusion, on peut modifier la distance du bond de renvoi de l'onde d'une fréquence déterminée en variant l'angle de d‚part, tout comme pour un angle déterminé en variant les fréquences.

Point de renvoi (ou longueur du bond)

Le point de renvoi de l'onde vers la Terre dépend de l'angle de départ et de la densité‚ d'ionisation des différentes couches de l’ionosphère. S'il était possible de déterminer le degré‚ d'ionisation, on pourrait déterminer l'angle de d‚part et la fréquence à utiliser pour atteindre n'importe quelle région de la Terre.

Points de renvoi multiples

Par rapport à la circonférence de la Terre (40 000 km), on se rend compte qu'un bond de renvoi de 4000 km est vraiment minuscule. Il faut donc que l'onde fasse un certain nombre d'aller-retour Terre-ionosphère pour pouvoir atteindre l'endroit de réception visé. Les bonds sont en général de distance identique mais si l'ionisation diffère en fonction des différents points de contact (ex. dans le sens Ouest-Est, le long des parallèles du globe), les distances des bonds peuvent varier. A noter que la puissance diminue de bond en bond. Plus il faudra de bonds pour atteindre le but choisi, plus la puissance de l'onde faiblira.

Pour les transmissions longue distance par onde de ciel, on considère que la destination est une partie du globe spécifique. Ces transmissions ont lieu dans des directions bien déterminées, à des heures précises. Pour réaliser de telles performances, il est nécessaire de connaître les LUF's et les MUF's afin de déterminer les fréquences à employer à n'importe quel moment du jour ou de la nuit.

Fuseaux horaires

Pour une transmission dans un même fuseau horaire, c'est à dire dans le sens des méridiens c'est à la verticale de l'équateur que la densité ionosphérique est la plus importante et elle s'atténue en direction des pôles. Dans chaque hémisphère, l'ionisation doit être considérée en fonction des saisons. Si la transmission s'effectue dans le sens des parallèles terrestres, il faut considérer l'ionisation en fonction du Temps Universel (T U.) déterminé par le fuseau horaire de l'endroit, tout en tenant compte que cette ionisation est à un maximum à midi.

POINTS PARTICULIERS

Direction de la transmission

Une transmission longue distance ne concerne qu'une région déterminée du globe. Pour obtenir un bon résultat, il faut que toute l'énergie de l'onde soit concentrée dans la direction concernée. Avec une antenne omnidirectionnelle (non dirigée) le rayonnement de l'onde a la forme d'une sphère hertzienne dont le volume d‚pend de la puissance de l'émetteur. Pour les ondes longues et moyennes, cette sphère est de forme aplatie, mais pour les ondes courtes, elle reprend une forme normale pour atteindre l’ionosphère où, par réfraction et réflexion, l'onde est renvoyée vers la Terre. Ce type d'antenne ne convient pas pour une transmission longue distance dans une direction bien spécifique. Pour obtenir un résultat valable, il faut utiliser une antenne directionnelle de façon à envoyer l'onde dans la direction désirée, en concentrant toute l'énergie dans cette seule direction. La sphère hertzienne formée par ce genre d'antenne est fortement déformée car la partie dans la direction imposée est très allongée pour prendre la forme d'un pinceau dont la taille dépend de l'angle d'ouverture et l'antenne.

Tous les fronts d'onde qui forment ce pinceau atteignent l’ionosphère chacun en un endroit différent et sous un angle légèrement décalé, par rapport aux autres, ce qui en définitive, donne dans la région visée, une immensité de renvois, couvrant ainsi toute cette région.

Angle d'ouverture

Dans une transmission avec une antenne directive, l'angle d'ouverture joue un très grand rôle dans la concentration de l'énergie de l'onde. Si la région à atteindre est très éloignée, cet angle sera plus petit que pour une région de même largeur, mais se trouvant à mi-parcours. Par exemple : 15° d'ouverture d'antenne au pôle nord sur le plan horizontal (Plan H) correspond à une largeur d'un faisceau horaire à l'équateur (1 700 km environ). Pour obtenir cette même largeur de fuseau sur le 50e parallèle nord, il faut un angle d'ouverture de 25° à une antenne au pôle nord.

Déviation de la direction

Une transmission par onde de ciel peut très bien être captée en des régions pour lesquelles elle n'est pas destinée, cette déviation de la direction de l'onde est provoquée par des phénomènes de réfraction dans l’ionosphère par lesquels l'onde est incurvée dans une autre direction et est renvoyée sur la Terre en des endroits non prévus. Il n'est pas possible d'utiliser ces phénomènes puisqu'ils ne sont ni prévisibles ni contrôlables.

Fading (disparition de l'onde)

Le phénomène de disparition (ou évanouissement) de l'onde n'est que momentané et résulte des différentes modifications qui se produisent lors de la propagation sur le trajet hertzien. Il est de durée variable qui va d'une fraction de seconde à quelques minutes. Il se manifeste de tous temps, mais il est très sensible la nuit. Le phénomène varie beaucoup avec la distance.

Il peut aussi affecter toute une gamme de fréquences ou simplement quelques fréquences.

Causes de la disparition de l'onde

Les causes sont multiples: interférence, déphasage entre les faisceaux d'ondes directes et ceux d'ondes réfléchies, déphasage entre faisceaux d'ondes indirectes par suite de parcours hertziens différents, instabilité de l'ionisation de l’ionosphère, ‚mission d'une région diurne vers une région nocturne, ‚mission en région hivernale et réception en région tropicale, changement de polarisation de l'onde, etc.

Par exemple :

- transmission de jour en Europe et réception nocturne en Extrême-Orient,

- transmission en été dans l'hémisphère nord et réception en hiver dans l'hémisphère sud,

- des groupes de renvois peuvent atteindre l'antenne de réception en phase et améliorer le signal ou en déphasage et le détériorer.

- La polarisation d'une onde à la réception peut être contraire à la polarisation de l'antenne du récepteur.

Remèdes

Puisqu'il n'est pas possible de modifier le milieu dans lequel l'onde se propage, il faut remédier à l'évanouissement de l'onde, soit à l'émission, soit à la réception. A l'émission et pour les fréquences inférieures à 6 MHz, on peut favoriser l'onde directe au d‚triment de l'onde indirecte en installant une antenne plus élevée et ayant une longueur physique sensiblement égale à demi-longueur d'onde. A la réception, on peut installer un système de réception en diversité : comme l'évanouissement est différent pour chaque point de réception, on peut installer deux antennes de réception distantes l'une de l'autre de une ou plusieurs longueurs d'ondes. Un système de sélection prélève le signal le meilleur et l'envoie dans les circuits de réception. On peut aussi utiliser deux antennes de polarisation différente, ce qui donne d'appréciables résultats. En ce qui concerne la transmission en télégraphie, au lieu de manipuler la porteuse pure, on module celle-ci à 800 Hz avant de la manipuler en morse, au lieu de manipuler le 800 Hz seul.

L'onde, en fonction de la fréquence

Pour les ondes longues (150 à 500 kHz), l'onde de sol directe s'affaiblit très lentement et sa puissance est de loin supérieure à l'onde de sol indirecte et cela jusqu'à de très grandes distances. C'est pourquoi le Fading est inexistant mais peut être perceptible dans des régions très éloignées de l'émetteur . Pour les ondes moyennes (500 à 600 kHz) à partir de 200km on constate que l'onde de sol directe est renforcée par l'onde de sol indirecte et à 1 000 km par exemple, on obtient la même réception que sur onde longue, avec un émetteur sept fois plus puissant. En contrepartie, l'onde de sol indirecte peut provoquer la disparition si sa rencontre avec l'onde de sol directe n'est pas en phase Pour les ondes courtes, la combinaison onde de sol/onde de ciel est valable pour les fréquences inférieures à 6 MHz et pour de courtes distances. Pour des distances plus importantes, l'onde de sol n'est plus présente et seule l'onde de ciel subsiste.