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Onde radio

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Une Onde radio est une onde électromagnétique dont la longueur d'onde dans le vide dépasse 1 mm. Sa fréquence peut aller de quelque Hertz à 300 GHz.

Propagation d'ondes radio depuis l'émetteur.

La fréquence des ondes radio est décomposée en 2 catégories :

  • les radiofréquences dont la fréquence est inférieure à 300 MHz, soit une longueur d'onde d'au moins 1 m,
  • les hyperfréquences dont la fréquence est comprise entre 300 MHz et 300 GHz, soit une longueur d'onde entre 1 m et 1 mm.

Au delà d'une fréquence de 300 GHz, et donc pour les longueurs d'onde inférieure au millimètre, on rentre dans le domaine des infrarouges.

la gamme de fréquence des ondes radio étant très étendue, elle a été découpée en plusieurs intervalles dans lesquels la fréquence (et donc aussi la longueur d'onde) peut varier dans une proportion de 1 à 10.

Longueur d'onde Fréquence Désignation Signification Autres noms
100 000 km à 10 000 km 3 Hz à 30 Hz ELF / EBF Extrêmement basse fréquence
10 000 km à 1 000 km 30 Hz à 300 Hz SLF / SBF Super basse fréquence
1 000 km à 100 km 300 Hz à 3 000 Hz ULF / UBF Ultra basse fréquence
100 km à 10 km
ondes myriamétriques
3 kHz à 30 kHz VLF / TBF Très basse fréquence
10 km à 1 km
ondes kilométriques
30 kHz à 300 kHz LF / BF Basse fréquence Grandes ondes
ou ondes longues
1 km à 100 m
ondes hectométriques
300 kHz à 3 MHz MF Moyenne fréquence Petites ondes
ou ondes moyennes
100 m à 10 m
ondes décamétriques
3 MHz à 30 MHz HF Haute fréquence Ondes courtes
10 m à 1 m
ondes métriques
30 MHz à 300 MHz VHF / THF Très haute fréquence ondes ultra-courtes
1 m à 10 cm
ondes décimétriques
300 MHz à 3 GHz UHF Ultra haute fréquence
10 cm à 1 cm
ondes centimétriques
3 GHz à 30 GHz SHF Super haute fréquence
1 cm à 1 mm
ondes millimétriques
30 GHz à 300 GHz EHF Extrêmement haute fréquence

Dans la colonne Désignation, il y a quelquefois 2 abréviations : à gauche l'anglaise qui est la plus utilisée, puis après un / la française. Par exemple LF (Low frequency) devient en français BF (Basse fréquence).

Quelques utilisations[modifier | modifier le wikicode]

Les utilisations des ondes radio sont très nombreuses. Ci-dessous, il y a quelques exemples de gammes de fréquence utilisées dans des domaines particuliers.

Jusqu'à 30 kHz[modifier | modifier le wikicode]

Ces gammes d'onde qui ne permettent que des communications à faible débit sont peu utilisées. Elles peuvent servir pour la détection de phénomènes naturels et la communication avec les sous-marins. La bande allant de 3 kHz à 30 kHz peut aussi servir pour des implants médicaux.

Grandes ondes[modifier | modifier le wikicode]

Ces ondes se propagent en suivant la courbure de la terre. En conséquence, bien que la terre soit ronde, avec un émetteur suffisamment puissant (quelques centaines de kilowatts), on peut envoyer des ondes et les recevoir correctement à au moins de 1 000 km de distance, quelquefois à 2 000 km mais plutôt la nuit à cette distance. Un seul émetteur suffit pour couvrir tout un pays et au delà. Par exemple France Inter grandes ondes dont l'émetteur est situé près de Vierzon pouvait être capté dans toute la France ainsi qu'au moins dans une partie de l'Espagne, en Allemagne et le soir au Danemark et dans le sud de la Suède.

La bande de fréquence allant de 150 kHz à 270 kHz (longueur d'onde de 2 000 m à 1 100 m) a été utilisée dans de nombreux pays d'Europe ainsi qu'en Asie et Afrique du Nord pour transmettre des émissions radio en modulation d'amplitude. À raison de 8 kHz entre 2 fréquences utilisables, jusqu'à 15 fréquences d'émission sont possibles.

Toutefois, avec le développement de la modulation de fréquence, ce émetteurs ont presque tous été arrêtés à partir de 2010.

Dans les émetteurs en langue française, il y avait :

  • France inter : 162 kHz (1 852 m) arrêté le 1 janvier 2017
  • Europe 1 : 183 kHz (1 639 m) arrêté le 31 décembre 2019
  • RMC : 216 kHz (1 389 m) arrêté le 28 mars 2024
  • RTL : 234 kHz (1 282 m) arrêté le 31 décembre 2022

Il reste au début 2023 Alger Chaîne 3 : 252 kHz (1 190 m).

Dans la gamme des grandes ondes, il y a aussi des émetteurs qui diffusent des signaux horaires. Le plus connu en Europe est probablement l'émetteur DCF77 situé à Mainflingen près de Francfort-sur-le-Main en Allemagne. Il émet sur 77,5 kHz (3 868 m) un signal numérique modulé en largeur d'impulsion qui, à raison d'un bit par seconde, transmet toutes les minutes l'heure et la date, ce permet la mise à l'heure automatique de montres, pendules et radio-réveils radio pilotés.

Petites ondes / ondes moyennes[modifier | modifier le wikicode]

Ces ondes peuvent également se propager sur plusieurs centaines de kilomètres en suivant la courbure de la terre. La gamme de fréquences de 525 kHz à 1 605 kHz (571 m à 187 m) était utilisée au siècle dernier pour des émission de radio en modulation d'amplitude. À raison de 9 kHz entre 2 fréquences utilisables, elle offre 120 fréquences d'émission possibles. En France, il y a eu notamment Sud radio qui émettait sur 819 kHz (366 m) et France bleu utilisait aussi des émetteurs dans cette gamme d'ondes jusqu'en 2016. À présent, c'est plutôt en Espagne ou Italie qu'on trouve des émetteurs radio ondes moyennes.

La plus grande partie de la bande de fréquence comprise entre 1,605 MHz et 3,8 MHz (187 m à 79 m), (les plus hautes fréquences étant classées dans les ondes courtes), est utilisée pour communiquer avec les bateaux en mer.

Ondes courtes[modifier | modifier le wikicode]

Les ondes courtes ont été utilisées plus tard que les grandes et petites ondes. Les premier utilisateurs ont été les radioamateurs. Par la suite, certaines gammes de fréquences ont été réservées pour la radiodiffusion à très longue distance (plusieurs milliers de kilomètres).

Leur propagation à très longue distance varie selon la fréquence d'émission.

Entre 100 m et 50 m (3 MHz à 6 MHz), la propagation à plusieurs milliers de kilomètre est assez aléatoire. Les bandes destinées à la radiodiffusion sont utilisées aux faibles latitudes dans la zone intertropicale où elles fonctionnent le mieux.

  • Bande des 90 mètres : 3,15 MHz-3,45 MHz
  • Bande des 75 mètres : 3,85 MHz-4,05 MHz
  • Bande des 60 mètres : 4,7 MHz-5,15 MHz

À des fréquences plus élevées (longueurs d'onde plus courtes), la propagation à des milliers de kilomètres fonctionne plus ou moins bien selon le moment de la journée.

De 50 m à 30 m (6 MHz à 10 MHz), la réception n’est possible à très grande distance que lorsqu’il fait nuit du lieu d’émission au lieu de réception. Trois bandes de fréquences sont utilisées pour la radiodiffusion internationale :

  • Bande des 49 mètres : 5,75 MHz-6,2 MHz
  • Bande des 41 mètres : 7,2 MHz-7,4 MHz
  • Bande des 31 mètres : 9,4 MHz-10,05 MHz

De 30 m à 20 m (10 MHz à 15 MHz), la réception à plusieurs milliers de kilomètres est la meilleure s'il fait nuit d'un coté et jour de l'autre. Deux bandes de fréquences sont utilisées pour la radiodiffusion internationale :

  • Bande des 25 mètres : 1,15 MHz-12,2 MHz
  • Bande des 22 mètres : 1,35 MHz-13,9 MHz

De 20 m à 13 m (15 MHz à 23 MHz), la réception à plusieurs milliers de kilomètres est la meilleure s'il fait jour sur tout le trajet entre l'émetteur et le récepteur. Trois bandes de fréquences sont utilisées pour la radiodiffusion internationale :

  • Bande des 19 mètres : 14,95 MHz-15,7 MHz
  • Bande des 16 mètres : 17,4 MHz-18,0 MHz
  • Bande des 13 mètres : 21,3 MHz-21,95 MHz

Enfin, pour la bande des 11 mètres 25,6 MHz-26,1 MHz la transmission à très longue distance nécessite non seulement qu'il fasse jour mais que l'activité solaire soit à son maximum, ce qui n'est le cas que pendant 3 ans tous les 11 ans.

Par contre, une quarantaine de fréquences allant de 26,96 MHz à 27,4 MHz est autorisée pour émettre à courte distance avec des Talkie-walkies, y compris ceux vendus comme jouet ou avec des émetteurs récepteurs plus puissants qualifiés de CB.

VHF[modifier | modifier le wikicode]

Les ondes des gammes de fréquence VHF, UHF et au delà se propagent essentiellement en ligne droite. En conséquence, suite à la courbure de la terre, la porté des émetteurs est limitée en distance. On peut mettre l'émetteur à un endroit surélevé (colline, montagne ...) pour augmenter la distance couverte, mais la plupart des émetteurs couvrent au mieux un rayon de 100 km.

Les ondes VHF ont été utilisées pour les premiers émetteurs de télévision. La bande de fréquence allant de 41 MHz à 68 MHz permettait en France, 3 canaux de diffusion (numérotés de 2 à 4) espacés de 9 MHz. La bande allant de 163 MHz à 223 MHz ou de 174 MHz à 230 MHz (entre un livre de 1971 et Wikipedia, les chiffres ne sont pas les mêmes) est découpée en 8 canaux numéroté de 5 à 12 et espacés de 7,5 MHz ou 7 MHz l'a complétée.

La bande de fréquence allant de 87,5 MHz à 108 MHz a été réservée aux émissions radiophoniques en modulation de fréquence. Au début, seules les fréquences jusqu'à 104 MHz étaient utilisées en France dans ce but, les fréquences supérieures étant pour l'aviation. Mais par la suite, la bande des radios FM a été étendue à 108 MHz comme dans les autres pays. Les fréquences d'émission possibles étant espacées de 100 kHz, la bande FM permet théoriquement 205 radios distinctes, mais on évite au même endroit d'émettre avec des fréquences trop voisines.

Des radars à très longue porté utilisent la bande VHF à partir de 50 MHz.

UHF[modifier | modifier le wikicode]

Lorsque les différents pays se sont mis à avoir plusieurs chaînes de télévision, la bande UHF a été utilisée pour les transmettre dans la gamme de fréquences allant de 470 MHz à 862 MHz sur des canaux espacés de 8 MHz et numérotés de 21 à 69. Mais depuis, le passage de la télévision analogique à la télévision numérique, seuls les canaux N° 21 à 49 (jusqu'à 614 MHz) sont encore utilisés pour la télévision.

Les bandes de fréquences de 876 MHz à 960 MHz et de 1,71 GHz à 1,88 GHz sont utilisées en téléphonie mobile depuis la 2G.

Les fréquences de 703 MHz à 862 MHz qui ne servent plus pour la télévision ont été réaffectées à la téléphonie mobile à partir de la 4G.

Les fréquences de 1,9 GHz à 2,17 GHz ont été aussi affectées à la téléphonie mobile ainsi celles entre 2,5 GHz à 2,69 GHz à partir de la 4G.

Les bandes de fréquence de 2,4 GHz à 2,484 GHz est utilisée par le Wi-Fi. Toutefois, la fréquence de 2,45 GHz (environ 12,2 cm de longueur d'onde) est l'une des fréquences de résonance des molécules d'eau. En conséquence, elle sert aussi dans les fours à micro-ondes pour réchauffer tout ce qui peut en contenir.

Les radars à longue et très longue portée utilisent aussi la totalité de la bande UHF, mais comme ils émettent vers le ciel des faisceaux très directifs, ils gênent peu les autres communications.

SHF et EHF[modifier | modifier le wikicode]

Ces bandes de fréquence sont utilisées pour les communications avec les satellites, mais aussi de plus en plus pour étendre les gammes de fréquence en téléphonie mobile ou en Wi-Fi. Des radars météorologiques et autres radars à courte distance fonctionnent aussi dans ces gammes d'ondes. Pour les contrôles de vitesse sur route les radars utilisent des fréquences entre 8 GHz et 12 GHz ou encore autour de 34,3 GHz.

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