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1 - SPÉCIFICITÉS DES LIAISONS HF

2 - ÉMETTEURS-RÉCEPTEURS HF BLU

3 - LES ANTENNES ET LEURS DISPOSITIFS D’ADAPTATION

4 - FONCTIONNEMENT COSITE

5 - ÉVOLUTION DES LIAISONS HF

| Réf : E6230 v1

Fonctionnement cosite
Liaisons hautes fréquences

Auteur(s) : Gérard HAMON

Date de publication : 10 août 1998

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Auteur(s)

  • Gérard HAMON : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électronique de l’Ouest - Ingénieur d’Études à Thomson-CSF Communications

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INTRODUCTION

Officiellement, la gamme haute fréquence (HF) (High Frequency) s’étend de 3 à 30 MHz. Les longueurs d’ondes correspondantes se situent entre 100 et 10 m. La HF est donc le domaine des ondes décamétriques, également appelées ondes courtes. Par abus de langage, le terme de HF est souvent appliqué à une gamme débordant légèrement sur les moyennes fréquences (MF : 300 kHz à 3 MHz) et s’étendant de 2 MHz (voire 1,5 MHz) à 30 MHz. Précisons, enfin, que diverses raisons, tant historiques que techniques, ont fait de la gamme HF le domaine privilégié de la modulation à bande latérale unique (BLU).

La HF s’avère particulièrement bien adaptée aux liaisons moyennes et longues distances. Dans cette gamme en effet, les ondes radioélectriques, outre la propagation classique à vue directe, offrent la possibilité de propagation par réflexion sur certaines couches ionisées de l’atmosphère. Cette particularité est mise à profit pour l’établissement de liaisons à très longues distances, tant civiles que militaires.

Les ambassades et services de presse sont ainsi des utilisateurs habituels de cette gamme : un émetteur et un récepteur HF sur le toit d’un bâtiment, une antenne directive, et voilà notre ambassade équipée pour joindre à tout moment la métropole. Moins ordinaire mais tout aussi révélatrice des formidables potentialités des ondes décamétriques, cette fameuse expédition Transantarctica du docteur Jean-Louis Étienne : miracle de la HF qui, pendant cette extraordinaire traversée de l’Antarctique, a permis d’établir des liaisons quotidiennes entre les explorateurs et un camp de base installé à Punta Arenas, en Terre de Feu, à plusieurs milliers de kilomètres. Plus classiques sont bien évidemment les liaisons mobiles maritimes et aéronautiques : communications des navires entre eux ou avec les stations côtières, communications entre stations de contrôle et aéronefs. Plusieurs plages de fréquences de la gamme sont également dédiées aux services de radiodiffusion. Les radioamateurs enfin sont des utilisateurs passionnés et passionnants des liaisons HF ; ce service d’amateur constitue en effet une activité réglementée et reconnue au niveau international.

Dans le domaine militaire, les forces navales de surface s’avèrent aussi être des utilisateurs privilégiés de la HF : quelques stations à terre judicieusement réparties sur la surface du globe combinées aux possibilités offertes par la propagation ionosphérique omnidirectionnelle sont en effet suffisantes pour assurer un lien quasi permanent avec les navires au beau milieu des océans. Pour être complet, nous préciserons toutefois que ces moyens HF sont bien souvent utilisés comme dispositifs complémentaires des satellites. Si pour les forces terrestres, la VHF (Very High Frequency) (30 à 300 MHz) constitue le moyen principal des communications du champ de bataille, dans certaines conditions particulières (forêt ou jungle par exemple) ces communications sont avantageusement assurées par la HF. La HF est également utilisée pour réaliser la liaison entre les unités de combat sur le terrain et les forces de commandement situées à l’arrière.

Si des prophètes de malheur ont à plusieurs reprises pronostiqué la disparition complète de ces liaisons HF, supplantées à terme par les liaisons par satellites, force est de constater que les faits leur ont jusqu’à présent donné tort. Mieux même, la prise de conscience de la vulnérabilité chaque jour accrue des satellites et les solutions techniques d’adaptativité et de recherche automatique de canal libre apportées par les constructeurs pour remédier aux imperfections du canal HF ont engendré, en ce qui concerne les communications stratégiques, un regain d’intérêt non négligeable pour cette gamme.

Le présent article se propose donc de traiter de ces liaisons HF. Après avoir rappelé succinctement les spécificités de cette gamme de fréquences en matière de propagation et de particularités du canal, nous abordons la conception des équipements émetteurs-récepteurs HF à bande latérale unique, les antennes utilisées et dispositifs d’adaptation associés. Les contraintes particulières, mais relativement courantes dans le domaine des transmissions mobiles, de fonctionnement simultané sur un même site (véhicule, shelter, navire), désigné sous le vocable « cosite », sont analysées ; les problèmes posés sont explicités et les solutions classiquement mises en œuvre exposées. L’article se termine par un panorama des évolutions actuelles et projetées des liaisons HF, tant en matière de services que de conception même des équipements.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e6230


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4. Fonctionnement cosite

La possibilité de duplex ou de fonctionnement simultané de plusieurs émetteurs-récepteurs sur un même site en conservant une qualité de liaison acceptable constitue une contrainte opérationnelle fréquemment rencontrée dans les transmissions militaires. C’est ainsi le cas lorsque plusieurs équipements sont installés sur le même véhicule. Cette contrainte de proximité géographique est également incontournable sur les navires, dès lors que plusieurs équipements doivent coexister. Les difficultés rencontrées dans un tel environnement cosite sont bien évidemment fonction de la distance entre les antennes et des écarts en fréquence entre les équipements ; elles résident essentiellement dans la perturbation des récepteurs par les émetteurs. Elles trouvent leur solution dans le respect de contraintes d’exploitation, dans la conception même des équipements et dans la mise en place de dispositifs spécifiques.

4.1 Perturbation d’un récepteur par un émetteur cosite

Les phénomènes rencontrés sont induits par la faiblesse du découplage entre les antennes. D’une manière générale, l’affaiblissement de propagation A entre deux antennes verticales courtes sans pertes et sur sol parfait est donnée par la formule :

(dB) = – [20 lg (4πd /λ ) – 3,52]

λ étant la longueur d’onde

et d la distance séparant les deux antennes.

Dans le cas présent, la distance réduite entre les antennes se traduit par un couplage serré, avec interaction des dispositifs d’adaptation. Il y a également lieu de tenir compte du décalage entre les fréquences d’émission et de réception, et donc de la surtension des dispositifs d’adaptation des aériens. Enfin, l’environnement mécanique n’est pas neutre. Il en résulte que le découplage est difficile à déterminer théoriquement ; il est alors nécessaire d’effectuer des mesures correspondant à l’ensemble des conditions opérationnelles pour en connaître la véritable valeur.

Exemple

dans la gamme HF le découplage entre deux fouets de 3 m installés sur shelter et séparés de 2 m, se situe pratiquement...

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