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Article

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

Évolution des liaisons HF
Liaisons hautes fréquences

Auteur(s) : Gérard HAMON

Date de publication : 10 août 1998

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  • 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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5. Évolution des liaisons HF

5.1 Évolution des services

Les spécificités des transmissions HF ont longtemps nécessité une mise en œuvre par des opérateurs spécialisés. Ceci tenait entre autres à la grande congestion spectrale limitant le nombre des fréquences utilisables et aux variations fréquentes des conditions de propagation rendant difficiles l’établissement et le maintien durable de la liaison sur une fréquence donnée.

Face à ces contraintes, la recherche de canal libre permet désormais une utilisation simple et fiable du canal HF en assurant l’établissement et le maintien automatiques des communications en point à point ou entre les stations d’un réseau. D’autres paramètres, tels que le niveau de puissance et le débit des transmissions, peuvent également être gérés automatiquement en fonction de l’évolution de la qualité de la liaison.

Utilisées par les militaires, les liaisons HF doivent en outre résister aux menaces croissantes de la guerre électronique. L’évasion de fréquence adaptative permet aujourd’hui d’assurer une résistance élevée à l’ensemble des menaces de la guerre électronique (interception, écoute, localisation, brouillage, intrusion), à la condition toutefois de s’affranchir des contraintes de propagation et d’occupation spectrale qui limitent habituellement l’efficacité des systèmes HF à évasion de fréquence. Pour une efficacité correcte, ceci requiert dès lors la mise en œuvre de techniques sophistiquées d’analyse du spectre et de traitement du signal.

Les particularités du canal HF ont longtemps confiné les transmissions dans cette gamme à la phonie et à la télégraphie bas débit. Cette époque est depuis peu révolue. La transmission de données haut débit (2 400 bit/s) telles que fichiers de calculateurs, télécopies, images numérisées, phonie vocodée, est désormais rendue possible par l’emploi de modems adaptés. Le modem HF série multimode TRC 1751 de Thomson-CSF Communications intègre ainsi des procédés de protection contre les trajets multiples, les interférences, l’étalement Doppler ou le fading qui le rendent parfaitement apte à assurer un service opérationnel fiable à débit élevé. La confidentialité et la résistance aux contre-mesures s’en trouve indirectement améliorée, les transmissions de données...

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