Onde radioAller à : Navigation, rechercher

Une onde radioélectrique (dite onde radio) est une onde électromagnétique dont la fréquence est inférieure à 3 000 GHz, soit une longueur d'onde supérieure à 0,1 mm.

Schéma des champs électriques (E) et les champs magnétiques (H) des ondes radios émises par une antenne monopole d'émission radio (petite ligne noire verticale au centre). Les champs des phases E et H sont perpendiculaires comme l'indique le diagramme dans le coin inférieur droit.

Sommaire

1 Définition et réglementation 2 Spectre radiofréquence

o 2.1 Terminologie officielle o 2.2 Autres appellations

3 Propagation 4 Utilisation 5 Types de modulation d'une onde radio 6 Gestion et attribution des fréquences radioélectriques 7 Risques sanitaires liés aux ondes radioélectriques 8 Mesure du spectre radioélectrique 9 Usage du terme «   onde hertzienne   » 10 Notes et références 11 Voir aussi

o 11.1 Articles connexes

Définition et réglementation

Le domaine des radiocommunications est réglementé par l'Union internationale des télécommunications (UIT) qui a établi un règlement des radiocommunications dans lequel on peut lire la définition suivante :

Ondes radioélectriques ou ondes hertziennes : « ondes électromagnétiques dont la fréquence est par convention inférieure à 3 000 GHz, se propageant dans l'espace

sans guide artificiel » ; elles sont comprises entre 9 kHz et 3 000 GHz qui correspond à des longueurs d'onde de 33 km à 0,1 mm1.

Les ondes de fréquence inférieure à 9 kHz sont des ondes radio, mais ne sont pas réglementées.

Les ondes de fréquence supérieure à 3 000 GHz sont classées dans les ondes infrarouges car la technologie associée à leur utilisation est actuellement de type optique et non électrique, cependant cette frontière est artificielle car il n'y a pas de différence de nature entre les ondes radio, les ondes lumineuses et les autres ondes électromagnétiques (ex:micro-onde, radar, etc).

Spectre radiofréquence

Terminologie officielle

Une onde radio est classée en fonction de sa fréquence exprimée en Hz ou cycles par seconde; l'ensemble de ces fréquences constitue le spectre radiofréquence. Le spectre est divisé conventionnellement en bandes d'une décade, dont les appellations internationales sont normalisées. Les appellations francophones équivalentes sont parfois également utilisées dans les textes français.

Désignation internationale

Désignation francophone

FréquenceLongueur

d’ondeAutres

appellationsExemples

d'utilisation

ELF (extremely low frequency)

EBF (extrêmement basse fréquence)

3 Hz à 30 Hz

100 000 km à 10 000 km

 Détection de phénomènes naturels

SLF (super low frequency)

SBF (super basse fréquence)

30 Hz à 300 Hz

10 000 km à 1 000 km

 Communication avec les sous-marins

ULF (ultra low frequency)

UBF (ultra basse fréquence)

300 Hz à 3 000 Hz

1 000 km à 100 km

 Détection de phénomènes naturels

VLF (very low frequency)

TBF (très basse fréquence)

3 kHz à 30 kHz

100 km à 10 km

ondes myriamétriques

Communication avec les sous-marins, Implants médicaux, Recherches scientifiques...

LF (low frequency)

BF (basse fréquence)

30 kHz à 300 kHz

10 km à 1 km

grandes ondes ouondes longues ou kilométriques

Radionavigation, Radiodiffusion GO, Radio-identification

MF (medium frequency)

MF (moyenne fréquence)

300 kHz à 3 MHz

1 km à 100 m

petites ondes ouondes moyennes ou hectométriques

Radio AM, Service maritime, Appareil de

recherche de victimes d'avalanche

HF (high frequency)

HF (haute fréquence)

3 MHz à 30 MHz

100 m à 10 m

ondes courtes ou décamétriques

Organisations diverses, Militaire, Radiodiffusion, Maritime, Aéronautique, Radioamateur, Météo, Radio de catastrophe...

VHF (very high frequency)

THF (très haute fréquence)

30 MHz à 300 MHz

10 m à 1 mondes ultra-courtes ou métriques

Radio FM, Aéronautique, Maritime, Radioamateur, Gendarmerie nationale, Pompiers, SAMU, Réseaux privés, taxis, militaire, Météo...

UHF (ultra high frequency)

UHF (ultra haute fréquence)

300 MHz à 3 GHz

1 m à 10 cm

ondes décimétriques

Réseaux privés, militaire, GSM, GPS, Wi-Fi, Télévision, Radioamateur...

SHF (super high frequency)

SHF (super haute fréquence)

3 GHz à 30 GHz

10 cm à 1 cm

ondes centimétriques

Réseaux privés, Micro-onde, radiodiffusion par satellite (TV), radar météorologique, Radioamateur...

EHF (extremely high frequency)

EHF (extrêmement haute fréquence)

30 GHz à 300 GHz

1 cm à 1 mm

ondes millimétriques

Réseaux privés, Radars anticollision pour automobiles, Liaisons vidéo transportables, Radioamateur...

Térahertz Térahertz300 GHz à 3 000 GHz

1 mm à 100 µm

ondes submillimétriques

Autres appellations

Pour éviter les ambiguïtés avec le vocabulaire de l'acoustique et de la sonorisation, on utilise le terme « audiofréquence » de préférence à « basse fréquence » pour désigner des ondes acoustiques (mécaniques) ou des signaux électriques (en rapport avec le son) dans la bande 30 Hz à 30 kHz.

D'autres appellations de bandes ou sous-bandes sont également utilisées en fonction des habitudes techniques :

Les bandes des micro-ondes ou « hyperfréquences » entre 400 MHz et 30 GHz sont historiquement découpées en demi-octaves correspondant aux guide d'onde standards, appelées : bandes U, L, S, C, X, K (elle-même découpée en Ku et Ka). Cette terminologie est encore très utilisée.

La bande comprise entre 1 605 kHz et 3 800 kHz 2 est souvent appelée « bande marine » et « bande chalutiers ».

Le terme « moyenne fréquence » désignait la fréquence d'amplification fixe des récepteurs superhétérodynes : on lui préfère aujourd'hui le terme « fréquence intermédiaire » non ambigu.

Les bandes de radiodiffusion et de télévision terrestre ont également des appellations standardisées :

o LF : bande GO «   grandes ondes   » ,o MF : bande PO «   petites ondes  »,o HF : bande OC «   ondes courtes   » ,o VHF : bandes I, II, III ,o UHF: bandes IV et V .

Article détaillé : Bandes de fréquences de la télévision terrestre.

Enfin, certaines bandes ont reçu l'appellation de leur usage réglementaire : ainsi, les bandes ISM sont les bandes allouées aux usages domestiques sans licence3.

Propagation

Comme toutes les ondes électromagnétiques, les ondes radio se propagent dans l'espace vide à la vitesse de la lumière et avec une atténuation proportionnelle au carré de la distance parcourue selon l'équation des télécommunications.

Dans l'atmosphère, elles subissent en outre des atténuations liées aux précipitations, et peuvent être réfléchies ou guidées par la partie de la haute atmosphère appelée ionosphère.

Elles sont atténuées ou déviées par les obstacles, selon leur longueur d'onde, la nature du matériau, sa forme et sa dimension. Pour simplifier, un matériau conducteur aura un effet de réflexion, alors qu'un matériau diélectrique produira une déviation, et l'effet est lié au rapport entre la dimension de l'objet et la longueur d'onde.

Article détaillé : Propagation des ondes radio.

Utilisation

Diagramme d'atténuation de l'atmosphère selon la longueur d'onde. Les ondes radio de courte et moyenne longueur d'onde ne sont pas atténuées (zone bleue à droite du schéma), tandis que les ondes radio de longue longueur d'onde sont absorbées (zone marron à l'extrémité droite du schéma).

Chaque fréquence radioélectrique subit différemment les divers effets de propagation, ce qui explique leur choix selon l'application. Ainsi, par exemple, l'atmosphère terrestre bloque les émissions vers l'espace hors de certaines bandes, qui sont donc privilégiées pour la radioastronomie et les satellites. Certaines fréquences sont absorbées par les molécules d'eau, donc utilisées pour les fours à micro-ondes, d'autres sont au contraire réfléchies par les précipitations et utilisées pour les radars météo, etc.

L'autre critère clé est la bande passante utilisable et l'encombrement du spectre par les multiples applications et services : toute application demande une bande passante, qui doit lui être affectée sous peine de brouillage mutuel. Par exemple la télévision ne peut utiliser que des fréquences élevées VHF ou UHF.

Enfin la technologie disponible permet progressivement d'utiliser des bandes de fréquence de plus en plus haute. Ainsi, par exemple les SHF et EHF n'étaient pas utilisables avant l'invention du magnétron.

Types de modulation d'une onde radio

Les ondes radio sont modulées pour porter une information (un signal), par exemple en modulation d'amplitude pour la radio AM, en modulation de fréquence pour la radio FM, en modulation de phase dans d'autres applications ou en modulation d'impulsion pour les radars. D'autres types de modulation existent, combinant une modulation de phase et une modulation d'amplitude par exemple. C'est le cas des modulations type QAM (Quadrature Amplitude Modulation) dont les symboles sont caractérisés par une phase et une amplitude spécifique. Ces modulations QAM permettent d'augmenter le débit de transmission, en diminuant la taille du message à transmettre puisqu'on peut coder plus de bits par symbole. Par contre, ces modulations sont plus sensibles aux interférences et aux déformations de signal dues à la propagation dans le canal.

Article détaillé : Modulation.

Gestion et attribution des fréquences radioélectriques

La demande en bande passante pour les télécommunications ou les radars, ainsi que la protection de fréquences de radioastronomie fait du spectre radioélectrique une ressource rare qui doit être réglementée mondialement.

L'attribution des radiofréquences s'effectue dans le cadre d'organismes internationaux, en particulier la Conférence mondiale des radiocommunications (CMR) et l'Union internationale des télécommunications (UIT).

Risques sanitaires liés aux ondes radioélectriques

Les dangers encourus en présence de champs radioélectriques intenses ont été très tôt soulevés en particulier à l’apparition des fours à micro-ondes dans les foyers, pour les personnes habitant à proximité des émetteurs militaires de très forte puissance ou pour les personnels travaillant près des radars. Plus récemment, le danger éventuellement lié aux téléphones portables a amené à définir une mesure normalisée de rayonnement (Débit d'absorption spécifique ou DAS), mais les effets sanitaires ne font pas l’unanimité des scientifiques.

Article détaillé : Risques sanitaires des télécommunications.

Mesure du spectre radioélectrique

Les mesures professionnelles sur les ondes électromagnétiques nécessitent une antenne étalonnée adaptée aux fréquences à mesurer, suivie d’un appareil de mesure électronique de type :

analyseur de spectre pour la mesure des amplitudes et fréquences de diverses composantes d’une bande ;

analyseur de champ électromagnétique (ou mesureur de champ) pour les mesures d’intensité de champ ou de compatibilité électromagnétique.

L’analyse en amateur des bandes courantes LF à UHF peut s’effectuer avec un récepteur étalonné (scanner). L’analyse dans les bandes basses VLF à ELF s’effectue en général avec des logiciels FFT après numérisation directe dans un ordinateur individuel.

Usage du terme « onde hertzienne »

S'agissant des ondes radioélectriques, le terme « ondes hertziennes » en est un synonyme. Selon la définition de l'UIT, le terme « hertzien4 » ne couvre que les signaux transmis par rayonnement — il s'agit là du rayonnement électromagnétique — c'est-à-dire sans support matériel5, par exemple aussi bien la télévision terrestre que par satellite et tous les autres modes de transmission sans fil dans le spectre de fréquence de ces ondes6,7.

Notes et références

1. ↑ Union internationale des télécommunications [archive] Sur le site itu.int2. ↑ Référence aux dispositions du règlement des radiocommunications RR5.108 ; RR5.111 ; RR30.11 ;

RR52.189 ; RR52.190 ; AP15, Tableau 15-1 ; RES 331 (Rév.CMR-07) ; RES 354 (CMR-07)3. ↑ vlf.it, Definition of frequency bands  [archive]

4. ↑ « Hertzien : se dit des ondes et des phénomènes électromagnétiques. Synonyme : radioélectrique. Qui utilise les ondes hertziennes, », Larousse

5. ↑ xena.ad, «   Télécom, Ondes hertziennes   ; Filtrages   », §   : «   Transmission par voie hertzienne   »  [archive]

6. ↑ art-telecom.fr, ACERP, Autorité de régulation des Communications électroniques et des Postes, «   Grands dossiers, La gestion du spectre hertzien   »  [archive]

7. ↑ Le vocabulaire courant ne désigne cependant improprement comme « hertziennes » que les chaînes de télévision terrestres. De même la distribution de signaux électriques par câble, n'est pas au sens propre une distribution hertzienne, même si les fréquences peuvent être identiques, pas plus que la télévision par ADSL, ces modes de transmission utilisant un support matériel (fibre optique, câble coaxial, ligne téléphonique filaire, etc.)

Voir aussi