Onde moyenne - Medium wave

Radiateur de mât typique d'une station de radiodiffusion commerciale AM à ondes moyennes , Chapel Hill, Caroline du Nord, États-Unis

Les ondes moyennes ( MW ) sont la partie de la bande radio moyenne fréquence (MF) utilisée principalement pour la diffusion radio AM . Le spectre fournit environ 120 canaux avec une qualité sonore limitée. Pendant la journée, seules les stations locales peuvent être captées. La propagation dans la nuit permet des signaux forts dans un rayon d'environ 2 000 km. Cela peut provoquer des interférences massives car sur la plupart des canaux, environ 20 à 50 émetteurs fonctionnent simultanément dans le monde entier. En plus de cela, la modulation d'amplitude (AM) est sujette aux interférences de toutes sortes d'appareils électroniques, en particulier les alimentations et les ordinateurs. Les émetteurs puissants couvrent des zones plus étendues que sur la bande de diffusion FM mais nécessitent plus d'énergie. Les modes numériques sont possibles mais n'ont pas encore atteint leur élan.

MW était la principale bande radio de diffusion depuis les débuts dans les années 1920 jusqu'aux années 1950 jusqu'à ce que la FM avec une meilleure qualité sonore prenne le relais. En Europe, la radio numérique gagne en popularité et offre aux stations AM la possibilité de basculer si aucune fréquence de la bande FM n'est disponible. De nombreux pays européens ont éteint leurs émetteurs MW depuis les années 2010.

Le terme est historique, datant du début du 20ème siècle, lorsque le spectre radio a été divisé sur la base de la longueur d' onde des ondes en bandes radio ondes longues (LW), ondes moyennes et ondes courtes (SW).

Attribution du spectre et des canaux

Région kHz (centre) espacement chaînes
Europe, Asie, Afrique 531–1 602 9 kHz 120
Australie/Nouvelle-Zélande 531-1 701 9 kHz 131
Amérique du Nord et du Sud 530–1700 10 kHz 118

Pour l'Europe, l'Afrique et l'Asie, la bande MW se compose de 120 canaux avec des fréquences centrales de 531 à 1602 kHz espacées tous les 9 kHz. Le spectre officiel total, y compris l'audio modulé, va de 526,5 kHz à 1606,5 kHz. L'Australie utilise une bande élargie jusqu'à 1701 kHz. L'Amérique du Nord utilise 118 canaux de 530 à 1700 kHz en utilisant des canaux espacés de 10 kHz. La gamme au-dessus de 1610 kHz n'est principalement utilisée que par les stations de faible puissance. C'est la gamme privilégiée pour les services avec trafic automatisé, météo et informations touristiques. La coordination des fréquences évite l'utilisation de canaux adjacents dans une zone.

Qualité sonore

Le pas de canal 9/10 kHz sur MW nécessite de limiter la bande passante audio à 4,5/5 kHz car le spectre audio est transmis deux fois sur chaque bande latérale . C'est suffisant pour les discussions et les actualités, mais pas pour la musique haute fidélité. Cependant, de nombreuses stations utilisent des bandes passantes audio allant jusqu'à 10 kHz, ce qui n'est pas du Hi-Fi mais suffisant pour une écoute occasionnelle. Au Royaume-Uni, la plupart des stations utilisent une bande passante de 6,3 kHz. Avec AM, cela dépend en grande partie des filtres de fréquence de chaque récepteur comment l'audio est reproduit. C'est un inconvénient majeur par rapport aux modes FM et numérique où l'audio démodulé est plus objectif. Les bandes passantes audio étendues provoquent des interférences sur les canaux adjacents.

Caractéristiques de propagation

Les longueurs d'onde dans cette bande sont suffisamment longues pour que les ondes radio ne soient pas bloquées par les bâtiments et les collines et puissent se propager au-delà de l'horizon en suivant la courbure de la Terre ; c'est ce qu'on appelle l' onde de sol . La réception pratique des ondes de sol des émetteurs puissants s'étend généralement sur 200 à 300 miles, avec de plus grandes distances sur un terrain avec une conductivité au sol plus élevée et des distances plus grandes sur de l'eau salée. L'onde de sol atteint plus loin les fréquences d'ondes moyennes inférieures.

Les ondes moyennes peuvent également se refléter sur les couches de particules chargées dans l' ionosphère et revenir sur Terre à des distances beaucoup plus grandes ; c'est ce qu'on appelle l' onde céleste . La nuit, en particulier pendant les mois d'hiver et pendant les périodes de faible activité solaire, la couche D ionosphérique inférieure disparaît pratiquement. Lorsque cela se produit, les ondes radio MW peuvent facilement être reçues à des centaines voire des milliers de kilomètres car le signal sera réfléchi par la couche F supérieure . Cela peut permettre une diffusion à très longue distance, mais peut également interférer avec des stations locales distantes. En raison du nombre limité de canaux disponibles dans la bande de diffusion MW, les mêmes fréquences sont réattribuées à différentes stations de diffusion distantes de plusieurs centaines de kilomètres. Les nuits de bonne propagation des ondes ionosphériques, les signaux des ondes aéroportées d'une station éloignée peuvent interférer avec les signaux des stations locales sur la même fréquence. En Amérique du Nord, le North American Regional Broadcasting Agreement (NARBA) réserve certains canaux pour une utilisation nocturne sur des zones de service étendues via skywave par quelques stations de radiodiffusion AM spécialement autorisées. Ces canaux sont appelés canaux clairs , et ils sont tenus de diffuser à des puissances supérieures de 10 à 50 kW.

Utilisation dans les Amériques

Initialement, la diffusion aux États-Unis était limitée à deux longueurs d'onde : le "divertissement" était diffusé à 360 mètres (833 kHz), les stations devant passer à 485 mètres (619 kHz) lors de la diffusion des prévisions météorologiques, des rapports sur les prix des récoltes et d'autres rapports gouvernementaux. . Cette disposition présentait de nombreuses difficultés pratiques. Les premiers émetteurs étaient techniquement rudimentaires et pratiquement impossibles à régler avec précision sur leur fréquence prévue et si (comme cela arrivait fréquemment) deux stations (ou plus) dans la même partie du pays diffusaient simultanément, les interférences résultantes signifiaient que ni l'une ni l'autre ne pouvaient être entendues clairement. Le Département du commerce intervenait rarement dans de tels cas, mais laissait aux stations le soin de conclure des accords de temps partagé volontaire entre elles. L'ajout d'une troisième longueur d'onde de "divertissement", 400 mètres, n'a pas permis de résoudre cette surpopulation.

En 1923, le Département du Commerce s'est rendu compte que comme de plus en plus de stations demandaient des licences commerciales, il n'était pas pratique d'avoir toutes les stations diffusées sur les trois mêmes longueurs d'onde. Le 15 mai 1923, le secrétaire au Commerce Herbert Hoover a annoncé un nouveau plan de bande qui réservait 81 fréquences, par pas de 10 kHz, de 550 kHz à 1350 kHz (étendu à 1500, puis 1600 et finalement 1700 kHz dans les années suivantes). Chaque station se verrait attribuer une fréquence (bien que généralement partagée avec des stations dans d'autres parties du pays et/ou à l'étranger), n'ayant plus à diffuser les bulletins météorologiques et gouvernementaux sur une fréquence différente de celle du divertissement. Les stations de classe A et B ont été séparées en sous-bandes.

Aux États-Unis et au Canada, la puissance d'émission maximale est limitée à 50 kilowatts, tandis qu'en Europe, il existe des stations à ondes moyennes avec une puissance d'émission allant jusqu'à 2 mégawatts pendant la journée.

La plupart des stations de radio AM des États-Unis sont tenues par la Federal Communications Commission (FCC) d'arrêter, de réduire la puissance ou d'utiliser un réseau d'antennes directionnelles la nuit afin d'éviter les interférences entre elles en raison de la propagation des ondes célestes à longue distance uniquement la nuit. (parfois appelé vaguement « saut »). Les stations qui s'arrêtent complètement la nuit sont souvent appelées « minuteries ». Des règlements similaires sont en vigueur pour les stations canadiennes, administrés par Industrie Canada ; cependant, les diurnes n'existent plus au Canada, la dernière station ayant signé en 2013, après avoir migré vers la bande FM .

Utilisation en Europe

De nombreux pays ont éteint la plupart de leurs émetteurs MW en raison de la réduction des coûts et de la faible utilisation du MW par les auditeurs. Parmi ceux-ci se trouvent l'Allemagne, la France, la Russie, la Pologne, la Suède, le Benelux, l'Autriche, la Suisse et la plupart des Balkans.

De grands réseaux d'émetteurs subsistent au Royaume-Uni, en Espagne, en Roumanie et en Italie. Aux Pays-Bas et en Scandinavie, certaines nouvelles stations à orientation idéaliste ont lancé des services à faible puissance sur les anciennes fréquences à haute puissance. Cela s'applique également à l'ex-pionnier de l'offshore Radio Caroline qui dispose désormais d'une licence d'utilisation de 648 kHz, qui a été utilisée par BBC World Service pendant des décennies. Comme la bande MW s'amenuise, de nombreuses stations locales des pays restants ainsi que d'Afrique du Nord et du Moyen-Orient peuvent désormais être captées dans toute l'Europe, mais souvent seulement faiblement avec beaucoup d'interférences.

En Europe, chaque pays se voit attribuer un certain nombre de fréquences sur lesquelles une forte puissance (jusqu'à 2 MW) peut être utilisée ; la puissance maximale est également soumise à un accord international de l' Union internationale des télécommunications (UIT).

Dans la plupart des cas, il existe deux limites de puissance : une plus basse pour le rayonnement omnidirectionnel et une plus élevée pour le rayonnement directionnel avec des minimums dans certaines directions. La limite de puissance peut aussi dépendre de la journée et il est possible qu'une station ne fonctionne pas la nuit, car elle produirait alors trop d'interférences. D'autres pays ne peuvent exploiter que des émetteurs de faible puissance sur la même fréquence, encore une fois sous réserve d'un accord. La diffusion internationale sur ondes moyennes en Europe a considérablement diminué avec la fin de la guerre froide et la disponibilité accrue de la télévision et de la radio par satellite et Internet, bien que la réception transfrontalière des émissions des pays voisins par les expatriés et autres auditeurs intéressés ait toujours lieu.

À la fin du 20e siècle, la surpopulation sur la bande des ondes moyennes était un problème sérieux dans certaines parties de l'Europe, contribuant à l'adoption précoce de la diffusion VHF FM par de nombreuses stations (en particulier en Allemagne). En raison de la forte demande de fréquences en Europe, de nombreux pays mettent en place des réseaux monofréquence ; en Grande - Bretagne , BBC Radio Five Live diffuse à partir de divers émetteurs sur 693 ou 909 kHz. Ces émetteurs sont soigneusement synchronisés pour minimiser les interférences provenant d'émetteurs plus éloignés sur la même fréquence.

Utilisation en Asie

En Asie et au Moyen-Orient, de nombreux émetteurs de haute puissance restent en service. La Chine exploite de nombreux réseaux à fréquence unique.

Un exemple est NHK. En mars 2021, le diffuseur NHK diffuse toujours dans les régions d' Indonésie , du Myanmar et du Tadjikistan en utilisant la transmission par ondes moyennes.

Transmissions stéréo et numériques

Tuner stéréo réaliste TM-152 AM c. 1988

La transmission stéréo est possible et est ou a été offerte par certaines stations aux États-Unis, au Canada, au Mexique, en République dominicaine, au Paraguay, en Australie, aux Philippines, au Japon, en Corée du Sud, en Afrique du Sud, en Italie et en France. Cependant, il existe plusieurs normes pour la stéréo AM . C-QUAM est la norme officielle aux États-Unis ainsi que dans d'autres pays, mais les récepteurs qui mettent en œuvre la technologie ne sont plus facilement disponibles pour les consommateurs. Vous trouverez des récepteurs d'occasion avec AM Stereo. Des noms tels que « FM/AM stéréo » ou « AM & FM stéréo » peuvent être trompeurs et ne signifient généralement pas que la radio décodera la stéréo AM C-QUAM, alors qu'un ensemble étiqueté « FM stéréo/AM stéréo » ou « AMAX stéréo " prendra en charge la stéréo AM.

En septembre 2002, la Federal Communications Commission des États-Unis a approuvé le système exclusif de radio HD in-band on-channel (IBOC) iBiquity de diffusion audio numérique , qui vise à améliorer la qualité audio des signaux. Le système Digital Radio Mondiale (DRM) normalisé par l'ETSI prend en charge la stéréo et est le système approuvé par l'UIT pour une utilisation en dehors des territoires d' Amérique du Nord et des États - Unis . Certains récepteurs HD Radio prennent également en charge la stéréo C-QUAM AM, bien que cette fonctionnalité ne soit généralement pas annoncée par le fabricant.

Antennes

Antenne multifilaire T de la station de radio WBZ, Massachusetts, États-Unis, 1925. Les antennes T ont été les premières antennes utilisées pour la diffusion à ondes moyennes et sont toujours utilisées à faible puissance

Pour la radiodiffusion, les radiateurs de mât sont le type d'antenne le plus couramment utilisé, consistant en un mât haubané en treillis d'acier dans lequel la structure du mât elle-même est utilisée comme antenne. Les stations émettant avec une faible puissance peuvent utiliser des mâts avec des hauteurs d'un quart de longueur d'onde (environ 310 millivolts par mètre en utilisant un kilowatt à un kilomètre) à 5/8 de longueur d'onde (225 degrés électriques ; environ 440 millivolts par mètre en utilisant un kilowatt à un kilomètre) , tandis que les centrales à haute puissance utilisent principalement des demi-longueurs d'onde à 5/9 longueurs d'onde. L'utilisation de mâts de longueur d'onde supérieure à 5/9 (200 degrés électriques ; environ 410 millivolts par mètre en utilisant un kilowatt à un kilomètre) avec une puissance élevée donne un mauvais diagramme de rayonnement vertical, et 195 degrés électriques (environ 400 millivolts par mètre en utilisant un kilowatt à un kilomètre) est généralement considérée comme idéale dans ces cas. Habituellement, les antennes de mât sont excitées en série (pilotées par la base); la ligne d'alimentation est fixée au mât à la base. La base de l'antenne est à haut potentiel électrique et doit être appuyée sur un isolant en céramique pour l'isoler du sol. Les mâts excités par shunt, dans lesquels la base du mât est à un nœud de l'onde stationnaire au potentiel du sol et n'ont donc pas besoin d'être isolés du sol, sont tombés en désuétude, sauf en cas de puissance exceptionnellement élevée, 1 MW ou plus, où l'excitation en série peut être impraticable. Si des mâts ou des tours mis à la terre sont nécessaires, des antennes à cage ou à long fil sont utilisées. Une autre possibilité consiste à alimenter le mât ou la tour par des câbles allant de l'unité de réglage aux haubans ou traverses à une certaine hauteur.

Les antennes directionnelles sont constituées de plusieurs mâts , qui n'ont pas besoin d'être de la même hauteur. Il est également possible de réaliser des antennes directionnelles pour ondes moyennes avec des antennes à cage où certaines parties de la cage sont alimentées avec un certain déphasage.

Pour la diffusion en ondes moyennes (AM), les mâts quart d'onde mesurent entre 153 pieds (47 m) et 463 pieds (141 m) de hauteur, selon la fréquence. Étant donné que de tels mâts hauts peuvent être coûteux et peu économiques, d'autres types d'antennes sont souvent utilisés, qui utilisent une charge capacitive par le haut ( allongement électrique ) pour obtenir une intensité de signal équivalente avec des mâts verticaux plus courts qu'un quart de longueur d'onde. Un « chapeau haut de forme » de fils radiaux est parfois ajouté au sommet des radiateurs de mât, pour permettre de raccourcir le mât. Pour les stations de diffusion locales et les stations d'amateur de moins de 5 kW, des antennes T et L sont souvent utilisées, qui consistent en un ou plusieurs fils horizontaux suspendus entre deux mâts, attachés à un fil de radiateur vertical. Un choix populaire pour les stations de faible puissance est l' antenne parapluie , qui n'a besoin que d'un mât d'un dixième de longueur d'onde ou moins en hauteur. Cette antenne utilise un seul mât isolé du sol et alimenté à l'extrémité inférieure contre le sol. Au sommet du mât, des fils radiaux de charge supérieure sont connectés (généralement environ six) qui s'inclinent vers le bas à un angle de 40 à 45 degrés jusqu'à environ un tiers de la hauteur totale, où ils se terminent par des isolateurs et de là vers l'extérieur jusqu'aux ancrages au sol . Ainsi, l'antenne parapluie utilise les haubans comme partie de charge supérieure de l'antenne. Dans toutes ces antennes, la plus petite résistance de rayonnement du radiateur court est augmentée par la capacité ajoutée par les fils attachés au sommet de l'antenne.

Dans certains cas rares, des antennes dipôles sont utilisées, qui sont suspendues entre deux mâts ou tours. De telles antennes sont destinées à rayonner une onde céleste . L'émetteur à ondes moyennes de Berlin-Britz pour transmettre le RIAS utilisait un dipôle croisé monté sur cinq mâts haubanés de 30,5 mètres de haut pour transmettre l'onde céleste à l'ionosphère la nuit.

Antennes de réception

Antenne tige de ferrite typique utilisée dans les récepteurs radio AM

Parce qu'à ces fréquences, le bruit atmosphérique est bien supérieur au rapport signal sur bruit du récepteur , des antennes inefficaces beaucoup plus petites qu'une longueur d'onde peuvent être utilisées pour la réception. Pour la réception à des fréquences inférieures à 1,6 MHz, ce qui inclut les ondes longues et moyennes, les antennes cadre sont populaires en raison de leur capacité à rejeter le bruit généré localement. L'antenne de loin la plus courante pour la réception de diffusion est l' antenne tige de ferrite , également connue sous le nom d'antenne loopstick. Le noyau de ferrite à haute perméabilité lui permet d'être suffisamment compact pour être enfermé dans le boîtier de la radio tout en conservant une sensibilité adéquate. Pour une réception de signal faible ou pour discriminer entre différents signaux partageant une fréquence commune, des antennes directionnelles sont utilisées. Pour un meilleur rapport signal/bruit, il est préférable de les placer à l'extérieur, loin des sources d'interférences électriques. Des exemples de telles antennes à ondes moyennes comprennent des boucles non accordées à large bande, des boucles à terminaison allongée, des antennes à ondes (par exemple l'antenne de boisson) et l'antenne à boucle à manchon en ferrite.

Voir également

Les références

Liens externes