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Moyenne fréquence Pour les articles homonymes, voir Fréquence (homonymie).   .JPG) Les termes moyennes fréquences (MF) ou ondes moyennes (OM) ou encore petites ondes, désignent tout ou partie de la bande de radiofréquences de 300 à 3 000 kHz[1] (longueur d'onde de 1 km à 100 m). Parmi ces fréquences, les petites ondes (PO) et les ondes moyennes (MW) concernent la partie radiodiffusion de 525 kHz à 1 605 kHz. Cette gamme a été exploitée pour la radiodiffusion publique et est intermédiaire entre grandes ondes (GO / LW) et ondes courtes (HF / OC / KW) exploitée principalement en modulation d'amplitude (AM) plutôt qu'en modulation de fréquence (FM). La « bande hectométrique » dite « bande chalutiers » exploite la bande 1,605 MHz à 4 MHz. Règlementation UITSelon l'édition en français du règlement des radiocommunications[2] (chapitre 1, article 2, section 1) adopté par l'Union internationale des télécommunications (UIT), la bande de fréquence entre 300 et 3 000 kHz est dénommée « ondes hectométriques » et son symbole en anglais est MF (permettant de ne pas confondre avec FM pour la modulation de fréquence). L'article 2.2 indique : « Dans les relations entre les administrations et l'U.I.T., on ne devrait pas utiliser d'appellations, de symboles ni d'abréviations destinés à désigner les bandes de fréquences autres que ceux qui figurent au numéro 2.1 ». Le terme « moyenne fréquence » est ainsi utilisé pour désigner la fréquence intermédiaire des récepteurs à fréquence variable ou ajustable (récepteur superhétérodyne). Le terme « fréquence intermédiaire » est aussi utilisé (FI ou IF en anglais). HistoriqueLes pionniersEn 1903 la conférence télégraphique de Berlin de 1903 organisée par neuf pays définit l'exploitation des longueurs d'onde de 600 mètres et de 300 mètres. En 1906, la conférence de Berlin[3] définit les longueurs d'onde marines. En 1911, les premiers radiophares installés sur les côtes françaises reçoivent leur identifiant ou indicatif radio et exploitent la longueur d’onde de 150 mètres (2 MHz) par émetteur à ondes amorties. À cette époque, les radiophares ont une portée radio inférieure à 60 km et modulent au plan international avec les longueurs d’onde 80 à 150 mètres (2 MHz à 3,5 MHz). Le , la Convention de Londres entre en vigueur[4]. Années 1920 : développementsÀ partir de 1920 la gamme des stations de radiodiffusion des petites ondes 600 mètres à 200 mètres (500 kHz à 1 500 kHz) est lancée aux États-Unis puis vers 1922 en Europe. En 1921, une première expérimentation entre une station côtière et le chalutier français « Marie Rose » en radiotéléphonie en modulation d'amplitude a lieu. Le 1923, plusieurs radioamateurs réalisent la première liaison bidirectionnelle transatlantique sur une longueur d'onde spécialement autorisée proche des 103 mètres (2,912 MHz), entre Nice (Léon Deloy 8AB) et les États-Unis (John L. Reinartz 1XAM et Fred Schnell 1MO)[5]. En 1925, un test de radiotéléphonie par modulation d'amplitude est réalisé dans la bande 105 mètres à 185 mètres, entre trois navires de pêche français en pêche à Terre-Neuve. La conférence de Washington de 1927 prend en compte les découvertes radio et en modifie profondément les gammes. De nouveaux partages du spectre des bandes des fréquences entre les différentes applications services sont créés dès 1927. La même année est créée, le Comité consultatif international des radiocommunications (CCIR). À partir de 1928 au plan mondial, des navires de pêche sont équipés en radiotéléphonie en modulation d'amplitude avec des canaux en longueur d'onde dans la bande 105 mètres à 185 mètres, soit 1,62 MHz à 2,85 MHz. Le terme Mayday établissant la détresse devient une convention internationale[6]. Le , la totalité du monde utilise le nouveau partage des bandes radios établi par la conférence mondiale des radiocommunications. Années 1930 : normalisationEn 1932, la convention internationale des télécommunications de Madrid fixe la fréquence internationale de détresse en radiotéléphonie sur 1 650 kHz. En 1935 débute l'exploitation sur quelques canaux, la VHF suivie du transfert du trafic radio local aéronautique depuis les moyennes fréquences vers la bande aéronautique VHF. En 1947, la conférence d'Atlantic City transfère la fréquence de détresse en radiotéléphonie de 1 650 kHz vers 2 182 kHz, désignée par la longueur d'onde de 137,5 mètres[7]. Depuis 1970 : expansionDepuis l'année 1970, en complément de la bande des radiophares 283,5 à 325 kHz), la gamme comprise de 325 kHz à 405 kHz est affectée aux radiophares aéronautiques[8]. Durant la même période, on transfère le trafic radio local (jusqu'à 40 km) vers la bande VHF (en mer, sur les fleuves, sur les rivières et sur les lacs). Entre le et le , la bande 1,6 à 4 MHz marine et aéronautique est modifiée ; transition des stations AM en stations USB (J3E)[9]. Le , toutes les stations marines et aéronautiques exploitent désormais la modulation en USB (J3E) avec des canaux de 3 kHz. Types de servicesZone intertropicaleCette bande est employée pour le trafic radio régional (sous les tropiques, à cause du bruit radioélectrique, cette bande est utilisable seulement au-dessus de 2 MHz). Elle est également exploitée pour les radiocommunications continentales de nuit entre les lieux d’émission et de réception. Cette bande nocturne facilite la réception continentale (quelques milliers de kilomètres) lorsqu’il fait nuit entre les lieux d’émission et de réception en raison des conditions de propagation plus favorables. Radiodiffusion  La radiodiffusion en ondes moyennes utilise la bande historique comprise entre les fréquences de 525 kHz à 1 605 kHz, soit une longueur d'onde allant de 187 mètres à 571 mètres). Cette gamme est destinée à être reçue directement par le public. Elle s'applique à la fois à la réception individuelle et à la réception collective ou communautaire[10]. La radiodiffusion utilise dans la zone de convergence intertropicale (à cause du bruit radio) une bande décalée nommée « bande de radiodiffusion tropicale des 120 mètres de 2 300 kHz à 2 495 kHz et 2 505 kHz à 2 550 kHz ».
Liste des fréquences en kHz des canaux pour les régions 1 et 3 de UIT (l'Europe, le Moyen-Orient, l'Afrique, l'Australie, les îles du Pacifique avec Hawaï, l'Océanie et la plupart de l'Asie). La liste des fréquences va de 531 kHz à 1 602 kHz avec des canaux tous les 9 kHz. Remarque : on peut en déduire la longueur d'onde correspondante en mètres, en divisant la vitesse de la lumière (environ 300 000 km/s) par la fréquence en kHz. Pour la région 2 de UIT (Amérique et au Groenland). Radiodiffusion pirateDes radios pirates émettent quelques heures le samedi ou le dimanche ou un jour de fête, sur la bande de radiodiffusion des petites ondes et sur le canal de 1 602 kHz de longueur d'onde 187 mètres. Ces émissions sont reçues par des radioécouteurs passionnés (SWL). Organisations diversesLes communications fixes ou mobiles sur les fréquences moyennes sont utilisées comme moyen de liaison de secours régional (qui peut être sécurisé via certains modes) par certains ministères, les services de secours, les militaires et les sociétés, ainsi que comme lien avec les points isolés non couverts par des réseaux terrestres ou satellitaires (régions polaires ou zones isolées). Maritime Pour le trafic maritime[11] avec une portée d'exploitation inférieure à 600 km, les liaisons MF utilisent des sous-bandes réparties sur la bande de 1,6 MHz à 3,8 MHz appelée « bande marine » et « bande chalutiers ». La fréquence 2 182 kHz est la fréquence internationale de détresse pour la bande comprise entre 1 605 kHz et 4 000 kHz[12]. Les communications sont de plus en plus en numériques, mais la radiotéléphonie en USB reste utilisée pour la sécurité et les contacts ponctuels. De nombreuses stations côtières transmettent l'évolution des bulletins météorologiques et de circulation et assurent les communications des navires avec la terre. RadiotélégraphieDepuis le , dans le cadre du SMDSM 1999, les services maritimes côtiers et mobiles de France et de nombreux autres pays ont cessé les émissions en Morse dans la bande comprise de 415 kHz à 526,5 kHz. Les services maritimes et aéronautiques utilisent les émissions en Morse dans les pays suivants : Algérie, Arabie saoudite, Azerbaïdjan, Bahreïn, Biélorussie, Chine, Comores, Djibouti, Égypte, Émirats arabes unis, Russie, Irak, Jordanie, Kazakhstan, Koweït, Liban, Libye, Mauritanie, Oman, Ouzbékistan, Qatar, Syrie, Kirghizistan, Somalie, Soudan, Tunisie et Yémen[13],[14],[15]. Navtex À bord des navires, un système d'information maritime automatique de radiomessagerie en radiotélétype, le Navtex, est un simple récepteur muni d'une imprimante pour les modèles professionnels, ou d'un écran pour les modèles économiques. Il est en service lorsque le bateau est en mer, et permet de recevoir les informations émises séquentiellement par différentes stations émettrices préprogrammées. Ces messages incluent les bulletins météo, les Avurnavs (avis urgent aux navigateurs) et diverses alarmes sur les signaux de radionavigation sur la fréquence 518 kHz pour le système NAVTEX international en anglais[16] et sur la fréquence 490 kHz pour le système NAVTEX en langue nationale[17]. Les messages arrivent sans intervention. Une alarme est également prévue pour attirer l'attention du personnel de quart en cas de message à caractère urgent. NAVDATAvec une largeur de bande de 10 kHz, similaire à Navtex, NAVDAT peut envoyer des messages à tous les navires, mais aussi à un groupe de navires ou à un seul navire. La bande de fréquence est comprise entre 495 kHz et 505 kHz en transmission de données à grande vitesse jusqu'à 18 kbit/s[18]. Aéronautique   La bande aéronautique en radiotéléphonie est constituée d'une centaine de canaux espacés de 3 kHz en BLU J3E dans la bande comprise entre 2 850 kHz et 3 155 kHz. La portée radioélectrique d'exploitation de la bande étant inférieure à 600 km, la bande est utilisée pour les communications à moyenne distance entre les pilotes des aéronefs au-dessus des parties désertiques, des océans et des mers[19] et le personnel des stations au sol (sans une parfaite couverture des stations VHF aéronautiques régionales au sol). Elle permet de transmettre des clairances et des informations importantes pour la sécurité de la circulation aérienne et l'efficacité de la gestion du trafic aérien. La bande aéronautique est réservée par des traités internationaux. Ainsi, les liaisons régionales font l'objet d'un contrôle aérien assuré par voix via des centres régionaux. Des stations VOLMET fournissent des prévisions météorologiques pour la plupart des grands aéroports des différents continents. On distingue deux types de services mobiles aéronautiques régis par des procédures différentes[20] :
Pour fiabiliser ce mode de communication, un système d'appel SELCAL, émettant un signal lumineux et sonore, permet au pilote d'être informé de l'appel de la station sol et ainsi d'établir le contact radio. Pour la bande comprise entre 2 000 kHz et 4 000 kHz, la fréquence internationale d'urgence aéronautique 3 023 kHz en radiotéléphonie USB[23],[24] peut être utilisée pour établir des communications entre les stations mobiles qui participent à des opérations de recherche et de sauvetage coordonnées, ainsi que des communications entre ces stations et les stations terrestres participantes[25]. La fréquence 3 023 kHz est utilisée pour l'interconnexion navire à aéronef en dégagement de la fréquence d'appel de 2 182 kHz. Pour les avions à hélice, l'antenne moyenne fréquence est tendue de la coque de l'avion à la dérive. Pour les avions à réaction, l'antenne moyenne fréquence est carénée dans la dérive. Pour les hélicoptères, l'antenne moyenne fréquence est tendue de la cabine à la queue. Sur certains types d'avions à hélice, une antenne pendante longue de plusieurs dizaines de mètres est déroulée en vol pour établir les communications radios dans la bande 2 850 à 3 155 kHz et sur la bande marine. Proche du sol, cette antenne est rembobinée sur un touret à manivelle. À l'extrémité de l'antenne pendante, un plomb de lestage porte l'indicatif radio de l'aéronef. L'antenne est alimentée par une boîte de couplage automatique.
Depuis les années 1970, les communications aéronautiques en radiotélégraphie ont cessé dans la bande comprise de 325 kHz à 405 kHz. En vol, une antenne pendante longue de 120 mètres à 450 mètres était déroulée pour établir les communications radios. Proche du sol, cette antenne est rembobinée sur un touret à manivelle. À l'extrémité de l'antenne pendante, un plomb de lestage porte l'indicatif radio de l'aéronef. Amateurs Les radioamateurs utilisent les bandes amateurs en moyenne fréquences destinées à établir des radiocommunications de loisir [26] pour des contacts régionaux. Radiogoniométrie  Au début du XXe siècle, les navires, les ballons dirigeables et les aéronefs demandaient à trois stations de radiogoniométrie au sol les triangulations par radiogoniométrie pour déterminer leurs positions. Les stations de radiogoniométrie marine travaillaient en radiotélégraphie morse sur la fréquence normale de 410 kHz[27]. En 1920, la station de radiogoniométrie d'Ouessant Gonio, indicatif (radio) FFU (station Française Fixe de Ushant), donnait 10 relèvements gonios par jour sur l'ancienne longueur d'onde de radiogoniométrie de 450 mètres (soit 666,66 kHz). Les stations de radiogoniométrie pouvaient alors travailler sur la fréquence 500 kHz. Depuis 1947, les stations de radiogoniométrie peuvent travailler sur la fréquence 2 182 kHz[7]. Les stations de radiogoniométrie aéronautique travaillaient en radiotélégraphie morse sur la fréquence internationale d'appel et de sécurité du service aéronautique 333,33 kHz des aéronefs (désignée aussi par sa longueur d'onde de 900 mètres)[28]. Les stations de radiogoniométrie aéronautique pouvaient travailler sur la fréquence 410 kHz et sur la fréquence 500 kHz[29]. Un radiophare est un émetteur radio situé en un lieu connu, qui émet un signal radio continu ou périodique contenant une quantité limitée d'information (par exemple une information d'identification ou sa position) sur une fréquence radio donnée. Il peut être implanté sur une station terrestre, un bateau-feu ou une plate-forme en mer. La stabilité de la propagation par onde de sol de la bande 283,5 kHz à 405 kHz est utile aux radiophares de navigation marine ou aérienne. Antennes La dimension d'une antenne est directement liée à la longueur d'onde du signal à transmettre, ou plus exactement à la moitié de cette longueur d'onde, de 500 m à 50 m pour les moyennes fréquences « MF ». Ces antennes moyennes fréquences sont donc généralement volumineuses et de grandes surfaces. Les antennes les plus utilisées sur cette bande sont :
Utilisations publiquesLes bandes de fréquences ont des assignations spécifiques[32] :
Propagation sur la bandeLa propagation sur les moyennes fréquences se produit par deux mécanismes entièrement distincts et différents : l'onde de sol et l'onde d’espace. Onde de sol Les ondes de sol, comme leur nom l’indique, voyagent à la surface de la Terre (entre le sol et la couche ionisée D de l’atmosphère). L'onde moyenne fréquence se propage régulièrement le jour et avec un renforcement la nuit. L'atténuation de l’énergie de l’onde de sol est proportionnelle au carré de la distance, sans tenir compte de la courbure de la terre sur une base exponentielle watts/kilomètres2[40] définie par l'établissement de l'équation de propagation à partir des équations de Maxwell. L'onde de sol permet des radiocommunications régionales et départementales. De nuit, l'onde de sol permet des radiocommunications nationales avec de fortes puissances d'émission. Onde d’espaceDans la journée, l’onde d’espace est totalement absorbée par l’ionosphère. De nuit, on rencontre en partant de l’émetteur une zone de réception par onde de sol, une zone de silence, une zone de réception indirecte, une zone de silence, une zone de réception indirecte, une zone de silence et ainsi de suite. L’énergie radiofréquence est réfléchie par les couches de l'ionosphère. Ces réflexions successives entre le sol et les couches de l'ionosphère permettent des liaisons radios continentales nocturnes pour l’opérateur radio d’une station correctement équipé et informé. Pour obtenir la carte actualisée de la Terre. Ligne grise Le matin ou le soir, quand la Terre entre ou sort de la nuit, une zone entre le ciel bleu en jour et le ciel transparent de la nuit est appelé ligne grise (grey line) ; c'est le moment le plus favorable pour les radiocommunications à longue distance. La ligne grise relie un cercle polaire à l'autre et se modifie au gré des saisons, modifiant du coup la propagation à longue distance de cette bande pour une durée de 30 minutes. Onde de sol et onde d’espaceDans la journée, l’onde d’espace du signal est totalement absorbée par la partie basse de l’ionosphère, et une réception stable des stations s’établit par onde de sol. Quand l’absorption de l’onde d’espace commence à disparaître aux environs du crépuscule, un taux significatif de l’onde d’espace commence à revenir sur la mer (ou le sol), loin de l’émetteur. Les endroits où les ondes de sol et d’espace sont présentes sont appelés zones de fading. L’interférence de ces deux signaux produit une distorsion et un fading sévère à la réception, instables en amplitude et en phase et qui peuvent être réguliers, irréguliers, lents, rapides, sélectifs ou déformants. Onde d’espace quasi verticaleLa propagation NVIS est utilisée pour établir un réseau radio en communications locale et régionale à l’intérieur d’une zone circulaire inférieure à 300 km autour de l'antenne radioélectrique. Ce mode de propagation des ondes radios nécessite une antenne NVIS dont le lobe de rayonnement principal est en direction du ciel. La propagation NVIS est utilisée par les services radiomaritimes, aéronautiques, utilitaires, les radiocommunications de catastrophe des organisations humanitaires, l'armée, par quelques stations radioamateur, et permet en zone de fort reliefs de remplacer un réseau relayé VHF et UHF. La propagation NVIS est très utilisée dans les zones polaires, c'est-à-dire en Arctique et en Antarctique. 
Sur les navires, l'antenne monopôle ou dipôle a une longueur de 7 mètres ou plus, alimentée par une boîte de couplage automatique. L'antenne est érigée seulement à quelques mètres au-dessus du navire. Elle est capable de fonctionner dans les bandes marines et sur la fréquence internationale de détresse 2 182 kHz. Période de silence radio du temps universel coordonné Les quatre périodes de silence radio du temps universel coordonné en moyenne fréquence :
Notes et références
Voir aussiArticles connexes
Liens externes
Articles de référence
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