Solutions de surveillance de la propagation des ondes radio

Pour réaliser de bons contacts en tant que radioamateurs, nous devons absolument nous préoccuper de la qualité de propagation des ondes radio, c’est pour cela que je vous présente 3 solutions qui permettent de connaître cette propagation.

L’activité géomagnétique de la Terre affecte les conditions de propagation des ondes radio, malheureusement ce phénomène a des conséquences parfois catastrophiques sur nos transmissions.

Sur le site ON5VL nous vous avons déjà parlé de ces phénomènes plus d’une fois, car nous prenons très au sérieux cette diminution de la propagation des ondes radios.

Voici plusieurs moyens disponibles pour connaître la propagation des ondes radios : un logiciel, des outils en ligne et une solution avec un émetteur. Je vais vous expliquer tout cela.

1 – Les outils en ligne – VOACAP :

  VOACAP (Voice of America Coverage Analysis Program) est un site Internet professionnel de prévision de propagation haute fréquence (HF) de NTIA – ITS. C’est aussi un fabuleux outil en ligne qui analyse la propagation des ondes courtes « point à point ». Il a été développé à l’origine pour la station de radio « La Voix de l’Amérique ».
Sur le site, l’utilisation de l’interface web VOACAP- P2P est très simple, il suffit de faire glisser et déposer l’emplacement (QTH) de l’émetteur et du récepteur sur une carte, puis de sélectionner les fenêtres temporelles, votre antenne ainsi que votre puissance. En fait VOACAP utilise les chiffres SSN, qui ont été calculés mensuellement pendant de nombreuses années par NOAA/NGDC et les extrapole… Sur la base de ces données, le programme affiche immédiatement un diagramme coloré montrant la « probabilité » de propagation calculée sur toutes les bandes.

Roue colorée des tunnels de propagation sur le site VOACAP online

Je vous recommande ces deux adresses : Voacap.com et son blog

  Il existe aussi cette petite bannière qui fleurissent sur beaucoup de sites, celle-ci est un exemple parmi d’autres.

Ces bannières vous sont offertes, par Paul L Herrman N0NBH, moyennant une petite rétribution (un lien ce trouve sur la bannière). Il existe aussi un widget à mettre sur le bureau de votre ordinateur fixe ou portable, et de cette manière vous aurez toujours sous les yeux un concentré des principales données d’une propagation journalière et générale.
Quels sont les principaux paramètres à surveiller dans cette bannière :

• Le SN est le nombre de taches solaires : plus il est élevé mieux c’est
• Le SFI est la mesure du flux radioélectrique solaire : plus elle est élevée mieux c’est
• L’indice A indique les valeurs de flux solaire : un nombre de 0 à 3 est bon, plus élevé ce sera pire
• L’indice K indique l’activité géomagnétique : le nombre 0 est bon, plus élevé ce sera pire
• L’indice S est le niveau du rapport signal/bruit : un nombre S0-S01 est bon, plus élevé ce sera pire

Les prévisions de propagation HF sont exactement celles des prédictions… Elles sont calculées à l’aide des données disponibles. Les conditions réelles de votre emplacement dépendent de nombreux éléments complémentaires.

  Du côté des smartphones, il y a aussi des applis spécifiques :

— Sur ANDROID, il existe une application (la seule) qui récupère périodiquement des rapports de propagation du site www.wsprnet.org. Il indique l’emplacement de l’émetteur ou le récepteur en mentionnant la puissance du signal. Cette application s’appelle « WSPRnet Viewer for WSPR ».

— Sur l‘APP STORE, elle s’appelle « iWSPR TX – QRP Hamradio ». Elle est proposée par Federico Romano développeur Italien, au prix de 3.99€.

Ces deux applis sont développées grâce à un mode de fonctionnement novateur le WSPR… Mais je vais en parler plus en détails car cela mérite que l’on s’y attarde

2 – Le logiciel WSPR :

La propagation radio à ondes courtes n’est jamais totalement prévisible et peut souvent vous surprendre. Si cet aspect de la radio vous fascine, vous apprécierez l’utilisation du WSPR.

WSPR est un logiciel qui vous permet de participer à un réseau mondial de balises de propagation à faible puissance. Il permet à votre émetteur-récepteur radio de transmettre des signaux de balise et de recevoir des signaux de balise provenant de stations similaires dans la même bande amateur. Étant donné que les stations participantes fournissent généralement des emplacements qu’elles reçoivent en temps réel sur un serveur Web, vous pouvez trouver en quelques secondes à la fin de chaque transmission exactement où et à quel point elle a été reçue, et même afficher les chemins de propagation sur une carte. Autant dire que ce type d’analyse n’a jamais été possible auparavant.

WSPR signifie « Weak Signal Propagation Reporter » (Reporter de Propagation de Signal Faible), mais on l’appelle couramment « Whisper ». C’est un nom tout à fait approprié car il s’agit de l’envoi et de la réception de signaux qui sont à peine audibles. WSPR est un logiciel écrit par Joe Taylor, K1JT, un physicien de Princeton primé au prix Nobel. Il a été publié pour la première fois en avril 2008. Il utilise un mode de transmission appelé MEPT-JT. Le «JT» signifie Joe Taylor, tandis que «MEPT» signifie « Manned Experimental Propagation Transmitter » (Transmetteur expérimental  de propagation).

Chaque transmission MEPT-JT qui est du morse lent, dure un peu moins de deux minutes, et commence au début de chaque minute par un numéro. Il est important que les émetteurs et les récepteurs soient synchronisés, c’est la condition préalable et indispensable du succès avec le WSPR. Ce mode est un 4FSK. Chaque fréquence est séparée de 1.4648 Hz et la vitesse est de 1.4648 bauds Il faut 110.6 Secondes pour transmettre l’indicatif d’appel, le localisateur et la puissance de l’émetteur en dBm. Il n’est pas nécessaire de transmettre du tout, donc c’est une activité dans laquelle même les SWL peuvent participer et beaucoup le font.

Sa configuration :

Vous devez télécharger le logiciel à cette adresse : Physics.princeton.edu. Vous connaissez ce site car c’est celui de Joe Taylor où il propose son programme WSJT-X qui vous permet de faire du JT65, FT8 et FT4 (j’en ai parlé précédemment). Vous y trouverez également le guide d’utilisation du WSPR-2 et du WSPR-X traduit en français par F1ERG.

Je n’insisterai pas sur la procédure de mise en route car elle est très bien expliquée et assez simple. Si vous êtes déjà configuré pour utiliser des modes de données tels que PSK31 ou JT65, vous avez probablement toutes les connexions nécessaires déjà en place. Si cela peut vous aider, voici mon « Setup » en capture d’écran.

La procédure ensuite est simple, lorsque vous avez émis un signal, vous allez sur le site WSPRnet.org où vous vous êtes inscrit. En introduisant votre indicatif, vous verrez immédiatement les endroits où votre signal a été reçu.

Voici le résultat chez moi sur 20 mètres, le 9 mai 2017 vers 18h30 avec 5 watts dans une 3 éléments tournée à 280°

3 – L’émetteur WSPRLite :

Il existe une autre solution, c’est le WSPRlite. Il s’agit de substituer votre émetteur par un petit émetteur indépendant de test qui envoie tout seul un signal au réseau mondial de stations réceptrices sur le site WSPRnet. Au-delà de la modélisation d’antenne ou des analyseurs d’antennes, ce système unique vous permet de voir comment fonctionne une antenne dans son emplacement réel et en temps réel !

Fin d’avril 2017, j’ai dépensé 71€ plus l’envoi, (profitons en tant que l’Angleterre est toujours dans l’Europe) pour acheter un de ces minuscules émetteurs vendu par : SOTAbeams, il m’a été livré rapidement.

Le WSPRlite lui-même, tel qu’il est fourni, fonctionne uniquement sur 20 et 30Mhz. Cependant, il existe encore un autre « ajout » que vous pouvez acheter en tant que « kit », où vous devez même composer vos propres selfs de toroïde et permettre WSPRlite de travailler sur les bandes du 40, 80 et 160M. Il coûte 29.18€  mais aucun boîtier n’est disponible.

Three band HF low pass filter board. Photo by John Rowlands.

L’émetteur nécessite l’utilisation d’une alimentation 5V et d’un câble USB Type A vers USB Type B Micro (Attention je me suis laissé dire que tous les câbles ne fonctionnent pas).

Avant l’utilisation, vous devez télécharger les pilotes correspondant à votre système d’exploitation, il faudra alors le programmer avec le logiciel de configuration WSPRlite. La programmation est simple, il suffit de remplir les informations et enregistrer vos paramètres.

Le logiciel vous donnera alors un lien privé où vous pouvez vous enregistrer pour accéder à vos résultats sur : DXplorer.net

Il est programmable pour émettre de 200 mW à 5 mW, durant 1 à 30 jours. Les fréquences nominales seront les mêmes que vos essais avec le logiciel WSPR, les voici :

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Un abonnement gratuit d’un an sur : DXplorer.net, est inclus dans ce logiciel en ligne avec votre WSPRlite. Sur ce site vous pouvez configurer deux antennes, voir sur une carte l’emplacement des récepteurs, les kilomètres parcourus, exporter vos données et bien d’autres choses. Cependant, vous pouvez également accéder à vos données via le site Web normal de WSPRnet.

Une chose importante à noter en ce qui concerne les balises WSPR, il est tout aussi important d’utiliser une station de réception en cas d’utilisation avec WSPR. Le système fonctionne mieux lorsqu’il existe un équilibre (en général) entre les stations de réception et les stations de balisage.

Mon premier essai :

Une fois le WSPRlite programmé, je l’ai raccordé à 2 dipôles en V inversé pour le 20 et le 30m qui ce trouvent à 5 mètres de haut dans la direction Nord/Sud, malheureusement éloignés de 25 mètres du shack.

Dipôle 20 et 30m

Les résultats sont un peu décevant sur 20m mais sur 30m ils sont plus qu’honorables en sachant que ma « puissance de sortie » n’est que de 200mW ! Le WSPRlite a envoyé 750 spots sur une journée suivant ma programmation. Mon plus beau record est la station américaine W1XP à 5.655 km.

Grâce à DXplorer, voici la carte indiquant l’emplacement des stations qui ont reçu mon signal. Les couleurs concernent les niveaux du signal

Le WSPR est une solution simple et amusante pour participer à la découverte d’un nouveau moyen permettant de surveiller l’affaiblissement de la propagation des ondes radio. Cela permet d’éviter d’utiliser des équipements couteux qui peuvent en plus rester sans fonctionner. C’est enfin un but d’expérimentation radio avec peu de puissance, mais dans ce domaine (QRP) certains radioamateurs sont déjà des convaincus de longue date.

par Albert Müller | ON5AM | Twitter | Facebook