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Interférence entre relais radioamateurs

Cet article proposé par pierre Cornelis ON7PC, nous pousse à avoir une idée plus générale, plus globale de l’évolution du champ et sur les risques de perturbations entre deux relais radioamateurs.

1. Avant propos

Le logiciel Radio Mobile http://www.cplus.org/rmw/ est un excellent outil de la prédiction de couverture d’un émetteur radio ou d’un relais radioamateur en particulier. Il utilise des courbes de terrains (SRTM) disponibles sans frais sur le site Internet http://fr.wikipedia.org/wiki/Shuttle_Radar_Topography_Mission. Il utilise un modèle de propagation appelé Longley-Rice qui est principalement utilisé en Amérique du Nord, qui a fait ses preuves et qui est adapté à la réception mobile. Comme pour tous les modèles de propagation, il est indispensable de bien comprendre le modèle et de maîtriser tous les paramètres pour que le résultat soit pertinent et comme pour tous les modèles de propagation, il a ses limites. 
Ce programme s’appelle Interferences_FM.exe.
Voici le lien pour le télécharger en .zip Interferences_FM.zip

En réalité, l’idée est venue pendant un cours de formation sur la planification des fréquences de radiodiffusion. Il y avait dans ce cours un diagramme dont l’allure ne nous semblait pas conforme à la réalité. Question d’intuition, de “feeling” … Nous avons donc écrit un programme pour dessiner cela de façon plus réaliste. C’est ce programme qui a été retravaillé pour les besoins du service radioamateur. L’emploi de ce programme n’est pas très compliqué, il faut cependant avoir bien compris les concepts de bases. C’est la raison pour laquelle une grande partie de ce document constitue une synthèse et un rappel de la théorie.

2. Notions générales

Il est intéressant de revoir de concepts de bases sans toutefois entrer dans les détails scientifiques ou trop mathématiques.

2.1. La notion de champ électrique

Lorsqu’il s’agit de définir les propriétés d’un lieu, et entre autres la propriété de capter un signal radio, on utilise la notion de champ électrique.  Le champ électrique étant exprimé en V/m, dans la pratique on utilise plutôt le µV/m et plus spécifiquement encore son expression logarithmique, le dBµV/m.

0 dBµV/m correspond donc 1 µV/m et comme il s’agit d’une unité de tension (et non de puissance), 30 dBµV/m correspond à 1 µV/m x 10(30/20) soit 1 µV/m x 101,5 = 31,6 µV/m et 60 dBµV/m correspond à 1 mV/m.

S’agissant de champ électrique, donc des propriétés d’un point de l’espace, le type d’antenne de réception, son gain, les pertes dans le câble d’antenne de réception n’interviennent plus.

Par contre le gain d’antenne de réception et les pertes dans les câbles, etc … interviendront lorsqu’il s’agira de convertir le champ reçu en tension ou en puissance au récepteur (voir § 2.3.).

2.3. La tension ou la puissance à l’entrée du récepteur

Du côté récepteur, on définit une tension à l’entrée du récepteur qui permet d’obtenir un signal audio de bonne qualité.

La plupart des récepteurs présentent une sensibilité typique de 0.15 µV pour obtenir un Sinad  de 12 dB. 0,15 µV / 50 ohms correspond à une puissance P = U²/R = (0,15 10-6)² / 50 =  4,5 10-16 Watts soit sous forme logarithmique à -153,4 dBW ou encore -123,4 dBm.

Les radioamateurs font plutôt référence à une échelle en point S fournit par leur S-mètre. Mais un S-mètre est souvent un appareil “relatif“, et même “fort relatif“, il est rarement bien calibré. Les S-mètre des appareils mobiles avec un barre graphe sont des plus fantaisistes, dans le meilleur des cas un point quelque part au 3/4 de l’échelle correspond grosso modo à un signal de S9, mais dans tous les cas l’échelle est plutôt linéaire (en µV reçu au connecteur d’antenne) plutôt que logarithmique (ce que devrait être un S-mètre).

Ceci étant, la Conférence IARU-R1 de 1978 a fixé, pour les bandes VHF-UHF, le signal S9 à 5 µV/50 ohms et partant de là on peut calculer la puissance P = U²/R = (5 10-6)² / 50 =  5 10-13 Watts soit sous forme logarithmique à -123 dBW ou encore -93 dBm. Il a aussi été décidé que un point S correspond à 6 dB.

Nous voici donc avec deux limites

  • le point où le SINAD est de 12 dB, c’est le minimum minimorum, au-delà la réception devient presque inexploitable, cette limite vaut -123 dBm
  • le point le signal est S9 et que l’on pourrait qualifié de zone de confort et ce qui équivaut à – 93 dBm

Entre ces deux limites, il y a une différence de 30 dB, ce qui correspond à 5 points S, en conséquence en dessous de S4 le signal devrait devenir mauvais, S3 serait très mauvais et S2 serait absolument inexploitable !

QRL-ham-repeater-figure3-1
Figure 1.

La question suivante sera de convertir cela en champ électrique.

2.3. Conversion de dBµV/m en dBm.

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(figure 2.) Imaginons donc un endroit de l’espace où règne un champ électrique E (exprimé en dBµV/m). A cet endroit on place une antenne dont le gain G (par rapport à l’antenne isotrope) est connu.
La question est de convertir un champ électrique en tension sur une résistance de charge (Vr) , ce qui revient à définir un facteur K. Mais ce qui nous intéresse plus, c’est la puissance et plus précisément la puissance exprimée en dBm.

 

Passons la démonstration, pour donner la relation utile.  

E(dBµV/m)  = P(dBm)  +  20 log f(MHz)  – G(dBi) + 77,2   (quelle que soit l’impédance !)

ou inversement :  P(dBm)  = E(dBµV/m) – 20 log f(MHz)  + G(dBi) – 77,2    

Nous ne considérons pas le câble qui relie cette antenne au récepteur, mais le cas échéant on pourrait soustraire les pertes du gain d’antenne.
Dans la pratique, pour une installation fixe :

QRL-ham-repeater-figure3-11

ou pour une installation mobile :

QRL-ham-repeater-figure3-12

Ou plus simplement encore :

QRL-ham-repeater-figure3-13

Ceci constitue une première approche du calcul du champ nécessaire pour deux cas typiques et pour deux bandes de fréquences.

2.4. Le rapport de protection

Imaginons une antenne de réception qui reçoive deux signaux, un signal voulu (le “wanted”) et un signal perturbateur (l’interferer). Ce champ est appelé champ perturbateur ou champ brouilleur.
Si le signal perturbateur est très faible, il n’aura aucune influence sur le signal voulu (figure 3 b).
Par contre, si le signal perturbateur est plus élevé, il va brouiller le signal voulu, jusqu’à rendre inaudible   (figure 3 c).

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Figure 3.

Mais encore faut-il qu’il y ait une certaine différence de niveau entre champ voulu et champ perturbateur. On parle alors d’une valeur appelé rapport de protection. Le rapport de protection est une valeur minimale conventionnelle du rapport signal/brouillage qui correspond à une qualité de réception définie subjectivement comme acceptable. Ce rapport peut avoir diverses valeurs suivant le genre de service que l’on désire assurer.
Le rapport de protection dépend du type de modulation qui perturbe une autre modulation. On parle alors en termes de « service » et on peut considérer tous les cas possibles, la radiodiffusion FM qui perturbe la radiodiffusion FM, la radiodiffusion FM qui perturbe le service aéronautique mobile, le service de radiodiffusion TV analogique qui perturbe la TV numérique, etc …  Mais nous n’allons considérer ici que de la NBFM qui perturbe de la NBFM, ce que l’on appelle parfois aussi le service « land mobile ».
Le rapport dépend également de l’écart de fréquence entre le signal souhaité et le signal brouilleur. Plusieurs cas doivent alors être analysés :

  • Le cas le plus défavorable est évidement celui où le signal souhaité et le signal brouilleur sont sur la même fréquence (la différence de fréquence est nulle ou quasi nulle), on parle alors de brouillage co-canal.
  • Si le signal brouilleur présente une différence de fréquence égale au pas du plan de fréquence (12,5 kHz ou 25 kHz pour les plans NBFM), alors on parle de brouillage par canal adjacent Le rapport de protection est déterminé entre autres par le filtrage au niveau de la fréquence intermédiaire (filtre FI) (de l’ordre de 40 à 60 dB) et par l’aptitude du discriminateur FM à détecter des signaux fort éloignés de sa fréquence centrale. Le rapport de protection pour le canal adjacent est pratiquement toujours négatif, ce qui veut dire que le brouilleur peut être plus fort que le signal voulu.
  • Et parfois, on considère aussi des brouillages pour des différences de fréquences autres.

Il existe un document de l’ITU qui spécifie le rapport de protection, il s’agit du Rapport 319 intitulé « Characteristics of equipment and principles governing channels between 25 MHz and 1000 MHz for land mobile service ». Le paragraphe 1.10.3 traite des interférences dans le canal (“co-channel interference”) et on y trouve une valeur signal voulu / signal d’interférence (“wanted to unwanted”)  de 6,8 dB (pour 12,5 kHz) ou de 4,4 dB (pour 25 kHz). Ces valeurs nous semblent faibles et les informations nous semblent peu développées.
Une information pertinente se trouve dans le rapport du NTIAS, plus précisément dans le NTIA REPORT 84-156 dont le titre est Assessment of narrowband modulation technologies for government land mobile operations. Les anglo-saxons appellent ce rapport le rapport Signal-to-Interference ou S/I.
Ainsi pour des canaux espacés de 12,5 kHz, nous avons :

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Si les canaux sont espacés de 25 khz :

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Un écart de 0 kHz correspond à une interférence sur le même canal (“cochannel), un écart égal au pas correspond à une interférence du canal adjacent (“adjacent channel”). L’écart d’un demi canal peut être intéressant pour l’étude de l’influence d’un nouveau relais à 12,5 kHz inséré dans un plan déjà existant et basé sur un écart de 25 kHz.

Notons que dans le cas d’une interférence le rapport de protection est une valeur positive : le champ perturbateur doit être inférieur au champ voulu, alors que dans le cas d’un perturbateur sur un canal adjacent le rapport de protection est une valeur négative, c’est-à-sire perturbateur peut être supérieur au champ voulu,

2.5. Prévision statistique du champ électrique

(Désolé, mais ce paragraphe sera relativement long … )
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Dés le début de la radiodiffusion en FM ou en TV, l’ UIT s’est dotée d’un outil de prévision de propagation du champ électrique pour un émetteur typique de 1 kW de puissance apparente rayonnée. Ceci a été traduit en recommandation portant la référence CCIR-370. La première version datait de 1951, il y a plusieurs versions, avec des améliorations et des corrections. Les valeurs de champ données dans la recommandation ont été données, uniquement, sous forme de graphiques. Certains utilisateurs, pour leurs propres besoins,  ont fini par transformer les graphiques en tables numériques.
Cinquante ans après, soit en 2001, l’UIT a étudié une nouvelle norme pour remplacer la CCIR-370. Cette révision en profondeur a donné lieu à une nouvelle Recommandation portant la référence ITU-R P.1546. On y retrouve les mêmes principes de bases, mais surtout des formules d’interpolation. La Rec. ITU-R P.1546 est donnée avec des graphiques (cf la figure 4), mais aussi avec des tables de valeurs numériques, ce qui facilite la réalisation d’un programme de calcul.
Notez aussi que le bureau spécialisé qu’était le Comité Consultatif International de Radiodiffusion (CCIR) a été intégré dans la structure même de l’ Union Internationale des Télécommunications (UIT ou ITU) d’où le changement dans la structure de référence de la norme.

Les Rec. CCIR-370 et ITU-R P.1546 sont fort semblables et dans la majorité des cas il y a tout au plus 2 à 3 dB de différences.
Les Recommandations  CCIR-370 ou ITU-R P.1546  sont basées sur des méthodes statistiques. On sait en effet que les ondes se propagent entre deux points de la terre d’une manière telle que son intensité au point de réception varie de façon aléatoire dans le temps. Ces fluctuations sont causées par la variation de la réfraction, de la réflexion, de la diffraction, de l’absorption, de la polarisation et des phénomènes de diffusion dans la troposphère et dans l’ionosphère. Des expériences ont permis de démontrer que les variations dans le temps et en fonction des emplacements peut être représentée, de façon satisfaisante par une fonction gaussienne. L’écart type est d’environ 8,3 dB.

Nous pouvons établir le tableau de comparaisons suivantes :

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Les Recommandations  CCIR-370 ou ITU-R P.1546 donnent des valeurs de champs, ces valeurs sont des  valeurs  statistiques, ce qui signifie que statistiquement la valeur donnée du champ est valable pour 50 % des emplacements et pour 50 % du temps. Que se passe-t-il pendant les 50 autres % des emplacements ou les 50 autres % du temps ? Tout simplement le champ est plus élevé ou plus faible d’une valeur que l’on appelle écart type.
Le champ  pour 50 % des emplacements et pour 50 % du temps est aussi  appelé champ constant (“steady”), et le champ pour 1% du temps est aussi appelé champ tropo qui correspond à la situation que les radioamateurs connaissent lorsqu’il y a des conditions de propagation troposphérique. Généralement on utilise le champ constant pour estimer la zone de couverture ou la zone de service, tandis que le champ tropo est utilisé pour évaluer les risques d’interférences.
Pour des distances inférieures à 10 à 15 km la différence entre champ tropo et champ constant est pratiquement insignifiante.
Les Recommandations  CCIR-370 ou ITU-R P.1546 tiennent aussi comptent de différent types de terrain, on considère la propagation au dessus de la terre (pour une région géographique typique de l’Europe centrale), au dessus des mers froide (par exemple la Mer du Nord) ou au dessus de mers chaudes (par exemple la Mer Méditerranéenne). On a aussi établis des courbes pour les régions désertiques ou pour les régions tropicales. Ici dans ce programme nous n’utiliserons que le modèle de propagation au dessus de la terre et pour la région d’Europe centrale.
Les Recommandations CCIR-370 et  ITU-R-1546 s’appliquent à des terrains moyennement vallonnés, ce qui veut dire un terrain où il n’y a pas de véritables “bosses”, ni de véritables “creux”. Imaginer le paysage entre Bruxelles et Waremme par exemple …  Evidemment si on est à la Baraque Michel , à la Croix Scaille ou dans le creux de La Roche ou de Poulseur , … le terrain ne sera plus un terrain moyennement vallonné, et champ sera différent. Des facteurs de corrections peuvent être calculés en fonction de l’angle de dégagement. Nous n’avons pas tenu compte de ces situations et nous avons considéré le terrain plat ondulant moyen et monotone.
Les courbes des Recommandations CCIR-370 et ITU-R-1546 ont été faites pour la radiodiffusion en considérant une antenne de réception à 10 m du sol, typiquement une antenne TV ou FM accrochée sur un petit mât à la cheminée. Il existe une formule de correction valable pour des hauteurs d’antennes de réception de 1,5 à 40 m :
gain dû à la hauteur = (c/6) * 20 log (h/10)

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Calculons la différence entre le champ à 10 m et le champ à 1,5 m du sol

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Les courbes des Recommandations CCIR-370 et ITU-R-1546 ont été établies pour des émetteurs de 1 kW de puissance apparente rayonnée. Si, par exemple, on utilise un émetteur de 50 W de puissance apparente rayonnée, il y a un facteur 20 soit 13 dB à retrancher du champ électrique.
Les Recommandations CCIR-370 et ITU-R-1546 ne s’appliquent pas exclusivement à la radiodiffusion FM ou TV, mais aussi à n’importe quel autre service. Ainsi un émetteur FM de 1 kW, sur une fréquence “x” avec une hauteur d’antenne “h” et à une distance “d” fournira exactement le même champ électrique qu’un émetteur TV ou qu’un émetteur NBFM avec les mêmes paramètres.

2.6.  Correction pour la pénétration dans les bâtiments

Selon RRC06 Chapitre 3 de l’Annexe 2 : Base techniques § 3.3.2.2, les corrections à apporter pour l’atténuation provoquée par la pénétration des bâtiments, sont

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Mais cette atténuation n’est valable que si on se trouve près d’une fenêtre et dans 50 % des emplacements. Cette atténuation va être beaucoup plus importante si on est dans la cave ou si on est dans un endroit entouré de béton (un garage en sous sol par exemple).  Dans le même document au § 3.4.5.2 on donne des facteurs de corrections pour augmenter le pourcentage des emplacements

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Exemple : en VHF et pour garantir 95% des emplacements il faut ajouter 9 dB + 10 dB = 19 dB !
Mais nous allons nous limiter à 50 % des emplacements, c-à-d sans correction supplémentaire.

2.7. Affaiblissement dû à la hauteur de l’antenne de réception

Selon RRC06 Chapitre 3 de l’Annexe 2 : Base techniques §  3.2.2.1, les corrections à apporter pour le passage d’une antenne pour la réception en fixe avec une hauteur de 10 m à une hauteur pour la réception en mobile ou en portable avec une hauteur de 1,5 m,  sont 

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On peut considérer deux cas :

  • un radioamateur avec une installation fixe, pour laquelle on va considérer que la hauteur de l’antenne de réception est de 10 m au dessus du sol, et nous allons utiliser les valeurs telle quelles, sans correction (= référence),
  • et un radioamateur en mobile ou en portable avec une antenne à 1,5 m du sol, pour laquelle nous allons donc considérer une atténuation supplémentaire de 11 dB pour 145 MHz et 16 dB pour 435 MHz.

2.8. Correction pour les talkie-walkies

Selon une étude faites pour les GSM ( vbn.aau.dk/files/.pdf ) le fait que le récepteur (ou l’émetteur-récepteur) est porté contre le corps, dont les tissus sont constitués de 70 % d’eau, introduit une atténuation supplémentaire connue sous le nom de “body-loss”. D’après l’étude faite pour les GSM, on pourrait estimer que cette atténuation pourrait être de 10 dB.
Le fait de détacher l’émetteur récepteur du corps et de le porter à quelques dizaines de cm du corps diminue fortement cette atténuation.
Nous utiliserons ici les courbes de la Recommandation ITU-R P.1546 avec les facteurs de corrections les plus appropriés possibles.

3. Zone de couverture

Nous allons maintenant faire appel à notre petit programme Interferences_FM.exe
3.1. Dans un premier exemple, nous allons considérer une fréquence de 145 MHz, un émetteur de 15W PAR (exactement comme le recommandait l’IARU R1 depuis les années 1972 …), une antenne d’émission à 40 m du sol. Nous allons considérer un récepteur fixe avec une antenne à 10 m du sol, un récepteur mobile, et un récepteur portable.

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Figure 5.

Notez

  • les deux axe verticaux représentant le champ,
  • l’axe horizontal représente la distance,
  • l’émetteur “wanted” (“voulu”) est à gauche,
  • la ligne verte (ou les lignes vertes) représentent le champ constant, pour les 3 cas considérés, c’est-à-dire avec una antenne à 10 m du sol (en fixe) , en mobile, et en portable.
  • la ligne fuchsia à 24 dBµV/m qui représente une réception S9 et l’autre ligne fuchsia à – 6 dBµV/m qui représente le seuil de sensibilité du récepteur à 12 dB SINAD.

Nous pourrions dresser le tableau suivant :

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3.2. On peut aussi comparer la réception normale en champ constant et la réception en cas de propagation troposphérique. Toujours avec un émetteur de 15 W à 40 m du sol, et en réception mobile, cela donne …

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Figure 6.

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On constate

  • une très faible différence champ constant / champ tropo pour des distances inférieures à 10 km,
  • une différence de l’ordre de 6 dB pour des distances de 30 km
  • mais c’est à grande distance que la différence est beaucoup plus grande

3.3. Un exercice intéressant est de considérer la zone de couverture d’un émetteur de 15 W et de voir quelle est la puissance qu’il faudrait pour doubler cette couverture. Le résultat est assez remarquable, et il faut environ 200 x plus de puissance (soit 13 dB de plus) pour doubler la couverture. Ce qui rend évidement ridicules ceux qui pensent qu’en doublant la puissance on double la portée !
3.4. Un autre exercice est de considérer la zone de couverture d’un émetteur de 15 W et dont l’antenne serait à 12 m du sol (un mat TV de 2 x 6 m dans le jardin …) et de considérer quelle est l’augmentation de couverture si on porte l’antenne à 45 m (un bâtiment de 9 étages + un petit mât de 5-6 m). Le résultat est remarquable et au lieu d’augmenter la puissance de 200 x (voir exemple précédent) on a intérêt à trouver un emplacement plus adéquat avec une hauteur d’antenne plus importante. Ce qui devrait aussi conduire au refus des dossiers introduits pour des relais dont l’antenne est à la taille d’un nain de jardin.

4. Brouillage entre relais

Imaginons le relais ON0BT sur la fréquence 145.075 MHz (R3) avec 15 Watts PAR, et une antenne à 88 m du sol. On peut établir une liste avec tous les relais sur cette fréquence et calculer la distance par rapport à ON0BT :

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Nous allons nous intéresser plus spécialement au cas du relais de St Gobain, F5ZFS, parce que des radioamateurs “en marge” de la zone de service se sont déjà plaints, alors autant prendre un cas que nous pourrions qualifié de critique. Le site http://cnrb.ref-union.org/listings/relais_144 nous apprend qu’il s’agit d’un relais à vocation de couverture départementale (le 02, l’Aisne avec Laon, Soissons et son vase et son Roi Clovis Ier …), mais sans autre précision on pourrait imaginer que ce relais utilise aussi 15 Watts PAR et soit situé à 45 m du sol.
Remarques :

  1. Pour faire des calculs précis, il faut des données précises. Or, à l’exception d’un indicatif, d’une fréquence, et d’un WW locator les informations qui sont rendues publiques, ne permettent pas réellement de calculer les couvertures et les interférences sur les relais. Ces données sont absolument incomplètes, bien souvent il faut faire des hypothèses. Il faudrait la puissance PAR exacte , la hauteur d’antenne exacte , les coordonnées exactes (degré minutes secondes),  etc … Ces données devraient être centralisées pour tous les pays européens, la base de données devrait être simple, régulièrement mise à jour et accessible à tous.
  2. Loin de nous l’idée de faire un procès d’intention, mais simplement le fait que nous sommes ici en présence d’un cas limite que nous connaissons. Le relais ON0BT existe depuis fort longtemps (1975 ?) et le relais F5ZFS a été coordonné, nous ne reviendrons pas là-dessus …

Revenons à nos courbes … Si nous prenons le cas du champ constant, s’il n’y avait pas de brouilleur on pourrait entendre le relais avec un SINAD de 12 dB à 84 km, avec le brouilleur la courbe noire (champ utile + rapport de protection) coupe la courbe verte à 72 km. La portée du relais ON0BT est donc réduite à 72 km.

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Figure 7.

Si nous prenons le cas du champ tropo, s’il n’y avait pas de brouilleur on pourrait entendre le relais avec un SINAD de 12 dB à 84 km, avec le brouilleur cela tombe à 48 km.

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Figure 8.

Nous savons aussi que les conditions de champ tropo ne se produisent que 1% du temps soit 3,56 jours par an, soit 85,4 heures, mais on pourrait aussi arrondir à 4 jours par an pour faire simple. Mais cette durée peut être répartie en plusieurs créneaux de temps. Par exemple 4 heures par jour pendant 21 jours, soit 84 heures correspond aussi à 1 % du temps. Et en pratique on constate plutôt des perturbations fractionnées de ce type qu’une perturbation longue et qui perdure.
Bien sûr il y a l’argument du relais qui ne doit desservi qu’une certaine zone, et ON0BT est le relais du Brabant il ne devrait donc desservir que le Brabant, tout comme F5ZFS est le relais du département de l’Aisne, il ne devrait desservir que le département de l’Aisne. Cela constitue des éléments “politiques” dans le sens noble de la gestion. Mais ici nous ne considérons pas ces éléments “politiques”, nous essayons de comprendre la propagation et le brouillage et plus spécialement dans un cas “limite” où les installations peuvent continuer à fonctionner, mais où les signaux “se chatouillent” de temps à autre.  
Et bien sûr nous avons pris 15 Watts PAR pour les deux cas, mais rien ne garantis que ce soit la situation réelle  !
Et bien sûr on pourrait inverser les calculs et voir l’influence de ON0BT sur la réception du relais français F5ZFS. A puissance égale c’est toujours le relais le plus élevé (en altitude) qui perturbe le moins élevé.
Nous venons d’analyser le problème de ON0BT et de F5ZFS, parce que certains radioamateurs ont constaté des phénomènes d’interférence. La méthode de calcul montre que les problèmes pourraient bien exister.
Nous avons vu dans la liste que d’autres relais étaient encore plus prêt. On pourrait refaire des calculs pour ces relais.
Dans le début de l’implémentation des relais en Europe (1970-1980), le DARC, association des radios amateurs allemands avait pour principe de considérer une distance minimale de 200 km entre relais qui travaillaient sur la même fréquence. C’était un critère de base pour la coordination des relais. On s’aperçoit que cette règle (empirique), et sans tenir compte des paramètres exacts (vraie puissance, vraie hauteur d’antenne, vraie distance, vrai profil,  …) n’est pas insensée et qu’elle n’est pas exagérée.
On pourrait aussi en déduire que tout brouilleur au-delà de 400 km peut simplement être ignoré. Il reste cependant les exceptions des relais exceptionnellement bien situés (par exemple le relais du Zugsptize en Allemagne) ou des relais à très forte puissance.
En réalité la situation est beaucoup plus complexe car il y a plusieurs relais brouilleurs et les brouillages vont se cumuler. Il conviendrait de faire une liste de tous les relais sur le R3 et de calculer tous les brouillages ou du moins ceux des relais les plus proches.
Nous avons vu que dans le cas du canal adjacent le rapport de protection pouvait être négatif et fort important. Toutefois il faut noter que l’introduction des canaux à 12,5 kHz ne  s’est pas faite avec beaucoup de rigueur. Les émetteurs des radioamateurs n’ont pas été mis en “narrow”, les constructeurs n’ont pas forcément mis les bons filtres FI dans les récepteurs et quelques appareils sont toujours aux anciennes normes. Il n’est alors pas possible d’applique les rapports de protection aussi élevé et le risque de brouillage est pratiquement aussi grand que si on était resté sur le même canal. Il reste alors aussi la possibilité de faire un décalage d’un demi-canal.
Toutes ces situations sont évidement des situations hypothétiques. Nous n’avons pas tenu compte du relief. Nous n’avons pas tenu compte des bâtiments ou autres obstacles naturels ou artificiels. On n’a pas pu étudier le cas de la station située au 2eme sous sol du parking d’un grand magasin, ni celui du radioamateur sous un pont métallique du chemin de fer, ni celui du radioamateur parqué sur un point haut, ni celui du radioamateur avec un “QTH exceptionnel” et une antenne yagi avec un gain important (parfois 10 dB ou plus !).

Quoiqu’il en soit ceci est un outil qui devrait permettre de mieux comprendre la couverture d’un relais et les problèmes de brouillages.   

Le programme est là “pour vous amuser”, pour simuler des cas pratiques avec des grands pylônes et avec des petits mâts, avec de fortes puissances ou des puissances plus raisonnables.

5. Paramètres

Le programme ne permet que le choix entre 2 fréquences 145 MHz et 435 MHz. Il n’y a pas de différence significative entre le haut et le bas de la bande 70 cm.

QRL-ham-repeater-figure3-9
Le rapport de protection peut être choisi soit

  • pour le même canal (10 dB)
  • pour le canal adjacent (-80 dB)
  • pour un décalage d’un demi canal (-30 dB)
  • ou le rapport de protection peut être imposé.

Si on utilise le rapport de protection pour le canal adjacent ou pour le demi canal adjacent, il faut toutefois s’assurer que le filtre FI dans le récepteur correspond au plan de fréquence voulu (12,5 ou 25 kHz) et le cas échéant que l’émetteur est bien réglé en “narrow” (Df = 2,5 kHz).   
Ce rapport de protection peut être appliqué au champ constant ou au champ tropo.

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On peut choisir entre 4 types de réception

  • la réception sur antenne extérieure typiquement à 10 m du sol (c’est la situation de référence des normes CCIR-370 et ITU-R P.1546),
  • la réception mobile où le fait de ramener l’antenne de 10 m à 1,5 m du sol introduit une atténuation de 11 dB en VHF et 16 dB en UHF,
  • la réception portable avec le transceiver attaché à la ceinture où le body loss introduit encore une atténuation supplémentaire
  • la réception en portable à l’intérieur des bâtiments où on tient compte de l’atténuation de pénétration des ondes dans le bâtiments, mais sans toutefois considérer des cas extrêmes. Le portable doit être pratiquement près d’une fenêtre.

Une case à cocher “keep old graphics” permet de superposer plusieurs courbes à fin de comparaison.
Un bouton permet d’inverser (“swap”) l’émetteur voulu et l’émetteur brouilleur.
Le diagramme peut être sauvé sous forme de fichier jpg dans un répertoire appelé “results” par défaut.
A la fermeture du programme, les paramètres sont sauvés dans un fichier *ini.
Il existe aussi un calculateur de distance basé sur le WW locator, c’est une sorte d’utilitaire disponible pour les besoins des calculs et ne nécessitant pas l’emploi d’un autre logiciel.

Cet article a été rédigé par Pierre Cornelis ON7PC

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Post Author: Albert