Pour établir des contacts de qualité en tant que radioamateurs, il est indispensable de s’intéresser aux conditions de propagation des ondes radio. Celles-ci dépendent directement de l’activité géomagnétique de la Terre, un phénomène naturel qui peut parfois perturber, voire compromettre nos transmissions.
Sur le site ON5VL, nous avons déjà abordé à plusieurs reprises ces variations de propagation, car elles représentent un enjeu majeur pour notre passion commune.
Aujourd’hui, je vous propose de découvrir trois solutions pratiques pour évaluer et anticiper l’état de la propagation :

• un logiciel dédié,

• des outils en ligne accessibles à tous,

• ainsi qu’une méthode utilisant un émetteur.

Dans la suite, je vous expliquerai en détail le fonctionnement et l’intérêt de chacune de ces approches.

1 - Les outils en ligne - VOACAP :

VOACAP (Voice of America Coverage Analysis Program) est un outil de prévision de la propagation en haute fréquence (HF) développé par la NTIA - ITS. Conçu à l’origine pour les besoins de la station internationale Voice of America, ce programme est aujourd’hui accessible en ligne et constitue une référence incontournable pour l’analyse de la propagation « point à point » des ondes courtes.

L’interface web VOACAP-P2P se distingue par sa simplicité d’utilisation. Il suffit de sélectionner, par un système de glisser-déposer, les emplacements (QTH) de l’émetteur et du récepteur sur une carte interactive. Ensuite, l’utilisateur définit les paramètres essentiels : créneaux horaires, type d’antenne et puissance d’émission.

Le moteur de calcul de VOACAP repose notamment sur l’indice SSN (Sunspot Number), établi mensuellement par le NOAA/NGDC sur la base de plusieurs décennies d’observations solaires. À partir de ces données, le programme génère instantanément un diagramme coloré indiquant la probabilité de propagation sur l’ensemble des bandes HF.

Cet outil combine rigueur scientifique et accessibilité pratique, offrant ainsi aux radioamateurs comme aux professionnels une vision claire et fiable de l’état de la propagation.

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 sont mises à disposition par Paul L. Herrman (N0NBH). Elles sont accessibles librement moyennant une petite contribution (un lien est intégré directement sur la bannière). Il existe également un widget que vous pouvez installer sur le bureau de votre ordinateur, fixe ou portable. Vous aurez ainsi en permanence sous les yeux un condensé des principaux indicateurs de propagation, mis à jour quotidiennement.
Les paramètres essentiels à surveiller dans ces bannières sont :

• SN (Sunspot Number) : nombre de taches solaires. Plus il est élevé, meilleures sont les conditions de propagation.

• SFI (Solar Flux Index) : mesure du flux radioélectrique solaire. Là aussi, une valeur plus élevée est favorable.

• Indice A : reflète l’état du champ géomagnétique. Une valeur comprise entre 0 et 3 est excellente ; plus elle augmente, plus les conditions se dégradent.

• Indice K : mesure l’activité géomagnétique. Une valeur proche de 0 indique une bonne stabilité ; plus elle s’élève, plus la propagation est perturbée.

• Indice S (Signal-to-Noise) : rapport signal/bruit. Un niveau de S0 à S1 est idéal ; au-delà, le bruit augmente et la réception se détériore.

Grâce à ces bannières et widgets, les radioamateurs disposent d’un outil simple et visuel pour évaluer rapidement l’état général de la propagation.

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 (Weak Signal Propagation Reporter) est un logiciel conçu pour participer à un réseau mondial de balises de propagation fonctionnant à très faible puissance. Ce système permet à un émetteur-récepteur radio d’envoyer des signaux de type « balise » et de recevoir ceux émis par d’autres stations opérant sur la même bande amateur.

L’originalité de WSPR réside dans le fait que les stations participantes transmettent en temps réel, via un serveur web, les rapports de réception (emplacement, intensité, distance). Ainsi, quelques secondes seulement après la fin d’une transmission, il est possible de savoir où le signal a été entendu et avec quelle intensité. Les résultats peuvent être affichés sur une carte mondiale, permettant une visualisation claire et immédiate des chemins de propagation. Une telle précision et accessibilité dans l’analyse des conditions de propagation était inimaginable avant l’arrivée de ce système.
Le nom WSPR, couramment prononcé Whisper (« chuchotement » en anglais), illustre parfaitement sa philosophie : travailler avec des signaux à peine audibles, souvent bien en dessous du seuil de détection classique de l’oreille humaine.

Ce logiciel a été développé par Joe Taylor (K1JT), physicien à Princeton et lauréat du prix Nobel de physique. Publié pour la première fois en avril 2008, WSPR utilise un mode de transmission appelé MEPT-JT (Manned Experimental Propagation Transmitter – Joe Taylor).

Caractéristiques techniques principales du WSPR :

• Type de signal : transmission en morse lent, d’une durée de 110,6 secondes.

• Synchronisation : chaque séquence débute au début d’une minute UTC, ce qui impose une parfaite synchronisation horaire entre émetteurs et récepteurs (souvent assurée par Internet ou GPS).

• Modulation : 4FSK (4 fréquences distinctes).

• Espacement des tonalités : 1,4648 Hz.

• Débit : 1,4648 bauds.

• Informations transmises : indicatif d’appel, localisateur (locator Maidenhead) et puissance d’émission exprimée en dBm.

L’efficacité du WSPR est telle qu’il permet de tracer des liaisons radio avec des puissances extrêmement faibles — parfois inférieures à 1 watt, voire quelques milliwatts. Cela en fait un outil privilégié pour étudier la propagation avec des moyens modestes, en mettant en évidence des trajets insoupçonnés à travers l’ionosphère.
Enfin, il n’est pas nécessaire d’émettre pour participer : les écouteurs (SWL) peuvent eux aussi contribuer en envoyant simplement leurs rapports de réception. Cette dimension collective et collaborative a contribué au succès mondial de WSPR, devenu un outil incontournable pour les radioamateurs désireux d’analyser la propagation en temps réel.

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 :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.