Onde moyenne

Les ondes moyennes ( MW ) sont la partie de la Bande radio moyenne fréquence (MF) utilisée principalement pour la radiodiffusion AM . Le spectre fournit environ 120 canaux avec une qualité sonore plus limitée que les stations FM sur la bande de diffusion FM . Pendant la journée, la réception est généralement limitée à des stations plus locales, bien que cela dépende des conditions du signal et de la qualité du récepteur radio utilisé. La propagation améliorée du signal la nuit permet la réception de signaux à distance beaucoup plus longue (dans une plage d’environ 2 000 km ou 1 200 miles). Cela peut entraîner une augmentation des interférences, car sur la plupart des canaux, plusieurs émetteurs fonctionnent simultanément dans le monde entier. De plus, la modulation d’amplitude(AM) est souvent plus sujet aux interférences de divers appareils électroniques, en particulier les blocs d’alimentation et les ordinateurs. Les émetteurs puissants couvrent des zones plus étendues que sur la bande de diffusion FM mais nécessitent plus d’énergie et des antennes plus longues. Les modes numériques sont possibles mais n’ont pas encore atteint l’élan.

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

MW était la principale Bande radio pour la diffusion depuis les débuts des 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 dans la bande FM n’est disponible (cependant, la radio numérique a encore des problèmes de couverture dans de nombreuses régions d’Europe). De nombreux pays d’Europe ont éteint ou limité leurs émetteurs MW depuis les années 2010.

Le terme est historique, datant du début du XXe siècle, lorsque le spectre radio était divisé sur la base de la longueur d’ onde des ondes en bandes radio à ondes longues (LW), à ondes moyennes et à ondes courtes (SW).

Attribution du spectre et des canaux

région	kHz (centre)	espacement	canaux
Europe, Asie, Afrique	531–1 602	9kHz	120
Australie/Nouvelle-Zélande	531–1 701	9kHz	131
Amérique du Nord et du Sud	530–1 700	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 de 9 kHz. Le spectre officiel total, y compris l’audio modulé, va de 526,5 kHz à 1606,5 kHz. ^[1] L’Australie utilise une bande élargie allouée jusqu’à 1701 kHz. L’Amérique du Nord utilise 118 canaux de 530 à 1700 kHz ^[2] en utilisant des canaux espacés de 10 kHz. La plage au-dessus de 1610 kHz n’est principalement utilisée que par les centrales de faible puissance. C’est la gamme privilégiée pour les services d’informations routières, météo et touristiques automatisées. La coordination des fréquences évite l’utilisation de canaux adjacents dans une zone.

Qualité sonore

Le canal 9/10 kHz passant en MW nécessite de limiter la bande passante audio à 4,5/5 kHz ^[3] car le spectre audio est transmis deux fois sur chaque bande latérale . C’est suffisant pour les discussions et les nouvelles, mais pas pour la musique haute fidélité. Cependant, de nombreuses stations utilisent des bandes passantes audio jusqu’à 10 kHz, ce qui n’est pas Hi-Fi mais suffisant pour une écoute occasionnelle. Au Royaume-Uni, la plupart des stations utilisent une bande passante de 6,3 kHz. ^[4] Avec AM, la manière dont l’audio est reproduit dépend en grande partie des filtres de fréquence de chaque récepteur. 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 l’eau salée. L’Onde de sol atteint plus loin sur les fréquences inférieures des ondes moyennes.

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 en période de faible activité solaire, la Couche D ionosphérique inférieure disparaît pratiquement. Lorsque cela se produit, les ondes radio MW peuvent facilement être reçues à plusieurs centaines, voire à 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 éloignées. 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 ionosphériques 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 en Amérique du Nord

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 cultures et d’autres rapports gouvernementaux. . ^[5]Cet arrangement 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 souvent) deux stations (ou plus) dans la même partie du pays diffusaient simultanément, l’interférence résultante signifiait qu’en général aucune ne pouvait être entendue clairement. Le Département du commerce intervenait rarement dans de tels cas mais laissait aux stations le soin de conclure entre elles des accords volontaires de temps partagé. L’ajout d’une troisième longueur d’onde “de divertissement”, 400 mètres, ^[5] n’a pas fait grand-chose pour résoudre ce surpeuplement.

En 1923, le département du Commerce s’est rendu compte que de plus en plus de stations demandaient des licences commerciales, il n’était pas pratique d’avoir chaque station diffusée 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 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 des 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. ^[6]

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. ^[7]

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 les unes avec les autres en raison de la propagation nocturne des ondes célestes à longue distance. (parfois vaguement appelé « sauter »). Les stations qui s’éteignent complètement la nuit sont souvent appelées “journées”. Des règlements similaires sont en vigueur pour les stations canadiennes, administrées par Industrie Canada ; cependant, les daytimers n’existent plus au Canada, la dernière station s’étant déconnectée 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 figurent l’Allemagne ^[8] , 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 idéales ont lancé des services à faible puissance sur les anciennes fréquences à forte puissance. Cela s’applique également à l’ex-pionnière offshore Radio Caroline qui dispose désormais d’une licence pour utiliser 648 kHz, qui a été utilisée par le BBC World Service pendant des décennies. Comme la bande MW s’amincit, 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 puissance élevée (jusqu’à 2 MW) peut être utilisée ; la puissance maximale est également soumise à l’accord international de l’ Union internationale des télécommunications (UIT). ^[9]

Dans la plupart des cas, il existe deux limites de puissance : une inférieure pour le rayonnement omnidirectionnel et une supérieure pour le rayonnement directionnel avec des minima dans certaines directions. La limite de puissance peut également dépendre de la journée et il est possible qu’une station ne fonctionne pas la nuit, car elle produirait alors trop d’interférences. Les autres pays ne peuvent exploiter que des émetteurs de faible puissance sur la même fréquence, là encore sous réserve d’un accord. La diffusion internationale sur ondes moyennes en Europe a nettement diminué avec la fin de la guerre froide et la disponibilité accrue de la télévision et de la radio par satellite et sur 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 FM VHF par de nombreuses stations (en particulier en Allemagne). En raison de la forte demande de fréquences en Europe, de nombreux pays ont mis en place des réseaux à fréquence unique ; 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 grande 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 la région de l’ Indonésie , du Myanmar et du Tadjikistan en utilisant la transmission à ondes moyennes.

Transmissions stéréo et numériques

Syntoniseur stéréo réaliste TM-152 AM c. 1988

La transmission stéréo est possible et est ou était 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 implémentent la technologie ne sont plus facilement disponibles pour les consommateurs. Des récepteurs d’occasion avec AM stéréo peuvent être trouvés. 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 C-QUAM AM, alors qu’un ensemble étiqueté “FM Stéréo/AM Stéréo” ou “AMAX Stéréo ” prend en charge la stéréo AM.

En septembre 2002, la Federal Communications Commission des États-Unis a approuvé le système propriétaire de radio HD intrabande sur canal (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 de l’Amérique du Nord et des territoires américains . 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 T multifilaire de la station de radio WBZ, Massachusetts, États-Unis, 1925. Les antennes T ont été les premières antennes utilisées pour la diffusion en ondes moyennes et sont toujours utilisées à faible puissance

Pour la diffusion, 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 à faible puissance peuvent utiliser des mâts d’une hauteur 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 une demi-longueur d’onde à 5/9 longueur d’onde . L’utilisation de mâts de plus de 5/9 de longueur d’onde (200 degrés électriques ; environ 410 millivolts par mètre en utilisant un kilowatt à un kilomètre) avec une puissance élevée donne un faible 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 (conduites par la base); la ligne d’alimentation est attachée au mât à la base. La base de l’antenne est à haut potentiel électrique et doit être supportée par un isolateur en céramiquepour l’isoler du sol. Les mâts à excitation shunt, dans lesquels la base du mât se trouve 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 pourrait 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 le pylône par des câbles partant du bloc d’accord jusqu’aux haubans ou traverses à une certaine hauteur.

Les antennes directionnelles se composent 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 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 haut, selon la fréquence. Parce que ces grands mâts 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 puissance de signal équivalente avec des mâts verticaux plus courts qu’un quart de longueur d’onde. ^[10] Un “chapeau supérieur” de fils radiaux est parfois ajouté au sommet des radiateurs de mât, pour permettre au mât d’être raccourci. Pour les stations de radiodiffusion locales et les stations d’amateur de moins de 5 kW, antennes en T et en Lsont souvent utilisés, 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 à 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 supérieure de l’antenne. Dans toutes ces antennes, la plus petite résistance au rayonnementdu radiateur court est augmentée par la capacité ajoutée par les fils attachés au sommet de l’antenne.

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

Antennes de réception

Antenne à Tige de ferrite typique utilisée dans les récepteurs radio AM

Étant donné 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 comprend 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 à 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 à l’intérieur du boîtier de la radio tout en ayant une sensibilité adéquate. Pour la réception de signaux faibles 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 ^[11] comprennent des boucles non accordées à large bande, des boucles terminées allongées, des antennes pleine onde (par exemple l’antenne Beverage) et l’antenne boucle à manchon en ferrite.

Voir également

• Radio DAB
• radio FM
• Liste des émetteurs européens à ondes moyennes
• MWDX
• Radio satellite
• Plan des fréquences de Genève de 1975
• Antenne monopôle

Références

1. ^ “Tableau d’attribution des fréquences au Royaume-Uni” (PDF) . ofcom.org.uk p. 16 . 22 juin 2017 . Consulté le 22 août 2017 .
2. ^ “Allocations de fréquences aux États-Unis” (PDF) . Administration nationale des télécommunications et de l’information , Département américain du commerce . 2016 . Récupéré le 22/08/2017 .
3. ^ “§ 73.44 Limitations d’émission du système de transmission AM” . Code des Régulations Fédérales. Archivé de l’original le 27 septembre 2011.
4. ^ “Onde moyenne en Europe centrale” . 21 janvier 2020.
5. ^ ^{un b} “la Construction de la Bande Diffusion” . Earlyradiohistory.us . Récupéré le 07/05/2010 .
6. ^ Christopher H. Sterling; John M. Kittross (2002). Restez à l’écoute: une histoire de la radiodiffusion américaine . Presse Psychologique. p. 95. ISBN 0-8058-2624-6.
7. ^ “MWLIST rapide et facile : Europe, Afrique et Moyen-Orient” . Récupéré le 11 décembre 2015 .
8. ^ “Fast alle ARD-Radiosender stellen Mittelwelle ein” . heise.de. 2015-01-06 . Récupéré le 31/12/2015 .
9. ^ “Union internationale des télécommunications” . UIT . Récupéré le 24/04/2009 .
10. ^ Weeks, WL 1968, Antenna Engineering , McGraw Hill Book Company, Section 2.6
11. ^ “4: Antennes MW – Antennes – Cercle d’ondes moyennes” . Récupéré le 28/11/2021 .

Liens externes

• “Building the Broadcast Band” – le développement de la bande 520–1700 kHz MW (AM)
• Carte de la conductivité effective estimée du sol aux États-Unis
• MWLIST – base de données mondiale des stations MW et LW
• The Medium Wave Circle – Un club basé au Royaume- Uni pour les fans et les passionnés de Medium Wave DX .
• MWLIST rapide et facile : Europe, Afrique et Moyen-Orient — Liste des émetteurs à ondes longues et moyennes avec des liens Google Maps vers les sites de transmission