Comprendre la HF, sans formule

Comprendre la HF, sans formule

Comprendre la HF, sans formule

mars 2022Tutoriel Son

La HF en 10 épisodes – Ep 2

C’est parti ! Nous voilà avec du matériel HF dans nos flights, nos flights dans le camion. Mais au fait, si l’on profitait du trajet vers la salle de concert pour se remémorer les notions élémentaires et définir les mots clés ? Petit mémo qui ne fera de mal à personne avant le gig. En voiture pour deux pages récapitulatives sur la théorie, sans tableau blanc ni devoir à la maison.

Le signal audio est notre signal de base, aussi appelé signal Basses Fréquences, BF. Le signal transporté comporte le signal audio, mais à une autre fréquence bien plus haute qui sert à
« porter » le signal de base. Cette fréquence est la porteuse, « carrier » en anglais. La combinaison des deux s’appelle le signal Hautes Fréquences, HF. On parle souvent de micro HF, je préfère parler de micros sans fil puisque la HF peut être filaire ou sur fibre optique.
Nous allons appréhender certains concepts par analogie entre les signaux HF et les signaux audio. Au cours de ces parallèles, considérez que tout principe physique ou technique handicapant pour un signal audio sera mortel pour un signal HF.
Quelques définitions importantes. « Une onde est la propagation d’une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. » La fréquence est le nombre d’occurrences d’un événement en un temps donné. Sur une seconde, la fréquence est exprimée en Hertz, Hz. La longueur d’onde est la distance dans l’espace qu’il faut à cette onde pour se reproduire. La fréquence et la longueur d’onde sont inversement proportionnelles : plus la fréquence augmente, plus les ondes sont courtes.

ONDES MÉCANIQUES / ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES

Une onde mécanique est le résultat du déplacement d’une force mécanique qui se propage dans la matière, par collision de proche en proche. Exactement comme l’onde provoquée à la surface de l’eau par le lancer d’un caillou. Les ondes mécaniques se déplaçant dans notre environnement à des fréquences situées entre 20 Hz et 20 kHz sont les ondes sonores. Elles sont perçues par l’appareil auditif humain et interprétées par notre cerveau comme des sons. Les ondes mécaniques se transmettent sans avoir « d’orientation » particulière ; elle ne se propagent pas dans leur milieu selon un plan. Il n’est pas utile de tourner la tête pour entendre quelqu’un qui parle la tête allongée sur un canapé. On dit que ce sont des ondes non polarisées.
Les ondes électromagnétiques sont d’une toute autre nature. La force qui se propage n’est plus mécanique mais électromagnétique. Chaque particule transmet à sa voisine la force électromagnétique qu’elle a emmagasinée de la précédente. Les ondes électromagnétiques correspondent aux variations d’oscillations couplées du champ magnétique et du champ électrique. Ces deux composantes se propagent perpendiculairement l’une par rapport à l’autre. On dit que les ondes électromagnétiques sont polarisées, c’est-à-dire qu’elles ont un sens d’orientation. Ce sera essentiel pour le positionnement et l’orientation de nos antennes.

Propagation des ondes électromagnétiques

RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT

Le signal que nous transportons est le signal utile. Tous les autres sont considérés comme du bruit ou des interférences. Le ratio entre l’amplitude du signal utile et le bruit de fond s’appelle le rapport signal sur bruit, S/N. Quand il devient inférieur à un certain seuil, il n’est plus possible de décoder le message utile. En transmission, le bruit est un ensemble de fréquence ; une interférence est une fréquence isolée venant masquer tout ou partie de notre signal HF. Nous parlerons alors de rapport « porteuse sur interférence » : C/I (« carrier to interference ratio »), ou de CNR (« carrier to noise ratio »). La base de la transmission de signal est d’optimiser sans cesse le CNR. Sans fil, votre portée sera directement liée à votre gestion du CNR.

un article de

Axel Brisard

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