EP 6 : OPTIMISATION DE LA PUISSANCE TRANSMISE
Le signal audio a correctement été capté. Il module désormais une porteuse. Mais ce signal n’a toujours pas été émis. Il est localisé dans le boîtier émetteur sous forme de signal électrique. L’émission est la transduction du signal électrique en un signal électromagnétique. Le transducteur est une antenne. Elle permet au signal modulé de s’échapper enfin du boîtier et de ses circuits imprimés pour se propager à travers le champ électromagnétique environnant. Commence alors une perte en puissance colossale et irrémédiable.
L’audio que nous transportons est comme les racks que nous chargeons dans un camion. Le camion est la porteuse qui transporte notre signal à destination. Pour qu’il roule, il lui faut de l’essence : c’est la puissance de notre signal émis. La jauge de départ ne fera que diminuer pendant le transport. Il faudra l’économiser par toute une série de techniques, il n’y a pas de station-service sur la route.
DBM/DBÙV
Nous devons faire un exposé sur les décibels appliqués aux liaisons HF. La mesure de champ électromagnétique peut se faire en tension (Volts, V) ou en puissance (watts, W). Par commodité d’affichage et de manipulation des mesures, l’échelle logarithmique de Graham Bell est utilisée. La puissance des champs électromagnétiques est exprimée en dBm par la formule ou Pref = 1 mW. Ceux mesurés en tension sont exprimés en dBµV par la formule où Uref = 1 µV. En conséquence, des pertes de puissance de 3 dB correspondent à une perte de 50 % de la puissance du signal, alors qu’une perte en tension de 6 dB inflige la même perte de signal. Les deux sont bien exprimées en dB, sans unité de référence, puisqu’elles sont un rapport entre deux grandeurs de même unité. Il faut donc toujours préciser pertes en puissance ou pertes en tension. Dans la suite de mes articles, considérez toujours que je parle en puissances, exprimées en W, mW ou dBm et leurs rapports en dB. L’impédance que nous employons étant constante et fixée à 50 ohms, il est toujours possible d’utiliser la loi d’ohm pour calculer la tension équivalente (P=U.I, U=RI, P=U²/R). Téléchargez l’excellente application gratuite dB Calculator de Rhodes et Schwarz pour jongler sans erreur dans tous les sens. Dans notre bilan des pertes, nous considérerons qu’au-delà de -3 dB, il faudra agir quand cela est possible. Dans les explications qui suivent, les pertes sont données à titre indicatif, POUR LA BANDE VHF. Plus la fréquence de la porteuse va augmenter, plus les phénomènes seront impactants et augmenteront les pertes.
Tableau des pertes en puissances et en tension.
LES DIFFÉRENTES RAISONS DE CES PERTES
La première perte à considérer est liée au rendement et à la polarisation de l’antenne. Même excellente dans le cas des antennes type quart d’onde utilisées dans nos émetteurs, la transduction fait perdre 10 % (0,5 dB) de la puissance par le fait même du transfert de puissance. Nous avons aussi vu que les ondes électromagnétiques sont des ondes polarisées : elles ont un sens géométrique. Les antennes de réception et d’émission doivent être dans le même plan d’orientation sous peine d’une perte de 10 dB (sinon, on dit que les antennes sont en croisement de polarisation) : horizontal ou vertical. Le meilleur compromis consiste à orienter les antennes de réception verticalement pour s’aligner sur l’axe – majoritairement – vertical ou oblique des émetteurs mains, et vertical des boîtiers émetteurs ceinture. Mais malheureusement, nos émetteurs sont rarement statiques et correctement polarisés à 100 %.
Tableau d’atténuation en champ libre.
Les masses aqueuses sont les plus grandes ennemies de la propagation électromagnétique. Si l’hygrométrie augmente par une averse, ou parce que la respiration de milliers de spectateurs rejette de l’eau dans l’air de la salle de spectacle, les conditions de propagations se détériorent encore.
