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Photo: Couloir

Les graphiques de propagation

De retour : le mur des graphiques - par ON5AU

Dans le temps on pouvait trouver ces graphiques dans le CQ-QSO. Puis elles ont disparues. Certains d'entres nous ont ressentis cela comme un vide. Mais, grâce à l'initiative de John ON4UN, elles sont revenues sur le site de l'UBA.

Que racontent-ils et que ne racontent-ils pas ? Comment doivent elles être interprétées, quel est le mode de calcul et sur quelles données sont elles basées ? Certaines informations sont certainement nécessaires ici, vu qu'elles nous donnent de bonnes directives relatives aux possibilités de propagation, ainsi que des ouvertures vers diverses directions lointaines.

Que trouve-t-on sur un graphique MUF ? En premier lieu, il se rapporte à un circuit de communication bien particulier. Donc d'un lieu donné, vers un autre lieu donné et ce pour un moment déterminé (on a pris l'habitude de définir une période d'un mois). Il est évident qu'il n'est pas pratique de dresser des graphiques pour chaque pays et certainement pas pour chaque ville. C'est pour cette raison qu'ils sont établis pour des régions relativement grandes.

A l'intérieur d'une région, il peut y avoir des différences, mais ces graphiques donnent tout de même une bonne idée générale. Nous avons ainsi, par exemple, le graphique MUF entre Bruxelles et Johannesburg (Afrique du Sud) qui est valable pour chaque tout circuit la Belgique et l'Afrique du Sud.

Sur le graphique MUF, on trouve trois courbes, la MUF et deux autres courbes qui sont respectivement la HPF et la FOT (voir fig. 1).

MUF = Maximum Usable Frequency, la fréquence maximum utilisable pour un circuit d'un certain mois. Ce qui signifie que pendant 50% de ce mois, la fréquence sera atteinte. Donc 15 jours par mois, il sera possible de faire la liaison sur la fréquence indiquée et pendant les autres 15 jours, le circuit ne sera pas ouvert sur la fréquence. Sur la figure 1, la MUF est de couleur verte. Nous reviendrons plus tard sur la question de ce pourcentage.

HPF = Highest Possible Frequency,est la fréquence la plus élevée que l'on pourra utiliser pour le circuit concerné. La probabilité pour atteindre cette fréquence est de 10% par mois, soit seulement 3 jours. La HPF est représentée par la courbe en rouge sur la figure 1.

FOT = Fréquence Optimum Travail parfois aussi dénommée OWF = Optimum Working Frequency. DC'est la fréquence à usage optimal qui est utilisable pendant 90% du temps soit 27 jours/mois. On ne peut pas prédire quels seront les jours où ceci aura lieu.
  Propagation chart
Figure 1. Un exemple d'un graphique MUF comme on le trouve sur le site UBA. La courbe MUF est la courbe du milieu. La courbe HPF est courbe au dessus, et la FOT est la courbe en dessous. L'axe horizontal, on trouve l'heure de la journée, et sur l'axe vertical, la fréquence en MHz. Ces graphiques sont en couleur sur le site.
Quelques malentendus relatifs à MUF

MUF, ainsi que HPF et FOT sont des valeurs déterminées par la situation de l'ionosphère, plus précisément par la densité de l'ionisation et la hauteur des couches présentes à un certain moment. Ceci est une donnée physique à laquelle, seul le soleil peut donner une variation. Il est erroné de penser qu'avec une plus grande puissance on peut travailler sur une fréquence plus élevée que celle donnée dans les graphiques. Ceci est totalement faux.

L'ionosphère pourra déterminer à quel moment, une fréquence maximale utilisable pourra être atteinte. Cette fréquence est appelée « Ionospheric junction Frequency » (fréquence à jonction maximale). Au-delà de cette fréquence, il n'y a pas de propagation. Les signaux sur des fréquences plus hautes percent toutes les couches et sont perdues à jamais. Avec plus de puissance, il restera plus de signal mais ceci n'est utile que s’il se trouve en dessous de la « Ionospheric Junction Frequency ».

Une autre conception erronée est que si le MUF est sur 15 m pour un trajet bien précis, alors le circuit est aussi ouvert sur toutes les bandes inférieures à 15 m. Une MUF sur 21 MHz a probablement 50% de chances d'être utilisée sur 15 m et probablement aussi sur 20 m. Mais cela ne signifie pas que les fréquences plus basses comme 40, 80 et 160 mètres puissent être utilisées. Les propriétés de propagation entre les basses et hautes fréquences sont totalement différentes. Mais ceci est pour un autre article.

Comment et sur quoi calcule-t-on la MUF ?

Sur quoi ? Sur des paramètres de l'ionosphère tel que la hauteur des couches ionosphériques et les fréquences critiques ont été déterminées par de longues mesures expérimentales, pendant des décennies et cela à partir d'un grand nombre de points d'observations sur la terre (chez nous on exécute ces travaux à Dourbes, dans la station de recherches ionosphériques de l'institut IRM). En plus de ces deux paramètres, beaucoup d'autres interviennent également. Des mesures obtenues les valeurs les plus extrêmes sont écartées. Les 10% les plus élevés et les 10% les plus faibles sont considérés comme exceptionnels et écartés pour le calcul des moyennes. De cette façon on obtient des valeurs mensuelles pour divers pourcentages. Grâce à cette masse de données, on a pu établir des tableaux ainsi que des cartes mondiales contenant des valeurs MUF pour des valeurs moyennes du nombre de tâches solaires, et pour les différents mois.

Comment ? Le rôle important dans l'algorithme employé pour calculer le MUF est la distance du circuit. On accepte que la couche la plus basse (la couche E), importante pour renvoyer notre signal vers la terre, se trouve à environ 100 km de hauteur. Cette hauteur où le signal se recourbe nous permet d'obtenir un bond d'environ 2000 km et cela en un seul bond, avec un angle de rayonnement le plus bas possible. Des angles plus élevés donnent, de par leur nature, une distance de bond plus courte. Les couches F (F1 et F2) se trouvent entre 150 et 350 km de hauteur. Ce qui naturellement permet d'obtenir des bonds beaucoup plus grands, de plus ou moins 4000 km. Il est évident que pour de telles distances plusieurs, on peut aussi avoir plusieurs bonds, et pour des distances encore plus grandes il faudra plusieurs bonds. On parle ainsi de « hopmodes ». Par exemple : 1E = un bond sur la couche E, 2F2 = deux bonds sur la couche F2, 1E1F2 = un bond sur la couche E1 et un bond sur la couche F2, etc. Parfois on remarque F2F2, mais nous y reviendrons plus tard.

En quoi consiste l'algorithme de calcul de la MUF ? On calcule d'abord la distance du circuit de communication On peut, se basant sur cette distance, préciser le taux minimum de bonds nécessaires pour le circuit. Dés qu'on aura déterminé le mode, on peut définir où se situeront les points de courbure. En se basant sur la distance du circuit, on peut aussi calculer si la MUF va se produire sur la couche E ou F, ou bien sur toutes les deux.

Les points de contrôle de couche E sont :

Longueur du circuit, D (en kilomètres) Location du point de contrôle
0 à 2000 km Point central du circuit (M)
2000 à 4000km Deux points de contrôle :
TX + 1000km
RX - 1000 km

Note : TX est la location de transmission, RX est la location de réception du circuit.

Les points de contrôle de la couche F2 sont :

Longueur du circuit D (en km) Location du point de contrôle
0 à 2000 km Point central du circuit (M)
2000 à 4000km 2000 - 4000 km Point central du circuit (M)
Plus de 4000 km Deux points de contrôle (voir note F2)

Note F2 : Si le circuit comprend plus de 4000 km il est nécessaire de définir deux points de contrôle au moyen de la méthode suivante. Diviser la longueur du circuit (D) en segments d'égale distance (L) mais pas plus que 4000 km. La location du point de contrôle est alors au milieu du segment (L / 2).

Quelques exemples :
Distance du circuit entre 4000 à 8000 km, deux segments.
L = D / 2. Les points de contrôle sont : TX (location) + L / 2 en RX (location) – L / 2. ALes points de contrôle associés sont, par exemple, pour un circuit de 6000 km : L = D / 2; (6000 /2) = 3000, donc L / 2 = 3000 / 2 = 1500 km. Cela signifie éloignés de 1500 à partir du TX et de 1500 km à partir du RX.
Distance du circuit entre 8000 et 12000 km, trois segments.
L = D / 3. Les points de contrôle sont : TX (location) + L / 2 en RX (location) – L / 2. ALes points de contrôle associés sont, par exemple, pour un circuit de 11000 km : L = D / 3; (11000 /3) = 3666, donc L / 2 = 3666 / 2 = 1833 km. Cela veut dire éloignés de 1833 km à partir du TX et de la même distance en partant du RX.
Distance du circuit entre 12000 et 16000 km, quatre segments.
L = D / 4. Les points de contrôle sont : TX (location) + L / 2 en RX (location) – L / 2. ALes points de contrôle associés sont, par exemple, pour un circuit de 15000 km : L = D / 4; (15000 /4) = 3750, donc L / 2 = 3750 / 2 = 1875 km. Donc à 1875 km du TX et du RX.
Distance du circuit entre 16000 et 20000 km, cinq segments.
L = D / 5. Les points de contrôle sont : TX (location) + L / 2 en RX (location) – L / 2. ALes points de contrôle associés sont, par exemple, pour un circuit 19000 km : L = D / 5; (19000 /5) = 3800, donc L / 2 = 3800 / 2 = 1900 km. Cela veut dire 1900 km de distance à partir du TX et la même chose à partir du RX.

Les calculs de MUF, dépendant de la distance du circuit, sont calculées sur 1 ou 2 points de contrôle mais jamais plus que 2 ! Pour des distances de plus que 4000 km, ces deux points sont situés entre 1000 et 2000 km respectivement à partir du TX et du RX. Seul le premier et le dernier bond sont pris en considération même si la distance est plus grande que 8000 km. De là vient l’indication mode F2F2; ce qui signifie que le premier bond est déterminé via F2, ainsi que le dernier et que rien n’est précisé ni connu entre ces deux données.

Peut-être que cela semble drôle, mais c'est un fait. Enfin, il faut essentiellement connaître les MUF à partir des deux endroits du circuit, pour établir une communication. Il est évident que des deux valeurs MUF, c'est la plus basse qui va être la résultante pour le circuit en question. J’ai fait une étude approfondie sur l’influence éventuelle des bonds intermédiaires sur une longue distance. Dans certains relativement exceptionnels ceci pouvait avoir une importance. Cette étude peut être consultée sur mon site via mes colonnes mensuelles (voir ci-dessous)

A l'avenir, j'espère que vous ferez fréquemment usage de ces graphiques MUF sur le site. Car ils donnent, pour conclure, une image assez précise des moments où il y a ou non des ouvertures sur les bandes, et ce, en se référant à une douzaine de régions. J’espère également que vous pourrez mieux interpréter dorénavant les graphiques. Visitez mon site si vous êtes intéressé par la propagation et les prévisions, ou si vous voulez contrôler si les prévisions correspondent à la réalité. On peut trouver mensuellement des graphiques pour les 40 zones CQ-DX ainsi que pour 18 balises internationales NCDXF / IARU. Je veille également à ce que ces balises soient également mises en log chaque semaine, avec un rapport. Lisez la colonne mensuelle de mon site pour être au courant de la propagation.

Pour vos questions ou suggestions, vous pouvez, me contacter sur : on5au [at] skynet [dot] be.