Propagation troposphérique UHF

par **Mhz** Mar 9 Jan - 20:14

La propagation VHF au-delà de la ligne de visée se fait en utilisant la troposphère, l'ionosphère ou un obstacle tel que la lune ou un bâtiment.

La troposphère est la partie la plus basse de l’atmosphère et ce qui se passe à l’intérieur de ses limites détermine en grande partie notre météo.
Sa limite supérieure est la couche d'inversion de température connue sous le nom de tropopause, qui s'étend entre 8 et 16 km de hauteur selon la latitude et les conditions dominantes.

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La réfraction est le changement de direction d'une onde passant d'un milieu à un autre. Gardez à l’esprit que les ondes radio et la lumière se comportent de manière très similaire.

L'indice de réfraction est une mesure de la vitesse à laquelle la lumière se déplace à travers un milieu spécifique et détermine à quel point le trajet de la lumière est plié ou réfracté lorsqu'elle pénètre dans un matériau de densité différente.

La propagation VHF/UHF la plus courante se produit en raison de changements d'indice de réfraction dans la troposphère. Les opérateurs de radioamateur appellent généralement cette forme de propagation « tropo ».

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À partir du niveau du sol, les couches comprennent la troposphère , la stratosphère , la mésosphère , la thermosphère et l' exosphère.

Les 3 types de propagation troposphérique

Il existe trois types de propagation troposphérique , ou « tropo », qui transportent les signaux à une distance significative au-delà de l'horizon :

Ces modes se produisent presque exclusivement dans les quelques kilomètres les plus bas de la troposphère, là où la densité de l'air et la teneur en vapeur d'eau sont les plus élevées.

Il convient également de noter que l'indice de réfraction diminue avec la hauteur.

1. Une réfraction troposphérique améliorée se produit lorsqu'il y a une augmentation significative au-dessus de la valeur normale de l'indice de réfraction dans l'atmosphère.

2. Les conduits troposphériques se produisent lorsque les ondes radio sont piégées dans des canaux délimités par de brusques changements d'indice de réfraction et…

3. La diffusion troposphérique , qui résulte de variations à petite échelle de l'indice de réfraction.

Il existe également des preuves de diffusion troposphérique dans les bandes comprises entre 1 296 MHz et 10 GHz.

Réfraction troposphérique améliorée

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Une réfraction troposphérique améliorée se produit lorsque la troposphère inférieure se divise en deux couches stables, généralement une couche chaude et sèche sur une couche fraîche et humide.

La frontière entre ces deux couches s’appelle une inversion. Normalement, dans la basse troposphère, les températures diminuent avec l’altitude et l’humidité augmente avec l’altitude – c’est pourquoi on les appelle inversions.

Les signaux se courbent lorsqu'ils traversent l'inversion.

Lorsqu'ils commencent à se pencher vers le bas, les signaux peuvent voyager plus loin, atteignant des endroits qui se trouvent normalement au-delà de l'horizon radio et hors de portée.

La base de l’inversion est considérée comme le sol. Le sommet de l’inversion est la limite de la masse d’air.

par **Mhz** Mar 9 Jan - 20:17

Conduits troposphériques

Les conduits troposphériques se produisent lorsque les ondes radio sont piégées entre deux frontières.
Les conduits se répartissent en deux catégories : les conduits de surface et les conduits surélevés .

Conduits de surface
La canalisation se produit lorsque la courbure réfractive augmente tellement que le signal atteint le sol à une distance très éloignée de l'émetteur et est ensuite réfléchi vers l'inversion, pour ensuite être à nouveau réfracté vers le bas. Essentiellement, les signaux sont piégés dans une couche ou un conduit de surface.

Les conduits de surface se produisent lorsqu'un fort gradient négatif d'indice de réfraction se forme immédiatement au-dessus du sol ou de la mer, piégeant les ondes radio par réfraction depuis le dessus et par réflexion depuis la surface en dessous.

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Dans une atmosphère normale, la température de l’air et le point de rosée – et donc l’indice de réfraction – diminuent tous avec la hauteur au-dessus du sol. Le sommet du conduit de surface est l’endroit où se produit l’inversion.

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Conduits surélevés
Des conduits surélevés se forment lorsqu'une double discontinuité de l'indice de réfraction se produit.

Dans ce cas, les ondes sont courbées vers le haut depuis la limite inférieure du conduit et vers le bas depuis la limite supérieure. Les vagues peuvent être guidées sur un terrain irrégulier jusqu'à ce que le conduit soit brisé par des montagnes ou d'autres changements que le conduit ne peut pas suivre.

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Les conduits surélevés se forment à des hauteurs généralement comprises entre 450 et 2 000 m et sont à l'origine des plus longues ouvertures tropo terrestres. Des distances encore plus longues peuvent être parcourues via des conduits surélevés au-dessus de la mer.

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Même si les signaux sont transmis loin de l'émetteur, les récepteurs situés à faible altitude ne pourront pas les recevoir. Seuls les grands mâts ou les emplacements situés sur de hautes collines qui « pénètrent » dans le conduit pourront recevoir les signaux.

par **Mhz** Mar 9 Jan - 20:20

Dispersion troposphérique
La diffusion troposphérique est une condition presque omniprésente qui amène des signaux de flottement lointains au-delà de la ligne de visée normale.

La diffusion résulte de petites variations de l'indice de réfraction de la troposphère. Les changements d'indice de réfraction se produisent partout où il y a des turbulences, par exemple dans les cellules de convection et en cas de vent fort.

La diffusion résulte de petites variations de l'indice de réfraction de la troposphère. Les changements d'indice de réfraction se produisent partout où il y a des turbulences, par exemple dans les cellules de convection et en cas de vent fort.

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Météo propice à un conduit

Les conduits troposphériques se produisent le plus souvent en raison d’une augmentation spectaculaire de la température à des altitudes plus élevées. Si la couche d'inversion de température a une humidité inférieure à celle de l'air en dessous ou au-dessus, l'indice de réfraction de la couche sera encore amélioré.
Il existe plusieurs conditions météorologiques courantes qui entraînent souvent de fortes inversions de température.

Bien qu'elles ne soient généralement pas à l'origine d'une forte canalisation, les inversions de rayonnement peuvent entraîner une amélioration prononcée du signal, étendant la portée DX jusqu'à quelques centaines de kilomètres.
Il s’agit probablement de la forme d’inversion la plus courante et la plus répandue qu’un DXer est susceptible de rencontrer régulièrement.

Une inversion de rayonnement se forme sur la terre après le coucher du soleil. La Terre se refroidit en rayonnant de la chaleur vers l'espace.
Il s'agit d'un processus progressif dans lequel le rayonnement de la chaleur de surface vers le haut provoque un refroidissement supplémentaire à la surface de la Terre à mesure que de l'air plus froid entre pour remplacer l'air chaud qui se déplace vers le haut.
À des altitudes plus élevées, l’air a tendance à se refroidir plus lentement, provoquant ainsi l’inversion. Ce processus se poursuit souvent toute la nuit jusqu'à l'aube, produisant parfois des couches d'inversion entre 1 000 et 2 000 pieds au-dessus du sol.

Les inversions de rayonnement sont plus fréquentes pendant les mois d’été, lors des nuits claires et calmes. L'effet est atténué par les vents soufflant, la couverture nuageuse et le sol humide.
Les inversions de rayonnement sont souvent plus prononcées dans les climats secs, dans les vallées et sur de grandes étendues de terrain plat et découvert.

L’atmosphère n’est jamais complètement uniforme et des différences de température, de pression et de teneur en vapeur d’eau sont toujours présentes – s’il en était autrement, nous n’aurions pas de temps.
Les changements d'indice de réfraction se produisent partout où il y a des turbulences, par exemple dans les cellules de convection et en cas de vent fort. Ces irrégularités s'étendent au-delà de la troposphère jusque dans la stratosphère.

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Dans la basse troposphère, les différences de teneur en vapeur d'eau dominent les changements d'indice de réfraction.
À des altitudes plus élevées, l'humidité est beaucoup plus faible, de sorte que les variations de température deviennent le facteur dominant et que les changements d'indice de réfraction sont plus faibles.
Cependant, la plus faible densité de la stratosphère entraîne des irrégularités physiquement plus importantes.

Un autre processus météorologique appelé « affaissement » produit souvent de fortes conditions de canalisation et un excellent DX. L'affaissement est le processus de descente de l'air qui se comprime et se réchauffe à mesure qu'il descend sur une zone assez vaste. Ce processus provoque souvent la formation de fortes inversions de température à des altitudes allant de 1 000 pieds à 10 000 pieds.

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Ces zones de haute pression presque stationnaires se forment souvent sur l'Australie pendant les mois d'été et au début de l'automne.

par **Mhz** Mar 9 Jan - 20:28

Une inversion de température est une couche où la température augmente avec la hauteur. C'est ce qu'on appelle une inversion car le profil normal de température diminue avec l'altitude.

Les inversions de température se produisent le plus souvent le long des zones côtières bordant de grandes étendues d’eau. Ceci est le résultat du mouvement naturel d’air frais et humide vers la terre peu après le coucher du soleil, lorsque l’air souterrain se refroidit plus rapidement que les couches d’air supérieures. La même action peut avoir lieu le matin lorsque le soleil levant réchauffe les couches supérieures. La fumée et la pollution peuvent également être piégées par les inversions de température.

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La fumée montante à Lochcarron (Écosse) forme un plafond au-dessus de la vallée en raison d'une inversion de température .
Quels sont les différents types de tropo ?

Il existe plusieurs types de propagation troposphérique selon les météorologues :

Tropo de rayonnement

Radiation Tropo est également connu sous le nom de Radiative Cooling Tropo ou Nocturnal Tropo. Un événement nocturne courant qui se produit souvent pendant les nuits claires et calmes sur terre. Le refroidissement radiatif entraîne des conditions plus fraîches et plus humides près de la surface, ce qui forme une inversion peu profonde. Cette inversion « brûle » généralement peu après le lever du soleil. En raison de sa nature peu profonde, Radiation Tropo suit souvent la topographie du terrain.

Tropo haute pression

Également connu sous le nom de Subsidence Tropo. L'air qui coule (affaissement) dans un système à haute pression se réchauffe et sèche à mesure qu'il descend. Souvent, de l’air frais et humide peut rester emprisonné en dessous, formant une inversion. Le tropo haute pression peut durer toute la journée. Souvent, le Tropo de rayonnement se produit simultanément la nuit, bloquant les signaux plus éloignés du Tropo à haute pression. En conséquence, les conditions peuvent souvent être meilleures pendant la journée.

Tropo frontal

Des inversions frontales peuvent être trouvées dans la zone située devant un front chaud qui approche, derrière un front froid qui s'éloigne ou au nord d'un front quasi-stationnaire. Les intempéries accompagnent souvent les fronts et peuvent entraver la formation de conduits. En raison du mouvement normalement rapide des fronts froids, les événements tropo frontaux froids sont souvent de courte durée.

Tropo d'advection

Advection Tropo se présente sous deux formes. Le tropo d'advection d'air chaud se produit lorsque de l'air chaud et sec remplace une terre plus froide et humide (exemple : une terre récemment détrempée par la pluie), ce qui entraîne une inversion peu profonde. Le tropo d'advection d'air froid se produit lorsque l'air frais et humide coupe l'air plus chaud et plus sec en altitude. Cela peut souvent se produire le long des flancs nord et ouest des cyclones tropicaux à mesure qu’ils progressent vers les zones tempérées.

Tropo en aval

Également connu sous le nom de Chinook Tropo, Santa Ana Tropo, Fœhn Tropo, Bora Tropo, Zonda Tropo, etc. Le Downslope Tropo est causé par l'air descendant sur le flanc d'une montagne qui se réchauffe et sèche en descendant. Si la masse d’air préexistante est suffisamment froide, elle peut être piégée par une inversion.

Vallée Tropo

L'air chaud et sec peut remplacer l'air plus frais et humide emprisonné dans une vallée sous l'inversion résultante. Ceci est différent du Tropo de rayonnement conforme à la topographie dans la mesure où l'inversion peut persister toute la journée, longtemps après la dissipation des effets radiatifs.

Tropo Marin

Également connu sous le nom de Tropo maritime, Tropo océanique ou Tropo à effet lac. Le tropo marin se produit lorsque l’air chaud et sec l’emporte sur une étendue d’eau plus froide. Les inversions marines s’étendent souvent sur toute la largeur des lacs et peuvent s’étendre sur des milliers de kilomètres au-dessus de l’océan. Il se propage également dans les zones côtières par les brises marines ou lacustres. Le tropo marin peut être amélioré ou combiné avec d’autres types tels que le tropo haute pression. Il culmine normalement dans l'après-midi, lorsque l'inversion est la plus forte. En dehors de la zone équatoriale, le printemps et le début de l’été constituent la meilleure saison.

Un principe de base de la radio est que la longueur d’onde d’un signal diminue à mesure que sa fréquence augmente. Pour cette raison, la taille du canal troposphérique détermine la fréquence de signal la plus basse qu’il peut propager avec succès. C'est ce qu'on appelle la fréquence la plus basse utilisable ou LUF du conduit.

Un conduit physiquement petit, un conduit dont les limites supérieure et inférieure sont rapprochées, ne propagera que des signaux de fréquence plus élevée avec des longueurs d'onde très courtes. À mesure que la distance entre les limites du conduit augmente, la fréquence du signal que le conduit propage diminue. En d’autres termes, un conduit plus grand accueillera un signal de fréquence plus basse ayant une longueur d’onde physiquement plus longue. Il est possible qu'un conduit se forme qui ne prend en charge que la propagation du signal en UHF, sans rien transmettre efficacement dans les bandes VHF.

Les signaux canalisés de 1 400 à 1 600 km sont assez courants, mais il est plus courant que les signaux canalisés parcourent 800 à 1 300 km. Les signaux canalisés sont généralement assez puissants, parfois si forts qu'ils peuvent provoquer des interférences avec les signaux locaux sur la même
fréquence.

Conditions météorologiques propices à un conduit – Les conduits troposphériques se produisent le plus souvent en raison d’une augmentation spectaculaire de la température à des altitudes plus élevées. Si la couche d'inversion de température a une humidité inférieure à celle de l'air en dessous ou au-dessus, l'indice de réfraction de la couche sera encore amélioré. Il existe plusieurs conditions météorologiques courantes qui entraînent souvent de fortes inversions de température.

Bien qu'elles ne soient généralement pas à l'origine d'une forte canalisation, les inversions de rayonnement peuvent entraîner une amélioration prononcée du signal, étendant la portée DX jusqu'à quelques centaines de kilomètres. Il s’agit probablement de la forme d’inversion la plus courante et la plus répandue qu’un DXer est susceptible de rencontrer régulièrement.

Une inversion de rayonnement se forme sur la terre après le coucher du soleil. La Terre se refroidit en rayonnant de la chaleur vers l'espace. Il s'agit d'un processus progressif dans lequel le rayonnement de la chaleur de surface vers le haut provoque un refroidissement supplémentaire à la surface de la Terre à mesure que de l'air plus froid entre pour remplacer l'air chaud qui se déplace vers le haut. À des altitudes plus élevées, l’air a tendance à se refroidir plus lentement, provoquant ainsi l’inversion. Ce processus se poursuit souvent toute la nuit jusqu'à l'aube, produisant parfois des couches d'inversion entre 1 000 et 2 000 pieds au-dessus du sol. Les inversions de rayonnement sont plus fréquentes pendant les mois d’été, lors des nuits claires et calmes.

L'effet est atténué par les vents soufflant, la couverture nuageuse et le sol humide. Les inversions de rayonnement sont souvent plus prononcées dans les climats secs, dans les vallées et sur de grandes étendues de terrain plat et découvert.

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