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| Voir aussi : l'ionosphère - Phénomènes d'optique et propagation des ondes - fréquence critique - |
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Au début
du siècle dernier, après l'expérience de
transmission transatlantique de Marconi en 1902, Oliver HEAVISIDE
et Arthur KENNELLY en Amérique proposèrent une
hypothèse qui ne put être vérifiée
que 23 ans plus tard : l'existence à très haute
altitude de couches réfléchissantes permettant
aux ondes radio de s'affranchir de la courbure terrestre. Ce
n'est qu'en 1925 que Edward APPLETON confirma cette hypothèse
par l'expérience et que Gregory BREIT et Merle Antony
TUVE purent mesurer la hauteur de ces couches à l'aide
d'un émetteur à impulsions. Le sondage ionosphérique vertical En émettant des impulsions très brèves (100µs, par ex.) dans une antenne rayonnant verticalement et en mesurant le temps t séparant l'instant d'émission et celui de la réception de l'écho, on peut mesurer l'altitude à laquelle se trouve la couche réfléchissante. Le dispositif permettant ce genre de mesure est une sorte de radar appelé sondeur ionosphérique ou ionosonde. Une série de mesures est effectuée régulièrement, tous les quarts d'heure, par exemple et consiste à mesurer à un moment donné l'altitude de réflexion en fonction de la fréquence, entre 1 et 15 MHz. Les courbes obtenues, appelées ionogrammes, permettent aussi d'étudier la densité électronique dans différentes régions de l'ionosphère en fonction de la fréquence, de l'activité solaire, de l'heure du jour, de l'époque de l'année... Ces mesures, effectuées à partir de nombreuses stations réparties sur le globe, sont très précieuses pour établir des prévisions de propagation des ondes courtes. Altitude de réflexion  Le
dessin ci-contre représente le trajet d'une onde émise
par l'émetteur E pour parvenir au récepteur
R. Il n'est évidemment pas à l''échelle,
E et R étant très proches l'un de l'autre dans
le cas d'un sondage vertical. On voir que, plutôt qu'une réflexion pure s'effectuant à l'altitude h', il s'agit d'une suite de réfractions qui courbent progressivement le rayon et le renvoie vers le bas. Ce que l'on appelera "réflexion" s'effectue à l'altitude réelle h mais on mesurera l'altitude virtuelle h' telle que : h' = c . t/2 où c est la célérité de la lumière et t le temps séparant l'émission de l'impulsion de la réception de son écho. La différence de trajet parcouru entre h et h' est due à la vitesse de propagation légèrement plus faible des ondes dans tout autre milieu que le vide. La connaissance de la hauteur virtuelle est importante pour les calculs de prévisions de propagation sur un circuit donné et en particulier la distance maximum effectuée par bond. Hauteur virtuelle en fonction de la fréquence  La
mesure de la hauteur virtuelle du point de réflexion à
l'aide du sondeur vertical permet de mettre en évidence
la couche E et la couche F. La figure ci-contre schématise
grossièrement un ionogramme où apparaissent :- la couche E, réfléchissante jusqu'à environ 4 MHz et se situant à une altitude variant de 100 à 120 km. - la couche F, qui était masquée par la couche E en dessous de 4 MHz et qui réfléchit le signal du sondeur jusqu'à une fréquence limite d'environ 10 MHz. Voir : fréquence critique. En réalité un ionogramme est beaucoup plus compliqué et ressemble plus à la représentation qui en est faite dans la page sur l'ionosphère. Variation de la hauteur virtuelle h' en fonction de l'heure du jour Les couches ionisées où s'effectue la réflexion de l'onde évoluent beacoup en fonction de l'heure de la journée : plus dense en milieu de journée, disparaissant (couche D, E et F1) ou s'atténuant (couche F2) pendant la nuit (voir le diagramme d'évolution des couches dans la page "ionosphère"). Comme la hauteur réelle à laquelle s'effectue la réflexion dépend de la densité électronique dans la couche (et de la fréquence), la hauteur virtuelle pour une fréquence donnée va changer au cours du temps. |