Travaux Personnels Encadrés
La Radio : principes et fonctionnement
Avant le début de la seconde guerre mondiale, les informations étaient diffusées principalement sous forme papier : journaux, tracts ou encore affiches étaient alors beaucoup solicités.
La radio, qui connue un réel essor durant la période 39-45, était un moyen de communication révolutionnaire pour l’époque car elle permettait de diffuser des informations à plusieurs centaines de kilometres instantanément. Il n’y avait donc plus aucune contrainte spatio-temporelle et plus aucun soucis de transport ou de fabrication ce qui rendait l’utilisation de la radio très attractive pour les états en guerre.
Ce tout nouveau système de communication fonctionne en se basant sur la diffusion dans l’espace d’ondes électromagnétiques.
Le physicien Heinrich Rudolf Hertz fut le premier à découvrir que la lumière visible n’est rien d’autre que des ondes éléctromagnétiques qui sont donc des ondes se propageant à une vitesse de 3,00x10puissance6 mettre seconde et peuvent donc se diffracter, se reffracter et se polariser.
Le 13 novembre 1886, la première liaison par faisceau hertzien (issu du nom de son inventeur) eu lieu entre un émetteur et un récepteur. Malgrè cette expérience qui ouvre de grandes opportunités, il déclare lui-même que ses nouvelles ondes sont inexploitables.
Heinrich Rudolf Hertz
Ce n’est qu’en 1894 que l’italien Guglielmo Marconi reprend ces travaux en les améliorant et réalise le tout premier télégraphe sans fil sur une distance de 1400 mètres.
Une onde est une perturbation du milieu alentour. Lorsque que l’on souhaite représenter une onde de façon imagé, nous utilisons souvent l’exemple d’un jet d’une pierre dans un étang. Cette image caractérise parfaitement le principe d’oscillation d’une onde quelconque mais contrairement aux ondes mécaniques , les ondes éléctromagnétiques n’ont pas besoin de matière pour se propager.
Les ondes éléctomagnétiques sont une modification locale du champ électromagnétique terrestre qui se reproduit de proche en proche, en s'atténuant.
Ces nouvelles ondes sont donc produites en faisant circuler un courant électrique variable à haute-fréquence dans un conducteur métallique (l’émetteur). Les électrons y font de très rapides aller-retours, ce qui génère un champ électromagnétique. De l’autre coté un second conducteur métallique reproduit les meme pertubation du champ magnétique produit par l’émetteur .
Un message s’est donc déplacé d’un point A à un point B sans aucun contact entre les deux.
Certains matériaux vont affaiblir ces ondes radio. La puissance perdue dépendra en grande partie de la fréquence et du type de matériau rencontré. C’est l’absorption. Elles peuvent être aussi réfléchies mais cela dépends des matériaux touchés, elle sera alors déviée avec le même angle que quand elle a percuté le matériau.
Une onde radio qui rencontre un obstacle telle une montagne peut soit être complètement stoppée ou soit l’onde pourra continuer son chemin mais derrière cet obstacle par exemple après le sommet pour une montagne se diriger vers le sol. Mais elle subira une grande atténuation. C’est la diffraction.
L’onde peut aussi être réfractée si elle change de milieu pour notre cas si elle passe dans différentes couches de l’atmosphère elle pourra être réfractée vers la terre ce qui permet de créer des zones de silence (voir le repérage)
Esquice de son expérience
Guglielmo Marconi présentant sa découverte
Esquice de son expérience
Onde réflechie
Onde diffractée
Principes de d'émission et de réception des ondes éléctromagnétiques
(système émetteur-récépteur)
Principe du cryptage et du décryptage des ondes
Propagation d'une ondes
Les ondes radio se situent dans le domaine du non visible. Les stations radio utilisent une fréquence qui se situe entre 3hertz et 1 gigahertz.
Elles sont caractérisées par leur vitesse, leur fréquence et leur longueur d’ondes.
- λ longueur d’onde de l’onde électromagnétique (lambda)
- c vitesse de la lumière (3.108 m.s-1) ou la célérité
- ν la fréquence de l’onde en hertz
Elle possède aussi une amplitude qui est la longueur entre le 0 et un de ses extremums.
Le champs électrique avec sa direction et son amplitude va donner la polarisation, qui se dirige de haut en bas pour la polarisation linéaires mais il existe aussi l’elliptique mais l’autre est plus fréquente.
Les ondes radio se comportent différemment selon certaines conditions :
-Plus la longueur d’onde sera important alors plus l’onde se propagera loin. De plus elle pourra plus facilement se propager à travers et autour des objets quel rencontrera sur son chemin.
- Plus la longueur d’onde est courte, plus les données transmises seront en plus grand nombre.
Il existe deux types d’interférences, l’interférence constructive et l’interférence destructive. Les ondes radio doivent avoir la même amplitude, la même longueur d’onde. C’est au niveau des positions des périodes. Si elles sont identiques cela fait une addition des ondes et augmente l’amplitude. Si les périodes sont opposées alors cela va annuler l’onde.
