Tutoriel sur les communications radio

La communication radio est l'une des formes de communication les plus simples à mettre en œuvre et peut être la plus utile en cas de crise à grande échelle. Le phénomène existe depuis près d'un siècle et reste largement utilisé pour le divertissement et bien d'autres usages aujourd'hui.

Aux origines

« Communications radio » est un terme nébuleux englobant de nombreuses méthodes pour un même résultat. Deux hommes en sont à l'origine. Guglielmo Marconi, inventeur italien, a développé l'envoi de messages sans fil ni support. Il est le plus célèbre et souvent le seul crédité. Presque simultanément, un Américain travaillait sur le même procédé : Nathan Stubblefield, cultivateur de melons à Murray (Kentucky), a aussi mis au point la communication sans fil.
Quoi qu'il en soit, la radio sans fil s'est ancrée dans les cultures américaine et européenne et y est restée. Les méthodes et équipements ont radicalement changé en un siècle. Le principe, vu en diagramme de blocs, est assez simple. Regardons d'abord les deux formes principales pour acheminer un signal vers un poste ordinaire : AM et FM.

Signal brouillé ou modulé ? (AM vs FM)

AM (modulation d'amplitude) utilise l'amplitude de l'onde radio comme source d'énergie pour propulser le signal de l'antenne vers les récepteurs. La vitesse des ondes se mesure en kilohertz. Augmenter la vitesse (fréquence) se fait en injectant le signal entrant (généralement audio) dans l'émetteur et en le combinant avec les ondes générées par l'excitateur. Résultat : signal mixte audio + puissance d'émission poussé vers l'antenne émettrice. L'AM était la forme originale chez Stubblefield et Marconi ; sa première utilisation commerciale US fut la station KDKA (Pittsburgh), toujours en ondes.
FM (modulation de fréquence) utilise la vitesse de l'onde pour porter le signal le plus loin possible, souvent malgré son amplitude. L'émetteur FM crée une « porteuse » (carrier wave) à la fréquence de la station réceptrice (ex. 98,7 MHz). L'excitateur combine l'entrée audio avec la porteuse pour produire un signal FM portant l'audio. La FM apparaît dès la fin des années 1950, mais reste seconde derrière l'AM jusqu'aux années 1970, quand le public découvre le son stéréo clair. La FM est aujourd'hui la forme de transmission la plus populaire, utilisée de multiples façons au quotidien.

Transmetteurs du quotidien

De nombreux objets quotidiens utilisent la FM. Le téléphone sans fil (DECT) module en fréquence pour relier base et combiné. Fréquences en GHz (milliers de MHz) pour préserver la confidentialité. Autre usage : le petit émetteur qui envoie le son de votre baladeur MP3 vers l'autoradio pour écouter votre musique en voiture. Portée très limitée mais efficace. Beaucoup de baladeurs MP3 intègrent maintenant un tuner FM.
Autre forme : la radio amateur (HAM). Comme l'AM/FM commercial, elle est licenciée par la FCC. Communication personnelle avec amis à travers le pays ou le monde, en Morse et voix (le Morse décline, la voix s'est améliorée). Équipement : radio, alimentation (selon classe de licence), antenne. Plusieurs bandes HAM désignées par la longueur d'onde. Exemple : bande 2 mètres, très populaire, utilise la FM pour envoyer une onde de 2 m à ~144,5 MHz.
La radio amateur est précieuse en urgence quand le courant est coupé et qu'il faut communiquer avec les secours.
La télévision est aussi une communication radio qu'on ignore souvent. Le transmetteur TV diffuse simplement un autre matériel. Règle empirique : TV utilise l'AM pour l'image (vidéo) et la FM pour le son — description simplifiée.
Enfin, l'antenne. Dicton radioamateur : « Height is everything » (la hauteur, c'est tout). Vrai pour la FM à tout niveau. La FM est une diffusion « ligne de vue » : le signal doit passer relativement libre d'obstacles naturels ou artificiels. L'AM « asperge » le signal dans toutes directions, souvent plus concentré dans une direction. Le signal AM enveloppe tout sur son passage. C'est pourquoi, près d'un émetteur, vous entendez l'AM sur votre grille-pain ou fer à friser plus que la FM. Le facteur clé d'une antenne est son « gain » : tension présente quand le signal lui est appliqué. Le gain détermine la force du signal AM ou la portée du FM. Les antennes sont une science à part ; retenez que hauteur et gain sont les clés de la communication radio.
La radio reste, globalement, la forme de diffusion la plus fiable et utile aujourd'hui. L'AM a des avantages sur la FM (on peut faire une antenne AM réceptrice avec un centime et un cinq centimes). Pour le plaisir personnel ou les communications d'urgence, la radio est parmi les méthodes les plus abordables et accessibles.