Comment fonctionne la radio communication : du micro au récepteur

La radio transmet l'information en modulant des ondes électromagnétiques. Voici la chaîne de bout en bout.

Côté émetteur

1. Transducteur (Microphone) : Pression sonore → tension analogique (AC).
2. Traitement audio : Pré-accentuation, compression, limitation.
3. Modulateur : Imprime l'audio sur une onde porteuse (sinusoïde haute fréquence).
   • AM : Amplitude porteuse varie avec audio.
   • FM : Fréquence porteuse varie (amplitude constante).
   • Numérique (DAB+, DRM, HD Radio) : Audio → codec (AAC, xHE-AAC) → bits → symboles OFDM/QAM → porteuse.
4. Amplificateur puissance (PA) : Booste signal modulé à watts/kilowatts/mégawatts.
5. Antenne : Convertit onde guidée (coax) → onde EM espace libre. Réseau adaptation assure Z_ant = Z_ligne (50 Ω).

Propagation

• Vitesse lumière (~300 000 km/s).
• Onde de sol (MF/LF), onde ionosphérique (HF rebond), ligne de vue (VHF/UHF+).
• Atténuation, multipath, Doppler, interférences.

Côté récepteur

1. Antenne : Capture onde EM → minuscule tension AC.
2. Étage entrée RF : Filtre passe-bande → Amplificateur faible bruit (LNA) → Filtre réjection image.
3. Mélangeur + Oscillateur local (LO) : Abaisse à Fréquence Intermédiaire (IF) ou bande de base (conversion directe).
4. Traitement IF : Amplification, filtrage (sélectivité canal).
5. Démodulateur : Récupère bande de base.
   • AM : Détecteur d'enveloppe.
   • FM : PLL / discriminateur quadrature.
   • Numérique : FFT → décision symboles → décodage FEC → codec audio.
6. Amplificateur audio : Pilotage haut-parleur/écouteurs.

Implémentations modernes

• SDR (Radio logicielle) : ADC à IF/bande base → tout démod en logiciel (GNU Radio, SDR#).
• Cellulaire (4G/5G) : OFDMA, MIMO, beamforming massif, ARQ hybride.
• Wi-Fi / Bluetooth / LoRa / Zigbee : Même physique, bandes/protocoles différents.

De l'étincelle au 5G NR — la physique (équations Maxwell) n'a pas changé ; seule la modulation, le codage et la densité d'intégration ont évolué.