Pourquoi les micro-ondes marchent pour TV satellite mais pas broadcast terrestre
La raison fondamentale pour laquelle les fréquences micro-ondes (environ 1–30 GHz, ex. bande Ku 12–18 GHz, bande Ka 26–40 GHz) dominent la TV satellite mais sont absentes du broadcast TV terrestre (qui utilise VHF 54–216 MHz et UHF 470–608 MHz) tient à la physique de propagation dans la basse atmosphère.
Trajet satellite : La « fenêtre » propre
- Trajet : Satellite (GÉO, ~35 786 km) → Espace (vide) → Haute atmosphère (fine, sèche) → Sol.
- Atténuation : Nulle dans vide. Dans haute atmosphère, pics absorption oxygène/vapeur d'eau existent (ex. 22 GHz, 60 GHz), mais bandes DBS standard (Ku/Ka) dans « fenêtres » relatives à faible perte (~0,1–0,5 dB/km).
- Ligne de vue (LOS) : Garantie par géométrie. Aucun bâtiment, arbre, colline ne bloque (sauf fort rain fade).
- Gain antenne : Hautes fréquences permettent petites paraboles (60–100 cm) fort gain (30–40 dBi), concentrant énergie pour surmonter perte trajet massive (~200 dB).
Trajet terrestre : L'environnement « hostile »
- Trajet : Pylône → Troposphère dense (humide, turbulente) → Encombrement sol (bâtiments, arbres, relief) → Récepteur.
- Atténuation & Diffusion : Aux fréquences micro-ondes, pluie, feuillage, matériaux bâtiment causent sévère absorption, perte diffraction, fading multipath. Signal 10 GHz perd ~10-20 dB/km pluie modérée ; UHF ~0,1 dB.
- Non-Ligne-de-vue (NLOS) : TV terrestre *doit* marcher derrière collines, dans maisons, voitures en mouvement. VHF/UHF diffractent autour obstacles (diffraction bord couteau) et pénètrent matériaux bâtiment raisonnablement. Micro-ondes se comportent comme lumière — ombres nettes.
- Zone couverture : Un pylône VHF/UHF couvre 50–100 km rayon. Réseau micro-ondes terrestre aurait besoin émetteur tous les quelques centaines mètres (comme small cells 5G), économiquement impossible pour broadcast gratuit.
Tableau comparatif
| Facteur | Satellite (Micro-ondes) | Terrestre (VHF/UHF) |
|---|---|---|
| Fréquence | 12–40 GHz (Ku/Ka) | 54–608 MHz (VHF/UHF) |
| Perte atmosphérique | Faible (air raréfié) | Forte (air dense, pluie) |
| Pénétration obstacles | Pas nécessaire (LOS) | Essentielle (bâtiments, relief) |
| Taille antenne (Haut gain) | Petite parabole (60 cm) | Énorme Yagi (mètres) |
| Multipath/Fading | Minimal | Géré par modulation (COFDM/ATSC 3.0) |
Exceptions : Liaisons micro-ondes terrestres
Les micro-ondes *sont* utilisées terrestrement pour liaisons Point-à-Point (P2P) (studio-vers-émetteur, backhaul cellulaire, réseaux campus). Elles utilisent :
- Antennes hautement directrices (paraboles) sur pylônes hauts.
- Chemins LOS dégagés ingéniérés au-dessus encombrement.
- Modulation adaptative / ACM pour combattre rain fade.
Conclusion
Les micro-ondes excellent où LOS est garanti et haut débit/gain directif nécessaires (satellite, P2P). Elles échouent catastrophiquement pour couverture large, NLOS, réception mobile/portable requise par TV terrestre. VHF/UHF restent le sweet spot pour « un-vers-partout » broadcast.