Ondes électromagnétiques

I - Les ondes électromagnétiques utilisées en communication

Une onde électromagnétique peut se propager dans le vide ou dans l'air avec une célérité \(c=3,0×10^8 \text{ } m.s^{-1}\). Elle est caractérisée par sa longueur d'onde dans le vide :

\[ \bbox[yellow, 4px, border:1px solid red] { λ=\dfrac{c}{f} } \]

Pour les télécommunications, le spectre des ondes électromagnétiques a été découpé en différentes bandes de fréquences permettant de classer les ondes radio :

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Fig. 1 – découpage en bande de fréquences du spectre des ondes électromagnétiques.

Le rayonnement infrarouge (IR) de longueur d'onde comprise entre 800 nm et 1 mm est utilisé dans les communications à faible distance (télécommande), en optoélectronique, ou dans les fibres optiques.

II - Multiplexage fréquentiel (ou transposition fréquentielle)

⇨ nécessité de la modulation pour la transmission

L'amplitude, la fréquence ou la phase sont les trois caractéristiques de l'onde porteuse qui peuvent être modulées. On parle respectivement de modulation d'amplitude (AM), de modulation de fréquence (FM) et de modulation de phase (PM).

Pour transmettre plusieurs informations différentes occupant le même intervalle de fréquences (bande de base), il est nécessaire de recourrir à plusieurs porteuses de fréquences différentes. Ainsi chaque porteuse de fréquence \(f_p\) est attribué un canal de transmission possédant une bande de fréquences. les différents canaux doivent être bien séparés en fréquence. C'est le principe du multiplexage fréquentiel (ou transposition fréquentielle) utilisé par exemple pour la diffusion de la télévision ou de la radio.

III - Dimension caractéristique d'une antenne

Une onde électromagnétique est émise par une antenne émettrice à partir d'un signal électrique et se propage dans l'air sur une distance plus ou moins grande avant d'être réceptionnée par une antenne réceptrice.

Les antennes utilisées ont des formes et des dimensions très diverses, et chacune est adaptée à certaines fréquences radio. Pour une émission et réception optimales, la taille de l'antenne doit être de l'ordre de la longueur d'onde de la porteuse. En général, pour une antenne de type dipôle, un sous-multiple de la longueur d'onde convient : \( \dfrac{λ}{2} \) pour une antenne demi-onde, \( \dfrac{λ}{4} \) pour une antenne quart-onde.