EME (radio)

Note des radiocommunications EME.

• La technique a été développée par l'armée américaine peu après la Seconde Guerre mondiale. Les communications EME en radiotélétype ont eu un apogée durant une vingtaine d'années.
• La première réception d'échos de la Lune a réussi le 10 janvier 1946 depuis le Fort Monmouth dans le New Jersey par John DeWitt Hibbett.
• L'application a été suivie dans l'US Navy, dont des connexions en Radiotélétype entre Pearl Harbor et Washington[1].
• Puis en 1953, la première réception réussie de signaux provenant de la Lune par les radioamateurs.
• Puis dès 1963, les communications par les satellites artificiels de télécommunications ont progressivement révolutionné ce trafic.

Les bandes radios employées sont la bande VHF, la bande UHF et la bande SHF, avec une puissance rayonnée de plusieurs millions de watts en direction de la Lune obtenue par des antennes à grand gain et un émetteur radio de grande puissance de l'ordre de 500 W à 20 kW. Ceci est dû à la faible valeur de l'albédo lunaire (environ 12 %) et à l'importance de la distance entre la Terre et la Lune (en moyenne 384 400 km, le signal radio nécessaires pour parcourir environ 770 000 km de la Terre à la Lune et de retourner à la Terre arrive en environ 2,5 secondes. L'affaiblissement de propagation « Path-loss ») est donc très important de l'ordre de plusieurs centaines de dB.

Exemple : Bilan de liaison dans la bande 1 296 MHz avec une puissance de 500 W en radiotélégraphie, une température de bruit du récepteur radio de 300 K, une bande passante de 100 Hz et des antennes paraboliques avec 35 dB de gain à chaque extrémité, une pour l'émission et une pour la réception radio, le signal sera de 5 dB au-dessus du bruit[2]. L'affaiblissement par réflexion sur la Lune est dans cette bande 1 296 MHz par une atténuation 271 dB avec en plus un affaiblissement de propagation de l'ordre de 20 dB pour chaque traversée de nuage sur le parcours antenne d'émission - Lune - antenne de réception. Et un affaiblissement de propagation supplémentaire de l'ordre de 12 dB en cas de pluie.

Des bruits radios cosmiques sont reçus dans la bande 144,000 MHz et les bruits radios cosmiques sont très importants dans la bande 50 MHz.

Groupe de 8 antennes Yagi pour la bande 144 MHz EME.

Antenne parabolique EME 432 MHz. WA6PY, Californie, USA.

Antenne parabolique EME pour la bande UHF. I2FZX, Milan, Italie.

Groupe de 4 antennes hélice.

Cette image a été reçue par réflexion sur la lune.

Les antennes utilisées pour ce type de trafic est l'antenne parabolique et les réseaux d'antennes de type antenne Yagi, antenne hélice axiale, antenne log-périodique, antenne dièdre, antenne plate, antenne quad, antenne cornet.

Ce groupement d'antennes travaille en antenne réseau à commande de phase pouvant être installée dans un radôme. dépointage^[Quoi ?].

• Au lever de la Lune, les signaux arrivant sont décalées d'environ 300 Hz plus haut en fréquence en raison de l'effet Doppler entre la Terre et la Lune.
• Puis la Lune arrive jusqu'au zénith, l'effet Doppler se rapproche de 0 Hz.
• Au coucher de la Lune, les signaux arrivant sont décalés d'environ 300 Hz plus bas en fréquence en raison de l'effet Doppler entre la Terre et la Lune.

L'Effet Doppler par le décalage en fréquence cause des problèmes pour les radiocommunications utilisant des faibles bandes passantes donc la Radiotélétype, la Radiotélégraphie, la téléphotographie, , etc.

Tableau de d'affaiblissement électromagnétique par réflexion sur la Lune « EME » et en fonction des fréquences.

Exemple d'une liaison EME

Un signal de 1 kW (+60 dBm) fourni à une antenne de gain de +35 dB pointé vers la lune,
avec une antenne de réception de gain de +35 dB pointé aussi vers Lune alimentant un préamplificateur d'antenne faible bruit.
La totalité des gains est de (60 dBm + 35 dB + 35 dB) = 130 dB.
L'atténuation sur la bande 144 MHz est de 252 dB, soit (130 dB - 252 dB) = −122 dBm ;
ce signal de 1 kW (+60 dBm) arrivera : S4 soit 0,16 μV (50 Ω), −122 dBm, −15 dBμV (50 Ω), 631 aW.

Sur les bandes VHF/UHF/SHF, sur les S-mètre, le point S9 est réglé pour une puissance de −93 dBm, soit l'équivalent de 5 μV à l'entrée antenne du récepteur, pour une impédance de 50 Ω.