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Guy PELLET : Chef du Laboratoire Étude Émetteurs ondes longues, ondes moyennes, ondes courtes de radiodiffusion Thomcast
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Vous vous trouvez à 2 000 km, 1 500 km de Paris.
Vous êtes expatrié, en mission, en voyage, vous attendez le résultat des dernières élections, le résultat de PSG-Metz... Que faire ?
Sélectionnez votre récepteur sur ondes courtes pour écouter les nouvelles fraîches de votre pays natal.
La portée des émetteurs ondes courtes peut faire le tour du monde si les conditions atmosphériques et ionosphériques le permettent.
Dans le monde entier on peut trouver un récepteur ondes courtes à un prix modique.
Ce service quasi universel à faible coût est rendu possible par la radiodiffusion en ondes courtes qui utilise une gamme de fréquences divisée en deux bandes : 3,2 - 4,95 MHz et 5,06 - 26,1 MHz : la gamme basse est locale et de portée de 1 000 km, tandis que la gamme haute permet une couverture plus large à travers l’ionosphère après multiples réflexions.
Ainsi, pour les raisons précédentes et malgré la concurrence des satellites, les ondes courtes continuent à être utilisées : de gros groupes de radiodiffuseurs tels que VOA (Voice of America), TDF (Télédiffusion De France), BBC (British Broadcast Corporation)... continuent à investir pour des centres émetteurs ondes courtes.
Par exemple pour TDF ; Issoudun (France) 12 émetteurs 500 kW antenne tournante capable de radiodiffuser à n’importe quelle fréquence vers n’importe quelle direction.
L’onde courte peut aussi être tactique ou politique. Certains pays, notamment au Moyen-Orient, achètent des centres émetteurs en vue de propagande. Les guerres Iran-Irak, du Golfe ont aussi généré d’importants achats de stations clés en mains.
Par exemple (dans un pays du Golfe) : 16 émetteurs 500 kW, 100 antennes, superficie 10 km x 10 km. (Le plus gros centre du monde).
La course à la puissance (500 kW) a été instaurée mais un émetteur de 250 kW moins cher en acquisition et coût d’exploitation, monobloc, ne fait perdre que 3 dB de puissance. La différence de propagation étant très faible, un 250 kW fournit une réception très agréable dans le monde entier.
Principaux objectifs techniques
L’évolution vers l’état solide : le tube demeurant un produit consommable (durée de vie 1,5 an) et cher (300 kF), de gros efforts se sont portés sur l’état solide :
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des drivers à transistor au niveau de 2,5 kW ont été développés pour supprimer les tubes de commande du tube RF final ;
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en ce qui concerne le modulateur (amplification de l’audiofréquence), un gros progrès technologique a été fait par le développement d’alimentations haute tension (30 kV) à base de transistors IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), qui a permis de remplacer tous les tubes d’amplification audiofréquence par des étages états solides mis en série.
Les exigences d’installation : rapidité et coût faible, ont poussé les concepteurs à étudier des émetteurs monobloc sans contrainte externe importante.
Le rendement d’un émetteur est extrêmement important dans le budget de l’exploitation d’une station. La consommation en énergie a été considérablement diminuée.
Pour illustrer les règles de l’art technique et technologique, et le besoin du consommateur du nouveau millénaire, un récent émetteur 250 kW ondes courtes étudié et développé par Thomcast est décrit dans cet article.
Cet émetteur est monobloc, monotube RF et état solide en amplification audio fréquence.
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Accord automatique de l’émetteur3. Modulateur état solide
3.1 Théorie générale du modulateur
La modulation d’amplitude est définie par un signal audiofréquence modulant l’amplitude d’un signal haute fréquence (figure 2).
Un signal sinusoïdal produit une variation de gain de tension suivant la loi :
avec :
- m :
- commande la modulation c’est-à-dire plus m est grand, plus le gain en tension est grand. Le taux de modulation représente l’amplitude de modu-lation.
Par définition : taux de modulation = m x 100 %. La tension crête-à-crête maximale est 2 Vmax et la tension minimale crête-à-crête est 2 Vmin . Les valeurs crête-à-crête sont liées à m par la formule suivante :
La haute tension modulée appliquée sur l’anode du tube RF (30 kV crête) est élaborée dans le bloc modulateur état solide. Cette haute tension est obtenue par la mise en série de 48 sources de tensions DC identiques montées en série.
Le modulateur ne comporte aucun tube de puissance, mais utilise 48 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) qui sont des transistors qui s’attaquent comme des MOS (Metal Oxide Semiconductor) et qui permettent de passer une forte puissance.
Une diode maintient le débit de courant dans chaque alimentation lorsque celle-ci est coupée par son IGBT. En contrôlant le nombre de modules en service à un moment donné et le moment précis de la mise « en » ou « hors » service, on obtient une reproduction fidèle du signal de modulation, superposé à un niveau de courant continu (correspondant au niveau de la porteuse), qui est ensuite appliqué à l’étage RF tube.
Pour produire les différents schémas de modulation à porteuse contrôlée, qui peuvent se traduire par des économies d’exploitation substantielles, le traitement numérique du signal permet de contrôler l’amplitude de...
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