Les 2,4 GHz, une bénédiction pour l'aéromodélisme?

Le problème des perturbations réciproques suite à la double occupation de canaux, comme c'était possible sur 35 et 40 MHz, est éliminé grâce à la procédure de transmission utilisée sur 2,4 GHz. De tels protocoles ont depuis longtemps fait leurs preuves dans l'industrie. L'aptitude à la télémétrie (ainsi qu'elle est proposée dans la plus récente génération de télécommandes) apporte une sécurité supplémentaire pour ce qui touche à la portée de la liaison radio, le pilote étant averti quand celle-ci devient trop faible. Le temps de réaction de la transmission est nettement plus bref que précédemment, avec la transmission de durée d'impulsion du «Servopulse».

Les erreurs temporaires de signal sont identifiées via le cryptage numérique des ordres de commande dans le récepteur, puis corrigées ou éliminées, de manière à empêcher tout dysfonctionnement. Les émetteurs tiers sont reconnus par le récepteur, et ignorés.

Les signaux micro-ondes se comportent presque comme la lumière. On ne peut donc voler qu'«à vue». Si, volontairement ou non, le modèle télécommandé passe derrière des bâtiments, des collines ou d'autres obstacles, la puissance des signaux radio est fortement réduite, pouvant même tomber totalement à zéro (mais les réflexions apportent parfois une aide positive). La bande des 2,4 GHz est une bande dite «ISM». Nous devons partager cette bande de fréquences (que nous exploitons totalement avec l'étalement de spectre par saut de fréquence) avec d'autres services de l'industrie, de la science et de la médecine. Ce qui signifie pour nous

qu'en principe, la transmission peut être occupée par d'autres utilisateurs. Les bandes de fréquences peuvent être envahies par des signaux perturbateurs (par exemple, dus à des fours à micro-ondes non étanches, allant jusqu'à 1 kilowatt). Les puissants émetteurs commerciaux, qui n'émettent pas sur la bande ISM, peuvent aussi gêner les récepteurs de télécommandes par la présence de forts champs électromagnétiques. Ceci vaut fondamentalement pour toutes les transmissions radio.

• Défauts sur l'émetteur ou le récepteur propres, ou erreurs de manipulations.
• Utilisateurs tiers sur la bande ISM à 2,4 GHz.
• Présence de forts champs électromagnétiques.
• Mélange de diverses fréquences dans le récepteur.

Toute perturbation possible de la liaison radio de la télécommande doit être prise au sérieux, car elle peut entraîner la chute de notre modèle.

La partie avant des antennes réceptrices est leur partie active. La partie grise ou noire est le blindage (câble coaxial), à partir duquel l'antenne est fabriquée. Le conducteur intérieur (que nous voyons sur environ 3 cm) se compose de 7 fils fins, d'une épaisseur de seulement 0,06 mm (soit un cheveu à peu près). Des pliages multiples

peuvent entraîner une rupture de fils, difficilement visible, au sein de l'enveloppe de polyéthylène. Cette antenne n'a plus de réception dans ce cas, et sur deux antennes, seule une serait encore active. Il pourrait en résulter des «blancs» dans la réception. À l'intérieur du récepteur, le câble est relié via une prise miniature. Ces prises n'ont qu'une résistance limitée à la traction du câble. Si on tire trop fort sur le câble d'antenne, elles peuvent être déconnectées du point de contact sans qu'on puisse le voir à l'œil nu. Si l'on ne veut courir aucun risque d'atténuation d'antennes, celles-ci devraient saillir hors du fuselage du modèle. Les fibres de carbone, le métal et certains pigments colorés absorbent les signaux de haute fréquence. L'époxy en fibres de verre laisse toutefois passer les hautes fréquences.

Pour une qualité de réception optimale, il convient de respecter les recommandations des fabricants: placer les deux antennes selon un angle de 90° et le plus loin possible l'une de

l'autre. Ce n'est pas qu'une question de degré, mais deux antennes orientées en parallèle manquent leur objectif. Le «fail safe» devrait être enclenché sur les modèles à voilure fixe, avec moteur au ralenti dans tous les cas, pour raisons de sécurité.

Toutes les antennes tiges constituent un dipôle de Hertz, dont le rayonnement est émis radialement selon un angle de 90° par rapport à l'axe de la tige. La propagation est minimale dans l'axe de la tige, ce qui peut réduire la portée de plusieurs ordres de grandeur. Ceci illustre aussi pourquoi les deux antennes réceptrices doivent être positionnées à 90° l'une par rapport à l'autre. Il convient donc que l'antenne tige émettrice ne pointe jamais sur le modèle (les modules ne possédant pas d'antenne visible recourent à une antenne patch, qui présente d'autres caractéristiques de rayonnement).

Qui n'a pas aujourd'hui son téléphone portable dans sa veste, même pendant la pratique de l'aéromodélisme? Comme de nombreux terrains de vol se trouvent à l'écart des agglomérations, la réception des téléphones portables y est souvent très faible. S'efforçant de maintenir sa liaison (même hors communication téléphonique), le portable envoie donc des signaux brefs mais très puissants, à intervalles de quelques minutes. Et selon les circonstances, ceux-ci peuvent influer sur nos émetteurs.

Les systèmes Bluetooth et W-LAN utilisent la même bande de fréquences que nos appareillages à 2,4 GHz, les W-LANs étant en outre plus puissants. En cas d'existence de nombreux W-LANs exploités en parallèle (comme tel peut être le cas dans un environnement industriel), ceux-ci peuvent totalement accaparer la bande de transmission se trouvant à disposition, et entraver notre liaison radio avec notre modèle. Plus grand est l'éloignement nous séparant du récepteur, et plus le récepteur se rapproche de l'émetteur tiers, plus grand est le danger de perturbations. De tels appareils tiers devraient être éteints sur le terrain de vol, pour éviter le risque de perturbations propres (même si de tels signaux perturbateurs ne gênent pas l'étalement de spectre par saut de fréquence). Dans notre propre intérêt, nous ne devrions par trop défier la chance.

Présence de forts champs électromagnétiques.

Les émetteurs tiers de très grande puissance peuvent nuire à nos récepteurs, puisque étant à l'origine d'un fort rayonnement électromagnétique. Les émetteurs de radiodiffu-

sion fonctionnent à moins de 1 GHz, mais cependant à des puissances allant de 10 watts à plus de 100 kilowatts. Si notre modèle vient à proximité de tels émetteurs, l'étage d'entrée du récepteur peut être saturé, le signal de la télécommande ne pouvant alors plus être capté ni décodé.

Les installations d'antennes pour téléphones portables présentent également diverses puissances émettrices, variant entre 10 et plus de 1000 watts, les fréquences se situant entre 900 et 2200 MHz. Et le même effet peut survenir.

À l'entrée du récepteur peuvent se former des signaux mixtes résultant de plusieurs signaux émis, pouvant alors tomber dans la bande ISM.

Sur deux terrains d'aéromodélisme ayant connu des perturbations, aucun signal perturbateur à 2,4 GHz n'a pourtant pu être mesuré. Néanmoins, des antennes pour téléphones portables et des installations de radiodiffusion se trouvaient à proximité. Une analyse spectrale a mis en évidence quels signaux, avec quelle intensité de champ, étaient présents au moment de la mesure.

Les signaux mesurés ont été reproduits individuellement au laboratoire, mais aucune perturbation n'a alors pu être constatée sur le récepteur. Le récepteur n'a manifesté «fail safe» que sur réception simultanée de deux signaux tiers.

Il existe deux types caractéristiques de pylônes émetteurs.

L'Office fédéral de la communication (OFCOM) met à disposition, sur Internet, des cartes et données pour consultation.

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Les emplacements des installations émettrices et leurs caractéristiques apparaissent sur la carte. On trouve, pour chaque installation, un tableau présentant les services mis en place et leur puissance rayonnée.

Pour que la réception de notre modèle ne soit pas perturbée, la distance aux installations émettrices doit être la plus grande possible.

• Distance à un émetteur de TV numérique, Rigi Kulm par exemple (112 kW) à la hauteur de l'antenne: > 8 km

• Distance au réémetteur (10 kW): > 2 km
• Distance aux installations GSM (1 kW): > 500 m

Ceci ne doit pas signifier qu'il ne faut pas voler à l'intérieur de telles distances, mais il n'en est pas moins opportun d'identifier d'éventuelles perturbations aussi tôt que possible et de fuir la zone dangereuse.

Les signaux perturbateurs se diffusant en dehors de la bande des 2,4 GHz peuvent être étouffés à l'aide de filtres appropriés. Un filtre possible, ayant été spécialement développé pour les 2,4 GHz, présente une taille de 5 × 3 × 1,5 mm

et peut être intégré dans la ligne d'antenne, sans causer de notables pertes de passage. Il a pu être implémenté par les fabricants de récepteurs à 2,4 GHz.

Il est essentiel de connaître pour une analyse:

• l'instant de la perturbation (le plus précisément possible);
• la direction, la distance et la hauteur de l'apparition de la perturbation;
• quels émetteurs et récepteurs étaient alors en cours d'utilisation.

Pour un terrain de vol où se manifestent des perturbations, il convient de tenir un journal avec toutes indications mentionnées. Ainsi les problèmes pourront-ils être mieux cernés.

Des mesures ciblées à l'aide d'un analyseur spectral peuvent renseigner sur la situation en matière de hautes fréquences, régnant sur le terrain de vol.

Une assistance peut être sollicitée auprès du Ressort Infrastructure de la FSAM.

La nouvelle technique de télécommande des modèles à 2,4 GHz s'est maintenant bien établie, et l'on peut s'y fier sans

réserves. Mais nous devons cependant être conscients que toute technologie, si bonne soit-elle, possède aussi ses limites, ne pouvant être franchies sans conséquences. Quiconque dépasse des limites

physiques s'expose à des risques accrus. Mais quiconque connaît ces limites aura à cœur de s'y tenir.