2,4 GHz: une bénédiction pour le modélisme (2ème partie)

Au printemps 2012, j’ai effectué des vols de mesure sur ces terrains pour déterminer si des perturbations existaient et comment elles se produisaient.

Dans un premier temps, j’ai mesuré toutes les fréquences émises entre 80 et 5000 MHz avec un analyseur de spectre et des antennes à large bande. Ensuite, j’ai débuté des mesures en vol. J’ai procédé de la manière suivante: j’ai utilisé un Easyglider dont j’ai peint les ailes en orange pour bien le visualiser à grande distance (>1 km). J’ai utilisé un récepteur Multiplex avec transmission des données au sol, équipé de filtres passe bande au niveau de l’antenne. De plus, un module GPS m’indiquait toujours la position exacte de l’avion et pouvait décrire les directions de vol. Le failsafe était réglé de sorte que l’avion fasse des vagues aussitôt le failsafe en action. Ces réglages ont été testés en vol en éteignant l’émetteur pendant le vol (ce n’est pas conseillé en vol normal).

Un aide surveillait la qualité de réception qu’indiquait la télémétrie.

Afin de préparer mes vols, j’ai étudié le journal des crashes décrits. Ainsi, je me suis efforcé de reproduire des trajectoires de vols similaires.

Avec l’analyseur de spectre, j’ai d’abord mesuré les signaux disponibles. Un test de portée a confirmé les fonctionnalités de l’émetteur et du planeur. Après le décollage, j’ai amené le planeur à une altitude où un problème avait été signalé. J’ai suivi la direction de vol que j’avais prévue. Je pouvais mesurer la distance avec le GPS. Ainsi, j’ai survolé les points critiques. La qualité de réception était surveillée en permanence et toute variation pouvait être notifiée immédiatement. Comme aucune perturbation ne survenait, j’ai parcouru les mêmes trajectoires mais à des hauteurs différentes. Puis j’ai répété l’opération en augmentant le domaine de vol et détecter d’éventuelles zones à problèmes. Le résultat fut étonnamment positif et aucune perturbation n’a été détectée.

Ensuite, je me suis rapproché de l’antenne de mon émetteur. Je volais de telle manière que si une perturbation était survenue, mon modèle se serait écrasé dans le champ, à cause du vol en vague déclenché par le failsafe. Je me suis rapproché toujours plus de l’antenne jusqu’à une distance de deux envergures. Pour le planeur ou le récepteur: pas d’influence. On a jamais constaté une réduction de la qualité de réception, ni la mise en route du failsafe, ni de perturbations sur les servos. Ces constatations ont été vérifiées au laboratoire où nos mesures ont montrés qu’un émetteur étranger ne peut provoquer à lui-seul des perturbations.

Comme tout fonctionnait correctement, j’ai testé l’influence de l’antenne sur l’émetteur. J’ai incliné l’antenne de façon à ce qu’elle pointe en direction du modèle. La qualité de réception a soudain passée de 100% à 70%. De manière un peu provocatrice, j’ai entouré l’antenne de ma main, ce qui est formellement à éviter selon les modes d’emplois. La qualité de réception s’est alors brusquement péjorée. Il se passe le même phénomène à une moindre mesure lorsqu’une personne se tient près de l’émetteur ou en face.

Ce que je n’ai jamais constaté avec les mesures en vol, étaient les niveaux de perturbation dans la bande ISM. J’ai choisi un jour où on pouvait supposer que des WLAN émettaient à proximité de sites industriels. On ne pouvait mesurer que des signaux WLan à faibles niveaux dont l’intensité du champ ne peut pas perturber un site de vol. Cela ne signifie pas que ça sera toujours le cas.

Une station de radio aéroportue situé à proximité du terrain de vol, à une distance de 1 km émet à 554 MHz avec une puissance de rayonnement de 10 kW. En plus, on trouve des systèmes sans fil installés par les trois opérateurs de téléphonie mobile qui émettent dans l’ordre de grandeur du kilowatt. Les mesures avec l’analyseur de spectre ont confirmé l’intensité du signal avec une précision meilleure que 10%.

La deuxième campagne de mesure s’est déroulée comme la première.

Pour avoir une meilleure vue sur les lieux de perturbation présumés, nous nous sommes placés non pas sur le terrain de vol mais sur une colline le surplombant. Le premier vol a été de nouveau effectué avec l’Easyglider, le récepteur MPX et les filtres passe-bande au niveau de l’antenne. La qualité du signal s’est réduite à 90% puis 80% quelques secondes à une distance de 1 km. Aucune perturbation n’est survenue.

Avant le 2ème vol, les filtres ont été retirés pour voir la différence avec ou sans. A notre étonnement, aucune différence ne fut constatée lors de vols sur des trajectoires identiques.

Les mesures en laboratoire ont montré qu’il pouvait apparaitre sur le récepteur un mélange de signaux pouvant perturber le signal de l'émetteur mais que ces signaux devaient être de plus forte intensité que ceux mesurés sur le terrain.

D'autres mesures en vol, sans filtre, avec décollage de la place de vol ont été effectuées. Lors du dernier vol, on a parcouru tout l'espace de vol sur le terrain pour détecter une éventuelle perturbation. Lors de ce dernier vol, aucune perturbation du signal ni aucun problème sur le modèle ne sont apparus.

Les perturbations constatées ne proviennent vraisemblablement pas de la réception. Sur la 2^ème place de vol, aucune perturbation n'a été signalée lors de la saison 2012.

Sur les deux terrains, on a volé toute la saison sans perturbation. Deux pilotes qui avaient constaté des perturbations ont utilisé des antennes avec des filtres (voir MFS 1/2012) sans constater de problème. De même en supprimant les filtres. Ce qui a conduit une année plus tôt à divers crashes ne s'est pas reproduit. Est-ce que les conseils prodigués dans le MFS/2012 ont porté leurs fruits? Les spectres de fréquences reproduites en laboratoire n'ont pas provoqué de perturbation de réception. Seul une addition de radiodiffusion et de signaux de portables ont perturbés la réception. Mais ceci à des niveaux de signaux élevés.

Les distances minimales aux émetteurs décrits dans le 1^er article peuvent être réduites: (100 kW = 2 km, 10 kW = 0,5 km, 1 kW = 125 m). La prudence est néanmoins requise. On ne doit pas provoquer la chance particulièrement si des personnes se trouvent sous la zone de vol. Les installations radiocommandées de 2,4 GHz sont très hermétiques aux signaux étrangers en dehors de la bande des 2,4 GHz (a été confirmé dans la cellule de tests).

Lorsque des perturbations à large bande couvrent entièrement la bande ISM (plusieurs émissions WLAN high speed, evtl. avec Booster), il peut se produire une interruption temporaire de la transmission de données de l'émission, même avec le saut de fréquences (fréquence hopping).

Les essais ont montré que le signal transmis au récepteur devient plus faible lorsque l'antenne pointe sur le modèle. Un effet fatal survient lorsqu'on recouvre l'antenne avec la main. Cela devrait tout simplement être évité.

Pour la mesure et la surveillance de la bande des 2,4 GHz, lors de manifestations par exemple, le ressort Infrastructure possède un mini-scanner et un software pour l'évaluation des mesures.

Ainsi, le spectre peut être vérifié avec un ordinateur portable, être continuellement surveillée et enregistré. Les signaux parasites peuvent être identifiés et suivis à l'aide d'une antenne directionnelle.

Si une mesure sur un terrain de vol ou lors d'un événement est nécessaire, vous pouvez vous adresser au ressort Infrastructure.  

Ressort Infrastructure de la FSAM, Paul Rudolf (traduction libre T. Ruef)