Polarisation

Polarisation et contre-polarisation

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Lors de l'émission par le satellite, les ondes électromagnétiques sont polarisées "verticalement" ou "horizontalement". Disons qu'elles oscillent dans un plan horizontal ou vertical. Il existe également des polarisations circulaires moins utilisées

La figure ci-contre illustre les deux types de polarisation, verticale et horizontale

En réception hertzienne on retrouve aussi ce phénomène de polarisation. La plupart des "râteaux" que l'on voit sur les toits sont horizontaux. La grande majorité des émetteurs terrestres ont une polarisation horizontale. Dans certaines conditions difficiles (risques d'interférences), quelques émetteurs sont polarisés verticalement. Les râteaux captant ces émetteurs sont alors placés verticalement.

En satellite, où la densité d'onde porteuse est importante, on utilise les deux polarisations en alternance. Pour une fréquence X polarisée horizontalement, la fréquence Y, immédiatement supérieure, le sera en vertical. La fréquence immédiatement supérieure à la fréquence Y sera de nouveau en horizontale.

Ce graphisme représente quelques porteuses d'un satellite Astra.

On voit que dans un même plan, ces porteuses sont espacées de 30 MHz environs.

Les porteuses d'un plan viennent se loger à un écart de 15 Mhz des porteuses adjacentes de l'autre plan.

La largeur d'un "canal" sur Astra est de l'ordre de 30Mhz. Sur d'autres satellites il peut être moins ou plus (36 Mhz sur Télécom par exemple).

De même les notions "d'horizontalité" et "de verticalité" sont relatives. Certains préfèrent les termes de "polarisation en x ou en y".

Pour illustrer cette "relativité" on prend l'exemple suivant:
Un habitant de Laval près du Mans veut pointer sa parabole sur le satellite THOR2 situé à 1° Ouest. Un habitant d'Ajaccio en Corse et un de Bucarest en Roumanie veulent faire de même.

Laval est à environs 1° Ouest de longitude. La personne verra donc THOR2 "plein sud". Sa tête de réception devra être rigoureusement verticale.
Pour Ajaccio l'inclinaison de la tête devra être d'environs 11°. L'habitant de Bucarest, lui, devra incliner la tête de 25°.

Le problème est identique pour une personne, en un lieu donné, désirant recevoir plusieurs satellites. La seule coïncidence entre la verticalité de la tête de réception et la "verticalité" de l'onde émise par un satellite sera pour un satellite situé à la même longitude que le lieu de réception (plein sud géographique).

Le schéma ci-dessus illustre la façon dont on "voit" les polarisations "horizontale" et "verticale" pour trois satellites en un lieu donné.
La tête devra être verticale pour le satellite situé plein sud, inclinée en A pour le satellite situé à l'Est, et inclinée en B pour celui situé à l'Ouest.

Conséquences d'une mauvaise polarisation:

Une mauvaise polarisation entraîne une chute du niveau reçu (donc une augmentation du bruit), et, plus grave, des interférences avec les porteuses adjacentes. En analogique ce phénomène est plus gênant que dramatique. En numérique, les conséquences sont plus importantes et provoquent des mosaïques, des gels d'image ou même des coupures complètes.

L'animation suivante représente le spectre de fréquence tel qu'on peut l'observer sur un analyseur de spectre en fonction de la position de la tête. (Il s'agit ici de porteuses analogiques)

On constate que lorsque la position de la tête n'est pas parfaitement réglée, une partie plus ou moins importante des porteuses de la polarité complémentaire devient recevable.

Dans le cas extrême (inclinaison à 45°) les porteuses horizontales et verticales sont reçues avec le même niveau et sont, de plus, fortement atténuées. Pratiquement aucune réception correcte n'est possible dans ce cas là.

En numérique, l'énergie n'est plus concentrée dans la porteuse, mais dispersée sur l'ensemble du canal. A l'analyseur, les spectres numériques sont plus petit en niveau et plus "maousse costaud".

Dans le cas présent les flux numériques des porteuses horizontales (gris) viennent perturber les flux des porteuses verticales (jaune). Il y a de grandes chances pour que le système de correction d'erreurs ne puisse pas toujours compenser ces perturbations.

L'exemple typique, sur le mediasat de Canal Sat, est un niveau reçu correct (4 par exemple) et un barre graphe orange ou rouge.