SHF

La Super Haute Fréquence, ou SHF, fait référence au rayonnement électromagnétique dans la gamme de fréquences de 3 à 30 gigahertz (GHz). Elle se situe entre l'UHF (ultra haute fréquence) en dessous et l'EHF (extrêmement haute fréquence) au-dessus. À ces fréquences, les longueurs d'onde mesurent entre 1 centimètre et 1 millimètre, c'est pourquoi les signaux SHF sont souvent appelés micro-ondes dans les contextes industriels et commerciaux. Le terme est normalisé par l'Union Internationale des Télécommunications (UIT) et apparaît dans les systèmes radar, les communications par satellite et les équipements de chauffage industriels.

En utilisation industrielle pratique, la SHF couvre plusieurs bandes de fréquences critiques. La bande X (8 à 12 GHz) est largement utilisée pour les radars météorologiques et les radars de surveillance. La bande Ku (12 à 18 GHz) domine les communications par satellite. La bande Ka (27 à 40 GHz) gère les liaisons micro-ondes point à point et les liaisons montantes par satellite. Chaque bande a des caractéristiques de propagation distinctes: les signaux SHF pénètrent raisonnablement bien les nuages mais sont affectés par la pluie, la neige et l'humidité atmosphérique. Cela les rend inadaptés aux communications terrestres longue distance mais idéaux pour les applications en visibilité directe et le travail par satellite.

L'équipement SHF nécessite une conception fondamentalement différente de celle des basses fréquences. Les guides d'ondes, plutôt que les câbles coaxiaux, transmettent les signaux car les câbles ordinaires rayonneraient de l'énergie à ces fréquences. Les antennes doivent être relativement petites mais très directionnelles; une antenne parabolique typique pour la réception satellite fonctionne en SHF. Les composants à semi-conducteurs comme les diodes Schottky et les FET à arséniure de gallium gèrent l'amplification et le mélange. Les magnétrons, qui génèrent des SHF par oscillation dans un tube à vide entouré d'un champ magnétique, restent la pièce maîtresse des fours à micro-ondes industriels et des systèmes de chauffage.

Chauffage et mesure industriels

Les systèmes de chauffage industriel par micro-ondes fonctionnent dans les régions de 2,45 GHz et 915 MHz, le 2,45 GHz étant le plus courant dans les environnements domestiques et industriels légers. À ces fréquences, les molécules polaires comme l'eau absorbent efficacement l'énergie. Le chauffage est volumétrique et rapide, ce qui rend la SHF attrayante pour la décongélation, le séchage et le traitement chimique. Cependant, le chauffage SHF souffre d'une distribution d'énergie inégale et d'un potentiel d'amorçage dans la chambre, ce qui limite son utilisation dans certaines applications.

Le radar SHF, fonctionnant sur les bandes X, Ku et Ka, détecte les objets en mesurant le temps de retour et le décalage de fréquence des signaux réfléchis. Les systèmes radar Doppler à ces fréquences distinguent efficacement les cibles mobiles du fouillis stationnaire. Les petites longueurs d'onde permettent une résolution de portée fine, typiquement 10 mètres ou mieux pour les systèmes en bande X. Le radar SHF domine la prévision météorologique, le contrôle du trafic aérien et la navigation maritime en raison de cette combinaison de portée, de résolution et de pénétration météorologique. La principale limitation reste l'atténuation par la pluie: de fortes précipitations peuvent dégrader considérablement les signaux SHF, en particulier à l'extrémité supérieure de la bande.