ULF

ULF signifie Ultra Low Frequency (fréquence ultra basse) et décrit les ondes électromagnétiques dans la bande de 300 hertz à 3000 hertz. À ces fréquences, les longueurs d'onde s'étendent de 100 kilomètres à environ 100 kilomètres, faisant de l'ULF l'une des bandes radio à plus longue longueur d'onde en utilisation pratique. La longueur extrême de ces ondes confère à l'ULF des propriétés de propagation uniques qui la rendent précieuse là où d'autres fréquences échouent.

L'avantage décisif de l'ULF est sa capacité à pénétrer l'eau de mer et la terre. Les ondes radio aux fréquences VHF et supérieures sont rapidement absorbées par les milieux conducteurs, mais les ondes ULF peuvent parcourir des distances substantielles à travers l'eau salée avec une atténuation acceptable. Cette pénétration est la raison pour laquelle l'ULF est devenu le moyen établi de communiquer avec les sous-marins et les engins sous-marins qui ne peuvent pas faire surface pour recevoir la radio standard. Les marines militaires du monde entier exploitent des sites émetteurs ULF à cette fin, certaines installations utilisant des réseaux d'antennes de plusieurs kilomètres d'étendue pour générer la puissance de signal nécessaire.

En dehors des applications militaires, l'ULF connaît une utilisation commerciale limitée. La bande est encombrée par des phénomènes naturels : la foudre, les orages géomagnétiques et le champ magnétique terrestre génèrent tous du bruit dans la gamme ULF. L'extraction d'un signal significatif nécessite un filtrage sophistiqué et souvent de très longs temps d'intégration. Les débits de données sont par conséquent lents, généralement de l'ordre de quelques bits par seconde. Un sous-marin ne peut pas émettre en ULF, seulement recevoir ; les exigences extrêmes en matière d'antenne pour la génération ULF rendent la transmission embarquée impraticable.

La terminologie reflète la progression historique de la classification radio. Le terme « ultra basse fréquence » est apparu à mesure que l'ingénierie radio progressait vers des bandes de fréquences de plus en plus élevées. Ce qui était considéré comme « ultra bas » au milieu du XXe siècle reflétait la frontière de l'ingénierie radio pratique ; des bandes de fréquences inférieures avaient déjà été désignées ELF (Extremely Low Frequency, en dessous de 300 hertz) et VLF (Very Low Frequency, de 3 à 30 kilohertz). Ces bandes de fréquences s'empilent dans une hiérarchie rationnelle qui persiste dans les normes modernes.

Les sites émetteurs ULF sont généralement situés à l'intérieur des terres, loin des zones urbaines, afin de minimiser le bruit électrique et de réduire l'empreinte infrastructurelle des énormes antennes requises. Les niveaux de puissance d'émission atteignent la gamme des mégawatts pour une communication sous-marine efficace à des distances intercontinentales. La basse fréquence signifie des débits de manipulation lents et de longues périodes de symboles, de sorte qu'une conversation bidirectionnelle en temps réel via ULF n'est pas réalisable ; la communication est nécessairement unidirectionnelle et formatée en messages codés brefs ou en signaux d'alerte.