VLF

La très basse fréquence, ou TBF, décrit le rayonnement électromagnétique dans la bande de 3 kHz à 30 kHz. À ces longueurs d'onde, d'environ 10 kilomètres à 100 kilomètres, les ondes radio se propagent de manière très différente des fréquences plus élevées. Elles voyagent sous forme d'ondes de sol qui suivent la surface de la Terre et peuvent pénétrer l'eau de mer à de faibles profondeurs, ce qui les rend précieuses pour des applications industrielles et de communication spécifiques où la radio conventionnelle échouerait.

L'utilisation industrielle principale de la TBF est la communication sous-marine. Les opérations sous-marines militaires et commerciales s'appuient sur des émetteurs TBF pour atteindre les navires immergés, car la basse fréquence pénètre l'eau salée là où les fréquences plus élevées sont absorbées presque immédiatement. Les services maritimes civils et certaines opérations de recherche utilisent la TBF pour la synchronisation horaire et les signaux de navigation. Les grandes longueurs d'onde signifient également que les antennes TBF peuvent être plus petites par rapport à la longueur d'onde que celles requises pour des bandes de fréquences encore plus basses, bien qu'elles restent des structures substantielles, souvent de plusieurs centaines de mètres de haut.

Défis de propagation et d'interférence

Les signaux TBF se réfractent dans l'ionosphère et peuvent se propager autour de la Terre par de multiples chemins, ce qui crée à la fois des avantages et des complications. Un seul émetteur TBF peut couvrir des distances continentales ou océaniques, mais cette même propriété signifie que les interférences provenant de sources éloignées sont courantes. Les tempêtes géomagnétiques et l'activité solaire perturbent la propagation TBF, c'est pourquoi les réseaux de surveillance TBF sont utilisés pour étudier la météorologie spatiale. Les systèmes d'alimentation industrielle fonctionnant à 50 Hz et 60 Hz peuvent rayonner du bruit TBF qui dégrade la réception des signaux faibles.

La TBF est également utilisée dans la détection de métaux et les levés géophysiques. La basse fréquence pénètre le sol et la roche avec une atténuation gérable, permettant la détection d'objets métalliques enfouis et la cartographie de la conductivité souterraine. Les routines de prospection géologique et de détection d'engins non explosés emploient des systèmes TBF pour cette raison. La bande de fréquences se situe entre les effets de transmission de puissance à très basse fréquence (TBF) et les communications à haute fréquence, ce qui en fait un outil pratique là où aucun des extrêmes n'est adapté.

L'équipement industriel qui génère des signaux TBF nécessite des alimentations substantielles et un réglage minutieux de l'antenne. L'efficacité est modeste car le désaccord de longueur d'onde entre la génération et la propagation en espace libre signifie que les pertes résistives dans l'émetteur lui-même sont importantes. Le travail moderne en TBF implique souvent le traitement numérique du signal pour améliorer les rapports signal/bruit et extraire des données faibles d'environnements bruyants.