Signaux directs et échos

Tout comme la lumière, une onde radio peut se réfléchir sur un objet qui se comporte alors comme un miroir plus ou moins parfait. A la différence de l'oeil qui distingue généralement la source de lumière de l'image réfléchie de ladite source, un récepteur muni d'une antenne même très performante sur le plan du gain et de la directivité aura beaucoup de difficultés pour faire cette distinction.

Un cas pratique

La carte ci-contre montre une vallée située en bordure d'un massif montagneux (en vert). Une balise émet depuis le point B un signal qui se réfléchit sur le relief. Sa puissance est de quelques centaines de milliwatts et son antenne est polarisée verticalement (fouet 1/4 d'onde).
Entre a et b : la balise est entendue faiblement en direction du point B'. Le signal est plus fort en polarisation horizontale, la direction du signal est assez nette en direction de B'.
Au point c : le signal direct commence à être audible mais les échos sur les montagnes très proches sont nombreux. Il est très difficicile de faire un relevé, les signaux viennent de partout et en bougeant de quelques dizaines de mètres des directions contradictoires peuvent être relevées.
Entre d et e : le signal direct est plus fort que les réflexions, surtout en polarisation verticale, sa direction est constante tandis que celles des échos varie en permanence.
- Voir ratissage.

Particularités du signal direct

Comme une source lumineuse que l'on perçoit directement, une balise qu'aucun obstacle ne dissimule est "visible" par le récepteur et l'antenne directive.
La direction du signal est généralement nette et ne varie guère entre deux points de relevés proches.
Le niveau est relativement stable mais peut subir des affaiblissements ou des renforcements en cas de réflexions (voir plus loin).
La polarisation n'est pratiquement pas modifiée : si la balise rayonne avec un 1/4 d'onde vertical, une antenne yagi (ou un fouet placé sur le toit d'une voiture) recevra ce signal direct plus fort avec son élément radiateur vertical que s'il était horizontal.

Particularités du signal réfléchi

Contrairement à la lumière pour laquelle existe des miroirs parfaits, les ondes radio ont rarement l'occasion de se réfléchir sur des obstacles suffisamment grands et plans pour donner une "image" nette des signaux émis par un émetteur.
La direction du signal est floue et deux ou plusieurs directions peuvent être déterminées. Ces mesures peuvent varier énormément en se déplaçant de quelques centaines de mètres (voire de quelques mètres ! )
Le niveau du signal varie souvent dans de fortes proportions pour une même direction entre deux points de relevés distants de quelques dizaines de mètres.
La polarisation du signal reçu est quelconque mais le signal est généralement plus fort en polarisation horizontale.
Exemple : sur la figure ci-contre sont représentés le diagramme de la force du signal de la balise B dans chaque direction. En
rouge depuis un point A et en bleu depuis un point A' distant de quelques centaines de mètres du point A. Le seul maximum qui soit constant est celui du signal direct.

Combinaison de signaux direct et réfléchi

Selon que le signal direct et le signal réfléchi arrivent en phase ou non sur l'antenne il se renforcent ou s'affaiblissent. Si la valeur du déphasage n'est pas constante parce que la source du signal ou la station réceptrice se déplacent, le niveau du signal varie de façon régulière : c'est une des formes du QSB ou fading. Voir aussi l'influence du relief sur le signal.