Procédé de transmission d’informations électriques mettant en œuvre, dans l’espace libre, des ondes radio-électriques de très courtes longueurs.

Le rayonnement des ondes électromagnétiques dans le vide ou dans l’atmosphère est étroitement conditionné par la nature et la géométrie des dispositifs rayonnants (antennes), en étroite association avec la longueur d’onde. Si on prend comme source rayonnante de référence l’antenne omnidirectionnelle ou isotropique qui, en espace libre, émet les ondes de façon rigoureusement identique dans toutes les directions, il est possible de concevoir et de réaliser des systèmes qui modulent le rayonnement dans l’espace ; on peut ainsi obtenir une concentration de l’énergie dans certaines directions.

À puissance totale émise identique, tel système rayonnant pourra envoyer dans une direction déterminée beaucoup plus d’énergie que n’en enverrait l’antenne isotropique de référence. Le gain G d’une antenne relativement à la source de référence est le rapport entre les énergies émises dans une direction déterminée respectivement par l’antenne et par la source isotropique :

S étant la surface du réflecteur, K un coefficient qui dépend de sa forme, λ la longueur d’onde. Les faisceaux hertziens visant à relier deux points par l’intermédiaire d’un faisceau d’ondes électromagnétiques, on aura le plus grand intérêt à concentrer au maximum l’énergie suivant la direction qui les joint. L’angle θ, dans lequel sont concentrés 95 p. 100 de l’énergie, est proportionnel au rapport D étant le diamètre du réflecteur. Plus la longueur d’onde λ est faible et le diamètre D grand, plus l’angle θ est petit et le gain G grand. Cependant, les conditions de propagation atmosphériques, d’une part, les contraintes mécaniques inhérentes aux ouvrages de grand volume, d’autre part, empêchent de réduire la longueur d’onde (minimum, 1,5 cm) et d’accroître les dimensions des antennes (quelques dizaines de mètres).

De l’antenne d’émission, les ondes ultra-courtes sont projetées suivant un faisceau le plus étroit possible jusqu’à l’antenne de réception, qui les collecte pour les mettre en œuvre. Entre les deux stations, deux modes fondamentaux de propagation ont été retenus.

Le premier utilise le mode dit « à visibilité directe » au sens de l’optique. Le parcours doit être non seulement libre de tout obstacle, mais largement dégagé au-dessus du relief du sol afin d’éviter les affaiblissements dus à la diffraction. Ces contraintes obligent à surélever les antennes à l’aide de tours ou de pylônes ; la longueur moyenne des parcours entre deux stations est de l’ordre de 50 km.

Le second utilise le mode de propagation dit « par réflexion » sur les couches de la troposphère à l’altitude d’environ 10 km. Les ondes électromagnétiques utilisent ainsi un miroir naturel en altitude, qui, les renvoyant au sol, permet de leur faire franchir de 100 à 300 km en un seul bond. Ces faisceaux sont souvent dénommés transhorizon.

Les puissances mises en œuvre dans l’un et l’autre mode de propagation sont évidemment très différentes, de l’ordre du watt pour les faisceaux hertziens à visibilité, de l’ordre du kilowatt pour les faisceaux hertziens transhorizon. Le dimensionnement de l’infrastructure et des équipements est, par voie de conséquence, très différent d’un type de faisceau à l’autre. Quoi qu’il en soit, l’affaiblissement de l’onde sur un parcours est considérable, de l’ordre de 10⁸. Si on désire parcourir de grandes distances, il est indispensable d’établir des relais dont le rôle est d’assurer le relais optique, l’amplification des ondes et la sortie des informations. Une liaison complète peut comporter jusqu’à 50 relais, disposés généralement sur les points hauts du territoire.