Introduction

Cet article vous propose de découvrir mon dernier développement informatique, au service des radioamateurs qui aiment le DX, les contacts à longues distances. J’ai choisi de baptiser cette application HamDXMap. Cet article a donc pour objet de présenter ce que HamDXMap va pouvoir apporter aux amateurs de contacts à longues distances (les DXers) ainsi ce que je sais (et réussi à comprendre) des notions de propagations des ondes décamétriques. Présentation de HamDXMap, une carte en temps réel de la propagation

HamDXMap est une application web, dont l’interface de l’application est en anglais, pour répondre au plus grand nombre. Elle permet de représenter la carte du monde, en trois dimensions ou en plan (carte) et qui vous aide à connaitre en temps réel si une liaison entre deux stations est possible, ou envisageable sur une fréquence donnée, et au moment même où vous consultez l’application HamDXMap. Cela est rendu possible grâce aux valeurs de MUF et foF2.

Avant de présenter l’application HamDXMap en elle-même, démystifions dans un premier temps ces sigles que sont MUF et foF2.

MUF et foF2, qu’est-ce donc ?

La MUF (Maximum Usable Frequency) est la fréquence maximale utilisable pour réaliser une transmission radio à longue distance. Elle correspond à la fréquence radio la plus haute qui peut être utilisée pour la réalisation une transmission entre deux points en faisant rebondir une onde incidente sur l’ionosphère, à un moment précis et indépendamment de la puissance d’émission.

Dans les communications radio, l’une des principales méthodes de propagation à longue distance consiste à faire réfléchir (refléter) les ondes radio sur les couches ionisées de l’atmosphère pour qu’elles reviennent en diagonale vers la Terre. Ainsi, les ondes radio peuvent voyager au-delà de l’horizon, autour de la courbure de la Terre. Cependant, l’indice de réfraction de l’ionosphère diminue avec l’augmentation de la fréquence, il existe donc une limite supérieure à la fréquence qui peut être utilisée. Au-dessus de cette fréquence, les ondes radio ne sont pas réfléchies par l’ionosphère? mais sont transmises à travers elle dans l’espace.

L’ionisation de l’atmosphère varie en fonction de l’heure de la journée et de la saison, ainsi que des conditions solaires, de sorte que la limite supérieure de fréquence pour la communication par onde de ciel varie chaque heure.

Le sigle foF2 désigne la fréquence critique de réflexion sur la couche F2, comprenez qu’il s’agit de la fréquence limite à laquelle ou au-dessous de laquelle l’onde est réfléchie par la couche ionosphérique et au-dessus de laquelle elle traverse cette couche. En dessous de cette limite, le contact à longue distance n’est pas possible.

Mais alors, avec un angle d’incidence (cette fois-ci) vertical, c’est alors la fréquence limite à laquelle ou au-dessous de laquelle l’onde est réfléchie par la couche ionosphérique et au-dessous de laquelle elle traverse cette couche. Sous cette limite, les contacts locaux (NVIS : Near Vertical Incidence Skywave / onde radio ionosphérique à incidence quasi verticale) sont donc facilités.

Pour ceux qui ne sont pas familiarisés avec les notions physiques de la propagation des ondes en HF, je vous invites à visionner cette vidéo de 20 minutes réalisée par KO4LZ (en langue anglaise).
Elle explique les indices de propagations, l’angle d’incident, l’ionisation, les couches de réfractions et réflexions, MUF et LUF, fréquence critique, l’activité solaire …

La carte MUF et foF2 temps réel sur HamDXMap

Les deux cartes intégrées (MUF et foF2) à HamDXMap sont générées et mises à disposition par Andrew KC2G qui a développé et maintient un incroyable outil de prévision de la propagation ionosphérique pour les bandes HF. Le résultat est assuré en exploitant le modèle physique IRI 2020 , de l’International Reference Ionosphere, avec les données temps réel de sondeurs de l’ionosphères du GIRO et de méthode d’interpolation Gaussien.

Les données des sondes sont agrégées par le GIRO (Global Ionosphere Radio observatory – Observatoire radio de l’ionosphère mondiale) et NOAA.

Les cartes (MUF et foF2) sont mises à jour toutes les 15 minutes, et automatiquement affichées sur HamDXMap (sans que vous ailliez bien-sûr à recharger votre page internet).

Andrew KC2G explique qu’il n’y a qu’un nombre limité d’ionosondes dans le monde qui effectuent des mesures. La majorité des sondes sont lancées depuis quelques zones du monde plutôt denses et laissent ainsi de vastes zones éloignées de mesures par sondes. C’est pour cela que la carte est générée par interpolation et qu’elle peut, malgré les efforts d’optimisation de l’algorithme, fournir aussi dans ces zones géographiques quelquefois des données incohérentes ou erronées.

Notez que sur les cartes MUF, les chiffres inscrits à l’intérieur des pastilles de couleur sur les cartes MUF et foF2 sont des données réellement mesurées en mégahertz, et donc plutôt très fiables.

Pour ceux qui souhaitent en savoir davantage sur l’application et le développement Open Source de Andrew, vous trouverez de l’information dans un document en anglais qu’il a écrit au sujet de son outil de prédiction de la propagation HF.

• 20210320_1700z-Andrew_Rodland_KC2G_Developping Open-Souece HF Propagation Prediction Tool

L’utilisation de l’application de propagation MUF foF2 HamDXMap

Pour utiliser l’application HamDXMap, vous avez juste à visiter avec votre navigateur le site https://dxmap.f5uii.net. L’application est accessible depuis un ordinateur, mais également de façon optimisée pour les équipements mobiles tels que tablettes et smartphones (Android, iOS ou autre système).

L’écran se compose de 3 zones interactives :

• La carte centrale avec les points représentant les stations d’émissions (en rouge) et réception (en bleu)
• Le menu principal de commande avec quelques boutons de réglages ( à gauche, sur smartphone replié par défaut). Au survol des points d’interrogations, des bulles s’affichent et vous donnent des informations sur la fonction survolée.
• Le panneau d’information positionné en bas à droite et qui propose plusieurs onglets.

Le menu principal de HamDXMap

Le menu est affiché à gauche de votre PC ou, depuis un smartphone, il s’ouvre à l’appel du bouton menu. Voyons ce que le menu propose.

Vous trouvez tout d’abord le commutateur qui permet d’afficher la carte MUF ou bien la carte foF2. En commutant le bouton, vous affichez soit l’une ou l’autre des cartes temps réel MUF, ou foF2.

Le bouton Aurora vous permet d’afficher l’activité géomagnétique autour des pôles. Les aurores boréales, en fonction de leur intensité, vont affecter les liaisons radio qui transitent par ces régions. La légende de couleur vous renseigne sur l’intensité relative de l’aurore boréale (visible au survol du point d’interrogation – aide).

Le bouton Sun permet d’ajouter ou masquer une représentation du soleil sur la carte, à la position du soleil (lieu où le soleil est à la verticale de la surface du globe). En cliquant sur le soleil lui-même, une représentation de celui-ci en temps réel vous est proposée, grâce à la source du SDO (Solar Dynamics Observatory).

Avec le sélecteur, vous avez le choix entre 4 projections et une représentation 3D sous forme de globe :

• Mercator (une projection cylindrique) https://fr.wikipedia.org/wiki/Projection_de_Mercator
• Equal Earth (une projection pseudo-cylindrique inventée en 2018 – wiki fr https://fr.wikipedia.org/wiki/Projection_Equal_Earth wiki en
• Equirectangulaire
• Projection terre naturelle, proposée en 2012 https://fr.wikipedia.org/wiki/Natural_Earth_projection
• Et le Globe terrestre en 3D.

Au sujet de la représentation des Aurores boréales

A certaines occasions, le soleil génère des flux importants de particules à faible énergie ou lors d’éjection de masse coronale des tempêtes géomatiques, et qui lorsqu’elles atteignent la terre vont se focaliser aux pôles et entrer dans l’atmosphère. Des aurores boréales vont alors pouvoir être observées sous ces latitudes. Côté radio, pendant ces heures d’activités, possiblement plusieurs jours durant, la couche D d’absorption va être active et va donc bloquer les ondes HF transitant aux pôles.

Les indices guides de la propagation

Dans la bas du menu principal, vous avez les principaux index qui permettent d’appréhender les conditions de propagations HF du moment, l’indice du flux solaire (SFI) ainsi que les indices K et A d’activités géomagnétiques terrestres, indicateurs des perturbations du champ magnétique terrestre (K et A).

Les cartes de zones CQ et ITU

L’application HamDXMap permet d’afficher les cartes WAZ – CQ et ITU. Bien sûr une seule n’est affichée à la fois. Utiliser les petits commutateurs pour choisir l’une ou l’autre, en fonction de votre besoin.

Le menu de paramétrages

Depuis la release N°3, l’application propose dans le menu deux sous menus permettant de consigner des paramètres de fonctionnement.

Dans le menu général, pour l’heure vous pouvez poser votre indicatif, qui permettra d’autres fonctions ultérieures, et au même endroit vous pouvez dévalider l’automatisme d’affichage de popup à la recherche d’indicatif.

Rebonds des ondes

Le menu de paramétrage est dédié aux rebonds des ondes. HamDXMap permet de représenter les zones de rebonds des ondes qui se déterminent par rapport aux données réglables par l’utilisateur :

• L’altimétrie de la couche ionisée
• L’angle de départ de l’antenne émettrice

En glissant les curseurs de réglage, vous constaterez directement l’évolution de la portée de votre rebond. Il s’agit bien sûr d’une approche théorique qui ne prend pas en compte des non homogénéités des régions ionisées pouvant amener des réflexions dissymétriques, de phénomènes de fading, entre autres…

Sur la carte, les rebonds sont représentés par des cercles dont le diamètre est déterminé par l’angle d’ouverture horizontal de l’antenne, ce qui peut vous aider à déterminer ce que l’angle de directivité de votre antenne représente en largeur de faisceau sur la carte.

Je vous invite à ne pas mal interpréter cette représentation bidimensionnelle : des contacts sont évidemment toujours possibles en dehors des cercles de rebond représentés !

Naviguer sur HamDXMap

La navigation est quelque peu différente si vous utilisez un ordinateur, une tablette ou un smartphone, mais reste tout à fait standard :

Sur la carte zoomer ou dézoomer :

• • avec la molette de votre souris, ou en double cliquant sur la carte
  • au clavier avec + (plus) ou = (égal) et – (moins)
  • sur smartphone ou tablette, en rapprochant /écartant deux doigts sur la carte, ou double-clic sur la carte.

En vous rapprochant de la surface de la terre, les couches MUF / foF2 vont s’effacer pour faire apparaître le détail de la géographie.

Les deux repères rouge et bleu qui représentent la station émettrice et la station réceptrice se déplacent directement par drag and drop. Le trajet radio est automatiquement affiché entre les deux repères. Le tracé rouge est le tracé le plus court et le plus direct entre les deux points, appelé trajet Short Path. A l’opposé, le trajet en pointillé est le trajet qui en le cheminement direct le plus long, appelé trajet Long Path. Sur le trajet vous constaté un point rouge et un point bleu. Il s’agit des points opposés aux deux marqueurs, les antipodes des stations TX et RX.

Lorsque vous cliquez sur un pays ou une zone que vous voyez entourée légèrement, vous allez faire apparaître les informations de la contrée DXCC ciblée.

La zone d’informations temps réel

En bas de l’écran se trouve le panneau d’informations sur les stations et conditions HF. Vous y trouvez plusieurs onglets.

L’onglet premier (onglet Stations) est consacré à la géographie, avec le positionnement des deux stations. La station d’émission (logiquement votre station) est le marqueur rouge, et la station distante est le marqueur bleu. Voyons les possibilités offertes pour déplacer les curseurs, éléments de bases avant d’analyser le « profil » de propagation entre ces deux points du globe :

• Comme indiqué, vous pouvez déplacer à la souris (au doigt sur les smartphones), les curseurs.
• Pour placer le curseur bleu sur la carte, sur un pays DXCC, vous pouvez opérer par un clic sur la carte. Un popup s’ouvre alors pour vous présenter le pays (avec nom de la contrée, zone CQ, ITU). Un bouton Set RX vous permet d’affecter à cet endroit le marqueur bleu. (Un clic au milieu d’un océan en zone internationale n’affiche pas de popup, ciblé bien une zone déterminée DXCC)
• Dans le panneau d’information, vous retrouvez à côté des positions Latitude et Longitude (valeurs décimales) le carré locator (Maidenhead Locator System – Vous ne connaissez pas la ville de Maidenhead ?) sous la forme de 6 caractères alphanumériques. Cette zone est modifiable directement par l’utilisateur. Saisissez un carré locator dans l’une des zones, et le marqueur correspondant sera positionné sur la carte (Astuce : Pas besoin de faire de saisir Entrée au clavier).

Sur les deux premières lignes du premier onglet, vous trouvez les positions des deux stations. Sur la troisième ligne, vous trouvez deux valeurs de distances qui séparent les deux stations. La première est la distance la plus courte qui correspondait au chemin radio court (short path), que l’on retrouve appelé SP. A droite, la distance est celle du chemin le plus long passant (long path, appelé en court LP).

La quatrième ligne indique la direction d’antenne entre les deux stations. La première valeur est la direction depuis la station TX (rouge, vous) vers la station RX (bleu) suivant le cheminement court (SP).

Le bargraphe Soleil

En bas de l’onglet Stations, vous avez une représentation de l’exposition au soleil des deux stations. Cette représentation permet de déterminer rapidement si les stations sont dans la nuit ou en journée, en matinée, en après-midi. Vous savez sûrement que des phénomènes particulièrement propices à la propagation se passent aux moments des passages jour/nuit (grayline). La première ligne est consacrée à la station XT, la seconde à la station RX. Voyons comment lire ce bargraphe du soleil sur les deux stations.

• De gauche à droite, sur l’axe des abscisses, les 24 heures UTC de la journée.
• La ligne rouge (l’aiguille) représente le moment présent.
• Les rectangles jaunes sont l’éclairement de la journée. Un pointillé au milieu du rectangle représente le milieu de la journée de la station.

La saisie des indicatifs directement

Vous entendez un indicatif, et vous ne reconnaissez pas de quelle contrée il s’agit. HamDXMap peut vous aider à positionner le DX entendu très simplement.

HamDXMap permet de positionner une station sur la carte très aisément. Il suffit de saisir l’indicatif de la station dans le panneau bas, sur le premier onglet, dans l’un des deux champs CALL. Les indicatifs temporaires sont identifiés également durant le temps des activités, grâce à la base de règles que tient à jour AD1C. Jim réalise un travail de qualité pour maintenir à jour cette base et publie celle-ci mise à jour deux à quatre fois par mois (Merci Jim pour ce fabuleux service à la communauté).

La précision de positionnement répond pour certains pays à des règles de composition du préfixe radioamateur. HamDXMap est donc généralement assez précis en positionnement, mais l’est encore plus lorsque l’indicatif est reconnu comme étant un utilisateur de DX-Cluster. En effet, les utilisateurs de DX-Cluster ont la possibilité d’y enregistrer leur Locator (Maidenhead). Je vous invite donc à passer sur un cluster et vous y enregistrer (voir commande Set/QTh).

Les courbes de fréquences MUF et foF2

Dans le panneau, vous trouvez deux onglets dont les fonctionnements sont identiques. L’un est consacré au chemin court (SP) et l’autre onglet l’est pour le chemin long (LP).

En cliquant sur ces onglets, vous afficherez un graphique qui montre l’évolution de la MUF et foF2 le long du parcours entre les deux stations radio. Sur l’axe horizontal des abscisses, vous lisez la distance en kilomètres, et sur l’axe vertical la fréquence de MUF et foF2 en mégahertz.

On peut considérer que les contacts à longues distances sont réalisables sur une plage de fréquence déterminée entre la fréquence maximum de foF2 et la fréquence minimale de MUF rencontrées sur tout le parcours. Je rappelle qu’il s’agit de limite théorique, et qu’il est possible dans la réalité que vous puissiez rencontrer des cas de figure de contact réalisable non présenté par la théorie des cartes proposées par KC2G et HamDXMap.

Sur l’onglet SP ou LP directement, vous trouvez une synthèse :

Le chemin ✔️ est utilisable pour le contact longue distance, ⭕️ indique un chemin médiocre, qui ne convient pas à priori. Le nombre qui suit la coche est le nombre de mégahertz de la plage possible pour établir un contact entre les deux marqueurs, deux stations. Cela permet à l’utilisateur, sans devoir cliquer sur l’onglet pour voir la courbe, de se faire une idée en un coup d’œil si un contact semble possible en SP ou en LP. Je rappelle, que les courbes sont extraites des cartes MUF et foF2 sont des éléments extrapolés, et qu’il peut y avoir des écarts entre ces éléments théoriques et la réalité constatée de propagation.

Onglet de synthèses d’activités des bandes de fréquences

Le dernier onglet est l’onglet de synthèses des bandes de fréquences radioamateurs. HamDXMap propose ainsi une synthèse des bandes qui peuvent à priori être utilisées pour réaliser une liaison entre les deux points, aussi bien en Long Path qu’en Short Path. Le symbole point d’interrogation, est affiché lorsque la limite théorique est à moins d’un mégahertz de limite de la bande d’amateurs.

Imprimer votre carte

Que cela soit pour en faire une carte murale des zones CQ dans votre shack ou mémoriser les conditions dans lesquelles un contact exceptionnel pour vous a été réalisé, HamDXMap permet de faire deux types d’impression PDF :

• La carte en pleine page au format paysage
• Une page d’information reprenant toutes les informations de positionnement des stations

La fenêtre de paramétrage de l’impression vous propose le choix du format de page, mais également de supprimer un ou les deux marqueurs de positionnement des stations.

 

Conclusion

Le but de cet article était de faire un recueil et guide des nombreuses fonctionnalités proposées à ce jour, de HamDXMAP, les fonctionnalités vont certainement encore évoluer et s’enrichir, ainsi que d’expliquer quelques notions de propagations.

D’autres fonctionnalités à venir ?

Oui, les idées ne manquent pas (le temps disponible pour les mettre aux points par contre…).

• La fonction d’affichage sur HamDXMap des contacts saisis (ou en cours de saisie) dans un carnet de trafic. Cela permet de localiser directement la station distante sur la carte sans avoir à ressaisir l’indicatif en plus du logiciel de log. Le choix a été fait de réaliser le développement avec Win-Test, logiciel très complet. Une passerelle est en cours de développement et assurera la transmission temps réel depuis Win-Test à HamDXMap. Les premiers essais sont prometteurs tel que vous pouvez le constater sur mon post Twitter. Pour les développeurs, l’interface d’entrée est du JSON communiquant en WebSocket. Une documentation API sera publiée afin que d’autres logiciels puissent être interfacés.
• Sur une proposition de José CT1BOH, HamDXMap pourrait historiser les surfaces MUF et foF2 occupés par les différentes bandes de fréquences. Cela permettrait de constituer un indicateur de l’état de la propagation, comparativement aux historiques…

Comment puis-je collaborer au projet ?

Vous trouvez le projet intéressant et vous souhaitez donner un coup de main, alors n’hésitez pas à faire connaître HamDXMap autour de vous.

• Vous êtes invitée à publier un lien vers HamDXMap sur votre page QRZ.com ou votre site web personnel ou de radio-club. Pour cela, je vous ai préparé une page de codes sources à copier/coller : Logo et guide de liens HTML
• Vous êtes invités à proposer des idées d’amélioration ou d’enrichissement de fonctionnalités de HamDXMap sur cette plateforme de Feedback. Si vous détectez un bug, c’est également à cet endroit que vous pouvez le signaler.
• Vous pouvez également participer aux frais d’hébergement du site en m’offrant un café de temps en temps, ou mensuellement d’ailleurs. Sur cette plateforme sont publiées les mises à jour et les nouveautés de HamDXMap. Vous serez automatiquement avertis des évolutions en tant que follower : https://ko-fi.com/f5uii

Remerciements

C’est à nouveau l’occasion de remercier Andrew KC2G pour son développement magnifique des cartes MUF foF2. Son projet est un travail magnifique qu’il continue d’améliorer toujours. Merci Andrew.

Je remercie également les différences sources qui enrichissent HamDXMap:

• Jim AD1C pour la base des préfixes de contrées DXCC
• Laurent F6FVY pour la mise à jour régulière des indicatifs et leurs locators
• NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration pour les prévisions d’aurore boréale, les indexes de flux solaires et géomagnétiques
• Pour les illustrations dynamiques des pays, Pixabay
• Egalement, pour les supports de communication, les ressources de Pexels.

Je vous souhaite une bonne découverte, un bon usage au quotidien de 🌎HamDXMap !