Après avoir découvert les différents types d’orbites sur lesquels sont placés les satellites, nous allons nous pencher sur les différentes bandes de fréquences utilisées par ces derniers. Rappelons avant comment est répartie le spectre radioélectrique (à ouvrir en grand pour mieux y voir).

J’ai mis quelques exemples d’utilisation pour mieux s’y retrouver.
Pour répondre à des besoins plus spécifiques d’ingénierie, ont été mis en place des sous-bandes qui sont très utilisées pour les communications satellites. C’est sûr ces dernières que l’on va se pencher dans ce cours.

Bandes spécialisées

Voici comment ont été réparties ces fameuses bandes qui commencent dans les ondes UHF jusque dans les EHF.

Bande L

La bande L est comprise entre 1GHZ et 2GHz dans les ondes UHF. Elle est très utilisée pour les systèmes de positionnement par satellites (GNSS) comme le célèbre GPS américain ou encore le Galileo européen. On va aussi retrouver des satellites météorologiques comme les NOAA, METEOR, GOES et bien d’autres ! Oui les NOAA et METEOR émettent aussi dans les VHF sur les fréquences 137MHz mais pas que, tout dépend du type d’information qu’ils envoient.
Ces ondes ont l’avantage d’être très résistantes aux conditions atmosphériques comme la pluie. En contrepartie, elles ne sont pas faites pour transporter de grandes quantités de données du à leur faible bande passante.

Bande S

La bande S est comprise en 2GHZ et 4GHz à moitié dans les ondes UHF et SHF. On y retrouve à nouveau des satellites météorologiques comme les NOAA, ou les DMSP (Defense Meterorological Satellite Program). On a aussi des satellites d’observation du Soleil comme Hinode (Solar-B). Ou encore, les communications audios avec la Station Spatiale Internationale (ISS).
Bref, cette bande est aussi résistante aux conditions météos mais reste adapatée pour des communications ne nécessitant pas trop de bande passante.

Bande C

La bande C est comprise entre 4GHZ et 8GHz dans les ondes SHF. Cette bande est très utilisée pour la télévision par satellite, surtout dans les climats pluvieux. On peut citer le premier satellite de télécommunications Early Bird d’Intelsat ou certains anciens Hot Bird d’Eutelsat qui l’utilise.
Ces satellites sont souvent placés en orbite géostationnaire couvrant ainsi de très grande zone. La bande passante de la bande C reste correcte mais nécessite des antennes paraboliques assez grandes (2/3m) pour recevoir la TV. Aussi, elle devient de plus en plus encombrée dans le monde ce qui pousse les entreprises à migrer vers des bandes plus hautes. D’autant plus que c’est une bande touchée par les intérférences des réseaux 5G situé vers 3.5GHz.

Bande X

La bande X est comprise entre 8GHZ et 12GHz aussi dans les ondes SHF. Très utilisée dans les armées du monde entier, comme les satellites français du programme Syracuse ou les américains WGS (Wideband Global SATCOM). Sa bande passante élevée permet de transmettre des images hautes résolutions tout en ayant des communications chiffrées. Les conditions météorologiques commencent à l’impacter, obligant de placer les satellites sur des orbites plus proches réduisant ainsi leur couverture.

Bande Ku

La bande Ku (Kurz-under) avec le K pour Kurz qui signifie court en allemand, le u pour under (sous). Elle est comprise entre 12GHZ et 18GHz toujours dans les ondes SHF. Bande très populaire, c’est la plus utilisée pour la télévision par satellite, qui remplace progressivement la bande C. En effet, cette bande peut faire passer plus de données avec des paraboles bien plus petites (60cm/1m). Bien que la pluie l’affecte, les avancées technologiques comme des modulations robustes ou des systèmes de correction automatique permettent de minimiser au mieux ces atténuations. Comme exemple de satellites, on retrouve à nouveau ceux d’Eutelsat comme les Hot Bird ou les EuroBird. On a aussi ceux d’Intelsat comme les Galaxy. Et encore les communications pour l’audio, la vidéo et les données avec l’ISS à l’inverse de la Bande S qui est utilisé uniquement pour l’audio. Starlink utilisent aussi une partie de cette bande pour les communications montantes et descendantes entre le satellite et l’antenne de l’utilisateur (terminal).

Bande K

La bande K (Kurz) est comprise entre 18GHZ et 27GHz, dernière des ondes SHF. À une fréquence de 22.235GHz, les molécules de vapeur d’eau dans l’atmosphère ont une résonance naturelle. Ce qui veut dire que cette eau absorbe très efficacement les ondes éléctromagnétique à cette même fréquence et provoque une atténuation du signal. On va pas rentrer dans les détails chimiques mais cette bande n’est pas faite pour de la longue portée à cause de cette fréquence critique. Bref, pas grand monde ici si ce n’est quelques radars et radiotélescopes. On peut noter tout de même les morceaux 17.80-18.60GHz et 18.80-19.30GHz utilisés par Starlink pour les communications entre les satellites et les stations terrestres qui conectent le réseau satelliaire à Internet (gateways).

Bande Ka

On arrive enfin dans les ondes EHF avec la bande Ka (Kurz above) donc au-dessus comprise entre 27GHz et 40GHz (Oui, y a 3GHz encore en SHF). Les fréquences étant très élevées, on a une atténuation très importante dues aux conditions atmoshpériques, donc peu adaptée au climat pluvieux sans de bonnes techniques de modulation. Par contre, on a une énorme bande passante à disposition permettant des communications bidirectionnels pouvant transporter de grosses quantités de données avec de petites antennes. De plus, en Ka, on a plus de fréquences qu’en Ku, donc qui dit plus de capacité, dit plus d’offres et donc des services à des prix inférieurs. Ainsi, cette bande est très appréciée pour les satellites qui offrent des services d’Internet à des prix équivalents de l’ADSL. On retrouve ici énormément d’acteurs que l’on a déjà vu précdemment comme Intelsat, Eutelsat ou Starlink pour les communications entre le satellite et les gateways.

Bande V

La bande V est comprise entre 40GHZ et 75GHz dans les ondes EHF. On est là sur une bande encore expérimentale qui certes bat des records en bande passante mais est énormément imapctée par les conditions atmosphériques. Starlink commence à l’utiliser, mais ça demande de relever de gros défis pour être pleinement utilisable. À noter une norme WiFi qui se nomme WiGig qui exploite les 60GHz, ne dépassant pas une portée de 10m mais un débit théorique pouvant aller jusqu’à 6.75GHz ! Bref, pas grand-chose à dire sur cette bande si ce n’est qu’elle risque de devenir très populaire à son tour, mais dans des années :)

Et voilà pour ce cours avec beaucoup de lecture, c’est important de connaître ses bandes car elles apparaissent régulièrement lorsque l’on fait du radioamateurisme par satellite.
Courte aparté pour dire que ces ondes, malgré leurs fréquences très élevées, ne sont pas dangereuses pour la santé ! Elles sont toujours dans le domaine des rayonnements non ionisants et ne peuvent donc PAS altérer l’ADN 🧬.