Bilan de liaison EME : un QSO de 768 000 km

Banniere EME 2.320 MHz

L’American Radio Relay League rappelle que la seconde session 2026 de son concours international Earth–Moon–Earth se déroulera les 5 et 6 septembre 2026, de 00 h 00 UTC le samedi à 23 h 59 UTC le dimanche. Cette session est exclusivement réservée aux bandes 2,3 GHz et au-dessus. Les sessions consacrées aux bandes de 50 à 1296 MHz auront lieu plus tard, du 31 octobre au 1er novembre, puis les 28 et 29 novembre 2026.

Le rendez-vous de septembre constitue donc une excellente occasion de découvrir l’EME sur les bandes micro-ondes. L’annonce officielle de l’ARRL précise que l’objectif consiste à contacter le plus grand nombre possible de stations en utilisant la Lune comme réflecteur.

Communiquer avec un autre radioamateur en visant la Lune semble relever d’une installation professionnelle. Pourtant, avec une parabole, un amplificateur, un préamplificateur à très faible bruit et un mode numérique adapté, une station amateur peut réaliser un véritable QSO Terre–Lune–Terre.

Mais que reste-t-il du signal après un parcours d’environ 768 000 km ? Pour le savoir, établissons un bilan de liaison complet sur 2320 MHz, fréquence représentative de la bande des 13 cm en Europe.

768 000 km… en moyenne

La distance moyenne entre la Terre et la Lune est d’environ 384 400 km. Une onde radio doit effectuer deux fois ce trajet :

$2 \time 384400 = 768800 \text{ Km}$

La Lune se déplaçant sur une orbite elliptique, cette distance varie :

Position de la Lune	Distance aller	Trajet EME
Périgée	environ 363 300 km	726 600 km
Distance moyenne	384 400 km	768 800 km
Apogée	environ 405 500 km	811 000 km

EME 2320 MHz

Le signal EME parcourt environ 768 800 km et met 2,56 secondes pour effectuer le trajet Terre–Lune–Terre.

Cette différence produit presque 2 dB de variation sur le bilan complet. Une liaison EME est donc légèrement plus favorable lorsque la Lune est proche de la Terre.

Les ondes radio se déplaçant à la vitesse de la lumière, elles mettent environ :

$t = \frac{768800}{299792}$

$t \approx {2.56} \text{s}$

pour effectuer l’aller-retour. Lorsqu’une station écoute ses propres échos, elle les reçoit donc avec un retard d’environ 2,5 secondes.

Pourquoi effectuer le calcul sur 2320 MHz ?

L’ARRL désigne globalement cette catégorie par « 2,3 GHz et au-dessus ». Les fréquences précises ne sont cependant pas identiques dans toutes les régions du monde. Les stations nord-américaines utilisent notamment 2304 MHz, tandis qu’en Région 1, dont fait partie la France, l’activité EME sur 13 cm se situe autour de 2320 MHz.

Les contacts intercontinentaux peuvent donc nécessiter une exploitation en fréquences séparées ou des équipements capables de couvrir les différents segments autorisés. Chaque opérateur doit naturellement respecter les fréquences, puissances et conditions correspondant à son autorisation nationale.

Pour notre exemple, nous retiendrons 2320 MHz, soit une longueur d’onde d’environ 12,9 cm.

Nous utiliserons deux stations identiques :

fréquence : 2320 MHz ;
puissance de l’amplificateur : 500 W ;
perte entre l’amplificateur et la source : 1 dB ;
parabole : 3 mètres de diamètre ;
rendement de la parabole : 55 % ;
température du système de réception : 180 K ;
mode numérique : Q65.

Une puissance de 500 W sur 2320 MHz représente déjà une installation sérieuse. L’exemple permet néanmoins d’obtenir un bilan suffisamment confortable pour comprendre le rôle de chaque élément.

Calculons le gain de la parabole

Le gain d’une parabole se calcule avec la formule :

$G = \eta \left( \frac{\pi \times D}{\lambda} \right)^2$

où :

$G$ est le gain en valeur linéaire ;
$η$ est le rendement de la parabole ;
$D$ est son diamètre ;
$λ$ est la longueur d’onde.

La longueur d’onde se calcule à partir de la fréquence :

$\lambda = \frac{c}{f}$

En utilisant c≈300 Mm/s et f=2320 MHz :

$\lambda = \frac{300}{2320}$

$\lambda \approx 0{,}1293\ \text{m}$

La longueur d’onde est donc d’environ :

$\lambda \approx 12{,}93\ \text{cm}$

Avec une parabole de 3 mètres et un rendement de 55 % :

$G = 0{,}55 \left( \frac{\pi \times 3}{0{,}1293} \right)^2$

$G \approx 2920$

Convertissons cette valeur en décibels :

$G_{\mathrm{dBi}} = 10\log_{10}(G)$

$G_{\mathrm{dBi}} = 10\log_{10}(2920)$

$G_{\mathrm{dBi}} \approx 34{,}7\ \text{dBi}$

Notre parabole apporte donc un gain d’environ 34,7 dBi.

Diamètre de la parabole	Gain approximatif à 2320 MHz
1,2 m	26,7 dBi
1,8 m	30,2 dBi
2,4 m	32,7 dBi
3,0 m	34,7 dBi
4,0 m	37,2 dBi

Ces valeurs supposent un rendement de 55 %. Une source mal adaptée au rapport $f/D$ , un mauvais positionnement au foyer ou une illumination incorrecte peuvent faire perdre plusieurs décibels.

À diamètre égal, la parabole procure davantage de gain sur 2320 MHz que sur 1296 MHz. En revanche, son faisceau devient plus étroit, ce qui rend le pointage plus exigeant.

De 500 W à plus d’un mégawatt de PIRE

Convertissons les 500 W de l’amplificateur en dBW :

$P_{\mathrm{TX}}(\text{dBW}) = 10\log_{10} \left( \frac{P_{\mathrm{TX}}}{1\ \text{W}} \right)$

$P_{\mathrm{TX}}(\text{dBW}) = 10\log_{10}(500)$

$P_{\mathrm{TX}}\approx27\ \text{dBW}$

Nous estimons à 1 dB les pertes dans le câble, le relais coaxial, les connecteurs et la source :

$P_{\mathrm{source}} = 27 - 1$

$P_{\mathrm{source}} = 26\ \text{dBW}$

Ajoutons le gain de la parabole :

$\mathrm{PIRE} = P_{\mathrm{source}} + G_{\mathrm{parabole}}$

$\mathrm{PIRE} = 26 + 34{,}7$

$\mathrm{PIRE} = 60{,}7\ \text{dBW}$

Pour retrouver la puissance équivalente exprimée en watts :

$P(\text{W}) = 10^{\frac{P(\text{dBW})}{10}}$

$\mathrm{PIRE} = 10^{\frac{60{,}7}{10}}$

$\mathrm{PIRE} \approx1{,}175\times10^6\ \text{W}$

Soit environ :

$\mathrm{PIRE}\approx1\,175\,000\ \text{W}$

Nous dépassons donc un mégawatt de PIRE. L’émetteur ne produit évidemment pas cette puissance : la parabole concentre simplement l’énergie dans un faisceau très étroit dirigé vers la Lune.

Cette concentration impose un pointage précis. À 2320 MHz, une parabole de 3 mètres possède un faisceau à mi-puissance d’environ 3 degrés. Une erreur d’un degré devient déjà significative.

La Lune est un très mauvais miroir

La Lune ne fonctionne ni comme un satellite relais ni comme une plaque métallique. Son sol absorbe et disperse une grande partie de l’énergie reçue. Sa réflectivité radar n’est que de l’ordre de 6 à 7 %.

Pour calculer correctement le signal reçu, il faut utiliser une forme de l’équation radar bistatique :

$P_R = \frac{ P_T G_T G_R \lambda^2 \sigma }{ (4\pi)^3 R_1^2 R_2^2 }$

Dans cette formule :

$P R$ est la puissance reçue ;
$P T$ représente la puissance émise ;
$G T$ est le gain de l’antenne d’émission ;
$G R$ est le gain de l’antenne de réception ;
$λ$ est la longueur d’onde ;
$R 1$ est la distance entre la première station et la Lune ;
$R 2$ est la distance entre la Lune et la seconde station ;
$σ$ est la surface équivalente radar de la Lune.

Lorsque les deux stations se trouvent approximativement à la même distance de la Lune, nous pouvons écrire :

$R_1 \approx R_2 \approx R$

L’équation devient alors :

$P_R = \frac{ P_T G_T G_R \lambda^2 \sigma }{ (4\pi)^3 R^4 }$

Cette dépendance en $R 4$ explique pourquoi une variation relativement modeste de la distance lunaire produit une différence mesurable sur le bilan EME.

La Lune mesure environ 3474 km de diamètre, mais seule une petite fraction de l’énergie interceptée revient dans une direction exploitable.

À la distance moyenne, la perte du trajet Terre–Lune–Terre est approximativement de :

$L_{\mathrm{EME}}\approx276\ \text{dB}$

sur 2320 MHz.

Cette valeur comprend les deux trajets spatiaux ainsi que la réflexion lunaire, mais pas les gains des paraboles terrestres.

La perte est environ 5 dB plus élevée qu’à 1296 MHz. Toutefois, avec une parabole de diamètre inchangé, le gain augmente lui aussi d’environ 5 dB à chaque extrémité. Le bilan final peut donc devenir plus favorable, à condition de conserver un bon rendement et de maîtriser le pointage et les pertes.

Additionnons tous les décibels

Voici le bilan complet de notre liaison entre deux stations identiques :

Élément	Gain ou perte
Puissance de l’émetteur	+27,0 dBW
Ligne et relais d’émission	−1,0 dB
Gain de la parabole A	+34,7 dBi
Trajet Terre–Lune–Terre	−276,0 dB
Gain de la parabole B	+34,7 dBi
Pertes avant le LNA	−0,5 dB
Pointage, polarisation et pertes diverses	−1,5 dB
Puissance reçue	−182,6 dBW

Bilan liaison EME

De 500 W à l’émission jusqu’à seulement −152,6 dBm à la réception : la perte du trajet lunaire atteint 276 dB.

Le calcul complet s’écrit :

$P_R = 27 -1 +34{,}7 -276 +34{,}7 -0{,}5 -1{,}5$

$P_R = -182{,}6\ \text{dBW}$

Convertissons ce résultat en dBm :

$P(\text{dBm}) = P(\text{dBW})+30$

$P_R = -182{,}6+30$

$P_R = -152{,}6\ \text{dBm}$

Le signal reçu par la seconde station se situe donc aux alentours de −153 dBm.

Ce résultat reste une estimation. La distance de la Lune, la libration, la polarisation, le pointage et les performances réelles des deux stations peuvent déplacer le niveau reçu de plusieurs décibels.

Peut-on entendre un signal de −153 dBm ?

La puissance du bruit thermique se calcule avec la formule de Boltzmann :

$N = kTB$

où :

$N$ est la puissance de bruit en watts ;
$k$ est la constante de Boltzmann ;
$T$ est la température du système en kelvins ;
$B$ est la largeur de bande en hertz.

La constante de Boltzmann vaut :

$k = 1{,}380\,649\times10^{-23}\ \text{J/K}$

Pour une température système de 180 K, la densité de bruit est proche de :

$N_0\approx-176{,}1\ \text{dBm/Hz}$

Dans une bande SSB de 2500 Hz :

$N = N_0+10\log_{10}(B)$

$N = -176{,}1 + 10\log_{10}(2500)$

Comme :

$10\log_{10}(2500)\approx34\ \text{dB}$

nous obtenons :

$N\approx-176{,}1+34$

$N\approx-142{,}1\ \text{dBm}$

Notre signal à

$-152{,}6\ \text{dBm}$

se trouve donc sous le bruit de :

$\mathrm{S/B} = -152{,}6 - (-142{,}1)$

$\mathrm{S/B} = -10{,}5\ \text{dB}$

Le signal est donc environ 10,5 dB sous le bruit d’un récepteur SSB de 2,5 kHz. Il pourrait être difficile, voire impossible, à distinguer clairement à l’oreille.

Peut-on entendre un signal de −153 dBm ?

Bien qu’enfoui 10,5 dB sous le bruit d’une bande de 2,5 kHz, le signal EME peut être détecté grâce à l’intégration numérique du mode Q65.

Rapporté à une largeur de 1 Hz, le rapport porteuse sur densité de bruit devient :

$\frac{C}{N_0} = P_R-N_0$
$\frac{C}{N_0} = -152{,}6 - (-176{,}1)$
$\frac{C}{N_0} = 23{,}5\ \text{dBHz}$

Le signal existe donc bien, mais il faut réduire la largeur de bande équivalente et l’observer suffisamment longtemps pour l’extraire du bruit.

C’est précisément ce que fait Q65 dans WSJT-X. Ce mode analyse une structure connue pendant plusieurs dizaines de secondes. Selon le sous-mode choisi et les possibilités d’accumulation, il peut décoder des signaux très inférieurs au bruit audible.

La CW reste également très présente dans les concours EME sur micro-ondes, mais elle demande généralement un bilan plus favorable et des opérateurs expérimentés.

Le LNA doit être installé au plus près de la source

La puissance d’émission ne constitue que la moitié du problème. La sensibilité de la station distante est tout aussi importante.

La température du système de réception comprend :

le bruit produit par le LNA ;
les pertes situées avant celui-ci ;
le bruit du ciel ;
le bruit du sol capté par les lobes secondaires ;
les pertes dans la source ;
le bruit du câble et des relais ;
l’échauffement et les pertes des composants.

Le préamplificateur doit être placé directement derrière la source de la parabole. Un excellent LNA perdrait une grande partie de son intérêt si le signal devait d’abord traverser plusieurs mètres de câble.

Sur 2320 MHz, les pertes du coaxial deviennent rapidement importantes. Il est également fréquent d’installer l’amplificateur de puissance près de la parabole afin d’éviter de transporter plusieurs centaines de watts dans une longue ligne coaxiale.

Les difficultés particulières des 13 cm

Monter en fréquence augmente le gain d’une parabole, mais impose plusieurs contraintes :

faisceau plus étroit ;
précision mécanique supérieure ;
pertes coaxiales plus fortes ;
réalisation plus délicate de la source ;
stabilité en fréquence plus exigeante ;
sensibilité aux erreurs de positionnement au foyer ;
atténuation atmosphérique un peu plus présente ;
compensation Doppler indispensable.

La libration lunaire provoque également un élargissement spectral et un fading. Les différentes zones de la surface lunaire ne possèdent pas exactement la même vitesse relative. Les signaux réfléchis arrivent donc avec de petits écarts de fréquence et de phase.

Sur 2320 MHz, la stabilité de l’oscillateur devient particulièrement importante. Une référence GPS disciplinée ou un oscillateur très stable facilite considérablement l’utilisation de Q65 et la recherche de signaux faibles.

Chaque décibel compte

Quelques améliorations modestes peuvent transformer une liaison impossible en QSO réussi :

Modification	Amélioration approximative
Doubler la puissance	+3 dB
Passer de 250 à 500 W	+3 dB
Réduire les pertes d’émission de 1 à 0,5 dB	+0,5 dB
Passer d’une parabole de 2,4 à 3 m	+1,9 dB
Améliorer le rendement de 45 à 60 %	+1,25 dB
Corriger une erreur de pointage ou de polarisation	parfois plusieurs dB

Si les deux correspondants passent d’une parabole de 2,4 mètres à une parabole de 3 mètres, l’amélioration intervient aux deux extrémités :

$\Delta G_{\mathrm{total}} = 1{,}9+1{,}9$

$\Delta G_{\mathrm{total}} = 3{,}8\ \text{dB}$

Pour obtenir le même résultat uniquement en augmentant la puissance, il faudrait appliquer le rapport :

$\frac{P_2}{P_1} = 10^{\frac{\Delta G}{10}}$
$\frac{P_2}{P_1} = 10^{\frac{3{,}8}{10}}$
$\frac{P_2}{P_1} \approx2{,}4$

Il faudrait donc multiplier la puissance par environ 2,4 pour obtenir un résultat équivalent. Une bonne parabole, correctement illuminée et précisément pointée, est souvent plus utile qu’une nouvelle augmentation de puissance.

Comment profiter du concours des 5 et 6 septembre ?

Même sans station capable d’émettre sur 2320 MHz, le concours constitue une occasion intéressante pour écouter l’activité EME.

Une progression raisonnable consiste à :

vérifier les éphémérides et la visibilité de la Lune ;
contrôler le pointage de la parabole ;
mesurer le bruit solaire ;
rechercher une augmentation du bruit en visant la Lune ;
écouter les grandes stations annoncées ;
vérifier le Doppler prévu ;
tenter une réception en CW ou en Q65 ;
organiser ensuite un premier QSO avec une station très bien équipée.

Il n’est pas nécessaire que les deux stations soient identiques. Une installation relativement modeste peut bénéficier de la puissance et du gain considérables d’une grande station située à l’autre extrémité.

Ce qu’il faut retenir

À 2320 MHz, le trajet Terre–Lune–Terre représente une perte proche de :

$L_{\mathrm{EME}}\approx276\ \text{dB}$

Deux paraboles de 3 mètres récupèrent ensemble :

$G_{\mathrm{total}} = 34{,}7+34{,}7$

$G_{\mathrm{total}} = 69{,}4\ \text{dB}$

L’émetteur de 500 W apporte pour sa part :

$P_{\mathrm{TX}}\approx27\ \text{dBW}$

Dans notre exemple, la station distante reçoit environ :

$P_R\approx-152{,}6\ \text{dBm}$

Ce signal se trouve une dizaine de décibels sous le bruit d’un récepteur SSB classique. Il est difficilement audible, mais reste exploitable par un mode numérique à intégration longue comme Q65.

La prouesse de l’EME n’est donc pas que la Lune renvoie beaucoup d’énergie. C’est que nos paraboles, nos préamplificateurs et nos logiciels soient capables d’exploiter le presque rien qui revient après un voyage de 768 000 km.

Pour aller plus loin

ARRL International EME Contest 2026 : calendrier officiel, catégories et informations pratiques.
Annonce de la session EME des 5 et 6 septembre 2026 : rappel de la session réservée aux bandes de 2,3 GHz et au-dessus.
Règlement et dépôt des résultats du concours EME : règlement, calendrier, résultats et remise des comptes rendus.
Guide officiel de WSJT-X : utilisation de Q65, suivi Doppler et fonctions destinées aux liaisons EME.
Calculateur de bilan de liaison EME : calcul utilisable directement sur 2304 ou 2320 MHz.
Calcul des bilans EME sur les bandes micro-ondes : prise en compte des pertes et phénomènes propres aux fréquences élevées.
RSGB : présentation du Moonbounce : introduction technique à l’EME, pratiqué jusqu’aux bandes millimétriques.
432 and Above EME Newsletter : comptes rendus techniques et retours d’expérience de stations actives, notamment sur 2320 MHz.

Faire un QSO de 768 000 km avec une parabole : calculons réellement un bilan de liaison EME

768 000 km… en moyenne

Pourquoi effectuer le calcul sur 2320 MHz ?

Calculons le gain de la parabole

De 500 W à plus d’un mégawatt de PIRE

La Lune est un très mauvais miroir

Additionnons tous les décibels

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Le LNA doit être installé au plus près de la source

Les difficultés particulières des 13 cm

Chaque décibel compte

Comment profiter du concours des 5 et 6 septembre ?

Ce qu’il faut retenir

Pour aller plus loin

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