La végétation affecte la propagation des ondes radio en provoquant de la diffusion, de la diffraction et de l’absorption qui atténuent les ondes. L'ampleur de cette atténuation dépend de plusieurs facteurs : la fréquence du signal, l’épaisseur de la végétation traversée et l’état du feuillage (présence ou absence de feuilles). De nombreuses études ont été menées pour modéliser ces effets.
Le calculateur ci-dessous repose sur trois modèles empiriques bien établis :
Le modèle NZG qui donne de bonnes prédictions quand l'épaisseur de la végétation est inférieure à 30 m
Le modèle FITU-R (modèle ajusté de l'ITU-R), qui donne de bonnes prédictions quand l'épaisseur de la végétation est supérieure à 70 m
👉 Par commodité, les modèles NZG et FITU-R ont été combinés dans le calculateur
Le modèle COST 235, utilisé pour les forêts très denses (rares en France)
Formules utilisées (végétation sans feuillage) :
Atténuation en dB pour le modèle NZG (épaisseur < 30 m) = 0,1 × d + 4 × (1−e−((0.4−0.1)/4)×d))
Atténuation en dB pour le modèle FITU-R (épaisseur > 70 m) = 0,37 x (fréquence en MHz)0,18 x (épaisseur)0,59
Atténuation en dB pour le modèle COST 235 = 26,6 x (fréquence en MHz)-0,2 x (épaisseur)0,5
Correction pour la présence de feuillage :
L’atténuation en présence de feuillage est obtenue en appliquant la correction empirique de Benzair. La formule utilisée est la suivante :
Atténuation avec feuillage (en dB) = Atténuation sans feuillage (en dB) x 1,5 x (fréquence en GigaHertz)0,4
La publication "Investigations of Foliage Effect on Modern Wireless Communication Systems: A Review" (2010) examine l'impact du feuillage sur les communications sans fil modernes. Elle synthétise de nombreuses études sur l'atténuation des ondes radio due aux arbres, qu'ils soient isolés, en ligne ou en forêt.
Les auteurs présentent divers modèles de prédiction des pertes dues à la végétation (voir les formules pages 317), en distinguant les approches empiriques et analytiques. Ils analysent l'effet d'ombre des arbres et les facteurs influençant la propagation, comme la fréquence, l'épaisseur du feuillage et les conditions météorologiques (vent et humidité). Les variations temporelles du signal sont aussi étudiées, notamment l’effet du vent sur l’atténuation.
La publication (2018) analyse l'impact de la végétation sur la propagation des ondes radiofréquences. L'étude met en évidence l’atténuation des signaux due aux arbres et explore divers modèles prédictifs empiriques et analytiques. Des mesures ont été réalisées sur différents types de végétation (en pleine feuille, partiellement feuillue et sans feuilles) pour évaluer la dépendance des pertes à la densité du feuillage.
L’article compare les résultats expérimentaux avec des modèles existants tels que Weissberger, ITU-R, FITU-R et COST 235, et propose un nouveau modèle prenant en compte la géométrie du trajet et l’effet de la hauteur d’antenne. L’analyse montre que les pertes augmentent avec la profondeur du feuillage et la fréquence. L’étude met également en avant les limites des modèles existants, qui ne considèrent pas les effets dynamiques comme le vent ou l’humidité.
Cliquez sur ce lien pour obtenir la publication d'où est tirée le tableau ci-dessus : Wireless Wave Atténuation in Forests - An Overview of Models
Voir page 12 de la publication de 2024.