1. Introduction

Parmi les nombreux modes numeriques disponibles pour les radioamateurs, le Hellschreiber occupe une place a part. Invente bien avant l’ere informatique, ce mode de transmission fascine par sa simplicite et son elegance technique. Ni tout a fait numerique, ni tout a fait analogique, il se situe a la frontiere entre les deux mondes et offre une approche unique de la communication radio.

Son principe repose sur une idee remarquable : transmettre du texte sous forme d’image bitmap, pixel par pixel, en laissant le decodage final a l’oeil humain plutot qu’a un algorithme. Cette particularite lui confere une robustesse etonnante face aux conditions de propagation difficiles.

Cet article propose un tour complet du mode : son histoire, son fonctionnement technique, sa mise en oeuvre pratique et les raisons pour lesquelles il reste pertinent aujourd’hui sur les bandes HF.

2. Histoire et origine

Rudolf Hell, l’inventeur

Le Hellschreiber doit son nom a son inventeur, l’ingenieur allemand Rudolf Hell (19 decembre 1901 – 11 mars 2002). Pionnier des telecommunications, il a consacre sa carriere a la transmission d’images et de texte a distance. Son patronyme, qui signifie aussi « clair » ou « lumineux » en allemand, a donne au systeme une double resonance : Hellschreiber, litteralement « l’ecrivain lumineux ».

Chronologie

La machine mecanique originale

L’appareil d’origine etait electromecanique. A l’emission, un disque rotatif muni de petites broches scannait les caracteres colonne par colonne. A la reception, un mecanisme similaire imprimait le texte sur une bande de papier a l’aide d’une helice pressee contre un ruban encreur. La synchronisation reposait uniquement sur la vitesse de rotation des moteurs : aucun signal de synchronisation n’etait transmis. Le texte etait imprime deux fois verticalement, de sorte qu’en cas de leger decalage, au moins une des deux lignes restait lisible.

3. Principe de fonctionnement

Le concept fondamental

Au lieu de coder les caracteres sous forme de sequences binaires interpretees par un algorithme (comme le RTTY ou le PSK31), le Hellschreiber transmet chaque caractere comme une image bitmap, colonne par colonne. Le Feld-Hell standard utilise un champ de 7×7 : le glyphe occupe 5 colonnes utiles sur 7 lignes, encadrees de colonnes d’espacement. Chaque pixel est transmis par la presence (tonalite emise) ou l’absence (silence) d’un signal audio.

Representation en matrice de pixels

Voici comment la lettre « A » est dessinee dans la matrice Feld-Hell. Chaque case bleue correspond a une tonalite emise, chaque case claire a un silence.

La chaine de transmission

La transmission s’effectue colonne par colonne, de gauche a droite, chaque colonne etant balayee de haut en bas. Le recepteur reconstitue l’image du caractere en juxtaposant les pixels recus.

Le role de l’oeil humain

C’est la grande particularite du mode : le logiciel se contente d’afficher les pixels recus sous forme d’image defilante. Le cerveau humain est remarquablement efficace pour reconnaitre des formes dans le bruit. Meme lorsque le signal est fortement degrade, l’operateur parvient souvent a dechiffrer le texte la ou un algorithme automatique echouerait.

La double impression

En Feld-Hell, chaque caractere est affiche deux fois verticalement. Ce doublement compense l’absence de synchronisation : en cas de decalage temporel entre emetteur et recepteur, au moins une des deux copies reste lisible. C’est pourquoi un ecran Fldigi en Hell affiche systematiquement deux lignes de texte superposees.

4. Les differentes variantes

Au fil du temps, plusieurs variantes ont ete developpees, chacune apportant des adaptations specifiques.

Feld-Hell (le mode original)

De l’allemand « Feld » (campagne), c’est la version concue pour les communications militaires de terrain, et la plus utilisee aujourd’hui par les radioamateurs.

• Modulation : OOK (On-Off Keying) – la porteuse est presente ou absente
• Vitesse : 122,5 bauds, soit 2,5 caracteres par seconde
• Bande passante conventionnelle : environ 75 Hz
• Champ : 7×7 (glyphe 5 colonnes utiles), avec doublement vertical
• Aucune synchronisation transmise

PSK Hell

Adaptation moderne (Greenman/Porcino) utilisant la modulation de phase au lieu du OOK. La phase du signal est inversee de maniere differentielle : une phase inchangee code un pixel blanc, une phase inversee un pixel noir. La porteuse reste presente en permanence, ce qui ameliore le rapport signal/bruit.

FM Hell

Variante en modulation de frequence (FSK / MSK) plutot qu’en amplitude. Au lieu de couper la porteuse, la frequence est decalee pour distinguer pixels allumes et eteints. Bonne lisibilite dans le bruit.

Slow Hell (Slowfeld)

Version fortement ralentie pour les conditions de propagation extremes. La bande passante peut descendre sous 20 Hz, au prix d’une vitesse tres faible. Ideal pour le QRP extreme et la propagation marginale.

Duplo-Hell

Mode a deux tons (invente en 1999 par IZ8BLY) transmettant deux colonnes simultanement sur deux frequences, ce qui double la vitesse effective.

Tableau comparatif des variantes

5. Caracteristiques techniques

Parametres du Feld-Hell standard

La modulation OOK en detail

Le principe est le plus simple possible : pour un pixel allume, une tonalite audio est emise ; pour un pixel eteint, le silence. Le transceiver, en USB, convertit cette tonalite en signal RF.

Rapport signal sur bruit

Grace au decodage visuel, le Hellschreiber reste exploitable a des rapports signal/bruit faibles ou les algorithmes echouent.

6. Comparaison avec les autres modes

7. Mise en pratique

Equipement necessaire

Configuration du transceiver

Mode         : USB (Upper Side Band)
Puissance    : 20-50 W (suffisant dans la plupart des cas)
ALC          : regler pour eviter la surmodulation
PTT          : VOX ou commande CAT
Filtres      : bande passante SSB la plus etroite
AGC          : lent (Slow) ou desactive
Noise Blanker: desactive de preference
Compresseur  : desactive

Configuration de Fldigi

# Installation sous Linux (Debian/Ubuntu)
sudo apt update
sudo apt install fldigi

# Demarrage
fldigi &

1. Configure -> Operator
     Indicatif : F4HXN
     Locator   : JN33KW

2. Configure -> Sound Card
     Capture / Playback : votre interface audio
     Sample rate        : 8000 Hz (suffisant)

3. Configure -> Rig Control
     PTT via : CAT, DTR, RTS ou VOX

4. Op Mode -> Hell
     Choisir : Feld Hell, PSK Hell, FM Hell ou Slow Hell

5. Cliquer sur la cascade vers 980 Hz
     La ligne rouge indique la frequence de decodage

Premier QSO en Hellschreiber

Le signal Feld-Hell a une apparence caracteristique sur la cascade : une serie de traits intermittents sur une frequence fixe. A l’oreille, c’est un « buzz » rapide et saccade, distinct du PSK31 ou du RTTY.

Appel CQ
CQ CQ CQ DE F4HXN F4HXN F4HXN
PSE K

Reponse a un appel
DL1ABC DL1ABC DE F4HXN F4HXN
GM DR OM TNX FER CALL
UR RST 599 599 NAME JEAN QTH PUGET THENIERS
HW CPY? AR DL1ABC DE F4HXN K

8. Logiciels compatibles

Macros recommandees sous Fldigi

F1 : CQ CQ CQ DE F4HXN F4HXN F4HXN K
F2 : <CALL> DE F4HXN GM TNX FER CALL UR RST <RST> K
F3 : 73 <CALL> DE F4HXN SK
F4 : QRZ? DE F4HXN K

9. Frequences et segments de bande

Le Hellschreiber se pratique dans les segments reserves aux modes numeriques. Voici les frequences conventionnelles d’usage :

10. Astuces et bonnes pratiques

Optimiser la reception

• Reglez le contraste de la cascade : le texte doit apparaitre clair sur fond sombre.
• Resserrez le filtre SSB : un filtre etroit (300-500 Hz) ameliore le rapport signal/bruit sans gener le Hell.
• Desactivez le Noise Blanker : il peut deformer les signaux Hellschreiber.
• AGC en mode lent : un AGC rapide cree des fluctuations d’amplitude genantes.
• Soyez patient : a 2,5 caracteres/seconde, lisez le texte au fil de son defilement.

Optimiser l’emission

• Surveillez l’ALC : il ne doit pas s’activer ; la surmodulation degrade fortement le signal.
• Puissance moderee : 20 a 50 W suffisent ; le faible rapport cyclique menage l’emetteur.
• Pas de traitement audio : desactivez compresseur et egaliseur.
• Texte en majuscules : les minuscules produisent des caracteres incorrects en Feld-Hell.

Le Hellschreiber et le QRP

La bande passante etroite (~75 Hz) concentre l’energie du signal, et le decodage visuel humain permet de lire des signaux qu’un algorithme ne pourrait pas decoder : c’est un excellent mode QRP.

11. Avantages et limites

Limitations a connaitre

• Vitesse limitee : 2,5 caracteres/seconde (~25 mots/minute).
• Majuscules uniquement en Feld-Hell.
• Attention visuelle requise : impossible de laisser le decodage tourner seul.
• Pas de correction d’erreur : une lettre perdue est perdue.
• Communaute restreinte par rapport au FT8 ou au PSK31.
• Pas de log automatique du fait du decodage visuel.

12. Conclusion

Le Hellschreiber est un mode unique dans le paysage radioamateur. Invente il y a pres d’un siecle, il continue de seduire par sa simplicite, son elegance technique et sa robustesse face aux conditions difficiles.

A l’heure ou les modes numeriques s’automatisent (FT8, FT4), le Hellschreiber rappelle que la radio reste avant tout une affaire humaine : le decodage visuel par l’operateur, la conversation libre au clavier, le plaisir de voir le texte se dessiner pixel par pixel.

73 et bons QSO en Hellschreiber de F4HXN !