ITU-R BO 1212 SPANISH-1995 CALCULATION OF TOTAL INTERFERENCE BETWEEN GEOSTATIONARY-SATELLITE NETWORKS IN THE BROADCASTING-SATELLITE SERVICE《对于广播卫星业务中地球同步卫星网络间总干扰量的计算》.pdf

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1、Rec. UIT-R BO.1212 1RECOMENDACIN UIT-R BO.1212*Clculo de la interferencia total entre las redes de satlitesgeoestacionarios del servicio de radiodifusin por satlite(1995)La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) que la implantacin con xito de sistemas de satlite en los planes del s

2、ervicio deradiodifusin por satlite (SRS) de la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicacionespara la radiodifusin por satlite (Ginebra, 1977) (CAMR RS-77) y de la Primera reunin de laConferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones sobre la utilizacin de la rbita delos satlites g

3、eoestacionarios y la planificacin de los servicios espaciales que la utilizan(Ginebra, 1985) (CAMR-ORB-85) depende del clculo preciso de la interferencia mutua entre redesde satlites;b) que las redes de satlites geoestacionarios del SRS funcionan en las mismas bandas defrecuencias;c) que la interfer

4、encia entre redes en el SRS contribuye al ruido de la red;d) que es necesario proteger las redes del SRS contra la interferencia procedente de otrasredes;e) que el clculo detallado de la interferencia mutua entre redes de satlites, debido a unincremento en la ocupacin de la rbita, exige valores de d

5、iscriminacin por polarizacin msprecisos resultantes de la utilizacin de polarizaciones distintas o idnticas por los sistemas deseadoe interferente,recomienda1 que para calcular la interferencia total entre dos redes de satlites consideradas, se utilice elmtodo descrito en el Anexo 1.ANEXO 1Clculo de

6、 la interferencia totalPara evaluar la potencia producida en un punto dado por un solo satlite (enlace descendente) o enuna posicin de satlite dada por un emisor de estacin terrena (enlace ascendente), puedeemplearse el concepto de ganancia equivalente de cada enlace parcial._*La Comisin de Estudio

7、6 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en estaRecomendacin en 2001 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44.2 Rec. UIT-R BO.1212En cada enlace parcial intervienen dos antenas, ambas con caractersticas de emisin y de recepcincopolares y contrapolares. Adems, los efectos de propaga

8、cin atmosfrica, representadosprincipalmente por la atenuacin copolar y la discriminacin contrapolar, influyen en el nivel netode la seal.La ganancia equivalente (en forma de relacin de potencias) en un enlace parcial puederepresentarse por la siguiente aproximacin:() XAGGXAGGAGGAGGGXAGGXAGGAGGAGGGGG

9、Grctcrptprptcrctprptcrctprctcrptp+=+=+=2212221sencos(1)donde: para polarizacin lineal, es el ngulo de alineacin relativa entre el plano depolarizacin de la seal recibida y el plano de polarizacin de la antena derecepcin;para polarizacin circular, se supone que =0 corresponde a la transmisin yrecepci

10、n copolares y =90 a la transmisin y recepcin contrapolares;para los casos de polarizacin distintas (por ejemplo, antena de recepcindeseada con polarizacin lineal y transmisin interferente con polarizacincircular, o viceversa), =45Gtp: aracterstica de la ganancia copolar de la antena de transmisin ex

11、presadacomo relacin de potencias (Recomendacin UIT-R BO.652)Gtc: caracterstica de la ganancia contrapolar de la antena de transmisin expresadacomo relacin de potenciasGrp: caracterstica de la ganancia copolar de la antena de recepcin expresada comorelacin de potencias (Recomendacin UIT-R BO.652)Grc:

12、caracterstica de la ganancia contrapolar de la antena de recepcin expresadacomo relacin de potenciasA : atenuacin copolar relativa al enlace parcial interferente (expresado comorelacin de potencias 1)X : discriminacin por polarizacin cruzada relativa al enlace parcial interferente(expresado como rel

13、acin de potencias 1):X =605para10)log10(log20)(coslog40log301,0sAfssiendo:f : frecuencia (GHz)s: ngulo de elevacin del satlite visto desde la estacin terrena (grados).Cuando s 60, se usa s= 60 en el clculo del valor de X.(Vase el Apndice 1 para determinar el ngulo de alineacin relativa, .)En la expr

14、esin de G1, se supone la suma en potencia de los trminos. En las proximidades del ejeprincipal de la transmisin deseada, puede ser ms apropiada la suma en tensin de los dos primerostrminos debido a la alineacin de fase, pero fuera de este eje los efectos aleatorios aconsejan lasuma en potencia. Sin

15、embargo, como el segundo trmino es insignificante en las proximidades deRec. UIT-R BO.1212 3este eje, el criterio de la suma en potencia no compromete la aproximacin de este eje, el criterio dela suma en potencia no compromete la aproximacin. La despolarizacin atmosfrica es un efectoaleatorio, por l

16、o que los dos ltimos trminos se suman en potencia.En la expresin de G2, se supone la adicin en tensin de los dos primeros trminos pues, en lasproximidades del eje, cualquiera de ellos puede ser predominante y la alineacin de fase de estostrminos aconsejara la suma en tensin. Fuera de este eje princi

17、pal, el tercero y el cuarto trminosson la contribucin predominante, por lo que, aunque se justifica una suma en potencia de los dosprimeros trminos en esta regin, como ocurra en el anlisis, de G1, la validez del modeloconsiderado no se compromete indebidamente manteniendo la suma en tensin en todas

18、lasregiones. Dado que la transicin de la adicin en tensin cerca del eje a adicin en potencia fueradel eje es algo imprecisa, las expresiones indicadas parecen un compromiso razonable entre laexactitud y la sencillez, teniendo en cuenta los argumentos formulados.Utilizando el concepto de ganancia equ

19、ivalente, la potencia de la portadora deseada, C,olapotencia interferente de una sola fuente, I, en cada enlace parcial viene dada simplemente por:dBW)o( GLLPICCAFST+= (2)donde:PT: potenciadelaantenadetransmisindeseada(interferente)(dBW)LFS: prdida en el espacio libre del enlace deseado (interferent

20、e) (dB)LCA: absorcin con cielo despejado en el enlace deseado (interferente) (dB)G: ganancia equivalente en el enlace deseado (interferente) (dB).La potencia total interferente se obtiene sumando las potencias as calculadas para todas las fuentesde interferencia. La relacin entre la potencia de la s

21、eal deseada y la potencia total interferente esla relacin portadora/interferencia total C/I para el enlace descendente. La potencia total interferentey C/I para el enlace ascendente se obtiene en forma anloga, y los dos valores de C/I se combinanentonces para obtener la relacin C/I combinada total.S

22、i la relacin entre las potencias de la portadora deseada y de la seal interferente, calculadas ambasmediante la ecuacin (2), debe evaluarse para el caso ms desfavorable, es preciso tener en cuentaparmetros tales como las tolerancias de mantenimiento en posicin del satlite, los errores depuntera de l

23、a antena del satlite y las condiciones de propagacin. El mantenimiento en posicin ylos errores del haz de la antena transmisora del satlite que deben tenerse en cuenta son los queproduzcan el nivel ms bajo en recepcin de la seal deseada y el nivel ms alto en recepcin de laseal del satlite interferen

24、te. Cuando el satlite interferente est en un ngulo de elevacin inferioral del satlite que transmite la seal deseada, las condiciones ms desfavorables de interferenciasuelen producirse durante la explotacin con tiempo despejado. A la inversa, si el satliteinterferente est en un ngulo de elevacin supe

25、rior, la interferencia del caso ms desfavorablesuele producirse en condiciones de lluvia intensa.4 Rec. UIT-R BO.1212APNDICE 1AL ANEXO 1Obtencin del ngulo de alineacin relativa para polarizacin linealEl presente Apndice define el ngulo de polarizacin de una onda radioelctrica polarizadalinealmente y

26、 describe un mtodo para calcular los ngulos de polarizacin y los ngulos dealineacin relativa para los casos de interferencia de enlace descendente y enlace de conexin. Esnecesario determinar los ngulos de alineacin relativa para calcular la ganancia equivalentedefinida por la ecuacin (1).1 Definicin

27、 de componentes principales y contrapolares de una ondaradioelctrica con polarizacin linealPor regla general, la polarizacin de una onda electromagntica radiada en una direccindeterminada se define como la curva trazada por el vector de campo elctrico instantneo en unemplazamiento fijo, a una frecue

28、ncia concreta y en un plano perpendicular al sentido depropagacin observado a lo largo de la direccin de propagacin. Cuando no se indica el sentido, lapolarizacin se considera que es la de la direccin de ganancia mxima. En la prctica, lapolarizacin de la energa radiada vara con el sentido desde el c

29、entro de la antena de forma quedistintas partes del diagrama de radiacin pueden tener diferentes polarizaciones. La polarizacinpuede ser lineal, circular o elptica. Si el vector que describe el campo elctrico en un punto delespacio en funcin del tiempo se dirige siempre a lo largo de una lnea, se di

30、ce que el campo estlinealmente polarizado. En el caso ms general, la figura que traza el campo elctrico es una elipsey entonces se dice que el campo tiene una polarizacin elptica. Las polarizaciones lineal y circularson casos especiales de la polarizacin elptica cuando la elipse se convierte en una

31、lnea o en uncrculo, respectivamente. Para los clculos de interferencia, tiene inters la polarizacin de campolejano de la antena, donde la componente del campo E en el sentido de la propagacin esdespreciable, de forma que el vector de campo elctrico neto puede descomponerse en doscomponentes ortogona

32、les (que varan en el tiempo) contenidas en un plano normal a la direccin depropagacin radial saliente. En el caso de polarizacin lineal, deben definirse en primer lugar lasdirecciones de referencia de estas componentes ortogonales antes de determinar el ngulo depolarizacin. Una de estas direcciones

33、de referencia se designa como direccin de la componente depolarizacin principal, mientras que la direccin de referencia ortogonal recibe el nombre dedireccin de la componente contrapolar. Sorprendentemente, no existe una definicinuniversalmente aceptada para estas direcciones de referencia. En el ar

34、tculo The Definition ofCross Polarization de Arthur C. Ludwig aparecido en la publicacin Transactions on Antennas andPropagation del IEEE de enero de 1973 aparecen algunas definiciones alternativas de lasdirecciones de las componentes principal y contrapolar. En este artculo, Ludwig seala lasexpresi

35、ones de los vectores unitarios para tres definiciones de contrapolarizacin distintas entrminos de un sistema de coordenadas esfricas para el diagrama de radiacin de antena, que es elsistema de coordenadas normalmente adoptado para las mediciones de antenas. Ms adelante sedescriben brevemente estas t

36、res definiciones. En el presente Apndice el vector unitario uprepresenta la direccin de referencia para la componente de polarizacin principal del vector decampo elctrico, mientras que ucrepresenta la direccin de la componente contrapolar. En primerlugar, es conveniente considerar la transformacin d

37、e los vectores entre los diversos sistemas decoordenadas (rectangulares, cilndricas y esfricas).Rec. UIT-R BO.1212 51.1 Transformacin de vectores entre los sistemas de coordenadas rectangulares,cilndricas y esfricasLa Fig. 1 representa tres sistemas de coordenadas y sus vectores unitarios asociados.

38、 La matriz detransformacin para transformar un vector A expresado en componentes rectangulares (Ax, Ay, Az)en un vector expresado en componentes cilndricas (A, A, Az)eslasiguiente:=1000cossen0sencosrcM (3)La matriz de transformacin para transformar un vector A expresado en componentes cilndricas(A,

39、A, Az) en un vector expresado en componentes esfricas (Ar, A, A)eslasiguiente:=010sen0coscos0sencsM (4)La matriz de transformacin para transformar un vector A expresado en componentes rectangulares(Ax, Ay, Az) en un vector expresado en componentes esfricas (Ar, A, A) es por consiguiente:=0cossensens

40、encoscoscoscossensencossenrccsrsMMM (5)de forma que, en trminos de componentes:=zyxrAAAAAA0cossensensencoscoscoscossensencossen (6)Como la matriz es ortogonal, la matriz para realizar una transformacin de componentes esfricas(Ar, A, A) a componentes rectangulares (Ax, Ay, Az) es simplemente la matri

41、z traspuesta:=0sencoscossencossensensencoscoscossensrM (7)de forma que:=AAAAAArzyx0sencoscosnescossensensencoscoscossen(8)6 Rec. UIT-R BO.1212Los vectores unitarios (ur, uy u) del sistema de coordenadas esfricas son, en coordenadasesfricas, los siguientes:=100010001uuur(9)=0cossensensencoscoscoscoss

42、ensencossenuuur(10)en coordenadas rectangulares.1.2 Definiciones alternativas de las direcciones de referencia de la componente depolarizacin principal y de la componente contrapolarLudwig describe 3 definiciones para la polarizacin cruzada a partir de los vectores unitarios irefeicross(que aqu se d

43、enominan upy uc) de forma que el producto puntual del vector campo elc-trico E (t, , ) a lo largo de alguna direccin (, )eneldiagramadeantenadecampolejanoconestos vectores unitarios define, respectivamente, las componentes de polarizacin principal ycontrapolar. En la direccin especificada en los ngu

44、los de coordenadas esfricas (, ), lascomponentes de polarizacin principal y contrapolar del vector campo elctrico vienen dadas, porconsiguiente, por:cpuu),(),( EE =cpEE (11)(Obsrvese que, por regla general, E , upy ucvariarn a su vez con y .)En la Fig. 2 se representan los diagramas de polarizacin c

45、orrespondientes a las tres definicionespara el caso en que la antena transmite con polarizacin horizontal a lo largo del eje de su hazprincipal.En la primera definicin, el vector unitario de referencia upse considera simplemente uno de losvectores base rectangulares del sistema de coordenadas del di

46、agrama de antena mientras que ucesotro de los vectores unitarios base. Por ejemplo, puede definirse:acapxuyu = (12)siendo yay xavectores unitarios en los sentidos positivos de y y x.A partir de las matrices de transformacin indicadas anteriormente, las componentes decoordenadas esfricas de estos vec

47、tores unitarios vienen dadas por las expresiones:+= uuuyurap.cos.sen.cos.sen.sen (13)+= uuuxurac.sen.cos.cos.cos.sen (14)Ludwig observa que esta definicin da lugar a inexactitudes, puesto que en la prctica lapolarizacin del campo radiado vara con la direccin desde el centro de la antena y sealaigualmente que el campo lejano de la antena no es plano sino tangente a una superficie esfrica. Porconsiguiente, la segunda y tercera definiciones de Ludwig suponen vectores unitarios tangentes auna esfera. En su segunda definicin, la direccin de p