ITU-R BO 791 FRENCH-1992 Choice of Polarization for the Broadcasting-Satellite Service《广播卫星业务的极化选择》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BO.791 1 RECOMMANDATION UIT-R BO.791*,*Choix de la polarisation pour le service de radiodiffusion par satellite*(1992) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le choix de la polarisation quutilise le service de radiodiffusion par satellite (SRS) a une influence sur l

2、a qualit du systme, lutilisation du spectre et de lorbite et les brouillages entre le SRS et les services qui partagent la mme bande de frquences; b) que le dfaut dalignement entre les signaux polarisation rectiligne des rseaux brouilleurs et entre metteurs et rcepteurs: na pas deffet sur le rapport

3、 C/N des rseaux polarisation rectiligne ou circulaire, na pas deffet sur le rapport C/I des rseaux polarisation circulaire, a peu deffet sur le rapport C/I copolaire des rseaux polarisation rectiligne, mais a un effet important sur le rapport C/I contrapolaire des rseaux polarisation rectiligne; c)

4、que, compte tenu de laffaiblissement et de la dpolarisation par la pluie qui se produisent dans latmosphre, la polarisation rectiligne peut se rvler nettement avantageuse par rapport la polarisation circulaire (voir lAnnexe 1); d) quavec la polarisation rectiligne il serait trs difficile de raliser

5、un alignement prcis pour la rception par des rcepteurs portatifs ou bord de vhicules; e) que pour certaines bandes de frquences attribues au SRS et aux liaisons de connexion associes, il existe dans le Rglement des radiocommunications des plans dattribution de frquences avec utilisation de la polari

6、sation circulaire et que certains rseaux sur satellite, existants ou en projet, sont ou vont tre exploits dans ces bandes, recommande 1 que lon ait recours la polarisation circulaire lorsquon veut assurer la rception par des rcepteurs portatifs ou bord de vhicules, sauf dans les conditions dcrites a

7、u 2; _ *Note Le Rapport UIT-R BO. 814-2 a servi de base llaboration de la prsente Recommandation. *La Commission dtudes 6 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44. *Cette Recommandation doit t

8、re porte lattention des Commissions dtudes 3, 4 et 9 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R BO.791 2 que, dans les bandes de frquences o les effets de latmosphre sont prdominants et o lon veut rutiliser au mieux les frquences partir dune mme position orbitale, on prenne en compte les avantages de la

9、polarisation linaire. Sil faut lutiliser, il conviendra de la dcrire avec prcision et de donner toutes les informations supplmentaires dont le Comit du Rglement des radiocommunications a besoin pour dterminer les administrations affectes. NOTE 1 Un rsum des facteurs motivant le choix de la polarisat

10、ion est donn dans lAnnexe 1; 3 que, dans les bandes faisant lobjet de plans, on tienne compte, pour le choix de la polarisation recommande au 2, de la polarisation adopte dans ces plans. ANNEXE 1 1 Introduction Pour planifier le SRS dans la bande 11,7-12,5 GHz en Rgion 1, et dans la bande 11,7-12,2

11、GHz en Rgion 3, la polarisation circulaire dextrogyre et lvogyre a t adopte. De mme, dans la Rgion 2, la polarisation circulaire dextrogyre et lvogyre a t choisie pour le Plan du service de radiodiffusion par satellite dans la bande 12,2-12,7 GHz ainsi que pour le Plan associ des liaisons de connexi

12、on dans la bande 17,3-17,8 GHz. De plus, la Confrence CAMR ORB-85, les bandes de frquences, 14,5-14,8 GHz (pour les pays situs hors de lEurope et Malte) et 17,3-18,1 GHz ont t choisies pour la planification des liaisons de connexion pour le service de radiodiffusion par satellite dans les Rgions 1 e

13、t 3. On a suppos que la polarisation circulaire serait utilise pour la planification. Toutefois, la polarisation rectiligne pourrait tre utilise sous rserve de laccord de toutes les administrations partageant la position orbitale donne. La prsente Annexe contient un rcapitulatif des facteurs qui ont

14、 motiv ce choix tant en ce qui concerne la notification que la conception des futurs systmes dans dautres bandes qui sont ou qui pourraient tre attribues au service de radiodiffusion par satellite. 2 Comparaison entre la polarisation rectiligne et la polarisation circulaire Le type de polarisation a

15、 une influence sur la conception du systme et du service. Bien que les Plans de la CAMR-RS-77 et de la CARR SAT-83, et le Plan des liaisons de connexion de la CAMR ORB-88 utilisent la polarisation circulaire, la polarisation rectiligne prsente quelques nets avantages par rapport la polarisation circ

16、ulaire. Lun de ces avantages est un facteur damlioration de la polarisation croise qui varie avec langle dinclinaison de la polarisation et qui atteind 15 dB pour des inclinaisons locales de la polarisation de 0 et 90. Un autre avantage de la polarisation linaire tient aussi au fait quil est plus fa

17、cile dobtenir dans lantenne de rception une rduction des lobes latraux copolaires et une discrimination contrapolaire convenables. On trouvera, dans le Tableau 1, les avantages et inconvnients respectifs de la polarisation rectiligne et de la polarisation circulaire aux fins dutilisation dans la rad

18、iodiffusion par satellite. Les symboles utiliss dans les deux dernires colonnes du tableau indiquent, pour chaque facteur, le type de polarisation, rectiligne (R) ou circulaire (C) jug le meilleur. En valuant ces avantages et ces inconvnients relatifs, il faut bien entendu admettre que, dans la prat

19、ique, les diffrents facteurs nont pas tous le mme poids et que leur importance relative est aussi une question de jugement du point de vue technique. Rec. UIT-R BO.791 3 Pour valuer limportance que revt lorientation dune antenne de satellite dans le choix de la polarisation (rubrique 3 du Tableau 1)

20、, on trouvera, dans lAppendice 1, une brve tude mathmatique concernant linfluence de la gomtrie des systmes sur la polarisation rectiligne. TABLEAU 1 Comparaison entre la polarisation rectiligne et la polarisation circulaire Facteur Remarques Avantage (1)1. Alignement de lanten-ne de rception Lalign

21、ement de la direction de polarisation nest pas ncessaire pour la polarisation circulaire. C 2. Effet du dfaut dalignement sur la contrapolarisation Dfaut dalignement de la direction de polarisation des anten-nes de rception et dmission ncessaire avec la polarisation rectiligne. Marge de protection c

22、ontrapolaire supplmentaire de 2 4 dB par rapport la polarisation circulaire. C 3. Orientation de lanten-ne du satellite Avec la polarisation rectiligne, le plan de polarisation ne cor-respondra pas, en gnral, au grand axe et au petit axe dun faisceau section elliptique; donc: a) il peut tre difficil

23、e dobtenir une bonne raction contra-polaire avec la polarisation rectiligne (notamment pour des faisceaux elliptiques); b) le transfert sur un satellite de rserve ayant une autre position orbitale serait probablement plus difficile avec la pola-risation rectiligne, tant donn la ncessit de raligner l

24、e plan de polarisation. C C C 4. Partage avec dautres services a) Si la polarisation circulaire est choisie pour la radio-diffusion par satellite et si les autres services utilisent la pola-risation rectiligne, une protection pouvant aller jusqu 3 dB entre ces services et la radiodiffusion par satel

25、lite est assure; b) si la radiodiffusion par satellite ainsi que les autres services (service fixe par satellite et services de Terre) utilisent la polarisation rectiligne, il peut tre possible, dans des cas isols o le brouillage dominant arrive prs du faisceau principal dune antenne de rception, da

26、ccrotre lisolation en recourant la polarisation orthogonale. C R 5. Effets de propagation La polarisation circulaire dpend plus des conditions atmosphriques que la polarisation rectiligne pour des taux de prcipitations levs (plus de 12,5 mm/h) et de petits angles darrive. Par exemple, selon certaine

27、s mesures effectues en Suisse 12 GHz, laffaiblissement contrapolaire peut tre gal 20 dB pour 1% du temps avec la polarisation circulaire. Cet incon-vnient de la polarisation circulaire peut ne pas tre important si on le compare lmission en polarisation rectiligne sur un plan de 45 ou proximit. R (1)

28、C: circulaire R: rectiligne 4 Rec. UIT-R BO.791 Le choix entre polarisation rectiligne et polarisation circulaire pour la planification du SRS est guid par deux facteurs principaux: leffet de laffaiblissement et de la dpolarisation par la pluie sur les rapports C/N et C/I; leffet sur le brouillage d

29、u dfaut dalignement entre les vecteurs de polarisation rectiligne de rfrence et du dfaut dalignement des polariseurs des stations terriennes et des satellites. La pluie a une influence sur les rapports C/N et C/I des ondes polarisation rectiligne ou circulaire pendant de faibles pourcentages de temp

30、s. Par ailleurs, on peut donner les indications suivantes quant aux dfauts dalignement entre les signaux polarisation rectiligne des rseaux brouilleurs et entre metteurs et rcepteurs: ces dfauts nont aucun effet sur le rapport C/N des rseaux polarisation rectiligne ou circulaire; ils nont aucun effe

31、t sur le rapport C/I des rseaux polarisation circulaire; ils ont peu deffet sur le rapport C/I copolaire des rseaux polarisation rectiligne, mais ils ont un effet important sur le rapport C/I contrapolaire des rseaux polarisation rectiligne. Ces considrations sont importantes parce quon a ordinairem

32、ent recours la polarisation rectiligne pour amliorer le rapport C/I en prsence de pluie. Cependant, il peut rsulter du dfaut dalignement une diminution du rapport C/I jusqu un niveau trs infrieur aux possibilits maximales de discrimination des antennes des satellites et des stations terriennes. On a

33、 constat que, mme pour les zones de fortes prcipitations, leffet de la pluie sur les rapports C/I copolaire et contrapolaire est faible pendant tous les pourcentages de temps except pendant 1% du mois le plus dfavorable. Pour les pourcentages de temps plus petits, leffet de la pluie devient plus imp

34、ortant et son effet sur le rapport C/I contrapolaire dpend du type de polarisation et des vecteurs de rfrence choisis pour la polarisation rectiligne. Il existe deux systmes de rfrence principaux pouvant servir dfinir la polarisation rectiligne: Polarisation rectiligne oblique: La polarisation verti

35、cale est dfinie de la manire suivante: le vecteur polarisation est perpendiculaire laxe du faisceau de lantenne du satellite et il est contenu dans le plan dfini par laxe du faisceau de lantenne du satellite et la verticale locale. La polarisation horizontale est dfinie de la manire suivante: le vec

36、teur polarisation est perpendiculaire laxe du faisceau de lantenne du satellite et il est contenu dans le plan horizontal local. Ces vecteurs concideront avec la direction la plus voisine de lhorizontale locale ou de la verticale locale au point de vise de lantenne du satellite. Polarisation rectili

37、gne quatoriale: La polarisation polaire est dfinie de la manire suivante: le vecteur polarisation est perpendiculaire laxe du faisceau dantenne du satellite et il est contenu dans le plan dfini par laxe du faisceau de lantenne du satellite et une parallle laxe des ples de la Terre. La polarisation q

38、uatoriale est dfinie de la manire suivante: le vecteur polarisation est perpendiculaire laxe du faisceau de lantenne du satellite et parallle au plan quatorial. En gnral, pour obtenir les meilleures performances avec la polarisation rectiligne, deux conditions doivent tre remplies qui sont, dans la

39、plupart des cas, incompatibles. Dune part, le signal doit tre reu en polarisation verticale. Dautre part, les signaux brouilleurs polarisation orthogonale doivent tre reus exactement 90 par rapport au signal utile. Pour des raisons de gomtrie, ces deux conditions ne peuvent tre remplies simultanment

40、. Rec. UIT-R BO.791 5 On peut obtenir des performances lgrement suprieures avec la polarisation rectiligne lorsque le vecteur de rfrence est dfini comme tant perpendiculaire au plan quatorial et cela, pour tous les systmes copolaires si le dfaut dalignement du rcepteur ne dpasse pas 3. Autrement dit

41、, la polarisation nest pas reue verticalement et la premire condition nest pas remplie. Etant donn que cette amlioration est considre comme secondaire, compte tenu des contraintes supplmentaires imposes lalignement du polariseur du rcepteur, il est donc propos de recourir la polarisation circulaire

42、pour la planification du service de radiodiffusion par satellite. 3 Rsultats exprimentaux Une tude a t faite sur le choix entre polarisation rectiligne et polarisation circulaire pour les liaisons descendantes du SRS. On admet que le pouvoir de discrimination contrapolaire dune antenne de station te

43、rrienne, XPIES, est compris entre 20 et 25 dB, et que le XPISATdune antenne de satellite est compris entre 27 et 33 dB, tant en polarisation rectiligne quen polarisation circulaire. On a tudi linfluence de laffaiblissement et de la dpolarisation par la pluie sur le rapport C/I dune liaison descendan

44、te, pour les zones hydromtorologiques E, K et N, en appliquant le modle pluviomtrique de la Recommandation UIT-R P.618. Les rsultats ont montr que pour tous les pourcentage du mois le plus dfavorable (sauf pour 1%), leffet de laffaiblissement et de la dpolarisation par la pluie sur les C/I copolaire

45、 et contrapolaire est trs faible. Pour des pourcentages de temps plus faibles, leffet de laffaiblissement et de la dpolarisation par la pluie sur le C/I contrapolaire dpend du type de polarisation et des vecteurs de rfrence considrs pour la polarisation rectiligne. La Fig. 1 donne les rsultats relat

46、ifs la disponibilit de C/I contrapolaire entre des faisceaux de satellite homognes sur une liaison descendante (largeur du faisceau 2), lorsquon utilise respectivement une polarisation rectiligne oblique, une polarisation rectiligne quatoriale ou une polarisation circulaire. Langle de site du satell

47、ite est de 25. On admet que lantenne de la station terrienne est pointe exactement sur le satellite et aligne sur la polarisation utile. Cependant, le dfaut dalignement de polarisation BRest de 0,1 pour la polarisation rectiligne quatoriale et de 10,3 pour la polarisation rectiligne oblique. Les ang

48、les dinclinaison correspondants pour le faisceau utile et le faisceau brouilleur sont denviron 5 et 10 respectivement pour la polarisation oblique et pour la polarisation quatoriale. La Fig. 1 montre que, pour un affaiblissement de 1 dB, le rapport C/I contrapolaire est de 19,5 dB en polarisation circulaire et en polarisation rectiligne quatoriale. Toute