ITU-R BO 791 SPANISH-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 RECOMENDACIN UIT-R BO.791*,*Eleccin de la polarizacin en el servicio de radiodifusin por satlite*(1992) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la polarizacin elegida en el servicio de radiodifusin por satlite (SRS) influye en la calidad de funcionamien

2、to del sistema, en la utilizacin del recurso rbita/espectro y en el nivel de interferencia dentro del SRS y entre los servicios que comparten una misma banda de frecuencias; b) que el desajuste entre las seales con polarizacin lineal de los sistemas interferentes, as como entre los transmisores y re

3、ceptores: no tiene ningn efecto en la relacin C/N de los sistemas con polarizacin lineal y circular, ni tampoco en la relacin C/I de los sistemas con polarizacin circular, tiene escaso efecto en la relacin C/I copolar de las redes con polarizacin lineal, pero, tiene un fuerte efecto en la relacin C/

4、I contrapolar de las redes con polarizacin lineal; c) que la polarizacin lineal puede presentar ventajas considerables con respecto a la polarizacin circular en relacin con los efectos atmosfricos como la atenuacin y la despolarizacin causadas por la lluvia, especialmente en las bandas de frecuencia

5、s ms elevadas (vase el Anexo 1); d) que en el caso de la polarizacin lineal, resultara sumamente difcil lograr un ajuste exacto entre el transmisor y el receptor cuando stos son porttiles o estn instalados en vehculos; e) que para ciertas bandas de frecuencias atribuidas al SRS y a los enlaces de co

6、nexin asociados, el Reglamento de Radiocomunicaciones incluye Planes en los que se adopt la polarizacin circular y que hay redes de satlite en funcionamiento o planificadas en dichas bandas, recomienda 1 que se utilice polarizacin circular cuando la recepcin se efecte con receptores porttiles, en ve

7、hculos o fijos, salvo en la situacin prevista en el 2; *Nota Para preparar esta Recomendacin se utiliz el Informe UIT-R BO.814-2. *La Comisin de Estudio 6 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2001 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44. *Esta Recomendaci

8、n debe sealarse a la atencin de las Comisiones de Estudio 3, 4 y 9 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R BO.791 2 que en las bandas de frecuencias en que predominan los efectos atmosfricos, y cuando se necesite una reutilizacin mxima de frecuencias en una misma posicin orbital, se tomen en considerac

9、in las ventajas de la polarizacin lineal. De emplearse polarizacin lineal, la misma debe especificarse detalladamente, y conviene facilitar toda la informacin suplementaria necesaria para que la Junta del Reglamento de Radiocomunicaciones pueda determinar cules son las administraciones afectadas. NO

10、TA 1 En el Anexo 1 figura un resumen de los factores que influyen en la eleccin de la polarizacin; 3 que para las bandas respecto a las que existen Planes, al elegir la polarizacin considerada en el 2, se tenga en consideracin la polarizacin adoptada en los Planes. ANEXO 1 1 Introduccin Para fines d

11、e planificacin del servicio de radiodifusin por satlite en la banda 11,7-12,5 GHz en la Regin 1 y 11,7-12,2 GHz en la Regin 3 se adopt la polarizacin circular dextrgira y levgira. De igual modo, en la Regin 2 se eligi la polarizacin circular dextrgira y levgira para el Plan del servicio de radiodifu

12、sin por satlite en la banda 12,2-12,7 GHz y para el Plan asociado de enlaces de conexin en la banda 17,3-17,8 GHz. Adems, en la CAMR ORB-85, se eligieron las bandas de frecuencias 14,5-14,8 GHz (para los pases no europeos y para Malta) y 17,3-18,1 GHz para la planificacin de enlaces de conexin del s

13、ervicio de radiodifusin por satlite en las Regiones 1 y 3. Se supuso que se utilizara la polarizacin circular a fines de planificacin. En caso contrario, podra utilizarse la polarizacin lineal, a reserva de la conformidad de todas las administraciones que compartan la posicin orbital considerada. Es

14、te Anexo presenta un resumen de los factores que se tomaron en consideracin al elegir entre esas polarizaciones para la notificacin y el diseo de los futuros sistemas en otras bandas que estn o pueden estar atribuidas al servicio de radiodifusin por satlite. 2 Comparacin de las polarizaciones lineal

15、 y circular El tipo de polarizacin influye en el diseo del sistema y en el tipo de servicio que se transmite. Aunque los planes de la CAMR-RS-77 y de la CARR SAT-83 y el Plan de enlaces de conexin de la CAMR ORB-88 se basan en la polarizacin circular, la polarizacin lineal presenta claras ventajas c

16、on respecto a la anterior. Una de ellas consiste en una mejora cuando se utiliza polarizacin cruzada, que vara en funcin del ngulo de inclinacin de la polarizacin y que equivale a 15 dB para los ngulos de inclinacin de polarizacin locales de 0 y 90. Otra ventaja de la polarizacin lineal es que resul

17、ta ms fcil lograr una supresin adecuada de los lbulos laterales copolares y una mejor discriminacin por polarizacin cruzada en la antena de recepcin. Las ventajas e inconvenientes relativos de las polarizaciones lineal y circular para el servicio de radiodifusin por satlite pueden verse resumidos en

18、 el Cuadro 1. Los smbolos de las dos ltimas columnas del Cuadro indican el tipo de polarizacin, lineal (L) o circular (C), considerado ms ventajoso para cada factor. Al evaluar esas ventajas y esos inconvenientes relativos, no hay que olvidar, lgicamente, que no todos los factores tienen igual impor

19、tancia prctica y que su importancia relativa es tambin asunto de apreciacin tcnica. Rec. UIT-R BO.791 3 Para facilitar la evaluacin de la importancia de la orientacin de la antena del satlite en la eleccin de la polarizacin ( 3 del Cuadro 1), se incluye en el Apndice 1 un corto anlisis cualitativo d

20、e los efectos de la geometra del sistema en la polarizacin lineal. CUADRO 1 Polarizacin lineal frente a polarizacin circular Factor Observaciones Ventaja (1)1. Alineacin de la antena receptora En la polarizacin circular no es necesario alinear la direccin de polarizacin. C 2. Efecto de la falta de a

21、lineacin en la polarizacin cruzada La falta de la alineacin de la direccin de polarizacin de ambas antenas, transmisora y receptora, exige con pola-rizacin lineal mrgenes de proteccin de polarizacin cruzada con 2 a 4 dB ms que en la polarizacin circular. C 3. Orientacin de la antena del satlite Con

22、polarizacin lineal, el plano de polarizacin no corres-ponder, en general, con los ejes mayor o menor de un haz de seccin transversal elptica. Por consiguiente: a) Puede ser difcil producir una buena respuesta de pola-rizacin cruzada con polarizacin lineal (en particular con haces elpticos). b) La tr

23、ansferencia a un satlite de reserva a una posicin orbital distinta, probablemente sera ms difcil con polarizacin lineal por la necesidad de volver a alinear el plano de polarizacin. C C C 4. Comparticin con otros servicios a) Si se elige la polarizacin circular para el servicio de radiodifusin por s

24、atlite y otros servicios usan polarizacin lineal, se obtiene una proteccin de hasta 3 dB entre esos servicios y el de radiodifusin por satlite. b) Si la radiodifusin por satlite y otros servicios como el fijo por satlite y los servicios terrenales, usan polarizacin lineal, puede ocurrir en casos ais

25、lados, cuando la interferencia predominante llega cerca del haz principal de una antena receptora, que se acreciente la proteccin utilizando polarizacin ortogonal. C L 5. Efectos de propa-gacin En la polarizacin circular influyen ms las condiciones atmosfricas que en la polarizacin lineal durante la

26、s precipitaciones intensas (superiores a 12,5 mm/h) y con bajos ngulos de incidencia. Por ejemplo, la atenuacin de polarizacin cruzada puede llegar a 20 dB durante el 1% del tiempo con polarizacin circular, segn algunas mediciones hechas en Suiza a una frecuencia de 12 GHz. Este inconveniente de la

27、polarizacin circular puede no tener importancia comparado con la trans-misin de polarizacin lineal en un plano de 45 poco ms o menos. L (1)C: Circular. L: Lineal. 4 Rec. UIT-R BO.791 La eleccin entre las polarizaciones lineal y circular para la planificacin del SRS est regida por dos factores import

28、antes: el efecto de la atenuacin y la despolarizacin debidas a la lluvia sobre las relaciones C/N y C/I; los efectos de la interferencia de la desalineacin entre los vectores de polarizacin lineal de referencia y de la desalineacin de los polarizadores de la estacin terrena y del satlite. La lluvia

29、afecta a las relaciones C/N y C/I de las ondas con polarizacin lineal y circular durante pequeos porcentajes de tiempo. Por otra parte, la desalineacin entre las seales con polarizacin lineal de las redes interferentes, as como entre transmisores y receptores: no tiene ningn efecto en la relacin C/N

30、 de las redes con polarizacin lineal y circular, ni tampoco en la relacin C/I de las redes con polarizacin circular, tiene escaso efecto en la relacin C/I copolar en el caso de redes con polarizacin lineal, pero tiene un fuerte efecto en la relacin C/I contrapolar en el caso de redes con polarizacin

31、 lineal. Esto es importante, ya que la polarizacin lineal suele utilizarse para mejorar la C/I durante la lluvia. Pero debido a la desalineacin puede reducir la C/I muy por debajo de la capacidad de discriminacin mxima posible de las antenas del satlite y de la estacin terrena. Se observ que incluso

32、 en las zonas de elevada precipitacin, el efecto de la lluvia en la C/I copolar y contrapolar es pequeo, salvo durante el 1% del mes ms desfavorable. Para porcentajes de tiempo inferiores, el efecto de la lluvia es ms importante y su infuencia en la C/I contrapolar depende del tipo de polarizacin y

33、de los vectores de referencia de la polarizacin lineal. Hay dos sistemas principales de referencia que pueden utilizarse para definir la polarizacin lineal: polarizacin lineal inclinada: La polarizacin vertical se define de modo que, el vector de polarizacin sea perpendicular al eje del haz de la an

34、tena del satlite y se halle en el plano definido por el eje del haz de la antena del satlite y la vertical local. La polarizacin horizontal se define de modo que el vector de polarizacin sea perpendicular al eje del haz de la antena del satlite y est contenido en el plano horizontal local. Estos vec

35、tores se hallarn lo ms cerca posible de la horizontal local o de la vertical local en la referencia de puntera de la antena del satlite; polarizacin lineal ecuatorial: La polarizacin polar se define de modo que el vector de polarizacin sea perpendicular al eje del haz de la antena del satlite y se h

36、alle en el plano definido por el eje del haz de la antena del satlite y una lnea paralela al eje polar de la Tierra. La polarizacin ecuatorial se define de modo que el vector de polarizacin sea perpendicular al eje del haz de la antena del satlite y paralelo al plano ecuatorial. En general, la mejor

37、 calidad de funcionamiento que podra obtenerse con la polarizacin lineal exige dos condiciones que en la mayora de los casos son incompatibles. Por una parte, la mejor calidad de funcionamiento de la polarizacin lineal se obtiene cuando la seal se recibe con polarizacin vertical. En cambio, las seal

38、es interferentes con polarizacin ortogonal deben recibirse exactamente a 90 con respecto a la seal deseada. Este aspecto geomtrico del problema impide que ambas condiciones puedan cumplirse simultneamente. Rec. UIT-R BO.791 5 Puede obtenerse con la polarizacin lineal una calidad ligeramente mayor cu

39、ando el vector de referencia se define perpendicular al plano ecuatorial, y si la desalineacin del receptor no excede de 3 para todos los sistemas copolares. Esto quiere decir que la polarizacin no se recibe verticalmente y, por tanto, que no se cumple la primera condicin. Dado que esta mejora se co

40、nsidera marginal a la luz de la restriccin adicional impuesta en la alineacin del polarizador en recepcin, se propone emplear polarizacin circular en la planificacin del servicio de radiodifusin por satlite. 3 Resultados experimentales Se ha realizado un estudio sobre la eleccin entre polarizacin li

41、neal y circular para los enlaces descendentes del SRS. Se supona que la capacidad de discriminacin contrapolar de la antena de la estacin terrena (XPIES) se hallaba dentro de la gama 20 a 25 dB, y que la XPISATde la antena del satlite estaba comprendida entre 27 y 33 dB, tanto con polarizacin lineal

42、 como circular. Se ha estudiado el efecto de la atenuacin y la despolarizacin causadas por la lluvia sobre la C/I del enlace descendente en las zonas hidrometeorolgicas E, K y N utilizando el modelo de la lluvia de la Recomendacin UIT-R P.618. Los resultados revelan que para el 99% del mes ms desfav

43、orable, el efecto de la atenuacin y la despolarizacin causadas por la lluvia en la C/I copolar y contrapolar es muy pequeo. Para menores porcentajes de tiempo, el efecto de la atenuacin y la despolarizacin causadas por la lluvia en la C/I contrapolar depende del tipo de polarizacin y de los vectores

44、 de referencia de la polarizacin lineal. La Fig. 1 muestra la disponibilidad de un C/I contrapolar entre haces homogneos de un enlace descendente de satlite (2 de dimetro) que utilizan polarizacin lineal inclinada, lineal ecuatorial o circular. El ngulo de elevacin en la direccin del satlite es de 2

45、5. Se supone que la antena de la estacin terrena est perfectamente apuntada al satlite y alineada con la polarizacin deseada. Sin embargo, cuando la desalineacin de polarizacin BRes de 0,1 para la polarizacin lineal ecuatorial y de 10,3 para la polarizacin lineal inclinada, los ngulos de inclinacin

46、correspondientes para los haces deseado e interferente son de unos 5 y 10, respectivamente, para la polarizacin lineal inclinada y la polarizacin lineal ecuatorial. En la Fig. 1 se muestra que, para una atenuacin de 1 dB, la C/I contrapolar es de 19,5 dB para polarizacin circular y para polarizacin

47、lineal ecuatorial. Sin embargo, para la polarizacin lineal inclinada, la desalineacin BRde 10,3 reduce la C/I contrapolar a 13,5 dB para una atenuacin debida a la lluvia de 1 dB. Para valores de atenuacin mayores, la C/I depende de la atenuacin diferencial entre la polarizacin lineal horizontal y ve

48、rtical y de la despolarizacin. La polarizacin vertical inclinada es la menos atenuada y, por tanto, puede superar el valor de la C/I con polarizacin ecuatorial horizontal, circular e incluso ecuatorial vertical. Sin embargo, estas variaciones de la C/I con polarizacin cruzada suelen producirse durante porcentajes muy pequeos de tiempo en los que la atenuacin de la seal es excesiva (superior a 10 dB). Si se ignora el efecto de la lluvia en la C/I a 12 GHz, la Fig. 2 muestra el efecto de la desa