ITU-R BS 80-3 FRENCH-1990 Transmitting antennas in HF broadcasting《高频(HF)广播的发射天线》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BS.80-3 1 RECOMMANDATION UIT-R BS.80-3*Antennes dmission en radiodiffusion (B.dam) (1951-1978-1986-1990) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil convient dutiliser des antennes directives chaque fois que les conditions sy prtent pour obtenir la couverture adquate de

2、 la zone de service recherche et pour rduire au minimum le rayonnement indsirable et les possibilits de brouillage en dehors de cette zone; b) quil est possible, en utilisant les techniques actuelles, de concevoir et dinstaller une grande varit de types dantennes directives en ondes dcamtriques prse

3、ntant des caractristiques amliores; c) que les antennes dmission directives peuvent parfois rayonner des puissances importantes dans des directions non dsires; d) que lon trouve, dans la Partie 1 de lAnnexe 1 la Recommandation UIT-R BS.705, des renseignements complets et dtaills sur les caractristiq

4、ues de rayonnement thoriques des antennes en ondes dcamtriques; e) que la Partie 2 de lAnnexe 1 la Recommandation UIT-R BS.705 contient des infor-mations concernant les diffrences entre les caractristiques thoriques et les caractristiques pratiques des antennes en ondes dcamtriques, recommande 1 dut

5、iliser les Annexes 1 et 2 pour orienter le choix dune antenne dmission en ondes dcamtriques adapte aux besoins; 2 de faire en sorte que le rayonnement des lobes latraux soit le plus faible possible; 3 de ne pas supposer, dans les conditions dexploitation rencontres en pratique et pour la dterminatio

6、n des brouillages, que le champ, dans dautres azimuts et des angles de site correspondant ceux du lobe principal, est infrieur 222 mV/m une distance de 1 km, pour une puissance dalimentation de lantenne de 1 kW dans le cas dantennes gain lev. On peut envisager une valeur plus faible du champ brouill

7、eur dans le cas des antennes gain peu lev; 4 dutiliser lAnnexe 1 la Recommandation UIT-R BS.705 comme source dinformations plus dtailles. NOTE La Confrence administrative mondiale des radiocommunications pour la planification des bandes dondes dcamtriques attribues au service de radiodiffusion (CAMR

8、 HFBC (1), Genve, 1987, a adopt des valeurs calcules du champ minimal plus basses, dans certains cas, que celle indique ci-dessus (voir lAnnexe 2). _ *La Commission dtudes 6 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2002 conformment aux dispositions de

9、 la Rsolution UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R BS.80-3 ANNEXE 1*1 Utilisation dantennes directives et non directives En radiodiffusion ondes dcamtriques, lantenne constitue le moyen par lequel lnergie radiolectrique est dirige vers la zone de service requise. Le choix dune antenne approprie renforce le signal

10、 dans cette zone, tout en rduisant le rayonnement dans les directions non dsires. On protge ainsi les autres utilisateurs du spectre radiolectrique qui mettent dans le mme canal ou dans les canaux adjacents dans une zone de service diffrente. On recommande donc, dans la mesure du possible, dutiliser

11、 des antennes directives ayant un diagramme de rayonnement bien dfini. Les antennes non directives peuvent tre utilises lorsque lmetteur est situ lintrieur de la zone de service requise. Dans ce cas, la zone de service requise vue de lmetteur stend en azimut sur plus de 180. Les antennes directives

12、jouent un double rle. Le premier est dviter des brouillages aux autres utilisateurs du spectre, grce leur directivit. Le second est dassurer un champ suffisant pour permettre, grce leurs gains en puissance, une rception satisfaisante. Le diagramme de la Fig. 1 donne quelques directives gnrales pour

13、le choix de lantenne optimale, selon le type de service assurer en fonction de la distance. On a considr deux catgories de service, un service courte distance et un service moyenne ou grande distance. Un service courte distance, dans le prsent contexte, est considr comme ayant une porte pouvant atte

14、indre environ 2 000 km. La zone correspondante peut tre desservie soit au moyen dune antenne non directive, soit en utilisant une antenne directive dont louverture du faisceau sera choisie en fonction du secteur couvrir. Dans le second cas, on peut utiliser soit un rideau de doublets horizontaux, so

15、it des antennes log-priodiques. Un service moyenne ou grande distance peut tre considr comme correspondant des distances suprieures 2 000 km environ. Ce service peut tre assur laide dantennes dont langle de site du lobe principal est faible (6 13) et dont langle douverture dans le plan horizontal a,

16、 selon la zone couvrir, soit une valeur leve comprise entre 65 et 95 (gnralement 70), soit une valeur faible comprise entre 30 et 45 (gnralement 35). La valeur du champ dans la zone de rception est influence par les caractristiques de rayonnement de lantenne qui dpendent du type de rseau. Il ne faut

17、 pas utiliser dantennes faisceau horizontal ou vertical trs troit, car les variations des conditions ionosphriques pourraient dplacer la zone couverte. Bien que lon utilise des antennes losanges en radiodiffusion, leur emploi est dconseiller du fait de limportance et du nombre de leurs lobes latraux

18、, qui peuvent causer des brouillages techni-quement vitables. _ *La nomenclature utilise est explique dans lAnnexe 1 la Recommandation UIT-R BS.705 et dans lAnnexe 2 la prsente Recommandation. Rec. UIT-R BS.80-3 3 D01-sc4 Rec. UIT-R BS.80-3 2 Rduction des lobes secondaires La rduction des lobes seco

19、ndaires dans les antennes directives pour la radiodiffusion en ondes dcamtriques est de la plus haute importance pour viter les brouillages en cas de partage des frquences. Ces brouillages sont gnralement dus soit au fait que lantenne dmission possde des lobes secondaires dans des directions non dsi

20、res soit la dispersion de lnergie du lobe principal, en cas danomalies de propagation. On peut rduire lamplitude des lobes secondaires si lantenne est conue de faon approprie, tandis que la dispersion du signal, en cours de propagation dans des directions non dsires, constitue un problme complexe, e

21、t les effets de ce phnomne doivent tre tudis par des mthodes statistiques. Les antennes-rideaux (B.dam) constitues de doublets horizontaux sont rendues unidirectives par addition dun cran rflecteur. Cet cran peut tre constitu: soit par un rseau identique constitu de dix doublets accords pour obtenir

22、 un rapport avant-arrire optimal pour la gamme des frquences de fonctionnement. En gnral, ce type de rflecteur nest pas aliment et est connu sous le nom de doublet accord ou de rflecteur parasite; soit dun cran constitu de fils horizontaux qui jouent le rle dun rflecteur non accord. Ce type de rflec

23、teur est connu sous le nom de rflecteur apriodique. Les dviations maximales obtenues en pratique pour diffrents types dantennes sont donnes au Tableau 1 de lAnnexe 2. La dviation du tir naffecte pas de faon apprciable louverture horizontale du lobe principal, mais elle augmente son asymtrie et donne

24、 lieu en mme temps un premier lobe secondaire trs important. Lorsque langle de dviation augmente, le gain du lobe principal baisse et le rayon-nement des lobes latraux augmentent. Le champ cr par les lobes latraux augmentera donc de faon substantielle. En Rpublique populaire de Chine, lexprience a c

25、onfirm quil tait possible dobtenir une dviation satisfaisante en utilisant des dphasages en courant calculs par approximations successives. Des essais effectus en Italie ont montr quavec une antenne de type HRS 5/4/1,5, il est possible de diminuer lamplitude des lobes secondaires lorsquon alimente l

26、es cinq colonnes de doublets sparment. Cette proprit se conserve lorsquon dvie le faisceau principal. La particularit de certaines antennes du type HR 4/4 construites en France, est que le rflecteur est aliment, ce qui permet de rgler avec prcision les amplitudes et les phases des courants dans les

27、rideaux avant et arrire. La mesure des diagrammes par hlicoptre a montr que ceux-ci taient trs voisins des diagrammes thoriques (zros de lordre de 40 dB). Compars aux antennes rflecteurs passifs, les nouveaux rideaux ont une largeur de bande plus grande, et le rglage est plus facile. En France, les

28、calculs ont aussi montr que, pour les antennes multibande du type HR 2/n/h, si lon porte le rapport de frquences fmax/fmin une valeur voisine de 3, on obtient des diagrammes de rayonnement thoriques satisfaisants sans augmentation importante des lobes secondaires. Bien quil soit possible jusqu un ce

29、rtain point de supprimer les lobes latraux pour certains des systmes dantennes-rideau, les mthodes employes jusqu prsent introduisent des difficults mcaniques et augmentent le prix de lantenne. Rec. UIT-R BS.80-3 5 3 Vrification des diagrammes de rayonnement La RAI en Italie et lEtat de la Cit du Va

30、tican ont effectu une srie de mesures du champ pour tudier et vrifier les diagrammes de rayonnement rels dune varit de types dantennes en ondes dcamtriques. Les mesures ont t ralises en utilisant un quipement aroport. Les rsultats de ces mesures effectues sur des antennes non occultes confirment le

31、fait que les diagrammes de rayonnement du faisceau principal concordent assez bien avec les valeurs thoriques calcules en appliquant la mthodologie dcrite dans la Recommandation UIT-R BS.705. Des tudes dtailles effectues par plusieurs administrations confirment la validit de ces valeurs thoriques. E

32、n outre, on constate que, dans le cas dune antenne diple horizontale relle avec un rflecteur cran apriodique, le rayonnement vers larrire et le rayonnement du lobe vers lavant, sont environ 20 dB en dessous du maximum du lobe principal. On peut conclure que la mthode de mesure des diagrammes dantenn

33、e par hlicoptre dcrite dans la Partie 2 de lAnnexe 1 la Recomman-dation UIT-R BS.705 est un moyen intressant permettant dvaluer les caractristiques des antennes dmission. 4 Discrimination obtenue dans la pratique par les antennes directives De nombreuses campagnes de mesure ont t organises dans diff

34、rents pays pour dterminer les champs des metteurs situs dans la mme zone dmission ou dans des zones dmission diffrentes. Ces rsultats ont t utiliss pour calculer les valeurs de discrimination dantenne, cest-dire la diminution du champ, par rapport la valeur dans le faisceau principal, des angles daz

35、imut et de site diffrents de ceux du faisceau principal. La discrimination obtenue dans la pratique correspond la valeur limite donne dans la prsente Recommandation. La discrimination calcule partir dantennes thoriques est bien suprieure celle qui a t mesure dans la ralit (voir la Partie 1 de lAnnex

36、e 1 la Recommandation UIT-R BS.705). Le Royaume-Uni et lInde ont prsent leur rapport sur ces campagnes de mesure. ANNEXE 2 Diagrammes dantennes B.dam pour la planification et la conception des systmes 1 Ensemble de caractristiques dantenne de rfrence La Recommandation UIT-R BS.705 donne des formules

37、 et le logiciel correspondant pour calculer le diagramme et les valeurs du gain maximum dune large gamme de types dantennes B.dam. La CAMR HFBC-87 a adopt un ensemble rduit de caractristiques dantenne B.dam de rfrence en se fondant sur les diagrammes des antennes doublets horizontaux, considrant qui

38、l sagit du type dantenne le plus rpandu. Lexamen des diffrentes caractristiques de cet ensemble dantennes constitue une introduction utile la gamme des caractristiques dantenne que lon rencontre dans la pratique. Les principales caractristiques de cet ensemble dantennes de rfrence sont rsumes au Tab

39、leau 1, qui prsente 24 types dantennes directives ainsi quun diagramme simplifi dune antenne non directive du type 25. Cet ensemble dantennes a t choisi de manire quune gamme relativement tendue de caractristiques soit reprsente, avec cependant de faibles diffrences entre les types dantennes. On y t

40、rouve aussi les caractristiques de fonctionnement multibande et tir dvi. 6 Rec. UIT-R BS.80-3 TABLEAU 1 Types dantennes B.dam de rfrence Principales caractristiques la frquence nominale Les caractristiques donnes au Tableau 1 sappliquent une frquence nominale de 10 MHz et un sol de conductivit moyen

41、ne. Les caractristiques des antennes double bande et des antennes multibande dpendent de la frquence; les renseignements concernant les variations de caractristique en fonction de la frquence sont fournis au 3. N dantenne de rfrence Type dantenne HR(S) m/n/h Gain max. Gi(dBi) Angle de site du rayonn

42、ement maximum (degrs) Ouverture angulaire en azimut (6 dB) (degrs) Dviation maximale (degrs) 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 HR (S) 4/4/1,0 HR (S) 4/4/0,8 HR (S) 4/4/0,5 HR (S) 4/3/0,5 HR (S) 4/2/0,5 HR (S) 4/2/0,3 HR (S) 2/4/1,0 HR (S) 2/4/0,8 HR (S) 2/4/0

43、,5 HR (S) 2/3/0,5 HR (S) 2/2/0,5 HR (S) 2/2/0,3 HR (S) 2/1/0,5 HR (S) 2/1/0,3 HR 1/2/0,5 HR 1/2/0,3 HR 1/1/0,5 HR 1/1/0,3 H 2/1/0,5 H 2/1/0,3 H 1/2/0,5 H 1/2/0,3 H 1/1/0,5 H 1/1/0,3 ND 22,3 22,1 21,5 20,5 19,1 18,1 19,7 19,4 18,8 17,9 16,5 15,5 14,5 13,4 14,1 13,1 11,8 9,6 10,8 8,5 11,2 10,2 8,9 6,9

44、 3,9 7 8 9 12 17 20 7 8 9 12 17 20 27 40 17 20 27 44 28 47 17 21 28 47 47 36 36 36 36 36 36 66 68 68 68 68 70 72 80 108 110 116 148 78 106 114 116 124 180 360 (A) Multibande 30 (T) Multibande 30 (T) A double bande 30 (TE) Monobande 15 (A) Multibande 15 (T) Multibande 15 (T) A double bande 15 H: ante

45、nne-rideau doublets horizontaux R: avec rflecteur S: antenne tir dvi m : nombre dlments colinaires dans chaque range horizontale n : nombre dlments parallles dans chaque pile verticale h : hauteur au-dessus du sol de la range infrieure dlment(s) en longueur donde la frquence nominale (A): cran-rflec

46、teur apriodique avec lments alimentation centrale (T): rflecteur doublets accords avec lments alimentation centrale (TE): rflecteur doublets accords avec lments aliments en extrmit ND: antenne non directive. Rec. UIT-R BS.80-3 7 Des renseignements sont fournis en ce qui concerne: le gain de directiv

47、it maximum du lobe principal de rayonnement, en dB par rapport une antenne isotrope (dBi); langle de site qui donne lieu au rayonnement maximum; louverture angulaire en azimut par rapport aux points 6 dB, en degrs; les possibilits pratiques de dviation dans les cas o le radiateur/rflecteur appartient lune des catgories suivantes: (A): cran rflecteur apriodique avec lments alimentation centrale, (T): rflecteur doublets accords avec lments alimentation centrale