ITU-R BS 80-3 SPANISH-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 RECOMENDACIN UIT-R BS.80-3*Antenas de emisin para radiodifusin en ondas decamtricas (1951-1978-1986-1990) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que siempre que sea apropiado deben utilizarse antenas de emisin directivas para obtener una adecuada cobertur

2、a en una zona de servicio determinada y reducir al mnimo la radiacin no deseada y la interferencia potencial, en otras direcciones; b) que utilizando la tecnologa actualmente disponible es posible el diseo e instalacin de una amplia variedad de tipos de antenas directivas en ondas decamtricas con ca

3、ractersticas mejoradas; c) que las antenas de emisin directivas pueden radiar una parte muy significativa de la potencia en direcciones no deseadas; d) que en la Parte 1 del Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705 figura informacin completa y detallada sobre las caractersticas de radiacin tericas de

4、las antenas en ondas decamtricas; e) que en la Parte 2 del Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705 aparece informacin sobre las diferencias entre el comportamiento terico y prctico de las antenas en ondas decamtricas, recomienda 1 que se utilicen los Anexos 1 y 2 como directrices para la eleccin de l

5、a antena de emisin en ondas decamtricas adecuada; 2 que la radiacin de lbulos laterales se mantenga en el valor ms bajo posible; 3 que, en las condiciones prcticas de explotacin, no cabe suponer, para calcular inter-ferencias, que la intensidad de campo para otros ngulos de acimut, con ngulos de ele

6、vacin correspondientes al del lbulo principal, sea inferior a 222 mV/m a una distancia de 1 km, para una potencia de alimentacin de la antena de 1 kW, en el caso de antenas de alta ganancia. Quiz sea preciso estudiar un valor menor de la intensidad de campo interferente en el caso de antenas de baja

7、 ganancia; 4 que se utilice el Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705 como fuente de informacin ms detallada. NOTA En la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones para la planificacin de las bandas de ondas decamtricas atribuidas al servicio de radiodifusin (CAMR HFBC (1), Ginebra, 1

8、987 se adoptaron valores calculados de radiacin mnima que en algunos casos son inferiores a los arriba indicados (vase el Anexo 2). _ *La Comisin de Estudio 6 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2002 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R

9、BS.80-3 ANEXO 1*1 Utilizacin de antenas directivas y no directivas En la radiodifusin por ondas decamtricas, la antena es el medio por el cual la energa radioelctrica es dirigida hacia la zona de servicio requerida. La eleccin de un tipo de antena correcto mejorar la seal en esa zona, disminuyendo l

10、a radiacin en las direcciones no deseadas. As se protege a los restantes usuarios del espectro radioelctrico, que transmiten en el mismo canal o en canales adyacentes hacia otras zonas de servicio diferentes. Por ello, se recomienda, siempre que sea posible, emplear antenas directivas con diagramas

11、de radiacin bien definidos. Las antenas no directivas pueden utilizarse cuando el transmisor est situado dentro de la zona de servicio requerida. En este caso, la zona de servicio requerida vista desde el transmisor abarca un ngulo en el plano acimutal superior a 180. Las antenas directivas desempea

12、n una doble funcin. La primera consiste en evitar la interferencia producida a los dems usuarios del espectro, mediante su directividad. La segunda consiste en proporcionar una intensidad de campo suficiente, gracias a su ganancia de potencia, para permitir una recepcin satisfactoria. El diagrama de

13、 la Fig. 1 ofrece algunas directrices generales para la eleccin del tipo ptimo de antena, para un servicio determinado con arreglo a la distancia necesaria. Se consideran dos categoras distintas de servicios: los servicios a corta distancia y los servicios a media o larga distancia. En este contexto

14、, se entiende por servicio a corta distancia el que puede tener un alcance de hasta 2 000 km aproximadamente. Esta zona puede cubrirse con una antena no directiva o una antena directiva, cuya abertura del haz puede seleccionarse con arreglo al sector que hay que servir. En el segundo caso, pueden ut

15、ilizarse cortinas de dipolos horizontales o bien antenas log-peridicas. Puede considerarse que los servicios a media y larga distancia corresponden a distancias superiores a los 2 000 km aproximadamente. Esta cobertura puede conseguirse mediante antenas cuyo lbulo principal tenga un ngulo de elevaci

16、n pequeo (6 a 13) y cuya abertura del haz en el plano horizontal sea grande, entre 65 y 95 (70 generalmente); o pequea, entre 30 y 45 (35 general-mente), segn la amplitud de la zona que ha de cubrirse. El valor de la intensidad de campo en la zona de recepcin depende de las caractersticas de radiaci

17、n de la antena utilizada, que dependen a su vez del tipo de sistema. No deben utilizarse antenas con una anchura horizontal y vertical del haz sumamente pequea porque las variaciones de la ionosfera pueden desplazar la zona servida. Aunque se utilizan para radiodifusin antenas rmbicas conviene evita

18、r su empleo debido al tamao y al nmero de sus lbulos laterales que pueden crear una interferencia tcnicamente evitable. _ *Segn la nomenclatura del Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705 y del Anexo 2 a la presente Recomendacin. Rec. UIT-R BS.80-3 3 PequeaD01-sc4 Rec. UIT-R BS.80-3 2 Reduccin de los

19、 lbulos secundarios La reduccin de los lbulos secundarios en los sistemas de antenas directivas empleados para la radiodifusin en ondas decamtricas es de la mayor importancia para evitar la interferencia en los casos de comparticin de frecuencias. Por regla general, estas interferencias obedecen a q

20、ue el diagrama de radiacin de la antena transmisora tiene lbulos secundarios en direcciones no deseadas, o a la dispersin de la energa del lbulo principal, en caso de anomalas de la propagacin. Si bien es posible reducir la amplitud en los lbulos secundarios disponiendo la antena de manera adecuada,

21、 la dispersin de propagacin en direcciones no deseadas constituye un problema complejo, y los efectos del fenmeno deben ser objeto de un estudio estadstico. Las antenas en cortina para ondas decamtricas construidas de elementos dipolo horizontales se hacen unidireccionales mediante la adicin de una

22、pantalla reflectora. Esta pantalla puede estar constituida por: un sistema de dipolos idnticos sintonizado para proporcionar una relacin frontal/dorsal ptima en todas las gamas de frecuencias de funcionamiento. En general, no se aplica potencia a este tipo de reflector, que se conoce con el nombre d

23、e reflector de dipolos sintonizados o parsito; o una pantalla consistente en hilos horizontales que actan como un reflector no sintonizado. Este tipo de reflector se conoce con el nombre de pantalla aperidica En el Cuadro 1 del Anexo 2 figuran los valores de desviacin mximos obtenidos en la prctica

24、para distintos tipos de antenas. Este mtodo de desviacin no influye de manera apreciable en la abertura horizontal de lbulo principal, pero aumenta su asimetra y produce, al propio tiempo, un primer lbulo secundario muy importante. Cuando se emplea la desviacin, la ganancia del lbulo principal dismi

25、nuye con el aumento del ngulo de desviacin, y la radiacin del lbulo lateral aumenta. Como consecuencia, aumentar considerablemente la intensidad de campo creada por los lbulos laterales. Los resultados prcticos obtenidos en la Repblica Popular de China han confirmado la posibilidad de que puedan obt

26、enerse pautas de radiacin satisfactorias utilizando el valor de las diferencias de fase de corriente determinado mediante un mtodo de clculo por aproximaciones sucesivas. Pruebas llevadas a cabo en Italia han demostrado que con una antena del tipo HRS 5/4/1,5 es posible reducir de forma significativ

27、a la amplitud de los lbulos secundarios cuando las cinco columnas de dipolos se alimentan de forma separada. Esta propiedad se mantiene cuando se reorienta el haz principal. Una particularidad de un tipo de antena HR 4/4 fabricadas en Francia consiste en que el reflector est alimentado, lo que permi

28、te ajustar con precisin las amplitudes y las fases de las corrientes en las cortinas anterior y posterior. La medicin de los diagramas con helicptero ha demostrado que stos se asemejan mucho a los diagramas tericos (nulos de unos 40 dB). Las nuevas cortinas tienen mayor anchura de banda y se ajustan

29、 ms fcilmente que las antenas de reflectores pasivos. Clculos realizados en Francia han demostrado que para las antenas multibanda del tipo HR 2/n/h, una ampliacin de la relacin de frecuencias a un valor de fmx/fmncercano a 2, conducira a unos diagramas de radiacin tericos satisfactorios sin aumenta

30、r de forma significativa los lbulos secundarios. Aunque es posible lograr una notable supresin de los lbulos laterales para los sistemas de cortinas, los mtodos empleados hasta el presente introducen dificultades mecnicas y aumentan los costes. Rec. UIT-R BS.80-3 5 3 Verificacin de los diagramas de

31、radiacin La RAI italiana y el Estado de la Ciudad del Vaticano, han efectuado una serie de mediciones de intensidad de campo para investigar y verificar los diagramas de radiacin efectiva de diversos tipos de antenas en ondas decamtricas. Las mediciones se han llevado a cabo utilizando un equipo aer

32、otransportado. Los resultados de estas mediciones sobre antenas sin obstruccin confirman que los diagramas de radiacin del haz principal se aproximan bastante a los valores tericos calculados aplicando la metodologa descrita en la Recomendacin UIT-R BS.705. Estudios detallados llevados a cabo por va

33、rias administraciones confirman la validez de estos valores tericos. Adems se ha demostrado que en el caso de una antena dipolo horizontal prctica con un reflector de cortina aperidico, la radiacin hacia atrs y la del mnimo principal hacia adelante es de unos 20 dB por debajo del mximo del lbulo pri

34、ncipal. Puede llegarse a la conclusin de que la metodologa de medicin de diagramas de antena utilizando un helicptero, descrita en la Parte 2 del Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705 es una manera fiable y valiosa de evaluar las caractersticas de funcionamiento de las antenas transmisoras. 4 Discr

35、iminacin obtenida en la prctica por las antenas directivas Se han realizado en diversos pases amplias campaas de medicin, en las que se evaluaron las intensidades de campo de transmisores situados en el mismo emplazamiento o en emplazamientos diferentes que utilizaban antenas directivas orientadas a

36、 zonas de servicio geogrficamente separadas. Estos resultados se utilizaron para obtener los valores de discriminacin de la antena, es decir, la reduccin de intensidad de campo, con respecto al valor del haz principal, en ngulos de acimut y elevacin distintos de los del haz principal. La discriminac

37、in obtenida en la prctica era compatible con los valores lmite que figuran en esta Recomendacin. La discriminacin deducida a partir de consideraciones tericas sobre la antenas (vase la Parte 1 del Anexo 1 a la Recomendacin UIT-R BS.705) habra sido en la mayora de los casos muy superior a la realment

38、e medida. El Reino Unido e India informaron sobre estas campaas de medicin. ANEXO 2 Diagramas de antenas de ondas decamtricas para el diseo y la planificacin de sistemas 1 Un conjunto de caractersticas de antena de referencia En la Recomendacin UIT-R BS.705 se dan las frmulas y el soporte lgico asoc

39、iado para el clculo de diagramas de antena y valores de ganancia mxima para una amplia gama de tipos de antenas de ondas decamtricas. La CAMR HFBC-87 adopt un conjunto limitado de caractersticas de antena de ondas decamtricas de referencia que utilizan los patrones de dipolos horizontales. Se utiliz

40、aron los dipolos horizontales ya que se hall que constituyen el tipo de antena ms comn-mente utilizado. Un examen de la variacin en el comportamiento de este conjunto de antenas constituye una introduccin til a la gama de caractersticas de antena encontradas en la prctica. Las principales caracterst

41、icas de este conjunto de referencia de diagramas se resumen en el Cuadro 1, que contiene 24 tipos de antenas direccionales junto con un diagrama simplificado de una antena no directiva (tipo 25). Las antenas fueron seleccionadas de manera que representaran una gama relativamente amplia de caracterst

42、icas con slo pequeos cambios entre los distintos tipos incluyndose la operacin multibanda y facilidades de reorientacin. 6 Rec. UIT-R BS.80-3 CUADRO 1 Conjunto de tipos de antenas de ondas decamtricas de referencia Principales caractersticas a la frecuencia de diseo Las caractersticas que se dan en

43、el Cuadro 1 se aplican a una frecuencia de diseo de 10 MHz y un suelo de conductividad media. Las caractersticas para las antenas y multibanda de banda doble dependen de la frecuencia; en el 3 figuran informaciones sobre los cambios tpicos esperados en la calidad de funcionamiento segn la frecuencia

44、. Nmero de la antena de referencia Tipo de antena HR(S) m/n/h Ganancia mxima Gi(dBi) ngulo de elevacin de radiacin mxima (grados) Abertura del haz en el plano acimutal(6 dB) (grados) Reorientacin mxima (grados) 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

45、 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) 2/4/0,5 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

46、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 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) Multibanda 30 (T) M

47、ultibanda 30 (T) Doble banda 30 (TE) Una sola banda 15 (A) Multibanda 15 (T) Multibanda 15 (T) Doble banda 15 H: Antena en cortina de dipolos horizontales R: Con reflector S: Antena reorientable m : Nmero de elementos colineales en cada fila horizontal n : Nmero de elementos paralelos en cada fila v

48、ertical h : Altura por encima del suelo de la fila inferior de elemento(s) en longitudes de onda a la frecuencia de diseo (A): Reflector de pantalla aperidico con elementos de alimentacin central (T): Reflector de dipolo sintonizado con elementos de alimentacin central (TE): Reflector de dipolo sintonizado con elementos de alimentacin en el extremo ND: Antena no direccional. Rec. UIT-R BS.80-3 7 Se da informacin sobre: la ganancia de directividad mxima del lbulo de radiacin principal en dB con respecto a una antena isotrpica (dBi); el ngulo de elevacin de m