ITU-R F 1097-1 SPANISH-2000 INTERFERENCE MITIGATION OPTIONS TO ENHANCE COMPATIBILITY BETWEEN RADAR SYSTEMS AND DIGITAL RADIO-RELAY SYSTEMS《用来增强雷达系统和数字无线电中继系统之间兼容性的干扰抑制方案》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1097-1 1 RECOMENDACIN UIT-R F.1097-1 POSIBILIDADES DE REDUCCIN DE LA INTERFERENCIA PARA AUMENTAR LA COMPATIBILIDAD ENTRE LOS SISTEMAS DE RADAR Y LOS SISTEMAS DE RADIOENLACES DIGITALES (Cuestin UIT-R 159/9) (1994-2000) Rec. UIT-R F.1097-1 La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, co

2、nsiderando a) que los sistemas de radar pueden causar interferencia a los sistemas de radioenlaces digitales (DRRS) en algunas situaciones; b) que existen dos mecanismos de acoplamiento mediante los cuales la energa radiada por las estaciones de radar puede acoplarse en los sistemas de radioenlaces:

3、 emisin no esencial de radar en las bandas del radioenlace, sobrecarga del extremo frontal del sistema de radioenlace (desensibilizacin del receptor), causada por la frecuencia fundamental del radar; c) que el mtodo ms conveniente para reducir la interferencia puede ser disminuir las emisiones no es

4、enciales del transmisor del radar hasta un nivel suficientemente bajo; d) que cabe esperar que algunas de las tcnicas utilizadas por los diseadores de sistemas de radioenlaces para mejorar el comportamiento de los mismos reduzcan el riesgo de aparicin de interferencia en dichos sistemas procedente d

5、e los transmisores de radar, recomienda 1 que para aumentar la compatibilidad con los DRRS se tengan en cuenta las posibilidades de reduccin de la interferencia de los sistemas de radar indicados a continuacin: mediciones en funcionamiento, de acuerdo con la agencia responsable del sistema de radar;

6、 seleccin o ajuste de la frecuencia del transmisor; sustitucin del dispositivo transmisor; instalacin de un filtro de RF en el transmisor de radar; 2 que para aumentar la compatibilidad con los sistemas de radar, en el diseo y realizacin de los DRRS se tengan en cuenta las posibilidades de reduccin

7、de la interferencia indicadas a continuacin: filtros de RF en microondas delante del extremo frontal del receptor; seleccin de la antena (caractersticas de lbulos laterales); diversidad de antena (espacial y angular); codificacin para correccin de errores en recepcin (FEC); tcnica de entrelazado de

8、bits (BIT, bit interleaving technique) adicional; utilizacin de canales alternos, en la misma banda; seleccin de otras bandas alternas; encaminamiento del trayecto; otras tcnicas posibles; 3 que se haga referencia al Anexo 1 para ofrecer directrices adicionales relativas a la presente Recomendacin.

9、2 Rec. UIT-R F.1097-1 ANEXO 1 Posibilidades para aumentar la compatibilidad entre los sistemas de radar y los DRRS 1 Posibilidades del sistema de radar Todas las posibilidades enumeradas a continuacin dependen de que se haya identificado inequvocamente la instalacin de radar que produce la interfere

10、ncia. Hasta la fecha, los operadores de DRRS han identificado radares de vigilancia area (ASR, air surveillance radars) estacionarios que funcionan cerca de 1,3 GHz y cerca de 3 GHz y radares meteorolgicos que funcionan cerca de 5,6 GHz. Adems los operadores de DRRS en zonas costeras han identificad

11、o radares de navegacin (mviles) de la marina mercante que funcionan cerca de 3 GHz. 1.1 Medidas de explotacin, supresin de un sector Cuando se conoce la instalacin del radar y la agencia responsable de su operacin, se puede establecer un acuerdo con la agencia, de forma que el radar se desactive mom

12、entneamente cuando su haz principal est apuntando en la direccin del emplazamiento del DRRS. Esto se conoce habitualmente como supresin de sector. Si la agencia de explotacin del radar est de acuerdo con la supresin del sector, resulta sencillo de implementar, ya sea mediante actuacin en los equipos

13、 en radares antiguos, o mediante instrucciones de control de soporte lgico en instalaciones modernas. Asimismo, los gastos son mnimos o nulos. Este tipo de posibilidad de reduccin se ha realizado ya en algunos pases, dando como resultado una coexistencia adecuada entre instalaciones del servicio de

14、radiodeterminacin y del servicio fijo (vase asimismo el Apndice 1). 1.2 Medidas de explotacin, seleccin o ajuste de la frecuencia del transmisor En algunos tipos de sistemas de radar fijos existe la posibilidad de seleccionar o ajustar la frecuencia fundamental del transmisor del radar dentro de la

15、gama de frecuencias permitidas por el sistema de radar, de forma que el DRRS no reciba las emisiones no esenciales de segundo y tercer orden. En particular, es posible situar el armnico del radar en la banda de guarda entre las medias bandas superior e inferior del plan de frecuencias del radioenlac

16、e o incluso fuera de la banda del radioenlace. Tambin en este caso los costes son mnimos, si la agencia de explotacin del radar acuerda sintonizarlo de nuevo. Este tipo de posibilidad de reduccin ya se ha realizado en algunos pases, dando como resultado una coexistencia adecuada entre instalaciones

17、del servicio de radiodeterminacin y del servicio fijo. 1.3 Sustitucin del dispositivo transmisor Se han observado variaciones en los niveles de las emisiones no esenciales de radares terrestres en radares que utilizan tubos de potencia de magnetrn coaxial o convencional. Estas variaciones pueden atr

18、ibuirse a fenmenos de envejecimiento, que producen: cambios en las redes de formacin de pulsos del modulador; cambios en la tensin del nodo y en la corriente del tubo de potencia; o descargas en el tubo. Los usuarios de radares terrestres puede que necesiten llevar a cabo verificaciones rutinarias p

19、eridicas del transmisor del radar para determinar si, a causa del envejecimiento, en estos transmisores han aparecido componentes no esenciales inexistentes o de muy bajo nivel cuando el transmisor era nuevo. En algunos casos, se han corregido ciertos problemas de interferencia sustituyendo el dispo

20、sitivo de salida del transmisor del radar. Rec. UIT-R F.1097-1 3 1.4 Instalacin de filtros de RF en el transmisor del radar En diversos radares se han utilizado filtros guiaonda de RF para reducir a niveles aceptables la interferencia producida a los sistemas de radioenlaces. Por ello, se han utiliz

21、ado filtros de absorcin, paso bajo de RF en radares terrestres fijos a 1,3 GHz para reducir la interferencia del tercer armnico en la banda de 4 GHz atribuida al servicio fijo. De forma similar, en radares terrestres a 5 GHz se instalaron filtros paso banda (BPF)/paso bajo para suprimir elementos no

22、 esenciales que interferan en las bandas superior e inferior a 6 GHz del servicio fijo (vase la Fig. 1). Este tipo de filtros se conocen en la industria de los radares desde hace ms de 30 aos. Reducen las emisiones no esenciales del radar entre 40 y 50 dB aproximadamente, con unas prdidas de inserci

23、n de algunas dcimas de decibelio en la frecuencia fundamental de funcionamiento del radar. El comportamiento del radar (distancia de deteccin) se reduce en una cantidad pequea slo por dichos filtros. Cuando las emisiones no esenciales de los radares producen interferencia en DRRS, la solucin preferi

24、da es la instalacin de un filtro en el transmisor del radar, siempre que sea tcnicamente posible. El coste de la instalacin de filtros en los transmisores de radar depende del coste de toda la instalacin del radar. Las medidas tratadas en los 1.3 y 1.4 se aplican tambin, en principio, a sistemas de

25、radar mviles martimos. 2 Posibilidades del sistema de radioenlace Cuando un sistema de radioenlace sufre una interferencia producida por un sistema de radar, el primer paso para reducir dicha interferencia consiste en determinar si el mecanismo de acoplamiento es: una sobrecarga en el extremo fronta

26、l del receptor del radioenlace producida por la frecuencia fundamental del radar; la aparicin de una emisin no esencial del radar en la frecuencia del canal de recepcin. En el caso de grandes ASR estacionarios con potencias de salida de cresta del orden de 1 MW en su frecuencia fundamental de diseo,

27、 el nivel de las emisiones no esenciales no intencionadas que puede interceptar el receptor del radioenlace es a menudo superior al nivel de la seal deseada del radioenlace. En el caso de radares mviles de navegacin de la marina mercante, los parmetros del transmisor son significativamente diferente

28、s de los de los transmisores ASR. Los niveles de salida en la frecuencia fundamental y, por lo tanto tambin los niveles de las emisiones no esenciales, son inferiores y las duraciones de los impulsos son mucho ms cortas. Se tomarn medidas en el receptor del radioenlace interferido nicamente si resul

29、ta difcil o imposible suprimir en la fuente (es decir en el radar) las componentes no esenciales que aparecen en la frecuencia del canal del receptor. 2.1 Filtros de RF en microondas Si el mecanismo de acoplamiento es una sobrecarga en el extremo frontal del preamplificador de bajo nivel de ruido (A

30、BR) (que es comn para todos los canales del radioenlace) producida por la seal del radar, para proteger dicho ABR contra la interferencia del radar, se puede utilizar un BPF de RF antes de dicho preamplificador. Algunos usuarios han observado una sobrecarga a la entrada del ABR, producida por radare

31、s terrestres en la banda de 5 GHz, en DRRS que funcionan en la banda inferior o superior a 6 GHz. La instalacin de un BPF resolvi los problemas. Los filtros de RF del receptor no actuarn de forma eficaz contra la interferencia en las frecuencias del receptor del radioenlace, o en frecuencias prximas

32、. 2.2 Seleccin de la antena Despus de una comprobacin del emplazamiento del radioenlace y una vez recogidos los datos electrnicos adecuados, se conocer la ubicacin aproximada de un radar y los niveles de emisiones no esenciales que pueden producir interferencia. De esta forma, se puede establecer la

33、 geometra del trayecto desde el receptor del radioenlace hasta el transmisor deseado y hacia el radar. 4 Rec.UIT-RF.1097-1 1097-017 6003 600 5 6004 400 5 000 5 925 6 4253 700 4 200 MHz+50010050+1007 6003 600 5 6004 400 5 000 5 925 6 4253 700 4 200 MHz+100+50010050FIGURA 1Mediciones del espectro radi

34、ado de un radar en 5 GHz sin filtro de RF y con filtro de RFSins filtroEscala relativa(dB)Con filtroFIGURE1/M.1097-1.D01= 3CMRec. UIT-R F.1097-1 5 Si se observa que el haz principal del radar puede iluminar a la antena receptora del radioenlace en sus lbulos laterales, entonces la seleccin de un tip

35、o de antena del radioenlace con niveles de lbulos laterales suficientemente bajos puede contribuir a la proteccin del receptor frente a las interferencias de emisiones no esenciales. El nivel de la interferencia que entra en el receptor a travs de los lbulos laterales podr, como mucho, superar el ru

36、ido de fondo trmico en una pequea cantidad, para no comprometer las caractersticas de la emisin DRRS. Las antenas parablicas bien diseadas y apantalladas son una buena eleccin. Si la interferencia proviene de un ngulo en la parte delantera de la antena, entre 20 y 60 del eje del haz principal, enton

37、ces, una antena con un sistema de alimentador desplazado lograr una supresin mejor que una parbola apantallada; aunque resulte significativamente ms caro. 2.3 Diversidad de antena DRRS Los DRRS susceptibles a interferencias de radares son sistemas de banda ancha y alta capacidad para transmisiones t

38、roncales. Normalmente utilizan canales en las bandas de 4 GHz, 5 GHz y las bandas superior o inferior a 6 GHz atribuidas al servicio fijo. Estas bandas se eligen para lograr largos tramos o saltos. Debido a los fenmenos de propagacin que se producen en estas bandas, se utiliza para la mayora de los

39、tramos diversidad de antena de recepcin o diversidad en el espacio y algunas veces diversidad angular. De esta forma se reduce al mnimo la probabilidad de recibir un nivel de seal marginal. Slo de esta manera se pueden cumplir los requisitos exigentes relativos a la calidad de transmisin de la seal

40、(vanse las Recomendaciones UIT-R F.1189 y UIT-T G.826) en condiciones normales de explotacin. Asimismo la diversidad proteger tambin contra interferencias no deseadas del radar siempre que ste incida en la parte receptora del radioenlace con un nivel reducido. En estos casos, los niveles de las seal

41、es no deseadas pueden estar muy por encima del ruido de fondo recibido; sin embargo, la relacin S/N total sigue siendo suficiente para detectar y demodular adecuadamente la seal deseada. 2.4 Apantallamiento del emplazamiento de la antena Se ha sugerido esta posibilidad de reduccin y algunas veces se

42、 utiliza para antenas de estaciones terrenas de satlite situadas en el suelo. En este caso ha sido til la utilizacin de barreras de radar o diques de tierra. Sin embargo, considerando la situacin normal de las antenas de radioenlace, situadas en torres o mstiles entre 50 y 100 m por encima del nivel

43、 del suelo, resulta imposible la reduccin de los lbulos laterales de la antena mediante dispositivos u otros medios en sus proximidades. 2.5 Correccin de errores en recepcin (FEC) La codificacin de FEC es un mtodo utilizado en la mayora de los sistemas de microondas digitales para mejorar el comport

44、amiento de la BER. La utilizacin de tcnicas de codificacin FEC permite corregir un nmero limitado de errores aleatorios en el receptor mediante un soporte lgico de codificacin especial implantado a ambos extremos del circuito. Las mediciones han demostrado que para un cdigo de correccin de dos error

45、es, el umbral de interferencia a partir del cual se producen errores en la seal deseada mejora aproximadamente en 10 dB cuando la duracin del pulso interferente es un intervalo de 1 Bd (es decir, la interferencia produce una respuesta impulsiva en el receptor). Los DRRS de transmisin troncal funcion

46、an a velocidades de unos 30 MBd correspondientes a intervalos de Bd del orden de 30 ns. Sin embargo, los impulsos no deseados provenientes de ASR (generados principalmente durante los intervalos de subida y bajada del pulso radar generado intencionalmente) tiene una duracin considerablemente mayor,

47、del orden 100 ns, y, por lo tanto, los FEC tradicionales no sern efectivos contra este tipo de interferencia. 2.6 Entrelazado de bits adicional La situacin es diferente cuando la interferencia tiene su origen en un radar de navegacin, debido a que la duracin del impulso intencionado es mucho menor (

48、 100 ns) que en el caso ASR. Por lo tanto, los impulsos no deseados generados durante los intervalos de subida y de bajada son extremadamente cortos ( 15 ns), aunque todava pueden ser detectados por receptores del radioenlace de banda ancha. 6 Rec. UIT-R F.1097-1 Se ha encontrado un mtodo de reducci

49、n til para esta situacin. Consiste en un entrelazado de bits adicional. Al recibir una seal corrompida por cortas rfagas de errores debido a la interferencia, los errores se dispersan en el tiempo debido al desentrelazado. Posteriormente, se pueden corregir cada error de bit individual mediante el proceso FEC. El inconveniente de la BIT es un interv