ITU-R F 1190 FRENCH-1995 PROTECTION CRITERIA FOR DIGITAL RADIO-RELAY SYSTEMS TO ENSURE COMPATIBILITY WITH RADAR SYSTEMS IN THE RADIODETERMINATION SERVICE《确保与无线电测定业务中和雷达系统兼容的数字无线电中继.pdf

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1、Rec. UIT-R F.1190 1RECOMMANDATION UIT-R F.1190*CRITRES DE PROTECTION APPLICABLES AUX FAISCEAUX HERTZIENS NUMRIQUESPROPRES ASSURER LA COMPATIBILIT LECTROMAGNTIQUEAVEC LES SYSTMES RADAR DU SERVICE DE RADIOREPRAGE(Question UIT-R 159/9)(1995)Rec. UIT-R F.1190LAssemble des radiocommunications de lUIT,con

2、sidranta) que les systmes radar peuvent causer des brouillages aux faisceaux hertziens numriques qui se traduisent parla production rgulire de paquets derreurs lie aux caractristiques dexploitation du radar comme la vitesse de rotationde lantenne;b) que limportance des systmes radar est mondialement

3、 admise mais quil reste nanmoins des efforts fairequant la rduction des niveaux des rayonnements non essentiels produits par ces systmes;c) limportance des faisceaux hertziens numriques dans les rseaux de tlcommunication;d) quil est ncessaire dtablir les critres qui permettront dassurer la compatibi

4、lit lectromagntique entre lessystmes radar et les faisceaux hertziens numriques;e) que les effets du brouillage caus par les systmes radar varient dun systme radar lautre;f) que, bien que leffet du brouillage radar sur les faisceaux hertziens numriques diffre selon les mthodes demodulation employes

5、dans les systmes brouills, il semble utile de dfinir, titre provisoire, le seuil de protection entermes de rapport brouillage bruit thermique de manire rendre les critres applicables indpendamment de lamthode de modulation utilise,recommande1 dvaluer la puissance de brouillage en termes de puissance

6、 en crte sur toute la largeur de bande ncessairedun canal radiolectrique du systme brouill;2 en cas de brouillage provenant de systmes radar terrestres fixes ou transportables:2.1 de ne pas dpasser 0 dB (Notes 1 et 2) pour le rapport brouillage bruit thermique (mentionn au 1);2.2 dvaluer le brouilla

7、ge dans un cas pratique rel ou prvu;2.3 dans le cas o le brouillage est intercept par le faisceau principal de lantenne du faisceau hertzien, de faire ensorte que la puissance surfacique des rayonnements non dsirs au niveau dune station rceptrice de faisceaux hertziensne dpasse pas 127 dB(W/m2) dans

8、 nimporte quelle bande de 40 MHz dans les plages de frquences 3 400-4 200 MHzet 4 400-5 000 MHz ou 130 dB(W/m2) dans toute bande de 20 MHz dans la plage 5 925-6 425 MHz (voir lAnnexe 2);3 en cas de brouillage caus par des systmes radar maritimes et mobiles terrestres (Note 3);3.1 de faire en sorte q

9、ue le rapport brouillage bruit thermique, I/N (mentionn au 1) ne dpasse pas 10 dB(Notes 1, 2 et 5);3.2 dvaluer le brouillage dans un cas pratique rel ou prvu. Cependant, la condition dexposition directe 20 kmde distance pour une propagation en visibilit directe et en espace libre doit tre considre c

10、omme tant reprsentativedes radars mobiles maritimes dans de nombreux cas;_*Cette Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 8 des radiocommunications (GT 8C), delOrganisation maritime internationale (OMI) et du Comit international radio-maritime (CIRM).2 Rec. UIT-R F.11903.3 de

11、 ne pas dpasser pour la puissance surfacique des rayonnements non dsirs au niveau dune stationrceptrice de faisceaux hertziens 117 dB(W/m2) dans nimporte quelle bande de 40 MHz des plages de frquences3 400-4 200 MHz et 4 400-5 000 MHz ou 120 dB(W/m2) dans toute bande de 20 MHz dans la plage 5 925-6

12、425 MHz(Note 4);4 de tenir compte des indications donnes dans lAnnexe 1 lors de lvaluation de la puissance de brouillage dansles faisceaux hertziens numriques attribuable aux rayonnements non dsirs des systmes radar.NOTE 1 Cette valeur a t obtenue en supposant que les brouillages causs par les radar

13、s taient intermittents et que laprobabilit de brouillage tait faible. Ces hypothses ncessitent des tudes et des tests plus approfondis.NOTE 2 Actuellement, ce critre doit sappliquer uniquement au brouillage radar dans les bandes de frquencesinfrieures 7 GHz environ. Un complment dtude est ncessaire.

14、NOTE 3 Le terme mobile maritime ninclut pas la radiolocalisation maritime forte puissance.NOTE 4 Les valeurs de puissances surfaciques du 3.3 sont quivalentes celles de la p.i.r.e. des rayonnements nondsirs dun systme radar, respectivement de 20 dBW pour une bande de 40 MHz et 23 dBW pour une bande

15、de20 MHz, en supposant une distance de sparation de 20 km (voir lAnnexe 2).NOTE 5 La valeur du rapport I/N a t obtenue en supposant que les brouillages causs par les radars mobiles taienttemporaires.ANNEXE 1Evaluation de la puissance des brouillages causs aux faisceaux hertziensnumriques par les ray

16、onnements non dsirsproduits par des systmes radarLa puissance des brouillages causs aux faisceaux hertziens numriques par les rayonnements non dsirs produits pardes systmes radar doit tre value en termes de puissance en crte pour la largeur de bande ncessaire du canalradiolectrique du systme brouill

17、 (voir le 1 de la prsente Recommandation). Lors de lvaluation de la puissancetotale sur la largeur de bande ncessaire, il convient de tenir compte des lments suivants: il nest pas toujours possible dvaluer la puissance en crte du brouillage dans le domaine temporel; lorsquelle est mesure dans le dom

18、aine frquentiel, des frquences brouilleuses apparaissent avec un espacementgal linverse de la largeur de limpulsion du radar; il y a plus ou moins cohrence entre ces frquences brouilleuses, et de ce fait, la puissance en crte du brouillagetotal dpend du degr de cohrence entre ces mmes composantes; e

19、n gnral, lors de lvaluation du deuxime ou troisime rayonnement harmonique non essentiel, on peut supposerquil y a cohrence parfaite entre les composantes brouilleuses (par exemple, la somme des tensions); en gnral, lors de lvaluation des rayonnements non harmoniques non dsirs, on peut supposer quil

20、y acohrence partielle entre les composantes brouilleuses (par exemple, le 1,5ede la somme des puissances).Daprs les considrations prcdentes, les mthodes suivantes doivent tre utilises pour valuer la puissance debrouillage: De prfrence, la puissance en crte du brouillage radar sur toute la largeur de

21、 bande du canal radiolectrique dusystme brouill doit tre value dans le domaine temporel. Si les donnes ne sont disponibles que dans le domaine frquentiel, sous la forme de n composantes de brouillagewi(i = 1, 2, ., n) exprimes en unit de puissance, la puissance en crte totale W sexprime comme suit:W

22、 = ( wi1/k)ko k est suppos gal 2,0 dans le cas du deuxime ou troisime rayonnement harmonique non essentiel et 1,5 lors delvaluation des rayonnements non harmoniques non dsirs. La validit de ces valeurs appelle un complment dtude.Rec. UIT-R F.1190 3ANNEXE 2Calcul des niveaux maximaux admissibles1 Int

23、roductionAfin de faciliter la comprhension des exemples de calculs suivants, on donne un rapide descriptif dun scnario debrouillage. Par ailleurs, quelques concepts et valeurs de paramtres communment utiliss dans le cas de faisceauxhertziens grande capacit sont dtaills.Les faisceaux hertziens sont d

24、es systmes visibilit directe et il faut donc que le trajet entre les antennes mettrice etrceptrice soit dpourvu dobstacle. La longueur du trajet est habituellement de 40-60 km voire plus.Les antennes gain lev et faisceau troit sont habituellement de type parabolique ou analogue (cornetrflecteur, etc

25、.). Leurs lobes latraux doivent tre de faible niveau. Louverture angulaire du faisceau principal 3 dB esten gnral de lordre de 1,5 2, et le gain au centre du faisceau denviron 40 43 dBi.Si un metteur radar, conu pour fonctionner avec une frquence f0proche de 3 GHz, est utilis proximit dun trajetde f

26、aisceaux hertziens et sil rayonne involontairement partir de lantenne radar de lnergie non essentielle, une partiede cette nergie pourra tre intercepte par lantenne du faisceau hertzien. Dans bien des cas, le rayonnement nonessentiel atteint les lobes latraux de lantenne rceptrice du faisceau hertzi

27、en, mais parfois dans des situations trsgnantes ce rayonnement pourra tre intercept par le faisceau principal. Un bond de faisceaux hertziens avec troispositions possibles dun radar brouilleur sont reprsents la Fig. 1. La position a entranera une pntration des lobeslatraux de lantenne du faisceau he

28、rtzien. La position b, proximit de laxe de vise entre lmetteur et le rcepteur dufaisceau hertzien, provoque une interception par le faisceau principal. La position c le radar situ proximit de laxe devise et au-del de lmetteur provoque galement une interception par le faisceau principal.bacRadarFIGUR

29、E 1Vue dans le plan dun trajet en faisceaux hertzienset des positions possibles dun radarEmetteur RcepteurD01FIGURE 1.D01 = 3 CMLe faisceau hertzien vhicule vitesse leve des trains binaires appels charges utiles. Il peut sagir denombreuses voies tlphoniques multiplexes ou de signaux TV numriss. Habi

30、tuellement, la capacit estde 155,52 Mbit/s (STM-1), ou de 311 Mbit/s (2 STM-1). Le secteur de la normalisation des tlcommunications(UIT-T) a publi des spcifications strictes concernant la qualit de transmission. Elles sexpriment en termes de nombremaximum autoris de secondes errones (SE) et de nombr

31、e maximum autoris de secondes gravement errones (SGE)(voir la Recommandation UIT-T G.826).Dans le cas de secondes errones, la qualit de transmission tlphonique ou vido est dgrade de faon significative.Dans le cas de secondes gravement errones, le canal radiolectrique est inutilisable.4 Rec. UIT-R F.

32、1190Tout rayonnement non essentiel dun radar intercept par une antenne de faisceau hertzien et qui est capt par lercepteur dun faisceau hertzien engendrera un certain niveau de puissance de brouillage, I. Cette puissance doit trecompare au niveau de bruit de fond, N, du rcepteur. La conception mme d

33、u faisceau hertzien suppose que le rcepteurfonctionne correctement avec un certain niveau minimal du signal utile, C, et donc avec une valeur minimale de C/N.Tout brouillage est peru comme un bruit additionnel qui va dgrader le rapport C/N et ainsi entraner des erreurs detransmission. Si un brouilla

34、ge intermittent (rayonnement non essentiel de type impulsionnel) est reu, il peut treparticulirement gnant si certaines portions du train de bits format sont altres. Ceci peut entraner une perte desynchronisation et donc une diminution globale de la capacit de transmission.Dans les exemples ci-aprs,

35、 on formule plusieurs hypothses concernant les scnarios et les rapports I/N ncessaires.On suppose dans la situation dcrite la Fig. 2 quil y a interception par le faisceau principal du faisceau hertzien. Onsuppose que la distance avec le radar brouilleur est de 20 km et que le trajet depuis lantenne

36、radar jusqu lantennehertzienne est dpourvu dobstacle. Ainsi, laffaiblissement sur le trajet de propagation pour ce qui est des rayonnementsnon essentiels dans la bande de 4 GHz est denviron 130 dB.Les conditions imposes par le rapport I/N sont dtermines pour un faisceau hertzien de grande capacit fa

37、isant appel un procd perfectionn de modulation haut niveau. Le rcepteur ncessite un certain rapport signal RF sur bruit C/N.Cette condition est ralise lorsquon conoit le systme en prvoyant un metteur de puissance suffisante et desantennes de gain appropri.150 m45 m40 kmEmetteur RcepteurFIGURE 2Vue d

38、e ct dun trajet en faisceaux hertziens et dun bateau croisant proximit dun axe de viseD02FIGURE 2.D02 = 3 CM2 Rayonnement non dsir non harmoniqueOn suppose que les paramtres du systme brouill sont:Bande de frquences de fonctionnement: 3 400-4 200 MHzLargeur de bande du rcepteur: 40 MHz (voir la Note

39、 1)Gain de lantenne de rception: 36 dB (aprs soustraction des pertes dans la ligne dalimentation)Facteur de bruit du rcepteur: 4 dBAffaiblissement en espace libre: 130 dB (20 km)Bruit thermique: 140 dB(W/MHz)Ainsi, le niveau maximal admissible de brouillage correspondant au rapport brouillage sur br

40、uit thermique de 10 dB estde 114 dB(W/40 MHz) lentre du rcepteur du systme brouill. Pour un gain dantenne de rception de 36 dB, ceciquivaut une puissance surfacique de 117 dB(W/m2). Pour un affaiblissement en espace libre de 130 dB et un gaindantenne de 36 dB, ceci quivaut galement une p.i.r.e. de r

41、ayonnement non dsir dun systme radar de 20 dBW.Rec. UIT-R F.1190 5On doit remarquer que de nombreux systmes radar mobiles peuvent ne pas vrifier cette condition et des effortssupplmentaires doivent tre dploys pour amliorer de tels systmes radar. Il faut galement noter que dans le cas dunradar utilis

42、ant un magntron, les niveaux de rayonnements non dsirs varient selon la dure de fonctionnement et engnral les niveaux des rayonnements non dsirs non harmoniques augmentent au fur et mesure que lon sapprochede la fin de vie du magntron.En ce qui concerne la plage de frquences 4 400-5 000 MHz, on supp

43、ose que les paramtres (en particulier, le gain delantenne et laffaiblissement en espace libre) du systme brouilleur peuvent tre lgrement diffrents. Cependant, lescalculs aboutissent la mme valeur limite de rayonnements non dsirs, car laugmentation du gain de lantenne estcompense par laugmentation de

44、 laffaiblissement en espace libre.NOTE 1 La largeur de bande du rcepteur varie selon les systmes. Si lon prend en considration la cohrence entreles composantes brouilleuses (voir lAnnexe 1), un systme qui dispose dune plus grande largeur de bande de rceptiona une plus grande sensibilit aux rayonneme

45、nts non harmoniques produits par un radar, qui gnralement ont une largeurde bande plus grande que celle du rcepteur brouill. En consquence, on choisit 40 MHz pour reprsenter un systmeavec une importante largeur de bande de rception.3 Rayonnement non essentiel du deuxime harmoniqueOn suppose que les

46、paramtres du systme brouill sont:Bande de frquences de fonctionnement: 5 925-6 425 MHzLargeur de bande du rcepteur: 20 MHz (voir la Note 2)Gain de lantenne de rception: 40 dB (aprs soustraction des pertes dans la ligne dalimentation)Facteur de bruit du rcepteur: 4 dBAffaiblissement en espace libre:

47、134 dB (20 km)Bruit thermique: 140 dB(W/MHz)Ainsi, le niveau maximal admissible de brouillage correspondant au rapport brouillage sur bruit thermique de 10 dB estde 117 dB(W/20 MHz) lentre du rcepteur du systme brouill. Ceci quivaut une puissance surfacique de120 dB(W/m2) et une p.i.r.e. non dsire dun systme radar de 23 dBW.On doit remarquer que de nombreux systmes radar mobiles peuvent ne pas vrifier cette condition et quil est ncessairede dployer des efforts supplmentaires pour amliorer ces systmes radar.NOTE 2 En gnral