ITU-R F 698-2 FRENCH-1994 PREFERRED FREQUENCY BANDS FOR TRANS-HORIZON RADIO-RELAY SYSTEMS《超视距无线电中继系统首选频段》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.698-2 1 RECOMMANDATION UIT-R F.698-2*BANDES DE FRQUENCES PRFRES POUR LES FAISCEAUX HERTZIENS TRANSHORIZON (1990-1992-1994) Rec. UIT-R F.698-2 Domaine de comptence La prsente Recommandation fournit les facteurs prendre en compte lors du choix des bandes de frquences pour les faisceaux h

2、ertziens transhorizon du service fixe, du point de vue des conditions de partage de frquences avec dautres services ainsi que du bruit total comprenant le bruit thermique et le bruit dintermodulation dus la propagation. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la Confrence admini

3、strative mondiale des radiocommunications, (Genve, 1979) (CAMR-79), dans sa Recommandation N 100, a demand lex-CCIR de prparer une Recommandation relative aux bandes de frquences spcifiques qui sont juges les plus satisfaisantes pour les faisceaux hertziens transhorizon, compte tenu des attributions

4、 dautres services, en particulier des attributions aux services spatiaux; b) que la CAMR-79 et la Confrence administrative mondiale des radiocommunications charge dtudier les attributions de frquences dans certaines parties du spectre (Malaga-Torremolinos, 1992) (CAMR-92) ont procd des attributions

5、supplmentaires de bandes de frquences aux services spatiaux en raison de leur dveloppement croissant; c) que la Recommandation N 100 de la CMR-95 note que la prolifration des faisceaux hertziens transhorizon dans toutes les bandes de frquences, en particulier dans celles qui sont utilises en partage

6、 avec les systmes spatiaux, ne fera quaggraver une situation dj difficile; d) quil existe des gammes de frquences optimales pour les faisceaux hertziens transhorizon du point de vue du bruit thermique et du bruit dintermodulation dus la propagation, selon la longueur des liaisons; e) que les limites

7、 de puissance spcifies dans lArticle 21 du Rglement des radiocommunications (RR) sont applicables aux metteurs des faisceaux hertziens transhorizon partageant les bandes de frquences avec des services de radiocommunication spatiale (dans le sens Terre-espace) lexception de certaines bandes de frquen

8、ces, recommande 1. que, pour choisir les bandes de frquences des faisceaux hertziens transhorizon, les facteurs suivants soient pris en compte du point de vue du bruit total comprenant le bruit thermique et le bruit dintermodulation dus la propagation; 1.1 pour les liaisons de 400 700 km environ, il

9、 est ncessaire dutiliser des frquences relativement basses, infrieures 1 GHz et des antennes de grande dimension de faon obtenir des performances satisfaisantes et, notamment, rduire le bruit dintermodulation. La capacit de transmission sera normalement faible. Aux frquences suprieures 1 GHz, la qua

10、lit de fonctionnement risque dtre mdiocre, except pour des stations terminales particulirement bien situes et des conditions de propagation trs favorables; 1.2 pour les liaisons de 200 400 km environ, la capacit de transmission peut tre un peu plus grande. Dans ce cas, le bruit dintermodulation d la

11、 propagation par trajets multiples peut jouer un rle prpondrant; des frquences suprieures 2 GHz conviennent probablement mieux que des frquences plus basses pour rduire le bruit dintermodulation; 1.3 pour des liaisons plus courtes (100 200 km environ), il est possible dutiliser des frquences jusqu 5

12、 GHz, ce qui rduit le bruit dintermodulation d la propagation par trajets multiples, mme lorsque les antennes sont de dimensions relativement faibles. Les frquences comprises entre 2 et 3 GHz environ sont probablement celles qui conviennent le mieux pour obtenir une grande capacit en voies tlphoniqu

13、es sur des liaisons de cette longueur; _ *La Commission dtudes 9 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2007 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R F.698-2 2. que, lors du choix des bandes de frquences pour les faisceaux

14、 hertziens transhorizon, la priorit doit tre donne aux bandes qui ne sont pas partages avec des services de radiocommunication spatiale; 3. que, en gnral, les bandes de frquences partages avec les services de radiocommunication spatiale (dans le sens Terre-espace) ne soient pas utilises pour les fai

15、sceaux hertziens transhorizon (Note 1); 4. que les bandes de frquences partages avec des services de radiocommunication spatiale (dans le sens espace-Terre) peuvent tre utilises pour des faisceaux hertziens transhorizon condition que lon sefforce, comme lindique la Recommandation UIT-R SM.1448, dvit

16、er le brouillage caus par des faisceaux hertziens transhorizon des rcepteurs de station terrienne dans les services de radiocommunication spatiale (Notes 2 et 3); 5. que, lors du choix des bandes de frquences pour les faisceaux hertziens transhorizon, lon sefforce dviter les brouillages qui seraient

17、 causs des faisceaux hertziens en visibilit directe, conformment la Recommandation UIT-R F.302 (Note 4); 6. de tenir compte des renseignements supplmentaires contenus dans lAnnexe 1 pour appliquer la prsente Recommandation; 7. que les Notes suivantes soient considres comme faisant partie de cette Re

18、commandation. Note 1 Les faisceaux hertziens transhorizon ne peuvent pas, en gnral, fonctionner dans les limites de puissance applicables tous les systmes du service fixe partag avec les services de radiocommunication spatiale (dans le sens Terre-espace), comme il est spcifi dans lArticle 21 du RR (

19、voir galement le 3.1 de lAnnexe 1). Note 2 Quand des bandes de frquences partages avec les services de radiocommunication spatiale (dans le sens espace-Terre) sont utilises pour des faisceaux hertziens transhorizon, il devrait tre confirm que les stations spatiales des services de radiocommunication

20、 spatiale satisfaisant aux dispositions de la Recommandation UIT-R SF.358 (ou de lArticle 21 du RR pour les bandes 1 525-2 500 MHz) ne provoquent pas de brouillage inacceptable aux faisceaux hertziens transhorizon. Il faudrait tenir compte du fait que les stations spatiales peuvent tre gostationnair

21、es ou non gostationnaires. Note 3 Le partage des frquences entre les faisceaux hertziens transhorizon et les stations terriennes de rception du service de radiodiffusion par satellite exige un complment dtude. Note 4 Il faudrait aussi confirmer que les brouillages causs par des faisceaux hertziens e

22、n visibilit directe des faisceaux hertziens transhorizon restent dans des limites acceptables. ANNEXE 1 Facteurs influant sur le choix des bandes de frquences pour les faisceaux hertziens transhorizon 1. Introduction La prsente Annexe identifie divers facteurs qui influent sur le choix des bandes de

23、 frquences pour les faisceaux hertziens transhorizon. On dtermine dabord la gamme de frquences optimale dun faisceau hertzien transhorizon, partir de considrations de propagation, en tenant compte du diamtre dantenne et de la puissance dmission. Ensuite, les problmes de brouillage relatifs au partag

24、e des frquences avec dautres systmes, y compris les faisceaux hertziens en visibilit directe et les systmes de radiocommunication spatiale, sont traits. 2. Gamme de frquences optimale de faisceaux hertziens transhorizon 2.1 En fonction du niveau de rception (bruit thermique) Sur les faisceaux hertzi

25、ens transhorizon existants, on utilise en gnral des puissances dmission qui sont du mme ordre de grandeur quelle que soit la gamme de frquences. La sensibilit des rcepteurs modernes est dans une grande mesure indpendante de la gamme de frquences. Rec. UIT-R F.698-2 3 Les variations long terme du niv

26、eau reu en fonction de la frquence porteuse dpendent essentiellement des trois phnomnes suivants: laffaiblissement entre antennes isotropes; on admet, en gnral, que cet affaiblissement est proportionnel au cube de la frquence; le gain en espace libre des antennes utilises; ce gain est, pour une ante

27、nne de diamtre donn, proportionnel au carr de la frquence; la baisse de gain dantenne; pour une antenne de diamtre donn, cette baisse dpend de la frquence et elle peut tre calcule partir de la Fig. 1 de la Recommandation UIT-R F.1106. Les effets des variations de ces trois paramtres en fonction de l

28、a frquence sont reprsents sur la Fig. 1 pour des diamtres dantenne compris entre 4 et 40 m. Cette figure reprsente laffaiblissement relatif entre les bornes des deux antennes de mme diamtre situes aux deux extrmits dune liaison transhorizon; on a pris comme affaiblissement de rfrence (0 dB) celui ex

29、istant dans les mmes conditions entre deux antennes de 10 m de diamtre utilises 1 000 MHz. En ce qui concerne la longueur de la liaison, la validit de cette figure est la mme que celle donnant la baisse de gain dantenne, cest-dire que la liaison considre est suppose avoir une longueur comprise entre

30、 150 et 500 km environ. 7.5 m+ 16+ 100 20 102 51031041022 54 m5 m10 m15 m20 m30 m40 m7,5 mAffaiblissementrelatif (dB)Frquence (MHz)FIGURE 1Affaiblissement relatif entre antennes de diamtre donnD01On voit que pour un diamtre donn laffaiblissement relatif passe par un minimum pour une certaine frquenc

31、e; il augmente de part et dautre, pour les frquences basses parce que les dimensions relatives de lantenne mesures en longueurs dondes diminuent et, par suite, son gain en espace libre, et pour les frquences leves parce que la baisse de gain dantenne augmente de plus en plus quand le gain en espace

32、libre augmente. La frquence de fonctionnement optimale va de 200 MHz pour une antenne de 40 m de diamtre 2 GHz pour une antenne de 4 m; cependant, le minimum est trs plat et on peut scarter en frquence de part et dautre dans un rapport 2/1, sans que laffaiblissement relatif naugmente de faon sensibl

33、e. 2.2 En fonction du bruit total (y compris le bruit thermique et le bruit dintermodulation) pour les systmes analogiques La rduction du bruit dintermodulation d la propagation peut imposer lutilisation de gains dantenne plus levs que ceux qui seraient strictement ncessaires pour la rduction du bru

34、it thermique. Pour un gain dantenne donn, les dimensions des antennes sont videmment plus faibles aux frquences leves. Le choix de la frquence ne dpend pas essentiellement du bruit dintermodulation pour un gain dantenne fix; il nen est pas de mme si le diamtre de lantenne est fix. 4 Rec. UIT-R F.698

35、-2 Pour ce qui est du bruit dintermodulation, des considrations thoriques ont montr quil augmente comme la puissance 4 du retard d la propagation par trajets multiples sur le trajet radiolectrique. Ce retard est proportionnel aux ouvertures de faisceaux des antennes utilises, et louverture de faisce

36、au dune antenne est inversement proportionnelle la frquence radiolectrique. Ainsi, le bruit dintermodulation dcrot en raison inverse de la 4epuissance de la frquence radiolectrique lorsque le diamtre dantenne utilis est constant. La Fig. 2 montre une estimation du bruit dintermodulation en fonction

37、de la bande de frquences radiolectriques et de la capacit en voies (longueur de trajet: 200 km; diamtre dantenne: 10 m). DCBADCBAA B C D2030405060708010225 25103104Rapportsignal/bruitpsophomtrique(dB)Frquence (MHz)FIGURE 2Rapport signal/bruit psophomtrique (bruit thermiqueet bruit dintermodulation s

38、ur le trajet)Courbes A:B:C:D:24 voies60 voies120 voies300 voiesD02Longueur de la liaison:Diamtre dantenne:Puissance de sortie:200 km10 m1 kWComme lindique la Fig. 2, on ne constate pas de diffrence notable dans le bruit total entre les bandes des 900 MHz, 2 GHz et 2,6 GHz pour une capacit de transmi

39、ssion de 24 voies. Ces bandes prsentent plus davantages que les bandes suprieures 3 GHz. Il semble que, lorsque la capacit de transmission augmente jusqu 300 voies, les bandes de frquences voisines de 2 GHz sont les plus appropries. Rec. UIT-R F.698-2 5 La Fig. 3 illustre un exemple de la faon dont

40、le bruit dintermodulation sur le trajet ou le bruit thermique peuvent dterminer le diamtre minimal de lantenne. On trouve dans la Fig. 3 deux groupes de courbes: le premier groupe de courbes (dcroissantes de gauche droite) donne le diamtre de lantenne en fonction de la frquence pour un rapport signa

41、l/bruit dintermodulation sur le trajet de 60 dB. Chaque courbe correspond des valeurs donnes de longueur de trajet et de capacit en voie; le second groupe de courbes (prsentant un minimum) montre le diamtre de lantenne en fonction de la frquence pour un rapport signal/bruit thermique de 50 dB (en ad

42、mettant un niveau de signal reu suprieur de 20 dB au seuil et un rapport signal/bruit thermique de 30 dB au seuil). Chaque courbe correspond des valeurs donnes de la puissance de lmetteur et de la distance. 100 km200 km300 km400 km481216202425 25102103104100 W100 km1 kW200 km2 kW200 km10 kW300 km10

43、kW400 kmDiamtredantenne requis (m)Frquence (MHz)V: voieFIGURE 3Diamtre dantenne minimal en fonction des bandes de frquencesD03300V120V24V24V120V 300V24V120V24V300V60VLes deux groupes de courbes doivent tre utiliss conjointement pour dterminer le paramtre limitatif applicable au diamtre de lantenne (

44、ou la frquence). Par exemple, avec une puissance de lmetteur de 1 kW, une frquence de 1 GHz et une distance de 200 km, le diamtre minimal de lantenne serait denviron 8 m pour 24 voies tlphoniques (en raison du bruit thermique), denviron 13 m pour 120 voies tlphoniques et de 24 m pour 300 voies tlpho

45、niques (dans ces deux dernier cas, en raison du bruit dintermodulation sur le trajet). Les niveaux de puissance indiqus sur la Fig. 3 couvrent la gamme des puissances dmetteur actuellement possibles. Pour des raisons pratiques, on a admis une puissance maximale de lmetteur de 10 kW, mais des puissan

46、ces infrieures sont toutefois souhaitables pour assurer la rentabilit du systme et faciliter sa maintenance. 6 Rec. UIT-R F.698-2 Lutilisation dune antenne grande ouverture est prfrable lutilisation dune grande puissance dmission, mais le cot de lantenne et de son pylne augmente sensiblement; en con

47、squence, pour les grandes capacits, les bandes de frquences relativement basses sont moins conomiques que les autres. 2.3 Rsum Compte tenu de tous les facteurs qui entrent en jeu notamment des aspects mcaniques, la valeur maximale utile du diamtre de lantenne doit tre denviron 40/ m ( en GHz) pour d

48、es frquences suprieures 1 GHz. Cette expression correspond un gain denviron 50 dB pour une onde plane et une perte de couplage entre lantenne et le milieu de 15 dB pour deux antennes identiques. Laugmentation de la perte de couplage entre lantenne et le milieu et laugmentation du bruit thermique peuvent tre compenses par un accroissement de lexcurs