ITU-R M 1584 FRENCH-2002 Methodology for computation of separation distances between earth stations of the radionavigation-satellite service (Earth-to-space) and radars of the radiavig.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1584 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1584*Mthodologie de calcul des distances de sparation entre les stations terriennes du service de radionavigation par satellite (Terre vers espace) et les radars du service de radiolocalisation et du service de radionavigation aronautique dans la bande de

2、frquences 1 300-1 350 MHz (2002) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la bande 1 300-1 350 MHz est attribue titre primaire au service de radionavigation aronautique (SRNA) pour tre utilise par des systmes radars au sol; b) que la Confrence mondiale des radiocommunications (Is

3、tanbul, 2000) (CMR-2000) a ajout une attribution titre primaire au service de radionavigation par satellite (SRNS) (Terre vers espace) dans la bande 1 300-1 350 MHz; c) que la CMR-2000 a relev le statut des attributions du service de radiolocalisation qui dsormais sont titre primaire dans la bande 1

4、 300-1 350 MHz; d) que lattribution faite au service de radiolocalisation est utilise par des systmes radars de surface ainsi que par des systmes radars aroports; e) quil y a des risques de brouillage entre les stations assurant les liaisons montantes du SRNS et les systmes radars du SRNA et du serv

5、ice de radiolocalisation; f) que les systmes radars du SRNA et du service de radiolocalisation peuvent tre protgs par lapplication de distances de sparation suffisantes; g) que lAppendice 7 du Rglement des radiocommunications (RR) sert dterminer les administrations qui sont affectes en vue de la coo

6、rdination de stations terriennes spcifiques du SRNS dans le sens Terre vers Espace au titre du numro 9.17 du RR, reconnaissant a) que la CMR-2000 a ajout au RR le numro 5.337A qui stipule que lutilisation de la bande 1 300-1 350 MHz par des stations terriennes du SRNS et des stations du service de r

7、adiolocalisation ne doit pas causer de brouillage prjudiciable ni imposer de contraintes lexploitation et au dveloppement du SRNA; b) quil est difficile pour des raisons dordre oprationnel et pratique dobserver, dune part, et de maintenir, dautre part, les distances de sparation entre les stations a

8、ssurant les liaisons montantes du SRNS et les radars aroports, ce qui peut nuire aux capacits de ces derniers; c) que, dans les exemples prsents dans les Annexes 1 et 2, il faut, pour que les stations terriennes du SRNS puissent protger suffisamment les stations de radioreprage au sol ou aroportes,

9、prvoir un affaiblissement de 50 dB pour les angles dlvation gaux ou infrieurs 10, *En accord avec la Rsolution UIT-R 44, la Commission dtudes 8 des radiocommunications a apport des modifications ditoriales la prsente Recommandation en 2004. 2 Rec. UIT-R M.1584 notant a) que lapplication de la mthodo

10、logie dans le cas de lexemple de lAnnexe 1 permet de calculer des distances de sparation entre les stations terriennes du SRNS et les radars du service de radionavigation allant de 50 325 km; b) que lapplication de la mthodologie dans le cas de lexemple de lAnnexe 2 permet de calculer, en labsence d

11、anneau darrt, des distances de sparation pouvant atteindre lhorizon radiolectrique des radars aroports, recommande 1 que les mthodologies des Annexes 1 et 2 soient prises en compte avant de dcider de limplantation des stations terriennes destines assurer les liaisons montantes du SRNS dans la bande

12、1 300-1 350 MHz, pour calculer la distance qui devront les sparer des systmes radars du service de radiolocalisation et du SRNA; 2 que les administrations continuent dtudier les problmes de compatibilit entre les metteurs des stations terriennes du SRNS et les radars aroports du service de radioloca

13、lisation et quelles communiquent les tudes en question lUIT-R. NOTE 1 Les administrations devraient continuer dtudier les problmes de compatibilit entre les rcepteurs des systmes satellites du SRNS et les radars du SRNA et du service de radio-localisation et communiquer les tudes en question lUIT-R.

14、 Annexe 1 Mthodologie de calcul des distances de sparation entre les stations terriennes du SRNS (Terre vers espace) et les radars de surface du service de radio-localisation et du SRNA dans la bande de frquences 1 300-1 350 MHz 1 Introduction De nouveaux systmes de radionavigation par satellite uti

15、liseront la bande 1 300-1 350 MHz pour transmettre, par les stations de leurs liaisons montantes, des donnes de navigation, de synchronisation ou dintgrit par exemple, une constellation de satellites sur orbite terrestre moyenne (MEO). Cette tude constitue une analyse des brouillages causs par les s

16、tations assurant les liaisons montantes du SRNS aux radars rcepteurs de surface. Il ressort de cette analyse quune distance de sparation permet dviter que les brouillages causs aux radars de surface soient excessifs. 2 Caractristiques des systmes 2.1 Radars des services de radiolocalisation et de ra

17、dionavigation aronautique Les caractristiques des radars utiliss aux fins de la prsente Recommandation sont dfinies dans la Recommandation UIT-R M.1463 Caractristiques et critres de protection des radars fonctionnant dans le service de radioreprage dans la bande de frquences 1 215-1 400 MHz, qui cou

18、vre les radars du service de radiolocalisation et les radars du SRNA. Rec. UIT-R M.1584 3 Pour calculer les seuils de perturbation (Pthreshold) des radars, on a utilis la formule ci-dessous ainsi quun critre de protection (I/N) de 6 dB selon la Recommandation UIT-R M.1463: Pthreshold(dBm) = 10 log (

19、K T0FB) + 24 TABLEAU 1 Caractristiques de rception des radars 2.2 Stations types assurant les liaisons montantes du SRNS Puissance mise: 57,1 dBm Type dantenne: quidirective, pourvue dune isolation physique pour de petits angles dlvation (normalement affaiblissement de 50 dB grce un anneau darrt (vo

20、ir lAppendice 2 lAnnexe 1 pour la description dun anneau darrt) Orientation: znith Gain maximum: 3 dBi Gain: 1 dBi pour des angles dlvation infrieurs 10 Modulation: spectre tal (1,023 et 10,23 Mlments/s) Polarisation: polarisation circulaire gauche Hauteur: 2 m Rseau: moins de 20 stations liaisons m

21、ontantes espaces avec rgularit sur tout le globe. Chaque station transmet sur la mme frquence destination dune constellation de satellites sur MEO. La puissance totale sert transmettre deux signaux, tals respectivement avec un code de 1,023 Mlments/s et de 10,23 Mlments/s. La puissance du signal est

22、 dans le premier cas de 55 dBm et dans le deuxime de 53 dBm. Aux fins de la prsente tude et pour illustrer le cas le plus dfavorable, on considre que la frquence des stations liaisons montantes est identique celle du radar. Toutefois, on tudie lincidence dun dplacement de frquence. Largeur de bande(

23、MHz) Gain dantenne de rception (dBi) Seuil de perturbation (dBm) Systme 1 0,780 33,5 119,1 Systme 2 0,690 38,9 119,6 Systme 3 4,4 et 6,4 38,2 108,8 et 107,2 Systme 4 1,2 32,5 115,7 Radars profileurs de vent 2,5 33,5 114,5 4 Rec. UIT-R M.1584 3 Brouillages causs par les stations liaisons montantes du

24、 SRNS aux radars 3.1 Etude de compatibilit Pour estimer la distance de sparation ncessaire pour protger la rception des radars, on calcule ainsi laffaiblissement de propagation L (dB): L = Pt+ Gt At FLt+ Gr FLr+ Rb Dpol Pthreshold= Pinterfering Pthreshold(1) o: Pt: puissance de brouillage lmission (

25、dBm) Gt: gain du brouillage lmission (dBi) dans la direction du radar At: isolation physique aux petits angles dlvation (due lanneau darrt) (dB) FLt: affaiblissements dans la ligne dalimentation lmission (dB) Pthreshold: seuil de perturbation (dBm) Gr: gain la rception (dBi) FLr: affaiblissements da

26、ns la ligne dalimentation la rception (dB) Rb: facteur de rejet (dB) Dpol: facteur de couplage de polarisation (dB). Le facteur de rejet Rbcorrespond la quantit de la puissance totale lmission du SRNS que filtre le rcepteur du radar, cest-dire quil tient compte de la largeur de bande de ce rcepteur,

27、 du dcalage de frquence entre le radar et les frquences centrales lmission des liaisons montantes du SRNS ainsi que de la densit spectrale de puissance normalise (NPSD, normalized power spectral density) des signaux du SRNS. Pour une modulation par inversion de phase bivalente (convenant au SRNS) on

28、 a: fcfcffNPSDRrTRrTRrRrRTrBffBffcffcfBfBfcfffcfBbdsindsind)(2/2/212/2/)(21)(0000000=+(2) o: Br: largeur de bande de rception. Il convient dobserver que le code lent (dbit = 1,023 Mlments/s) est galement un code bref (1 023 lments), de sorte que le spectre du signal correspondant a des lments de lig

29、ne de 1 kHz. Si certains dentre eux correspond un niveau de puissance suprieur aux valeurs de (sinc x)2, les lignes conservent en moyenne une forme approximativement gale (sinc x)2. Etant donn que la largeur de bande de rception est importante par rapport aux intervalles de 1 kHz, il faut tablir une

30、 moyenne pour un grand nombre dlments de ligne de sorte que lquation (2) permette de calculer Rb. Rec. UIT-R M.1584 5 Aprs avoir dtermin L, on peut en estimer la distance de sparation correspondante, en se rfrant la Recommandation UIT-R P.452 Mthode de prvision pour valuer les brouillages hyperfrque

31、nces entre stations situes la surface de la Terre des frquences suprieures 0,7 GHz environ, et la Recommandation UIT-R P.526 Propagation par diffraction. On a utilis la mthode propose au Tableau 5 de la Recommandation UIT-R P.452 pour en extrapoler la prvision totale compte tenu du type de parcours

32、(ligne de vise directe, ligne de vise avec diffraction sous-trajet ou transhorizon). Le Tableau 2 rsume les principales hypothses qui ont t utilises dans la mise en oeuvre des deux Recommandations ci-dessus: TABLEAU 2 Principales hypothses pour le calcul des distances de protection Modle Paramtre Va

33、leur Observations Diffusion troposphrique Rfractivit au niveau de la mer au centre du trajet: N0360 Compromis entre les valeurs extrmes correspondant tous les continents Rflexion couche guidage Corrections en vue du couplage du guidage la surface au-dessus de la mer pour les stations brouilleuses et

34、 les stations brouilles (Act, Acr) 0 dB On suppose que la distance entre chaque terminal et la cte est suprieure 5 km sur la totalit du trajet o se produit le brouillage dans le grand cercle Relief du terrain, cest-dire laltitude maximale au-dessus de la surface terrestre plane (hm) 00= 10FIGURE 3Il

35、lustration dun anneau darrtRadmeAbsorbeurParoirainureRayon = R = N Longueur donde = N compatible avec les conditions du champ lointain12 Rec. UIT-R M.1584 Annexe 2 Mthodologie de calcul des distances de sparation entre les stations terriennes du SRNS (Terre vers espace) et les radars aroports du ser

36、vice de radiolocalisation dans la bande de frquences 1 300-1 350 MHz 1 Introduction La prsente Annexe constitue une analyse des brouillages causs par des stations assurant des liaisons montantes des radars aroports de rception. 2 Caractristiques des systmes 2.1 Radars de radiolocalisation aroports L

37、es systmes viss au Tableau 3 sont reprsentatifs des radars aroports qui sont en service ou quil est prvu dutiliser dans la bande 1 300-1 350 MHz. 2.1.1 Systme A Le Systme A correspond un radar aroport, non cohrent, rayonnement latral dont on se sert pour la surveillance des ocans. Le radar sera tran

38、sport bord dun aronef volant une altitude de 15 500 25 500 pieds (environ 4,7-7,7 km) au-dessus de la surface de la mer et une distance de 50 500 mn (approximativement 92,6-926 km) des ctes. 2.1.2 Systme B Le Systme B correspond un radar multicanal aroport utilis aux fins de mesure pour des opration

39、s des altitudes ne dpassant pas 10 000 pieds (approximativement 3 km). 2.1.3 Systme C Le Systme C correspond un radar aroport qui utilise deux paires de frquences au choix de loprateur. Les frquences en question sont spares par 15 MHz. Dans un seul mode, les quatre frquences sont utilises pour suppr

40、imer les chos secondaires. Le radar est suspendu un ballon captif, positionn une altitude de 10 000 15 000 pieds (approximativement 3-4,5 km). 2.1.4 Systme D Le Systme D correspond un radar aroport fonctionnant normalement une altitude suprieure 30 000 pieds (approximativement 9,1 km), et plus prcis

41、ment entre 30 000 et 40 000 pieds (approximativement 9,1-12,2 km). Rec. UIT-R M.1584 13 TABLEAU 3 Caractristiques techniques des radars de radiolocalisation aroports Paramtre Systme A Systme B Systme C Systme D Gamme de frquences (MHz) 1 300-1 350 1 215-1 350 1 215-1 400 1 215-1 400 Puissance de sor

42、tie (kW) 15 19,2 8,4 27 Largeur de bande dmission (MHz) 19 1 3 6, 12 Modulation MF linaire impulsions Etalement de spectre, MF linaire MF linaire compression dimpulsions Taux des impulsions (impulsions/s) 55 250 369 300-1 000 Intervalle des impulsions (s) 28 50 260,4 5-50 Temps de monte 0,04 s 250 n

43、s 0,1 s Temps de descente 0,04 s 20 ns 0,1 s Gain dantenne (dBi) 20/22 27 35 33 Altitude de lantenne (pieds) 25 500 (environ 7,7 km) 10 000 (environ 3 km) 15 000 (environ 4,7 km) 40 000 (environ 12,2 km) Critre de protec-tion (I/N) (dB) 6 6 6 Valeur de bruit (dB) 4 4 3,87 5 Taille du rflecteur 4 2,5

44、 et 2 9 (environ 1,2 0,76 et 0,61 2,7 m) 4 4 (environ 1,2 1,2 m)3 m Type de faisceau Rseau dphaseur Rseau dphaseur Parabolique Etroit Largeur du faisceau 39 (azimut) ou 12 (azimut) 13 (lvation) 5,20 (azimut) 10,45 (lvation) (1)3,5 Balayage (2)(3)360 horizontal 360 azimut 60 lvation Rotations/min Fix

45、e 2 5 5 Largeur de bande en frquence intermdiaire (3 dB) (MHz) 14 9 20 (1)Horizontal: premier lobe latral principal 13,5 dBi 2,7; vertical: 3,5, avec dgradation de 3 dB. (2)Pour ce radar il existe deux types dantenne possible, lun et lautre tant disposs angle droit par rapport la trajectoire de vol.

46、 La premire antenne a une largeur de faisceau de 60 21 de dpointage en azimut pour 14 27 de dpointage en lvation; la deuxime a une largeur de faisceau de 36 14 de dpointage en azimut pour 14 27 de dpointage en lvation. (3)Le rseau est un rseau ouverture active capable de balayer 60 dans le plan azim

47、utal. Etant donn que le rseau, embarqu sur un aronef, sera fixe, une rgion de 240 situe larrire restera donc en permanence aveugle. Le faisceau principal peut tre point vers nimporte quel secteur dune rgion de 120 (60 par rapport laxe de vise) situ lavant du rseau. 14 Rec. UIT-R M.1584 3 Brouillage caus par les stations assurant les liaisons montantes du SRNS aux radars aroports Compte tenu des caractristiques des radars aroports exposes au 2 de la prsente Annexe,