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

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1、 Rec. UIT-R M.1584 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1584*Mtodo para calcular las distancias de separacin entre las estaciones terrenas del servicio de radionavegacin por satlite (Tierra-espacio) y los radares del servicio de radiolocalizacin y del servicio de radionavegacin aeronutica en la banda de frecuenci

2、as 1 300-1 350 MHz (2002) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la banda 1 300-1 350 MHz est atribuida a ttulo primario al servicio de radiona-vegacin aeronutica (SRNA) para su utilizacin por los sistemas de radar en tierra; b) que la Conferencia Mundial de Radiocomunicac

3、iones (Estambul, 2000) (CMR-2000) aadi una atribucin a ttulo primario al servicio de radionavegacin por satlite (SRNS) (Tierra-espacio) en la banda de frecuencias 1 300-1 350 MHz; c) que la CMR-2000 elev la categora del servicio de radiolocalizacin de ttulo secundario a ttulo primario en la banda 1

4、300-1 350 MHz; d) que la atribucin al servicio de radiolocalizacin la utilizan sistemas de radar terrenales y de aeronaves; e) que existe un riesgo de interferencias entre las estaciones del enlace ascendente del SRNS y los sistemas de radar del SRNA y del servicio de radiolocalizacin; f) que los si

5、stemas de radar del SRNA y del servicio de radiolocalizacin se pueden proteger estableciendo las distancias de separacin adecuadas; g) que se va a utilizar el Apndice 7 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) para determinar cules son las administraciones afectadas para fines de coordinacin de de

6、terminadas estaciones terrenas del SRNS en sentido Tierra-espacio, de conformidad con el nmero 9.17 del RR, reconociendo a) que la CMR-2000 aadi el nmero 5.337A del RR, para establecer que la utilizacin de la banda 1 300-1 350 MHz por las estaciones terrenas del SRNS y las estaciones del servicio de

7、 radiolocalizacin no deben producir interferencias perjudiciales ni limitar el funcionamiento o el desarrollo del SRNA; b) que hay dificultades operacionales y prcticas para que se establezcan y se mantengan las distancias de separacin entre las estaciones del enlace ascendente del SRNS y los radare

8、s de aeronaves, lo que probablemente afecta las capacidades de funcionamiento de estos radares de aeronaves; c) que, refirindose a los ejemplos de los Anexos 1 y 2, para que las estaciones terrenas del SRNS protejan adecuadamente a las estaciones del servicio de radiodeterminacin en tierra o en aero

9、naves, es necesario garantizar una atenuacin de 50 dB para ngulos de elevacin de 10 o inferiores, *La Comisin de Estudio 8 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2004 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R M.1584 observando a) que aplicando e

10、ste mtodo al ejemplo del Anexo 1 se obtienen distancias de separacin calculadas de 50 a 325 km entre las estaciones terrenas del SRNS y los radares del servicio de radionavegacin; b) que aplicando este mtodo al ejemplo del Anexo 2 sin un anillo de choque se obtienen distancias de separacin calculada

11、s que pueden ser tan grandes como el horizonte radioelctrico de los radares de aeronaves, recomienda 1 que se apliquen los mtodos descritos en los Anexos 1 y 2 para seleccionar la ubicacin de las estaciones terrenas del enlace ascendente del SRNS en la gama 1 300-1 350 MHz, a fin de calcular la dist

12、ancia de separacin entre las estaciones del enlace ascendente del SRNS y los sistemas de radar de radiolocalizacin y de radionavegacin aeronutica; 2 que las administraciones sigan estudiando los aspectos de compatibilidad entre transmisores de estaciones terrenas del SRNS y radares de radiolocalizac

13、in a bordo de aeronaves, y que informen de los resultados de estos estudios al UIT-R. NOTA 1 Las administraciones deben seguir estudiando las condiciones de compatibilidad entre los receptores de satlite del SRNS y los radares de los servicios de radionavegacin y radiolocalizacin, y deben informar a

14、l UIT-R de los resultados de estos estudios. Anexo 1 Mtodo para calcular las distancias de separacin entre las estaciones terrenas del SRNS (Tierra-espacio) y los radares terrenales del servicio de radiolocalizacin y del SRNA en la banda de frecuencias 1 300-1 350 MHz 1 Introduccin Los nuevos sistem

15、as de radionavegacin por satlite utilizarn la banda 1 300-1 350 MHz para la transmisin de informacin desde las estaciones de enlace ascendente, por ejemplo datos de navegacin, sincronizacin o integridad, a una constelacin de satlites situados en rbita terrestre media (MEO). En este estudio se analiz

16、a la interferencia causada por las estaciones de enlace ascendente a los radares terrenales de recepcin. El estudio demuestra que estableciendo una distancia de separacin determinada, puede evitarse la interferencia excesiva en los radares terrenales. 2 Caractersticas del sistema 2.1 Radares de radi

17、olocalizacin y de radionavegacin aeronutica En esta Recomendacin se utilizan los parmetros de radares de la Recomendacin UIT-R M.1463 Caractersticas y criterios de proteccin para los radares que funcionan en el servicio de radiodeterminacin en la banda de frecuencias 1 215-1 400 MHz, que se aplican

18、a los radares del servicio de radiolocalizacin y al SRNA. Rec. UIT-R M.1584 3 Para calcular los umbrales de perturbacin de los radares, se utiliz la siguiente frmula y un criterio de proteccin (I/N) de 6 dB, de conformidad con la Recomendacin UIT-R M.1463: Pthreshold(dBm) = 10 log (K T0FB) + 24 CUAD

19、RO 1 Parmetros de los radares de recepcin 2.2 Estaciones tpicas de enlace ascendente del SRNS Potencia transmitida: 57,1 dBm Tipo de antena: omnidirecional con aislamiento fsico para baja elevacin (generalmente atenuacin de 50 dB con un anillo de choque (vase la descripcin de una anillo de choque en

20、 el Apndice 2 al Anexo 1) Orientacin: cenit Mxima ganancia: 3 dBi Ganancia: 1 dBi para ngulos de elevacin inferiores a 10 Modulacin: espectro ensanchado (1,023 y 10,23 Mchip/s) Polarizacin: circular levgira Altura: 2 m Red: menos de 20 estaciones de enlace ascendente repartidas uniformemente en todo

21、 el mundo. Cada estacin de enlace ascendente transmite en la misma frecuencia a una constelacin de satlites situados en una MEO. La potencia total se utiliza para transmitir dos seales ensanchadas, una con un cdigo de 1,023 Mchip/s y la otra con un cdigo de 10,23 Mchip/s. La seal codificada a 10,23

22、Mchip/s tiene una potencia de 53 dBm, y la seal a 1,023 Mchip/s tiene una potencia de 55 dBm. A los fines de este estudio, y como caso ms desfavorable, se considera que la frecuencia de las estaciones de enlace ascendente es la misma del radar. Ahora bien, se estudian las consecuencias de un desplaz

23、amiento de frecuencias. Anchura de banda (MHz) Ganancia de la antena de recepcin (dBi) Umbral de perturbacin (dBm) Sistema 1 0,780 33,5 119,1 Sistema 2 0,690 38,9 119,6 Sistema 3 4,4 y 6,4 38,2 108,8 y 107,2 Sistema 4 1,2 32,5 115,7 Radares de perfil del viento 2,5 33,5 114,5 4 Rec. UIT-R M.1584 3 I

24、nterferencia de las estaciones de enlace ascendente del SRNS en los radares 3.1 Estudio de compatibilidad A fin de determinar la distancia de separacin necesaria para proteger la recepcin del radar, se calcula la prdida de propagacin, L (dB), como sigue: L = Pt+ Gt At FLt+ Gr FLr+ Rb Dpol Pthreshold

25、= Pinterfering Pthreshold(1) donde: Pt: potencia de transmisin interferente (dBm) Gt: ganancia de transmisin interferente (dBi) en direccin del radar At: aislamiento fsico a baja elevacin (mediante anillo de choque) (dB) FLt: prdidas en el alimentador del transmisor (dB) Pthreshold: umbral de pertur

26、bacin (dBm) Gr: ganancia de recepcin (dBi) FLr: prdidas en el alimentador del receptor (dB) Rb: factor de rechazo (dB) Dpol: factor de acoplamiento por polarizacin (dB). El factor de rechazo Rb, es la parte de la potencia total de emisin del SRNS filtrada por el receptor de radar. Tiene pues en cuen

27、ta la anchura de banda del receptor del radar, la separacin de frecuencias entre el radar y las frecuencias centrales de emisin del enlace ascendente del SRNS, y la densidad espectral normalizada de la potencia (NPSD, normalized power spectral density) de la seal del SRNS. Para una modulacin por des

28、plazamiento de fase binaria cuadrtica (caso tpico en el SRNS): fcfcffNPSDRrTRrTRrRrRTrBffBffcffcfBfBfcfffcfBbdsendsend)(2/2/212/2/)(21)(0000000=+(2) donde: Br: anchura de banda de recepcin. Obsrvese que el cdigo lento (velocidad de codificacin = 1,023 Mchip/s) tambin es un cdigo corto (1 023 chips).

29、 Por tanto, el espectro de la seal correspondiente tiene componentes de lnea de 1 kHz. La potencia de algunos de estos componentes de lnea es superior a los valores (sinc x)2, pero el promedio de lneas mantiene aproximadamente una forma (sinc x)2. Sabiendo que la anchura de banda de recepcin es sign

30、ificativa con respecto a los intervalos de 1 kHz, se promedian numerosos componentes de lnea y la ecuacin (2) es apropiada para calcular el Rb. Rec. UIT-R M.1584 5 Tras determinar el valor de L, puede calcularse la distancia de separacin correspondiente. Este clculo est basado en la Recomendacin UIT

31、-R P.452 Procedimiento de prediccin para evaluar la interferencia en microondas entre estaciones situadas en la superficie de la Tierra a frecuencias superiores a unos 0,7 GHz, y en la Recomendacin UIT-R P.526 Propagacin por difraccin. El mtodo propuesto en la Recomendacin UIT-R P.452, Cuadro 5, se

32、ha utilizado para obtener la prediccin general teniendo en cuenta el tipo de trayecto (visibilidad directa, visibilidad directa con difraccin de subtrayectoria, o transhorizonte). En el Cuadro 2 se especifican las principales hiptesis consideradas para aplicar las anteriores Recomendaciones: CUADRO

33、2 Principales hiptesis para calcular las distancias de proteccin Modelo Parmetro Valor Comentarios Dispersin troposfrica Refractividad a nivel del mar en el centro del trayecto: N0360 Valor de compromiso entre los valores de caso ms desfavorable de todos los continentes Reflexin por conducto/capa Co

34、rrecciones de acoplamiento de conducto sobre la superficie del mar, para las estaciones interferentes e interferidas (Act, Acr) 0 dB Se supone que la distancia desde cada terminal hasta la costa a lo largo del trayecto de interferencia del crculo mximo es superior a 5 km Parmetro de rugosidad del te

35、rreno; es decir, la altura mxima del terreno sobre la superficie plana de la Tierra (hm) 00= 10FIGURA 3Representacin del anillo de choqueCpulaAbsorbenteParedonduladaRadio = R = N Longitud de onda = N compatible con las condiciones de campo lejano12 Rec. UIT-R M.1584 Anexo 2 Mtodo para calcular las d

36、istancias de separacin entre las estaciones terrenas del SRNS (Tierra-espacio) y los radares en aeronaves del servicio de radiolocalizacin en la banda de frecuencias 1 300-1 350 MHz 1 Introduccin En este Anexo se analiza la interferencia causada por las estaciones de enlace ascendente a los radares

37、receptores de aeronaves. 2 Caractersticas del sistema 2.1 Radares de radiolocalizacin en aeronaves En el Cuadro 3 aparecen sistemas representativos de los radares en aeronaves en funcionamiento o planificados para la banda de frecuencias 1 300-1 350 MHz. 2.1.1 Sistema A El Sistema A es un radar de a

38、eronave, de radiacin lateral no coherente, utilizado para la vigilancia del ocano. El radar es transportado por una aeronave a una altitud de funcionamiento de 15 500 a 25 500 pies (aproximadamente 4,7-7,7 km) utilizado sobre agua a distancias de 50 a 500 mn (aproximadamente 92,6-926 km) de la costa

39、. 2.1.2 Sistema B El Sistema B es un sistema de medicin por radar multicanales de aeronave, que funciona a una altitud mxima de 10 000 pies (aproximadamente 3 km). 2.1.3 Sistema C El Sistema C es un radar de aeronave con dos pares de frecuencias diferentes seleccionables por el operador. Hay una sep

40、aracin de 15 MHz entre estas frecuencias diferentes. En uno de los modos de funcionamiento, se utilizan las cuatro frecuencias para eliminar ecos secundarios. El radar es transportado por un globo cautivo amarrado a una altitud de 10 000 a 15 000 pies (aproximadamente 3-4,5 km). 2.1.4 Sistema D El S

41、istema D es un radar de aeronave que funciona normalmente por encima de 30 000 pies (aproximadamente 9,1 km) (generalmente entre 30 000-40 000 pies, es decir, aproximadamente 9,1-12,2 km). Rec. UIT-R M.1584 13 CUADRO 3 Caractersticas tcnicas de los sistemas de radiolocalizacin en aeronaves Parmetro

42、Sistema A Sistema B Sistema C Sistema D Gama de frecuencias (MHz) 1 300-1 350 1 215-1 350 1 215-1 400 1 215-1 400 Potencia de salida (kW) 15 19,2 8,4 27 Anchura de banda de la emisin (MHz) 19 1 3 6, 12 Modulacin MF lineal por impulsos MF lineal de espectro ensanchado Impulsiva con MF lineal Velocida

43、d de impulsos (impulsos/s) 55 250 369 300-1 000 Anchura del impulso (s) 28 50 260,4 5-50 Tiempo de subida 0,04 s 250 ns 0,1 s Tiempo de cada 0,04 s 20 ns 0,1 s Ganancia de antena (dBi) 20/22 27 35 33 Altura de la antena (pies) 25 500 (aproxima-damente 7,7 km) 10 000 (aproxima-damente 3 km) 15 000 (a

44、proxima-damente 4,7 km) 40 000 (aproxima-damente 12,2 km) Criterios de proteccin (I/N) (dB) 6 6 6 Factor de ruido (dB) 4 4 3,87 5 Tamao del reflector 4 2,5 y 2 9 (aproximadamente 1,2 0,76 y 0,61 2,7 m) 4 4 (aproximadamente 1,2 1,2 m) 3 m Tipo de haz Sistema de elementos radiantes controlados por fas

45、e Sistema de elementos radiantes controlados por fase Parablico Haz puntual Anchura del haz 39 (acimut) o 12 (acimut) 13 (elevacin) 5,20 (acimut) 10,45 (elevacin) (1)3,5 Exploracin (2)(3)360 horizontal 360 acimut 60 en elevacin Revoluciones por minuto Fijo 2 5 5 Anchura de banda de FI (3 dB) (MHz) 1

46、4 9 20 (1)Horizontal Primer lbulo lateral principal 13,5 dBi a 2,7. Vertical 3,5, 3 dB (degradado). (2)Este radar puede funcionar con dos antenas instaladas formando un ngulo recto con la trayectoria de vuelo. La primera antena tiene una apertura con respecto al eje de puntera de 60 21 de acimut, co

47、n una elevacin de 14 27 con respecto al eje de puntera. La segunda antena tiene una apertura con respecto al eje de puntera de 36 14 de acimut, con una elevacin de 14 27 con respecto al eje de puntera. (3)Se trata de un sistema de apertura activa que puede hacer una exploracin de 60 en el plano acim

48、utal. Como el sistema de antena instalado en la aeronave no gira, habr una zona de 240 detrs del sistema de antena que permanecer oculta durante todo el tiempo. El haz principal puede dirigirse a cualquier sector en una zona de 120 (60 con respecto al eje de puntera del sistema) hacia adelante. 14 Rec. UIT-R M.1584 3 Interferencia causada por las estaciones de enlace ascendente del SRNS a los radares a bordo de aeronaves Considerando las caractersticas de radares de aeronaves descritas en el 2 de este Anexo, se pued