ITU-R M 1644 FRENCH-2003 Technical and operational characteristics and criteria for protecting the mission of radars in the radiolocation and radionavigation service operating in t内.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1644 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1644 Caractristiques techniques et oprationnelles, et critres pour protger la mission des radars du service de radiolocalisation et de radionavigation fonctionnant dans la bande de frquences 13,75-14 GHz (Question UIT-R 226/8) (2003) Rsum La prsente Recomm

2、andation dtermine les caractristiques techniques et oprationnelles, ainsi que les critres pour protger les radars de radiolocalisation et de radionavigation fonctionnant dans la bande 13,75-14 GHz. Elle comporte une description dtaille du radar de navire de radiolocalisation prdominant dans la bande

3、, plus un tableau des caractristiques de tous les radars connus, quils soient de navire, aroports ou au sol, fonctionnant dans la bande. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les caractristiques dantenne, de propagation du signal, de dtection des cibles et de grande largeur de

4、 bande ncessaire propres aux radars pour remplir leurs fonctions sont optimales dans certaines bandes de frquences; b) que les caractristiques techniques et les critres de protection des radars de radio-localisation et de radionavigation sont dtermines par la mission du systme et varient grandement,

5、 mme lintrieur dune bande; c) quune partie considrable du spectre attribu aux services de radiolocalisation et de radio-navigation (slevant environ 1 GHz) a t retire ces services ou relgue un statut infrieur depuis la CAMR-79; d) que certains groupes techniques de lUIT-R envisagent la possibilit din

6、troduire de nouveaux types de services (par exemple, fixe par satellite, daccs hertzien et fixe ou mobile haute densit) dans des bandes entre 420 MHz et 34 GHz utilises par les radars de radionavigation et de radiolocalisation; e) quil est ncessaire dtablir des caractristiques, techniques et opratio

7、nnelles, reprsen-tatives des radars de radiolocalisation et de radionavigation pour dterminer la possibilit dintroduire de nouveaux types de systmes dans les bandes de frquences dans lesquelles sont exploits les radars; f) quil est galement ncessaire cette fin de dfinir des critres pour protger les

8、missions des radars; g) que des radars de radiolocalisation et de radionavigation sont exploits et dans la bande 13,75-14 GHz, et dans la bande 13,4-13,75 GHz; h) que des radars de radiolocalisation et de radionavigation sont exploits sur des plates-formes tant aroportes que de navire, par de nombre

9、uses administrations dans toutes les rgions du monde, et au sol par au moins une administration, 2 Rec. UIT-R M.1644 recommande 1 de considrer les caractristiques techniques et oprationnelles des radars dcrits lAnnexe 1 comme reprsentatives des radars fonctionnant dans la bande de fr-quences 13,75-1

10、4 GHz; 2 de prsenter lAnnexe 1 les critres appropris pour protger la qualit de fonctionnement oprationnelle de ces radars; 3 dutiliser ces critres pour analyser la compatibilit entre ces radars et les systmes dautres services; 4 dutiliser, conformment aux dispositions de la Recommandation UIT-R M.14

11、61, en prsence dventuels signaux brouilleurs ondes entretenues modules dont la totalit ou la plus grande partie de la largeur de bande lmission de 3 dB est balaye par la bande passante du rcepteur radar dans la direction du faisceau principal, le rapport puissance du signal brouilleur/ puissance de

12、bruit du rcepteur radar, I/N, de 6 dB comme le critre de protection contre les brouillages pour les radars viss lAnnexe 1. Ce critre de protection constitue le niveau de protection net en cas de plusieurs brouilleurs. La valeur seuil en question doit tre utilise conjointement aux critres densemble d

13、e protection des missions des radars viss lAnnexe 1. Annexe 1 Caractristiques des radars de radiolocalisation et de radionavigation et critres pour protger leur mission 1 Introduction La bande 13,75-14 GHz est attribue titre primaire au service de radiolocalisation, au SFS (Terre vers espace) et cer

14、taines fonctions du service de recherche spatiale. Elle est galement attribue par certaines administrations au service de radionavigation. Le service des frquences talon et des signaux horaires par satellite (Terre vers espace) est exploit dans cette bande titre secondaire. 2 Mission Les radars dcri

15、ts dans les 2 5 de la prsente Annexe sont utiliss dans le monde entier, princi-palement bord de navires quexploitent de nombreuses administrations. Ils fonctionnent en zones maritimes et en zones ctires, et il existe quelques sites terre. Ils sont utiliss pour dtecter et suivre des objets volants ou

16、 de surface approchant discrtement (appels communment cibles dans la langue des spcialistes). De nombreux navires sont quips de plusieurs de ces radars, et les radars de ce type qui sont installs bord dun navire ne peuvent pas rpondre aux besoins dautres navires mme si ces derniers naviguent proximi

17、t. Etant donn que certaines des cibles en question volent trs basse altitude, la bande 13,75-14 GHz constitue un compromis idal entre les phnomnes trajets multiples et laffaiblissement atmosphrique pour lexcution de cette mission. Par ailleurs, de nombreux radars aroports et au sol remplissent la mm

18、e fonction que les systmes radar de navires. Rec. UIT-R M.1644 3 3 Caractristiques techniques Les caractristiques des systmes de radiolocalisation exposes ci-aprs correspondent au type de radar de navire prdominant fonctionnant dans la bande 13,75-14 GHz. Le Tableau 4 figurant dans lAppendice 1 la p

19、rsente Annexe donne les caractristiques dautres systmes radar aroports, de navire ou au sol fonctionnant dans la bande 13,75-14 GHz. Les caractristiques donnes dans les 2 5 de la prsente Annexe devraient tre utilises dans les tudes de partage ralises avec ces radars de navire, alors que celles qui s

20、ont prsentes dans lAppendice 1 devraient tre utilises avec les autres types de radars. 3.1.1 Puissance de lmetteur/puissance rayonne Lmetteur est un klystron dot dune puissance de crte en sortie de 30 kW (45 dBW). La perte en mode recherche entre lmetteur et lantenne est de 5 dB; la perte en mode po

21、ursuite entre lmetteur et lantenne est de 4 dB. 3.1.2 Recherche p.i.r.e. maximale en mode recherche (dBW) = puissance de crte de lmetteur (dBW) perte sur la ligne de transmission (dB) + gain dantenne (dBi): p.i.r.e. de crte du faisceau 1 = 45 5 + 31,5 = 71,5 dBW; p.i.r.e. moyenne = 57,2 54,9 dBW1; p

22、.i.r.e. de crte des faisceaux 2, 3 et 4 = 45 5 + 28,5 = 68,5 dBW; p.i.r.e. moyenne = 54,2 51,9 dBW1. 3.1.2.1 Formes donde du signal de recherche Le systme de recherche utilise un signal dmission/rception cohrent pour le traitement de lindicateur numrique de cible en mouvement. 3.1.2.1.1 Mode basse f

23、rquence de rptition des impulsions Largeur des impulsions: 2,2 s code en phase avec des segments de 0,2 s Intervalle de rptition des impulsions: minimum = 60 s; maximum = 100 s Facteur de forme: maximum = 3,7% (14,3 dB); minimum = 2,2% (16,6 dB). 3.1.2.1.2 Mode de frquence leve de rptition des impul

24、sions (groupe) Largeur des impulsions: 0,2 s Intervalle de rptition des impulsions: entre 10 et 14 s. 3.1.3 Poursuite p.i.r.e. maximale en mode poursuite (dBW) = puissance de crte de lmetteur (dBW) perte sur la ligne de transmission (dB) + gain dantenne (dBi): p.i.r.e. de crte de poursuite = 45 4 +

25、38,5 = 79,5 dBW p.i.r.e. moyenne dacquisition = 62,5 61,0 dBW1p.i.r.e. moyenne de poursuite = 59,5 58,0 dBW1. 1Les puissances moyennes indiques ici correspondent des dures dune fraction de seconde, et ne devraient pas tre compares la limite de p.i.r.e. vise au numro 5.502 du Rglement des radio-commu

26、nications, qui sapplique des dures dune seconde. 4 Rec. UIT-R M.1644 3.1.3.1 Formes donde du signal de poursuite Le systme de poursuite utilise un signal dmission/rception cohrent pour le traitement Doppler des impulsions. Largeur des impulsions: 0,2 s en acquisition; 0,1 s en poursuite Intervalle d

27、e rptition des impulsions: entre 10 et 14 s Facteur de forme: acquisition de 2% (17 dB) 1,4% (18,5 dB); poursuite de 1% (20 dB) 0,7% (21,5 dB). 3.2 Niveau de bruit du rcepteur radar et pertes N = bruit thermique du rcepteur radar = 134 dBW dans une largeur de bande de 10 MHz. Cette valeur correspond

28、 au niveau de bruit de lenvironnement terrestre dans une largeur de bande de rfrence de 10 MHz, sans ladjonction dun quelconque bruit du rcepteur. NF = valeur de bruit du radar = 5 dB. Niveau de bruit du rcepteur = 129 dBW (largeur de bande de 10 MHz). Cette valeur correspond au niveau obtenu aprs a

29、djonction du bruit du rcepteur. LRF= perte sur la ligne de transmission des radiofrquences entre lantenne et le pramplifi-cateur = 2 dB. Le niveau de bruit total du systme de rception par rapport aux bornes de lantenne et exprim dans une largeur de bande de rfrence de 10 MHz est donc gal : 129 + 2 =

30、 127 dBW 3.3 Caractristiques de lantenne Chacun des radars en question comprend deux ensembles dantennes distincts. Lun sert la fonction de recherche, et lautre aux fonctions dacquisition et de poursuite. 3.3.1 Antennes de recherche La couverture en lvation dans la Configuration 1 est obtenue au moy

31、en dune antenne ouverte 10 centre 4,5 (1F) et dune antenne ouverte 20 (4F) centre 60, lune et lautre diriges vers lavant, et de deux antennes ouvertes 20 centres 20 (2B) et 40 (3B), lune et lautre pointes vers larrire. La Fig. 1 reprsente le diagramme de couverture composite en lvation, toutes les a

32、ntennes tant superposes. Le Tableau 1 numre les paramtres des antennes de recherche. 1644-011F4F3B2BFIGURE 1Configuration 1: diagrammes des lobes latraux des antennes de rechercheRec. UIT-R M.1644 5 La frquence de rotation en azimut est de 540/s. Sur les navires quips de deux systmes, chaque radar c

33、ouvre 310 dazimut. TABLEAU 1 Paramtres des antennes de recherche Configuration 1 La couverture en lvation dans la Configuration 2 est obtenue laide de deux antennes ouvertes 2,5 centres 0 (1F et 2B) et de deux antennes ouvertes 10 (3B et 4F) centres respectivement 6,25 et 16,25. La Fig. 2 reprsente

34、le diagramme de couverture composite en lvation, toutes les antennes tant superposes. Le Tableau 2 numre les paramtres des antennes de recherche. La frquence de rotation en azimut est de 540/s. Sur les navires quips de deux systmes, chaque radar couvre 310 dazimut. 1644-021F4F3B2BFIGURE 2Configurati

35、on 2: diagrammes des faisceaux principaux des antennes de rechercheTABLEAU 2 Paramtres des antennes de recherche Configuration 2 Position de lantenne Ouverture en lvation (degrs) Centre du faisceau en lvation (degrs) Gain (dBi) Ouverture en azimut (degrs) 1F 2B 3B 4F 10 20 20 20 4,5 20 40 60 31,5 28

36、,5 28,5 28,5 2,2 2,2 2,2 2,2 Position de lantenne Ouverture en lvation (degrs) Centre du faisceau en lvation (degrs) Gain (dBi) Ouverture en azimut (degrs) 1F 2B 3B 4F 2,5 2,5 10 10 0 0 6,25 16,25 37,5 37,5 31,5 31,5 2,2 2,2 2,2 2,2 6 Rec. UIT-R M.1644 TABLEAU 3 Gain hors axe en azimut de lantenne r

37、adar 1644-0320 015 10 5 1052154020353025151050FIGURE 3Antenne radar de recherche, diagrammes de gain du faisceau 1FAngle hors axe en azimut (degrs)Gain(dBi)Configuration 2Configuration 1Angle hors axe (degrs) Gain pour la Configuration 1 (dBi) Gain pour la Configuration 2 (dBi) 180 0 0 10 0 9,5 2 8

38、4,5 8 14 3,3 23,7 29,7 3 24 30 2,5 26,9 32,9 1,5 29,2 35,2 1,1 31,2 37,2 0 31,5 37,5 1,1 31,2 37,2 1,5 29,2 35,2 2,5 26,9 32,9 3 24 30 3,3 23,7 29,7 4,5 8 14 9,5 3 8 10 0 0 180 0 Rec. UIT-R M.1644 7 3.3.2 Antenne de poursuite Lantenne de poursuite est une partie du rflecteur parabolique aliment par

39、quatre cornets impulsion unique dont louverture en lvation est de 1,2 et en azimut de 2,4; le gain est gal 38,5 dBi et les niveaux des lobes latraux sont plus de 20 dB au-dessous du lobe principal. Lorsquelle sert acqurir une cible, lantenne procde un balayage de porte limite, puis passe en mode pou

40、rsuite une fois la cible dtecte. 3.4 Modifications prvues du systme de radiolocalisation On amliore actuellement la dtection radar dobjets de faibles angles dlvation en augmentant le gain dantenne sur lhorizon au moyen de formes dondes du signal de recherche existantes. Les niveaux de p.i.r.e. augme

41、nte seront transmis avec le faisceau de balayage centr sur lhorizon de la manire suivante: p.i.r.e. de crte 2 dlvation = 79 dBW: p.i.r.e. moyenne = 59 dBW (mode poursuite). Louverture modifie de lantenne de recherche est identique louverture existante de lantenne de poursuite. Lantenne de recherche

42、modifie est utilise uniquement pour des angles infrieurs 2 dlvation. Dans un systme actuel, lantenne de poursuite est la source de la p.i.r.e. de crte maximale et de la p.i.r.e. moyenne (respectivement gales 79 dBW et 59 dBW). Dans le radar modifi, la p.i.r.e. de crte demeurera gale 79 dBW puisque l

43、es ouvertures de lantenne de poursuite et de lantenne de recherche de faibles angles dlvation seront identiques, mais la p.i.r.e. moyenne au-dessous de 2 (recherche) sera en augmentation tant donn que la largeur des impulsions utilises en mode recherche sera suprieure celle des impulsions employes p

44、our la poursuite. 4 Caractristiques oprationnelles 4.1 Dure de rayonnement du systme Pour les navires/systmes en service, lorsque les navires se trouvent dans des zones potentiellement dangereuses, les systmes doivent mettre un rayonnement continu. 4.2 Rpartition gographique du systme de radiolocali

45、sation Quelque 800 de ces radars sont en service. En ce qui concerne leurs interactions avec les satellites gostationnaires, on peut supposer que les radars sont rpartis uniformment la surface des mers et des ocans et quun tiers dentre eux sont visibles depuis un satellite gostationnaire. Toutefois,

46、 dans une zone donne jusqu 70 de ces radars pourraient tre exploits lintrieur dune zone de 200 km2et pourraient se situer une distance dun kilomtre au large de lhorizon radar. Le nombre de radars fonctionnant dans la bande 13,75-14 GHz est approximativement de 333. La probabilit, Pc, quun seul et mm

47、e metteur du SFS soit exploit dans une mme frquence avec un radar donn fonctionnant dans la bande 13,75-14 GHz est approximativement comme suit: Pc= BW / 250 o BW est la largeur de bande du brouilleur (MHz). La probabilit que le spectre dmission dun brouilleur chevauche la bande passante dun seul ou de plusieurs radars bord dun groupe de navires peut tre beaucoup plus leve. 8 Rec. UIT-R M.1644 4.3 Gamme des hauteurs des antennes de radiolocalisation La hauteur du systme radar de navire varie de 3 36 m au-dessus de la ligne de