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

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1、 Rec. UIT-R M.1644 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1644 Caractersticas tcnicas y operativas, y criterios para la proteccin de la misin de los radares del servicio de radiolocalizacin y radionavegacin que funcionan en la banda de frecuencias 13,75-14 GHz (Cuestin UIT-R 226/8) (2003) Resumen Esta Recomendacin

2、ofrece las caractersticas tcnicas y operativas, y los criterios para proteger los radares de radiolocalizacin y de radionavegacin que funcionan en la banda 13,75-14 GHz. Contiene una descripcin detallada del radar de radiolocalizacin a bordo de barco ms comn que funciona en esa banda, y un conjunto

3、tabular de caractersticas de todos los radares conocidos embarcados, a bordo de aeronave y en tierra que funcionan en dicha banda. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que en algunas bandas de frecuencias las caractersticas de las antenas, de la propagacin de las seales, de

4、la deteccin del blanco y de la gran anchura de banda de los radares necesarias para cumplir sus funciones son ptimas; b) que las caractersticas tcnicas de los radares del servicio de radiodeterminacin estn determinadas por la misin del sistema y son muy variables incluso dentro de una banda; c) que,

5、 desde la CAMR-79, se han modificado o disminuido de categora un nmero consi-derable de atribuciones en el espectro a la radiolocalizacin y a la radionavegacin (equivalente a alrededor de 1 GHz); d) que algunas comisiones tcnicas del UIT-R estn considerando la posibilidad de introducir nuevos tipos

6、de servicios (por ejemplo, de acceso inalmbrico fijos y de alta densidad fijos y mviles) en bandas entre 420 MHz y 34 GHz utilizadas por radares de radiodeterminacin y de radionavegacin; e) que se precisan caractersticas tcnicas y de explotacin de los radares de localizacin y de radionavegacin para

7、determinar la viabilidad de la introduccin de nuevos tipos de sistemas en las bandas de frecuencia en las que se explotan los radares; f) que tambin se necesitan criterios de proteccin de las misiones de los radares con los mismos fines; g) que algunos radares de radiolocalizacin y de radionavegacin

8、 funcionan en la banda de 13,75-14 GHz y en la de 13,4-13,75 GHz; h) que muchas administraciones explotan en todas las regiones del mundo radares de radiolocalizacin y de radionavegacin en plataformas a bordo de aeronave y de barco, as como en tierra por al menos una administracin, 2 Rec. UIT-R M.16

9、44 recomienda 1 que las caractersticas tcnicas y de explotacin de los radares que se describen en el Anexo 1 se consideren representativas de los radares que funcionan en la banda de fre-cuencias 13,75-14 GHz; 2 que se consideren adecuados los criterios para la proteccin de las caractersticas de exp

10、lotacin de dichos radares que figuran en el Anexo 1; 3 que dichos criterios se utilicen en el anlisis de la compatibilidad entre dichos radares y los sistemas de otros servicios; 4 que en presencia de toda seal interferente de onda continua modulada con la mayor parte o la totalidad de su anchura de

11、 banda de emisin de 3 dB distribuida en la banda de paso del receptor de radar en la direccin del haz principal, se utilice la relacin entre la potencia de la seal inter-ferente y el nivel de la potencia de ruido del receptor de radar, I/N, de 6 dB como criterio de proteccin contra la interferencia

12、para los radares que se describen en el Anexo 1, en lnea con las orientaciones que figuran en la Recomendacin UIT-R M.1461. Este criterio de proteccin representa el nivel neto de proteccin si estn presentes mltiples fuentes de interferencia. Este valor umbral ha de utilizarse junto con los criterios

13、 de proteccin de toda la misin que se presentan en el Anexo 1. Anexo 1 Caractersticas de los radares de radiolocalizacin y de radionavegacin y criterios para la proteccin de su misin 1 Introduccin La banda 13,75-14 GHz est atribuida con carcter primario al servicio de localizacin, al SFS (Tierra-esp

14、acio) y a ciertas funciones del servicio de investigacin espacial. Tambin est atribuida por algunas administraciones al servicio de radionavegacin. El servicio de frecuencias patrn y seales horarias (Tierra-espacio) explota esta banda con carcter secundario. 2 Misin Los radares que se describen en l

15、os 2 a 5 de este Anexo se utilizan en todo el mundo, princi-palmente a bordo de los barcos que explotan muchas administraciones. Funcionan en las zonas marinas y costeras y algunos estn basados en tierra. Se utilizan para detectar y seguir objetos discretos areos y de superficie en aproximacin (deno

16、minados normalmente en la literatura radar como blancos). Muchos barcos van equipados con varios de estos radares y los radares de este tipo a bordo de un barco no pueden atender a las necesidades de otros barcos, aun cuando estn prximos. Como algunos de los blancos de inters son objetos volantes a

17、muy baja altitud, la banda 13,75-14 GHz ofrece un compromiso ideal entre los fenmenos multitrayecto y la atenuacin atmosfrica para las caractersticas de esta misin. De forma similar, muchos radares a bordo de aeronave y en tierra realizan la misma funcin que los sistemas de radar de barco. Rec. UIT-

18、R M.1644 3 3 Caractersticas tcnicas Las caractersticas del sistema de radiolocalizacin que aqu se indican representan el tipo predo-minante de radar a bordo de barco con funcionamiento en la banda 13,75-14 GHz. El Cuadro 4 del Apndice 1 a este Anexo ofrecen las caractersticas de otros sistemas de ra

19、dar a bordo de aeronaves, de barco y en tierra que funcionan en la banda 13,75-14 GHz. Las caractersticas de los 2 a 5 de este Anexo deben utilizarse en los estudios de comparticin con estos radares a bordo de barco, y deben emplearse las caractersticas del Apndice 1 con los otros tipos de radares.

20、3.1.1 Potencia del transmisor/potencia radiada El transmisor es un klystron con potencia de cresta de salida de 30 kW (45 dBW). Las prdidas de bsqueda entre el transmisor y la antena son de 5 dB; las perdidas de seguimiento entre el trans-misor y la antena son de 4 dB. 3.1.2 Bsqueda La potencia istr

21、opa radiada equivalente mxima de bsqueda (dBW) = potencia de cresta del trans-misor (dBW) prdidas de la lnea de transmisin (dB) + ganancia de la antena (dBi): p.i.r.e. mxima del haz 1 = 45 5 + 31,5 = 71,5 dBW; p.i.r.e. media = 57,2 a 54,9 dBW1; p.i.r.e. mxima de los haces 2, 3 y 4 = 45 5 + 28,5 = 68

22、,5 dBW; p.i.r.e. media = 54,2 a 51,9 dBW1. 3.1.2.1 Formas de onda de bsqueda El sistema de bsqueda utiliza un transmisor/receptor coherente para el procesamiento del indicador digital de blancos mviles. 3.1.2.1.1 Modo de frecuencia de repeticin de impulsos reducida Anchura del impulso: 2,2 s codific

23、ado en fase con segmentos de 0,2 s Intervalo de repeticin de impulsos: mnimo = 60 s; mximo = 100 s Ciclo de trabajo: mximo = 3,7% (14,3 dB); mnimo = 2,2% (16,6 dB). 3.1.2.1.2 Modo de frecuencia de repeticin de impulsos elevada (ecos parsitos) Anchura del impulso: 0,2 s Intervalo de repeticin de impu

24、lsos: entre 10 y 14 s. 3.1.3 Seguimiento p.i.r.e. de cresta para seguimiento (dBW) = potencia de cresta del transmisor (dBW) prdidas de la lnea de transmisin (dB) + ganancia de antena (dBi): p.i.r.e. mxima de seguimiento = 45 4 + 38,5 = 79,5 dBW; p.i.r.e. de adquisicin media = 62,5 a 61,0 dBW1; p.i.

25、r.e. de seguimiento media = 59,5 a 58,0 dBW1. 1Las potencias medias indicadas aqu se refieren a periodos de tiempo iguales a una fraccin de un segundo y no deben compararse con el lmite de la p.i.r.e. del nmero 5.502 del Reglamento de Radio-comunicaciones que se aplica a un periodo de tiempo de un s

26、egundo. 4 Rec. UIT-R M.1644 3.1.3.1 Forma de onda de seguimiento El sistema de seguimiento utiliza un transmisor/receptor coherente para el procesamiento de impulsos Doppler. Anchura del impulso: 0,2 s en adquisicin; 0,1 s en seguimiento Intervalo de repeticin de impulsos: entre 10 y 14 s Ciclo de t

27、rabajo: adquisicin 2% (17 dB) a 1,4% (18,5 dB); seguimiento 1% (20 dB) a 0,7% (21,5 dB). 3.2 Nivel del ruido del receptor de radar y prdidas N = Ruido trmico del receptor de radar = 134 dBW en una anchura de banda de 10 MHz. ste es el nivel de ruido en un entorno terrenal con una anchura de banda de

28、 referencia de 10 MHz sin ningn ruido del receptor aadido. NF = Factor de ruido del radar = 5 dB. Nivel de ruido del receptor = 129 dBW (10 MHz de anchura de banda). ste es el nivel incluyendo el ruido aadido del receptor. LRF= Prdidas de la lnea de transmisin de RF entre la antena del radar y el pr

29、eampli-ficador = 2 dB. Por tanto, el nivel de ruido total del sistema de recepcin referido al puerto de antena y expresado en una anchura de banda de referencia de 10 MHz es: 129 + 2 = 127 dBW 3.3 Caractersticas de la antena Cada uno de estos radares contiene dos conjuntos separados de antena. Un co

30、njunto de antenas se utiliza para la funcin de bsqueda y la otra antena se utiliza para las funciones de adquisicin y seguimiento. 3.3.1 Antenas de bsqueda La cobertura en elevacin de la Configuracin 1 se logra utilizando una antena de 10 centrada en 4,5 (1F) y una antena de 20 (4F) centrada en 60,

31、mirando las dos al frente, y dos antenas de 20 centradas en 20 (2B) y 40 (3B), ambas mirando al frente. La Fig. 1 presenta el diagrama compuesto de la cobertura en elevacin con todas las antenas superpuestas. El Cuadro 1 enumera los parmetros de las antenas de bsqueda. 1644-011F4F3B2BFIGURA 1Diagram

32、as de los haces principales de bsqueda en la Configuracin 1Rec. UIT-R M.1644 5 La velocidad de rotacin en acimut es de 540/s. En los radares con dos sistemas, cada radar da una cobertura de 310 en acimut. CUADRO 1 Parmetros de la antena de bsqueda Configuracin 1 La cobertura en elevacin de la Config

33、uracin 2 se logra utilizando dos antenas de 2,5 centradas en 0 (1F y 2B) y dos antenas de 10 (3B y 4F) centradas en 6,25 y 16,25 respectivamente. La Fig. 2 presenta el diagrama compuesto de cobertura en elevacin con todas las antenas superpuestas. El Cuadro 2 enumera los parmetros de las antenas de

34、bsqueda. La velocidad de rotacin en acimut es 540/s. En los barcos con dos sistemas cada radar da una cobertura de 310 de acimut. 1644-021F4F3B2BFIGURA 2Diagramas de los haces principales de bsqueda en la Configuracin 2CUADRO 2 Parmetros de la antena de bsqueda Configuracin 2 Posicin de la antena Ap

35、ertura del haz en elevacin (grados) Centro del haz en elevacin (grados) Ganancia (dBi) Anchura del haz en acimut (grados) 1F 2B 3B 4F 10 20 20 20 4,5 20 40 60 31,5 28,5 28,5 28,5 2,2 2,2 2,2 2,2 Posicin de la antena Apertura del haz en elevacin (grados) Centro del haz en elevacin (grados) Ganancia (

36、dBi) Anchura del haz en acimut (grados) 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 CUADRO 3 Ganancia fuera del eje de la antena del radar en acimut 1644-0320 015 10 5 1052154020353025151050FIGURA 3Diagramas de ganancia del haz 1F de la antena del

37、 radar de bsquedangulo fuera del eje en acimut (grados)Ganancia(dBi)Configuracin 2Configuracin 1ngulo respecto al eje (grados) Ganancia en la Configuracin 1 (dBi) Ganancia en la Configuracin 2 (dBi) 180 0 0 10 0 9,5 2 8 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

38、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 Antena de seguimiento La antena de seguimiento es un segmento de parbola con alimentador de cuatro bocinas mono-pulso, que da una anchura del haz en elevacin de 1,2 y una anch

39、ura del haz en acimut de 2,4; la ganancia es de 38,5 dBi y los niveles de los lbulos laterales estn a ms de 20 dB por debajo del lbulo principal. Cuando se disea para la adquisicin de un blanco, la antena ejecuta un diagrama por puntos de tamao limitado y pasa al seguimiento cuando se detecta el bla

40、nco. 3.4 Modificaciones planificadas del sistema de radiolocalizacin La deteccin radar de objetos con ngulos de elevacin reducidos se mejora aumentando la ganancia de la antena en el horizonte, mediante la utilizacin de las formas de onda de bsqueda existentes. Se transmitirn niveles mayores de la p

41、.i.r.e., centrando el haz de exploracin en el horizonte, de la siguiente manera: p.i.r.e. de cresta 2 de elevacin = 79 dBW: p.i.r.e. media = 59 dBW (modo de seguimiento). La apertura modificada de la antena de bsqueda es idntica a la apertura de la actual antena de seguimiento. La antena de bsqueda

42、modificada slo se utiliza por debajo de una elevacin de 2. En los sistemas de hoy en da, la antena de seguimiento es la fuente de la p.i.r.e. de cresta mxima y media (79 dBW y 59 dBW, respectivamente). En el radar modificado, la p.i.r.e. de cresta se mantendr en 79 dBW, pues las aperturas de seguimi

43、ento y de bsqueda con elevacin reducida sern las mismas, aunque la p.i.r.e. media por debajo de 2 (bsqueda) aumente debido a las grandes anchuras del impulso utilizadas en la bsqueda respecto a las utilizadas en seguimiento. 4 Caractersticas operacionales 4.1 Tiempo de radiacin del sistema Para los

44、barcos/sistemas desplegados, cuando los barcos transitan por zonas potencialmente peligrosas, los sistemas deben radiar de forma continua. 4.2 Distribucin geogrfica del sistema de radiolocalizacin Actualmente se utilizan aproximadamente 800 radares de este tipo. Hasta el momento, por lo que se refie

45、re a la interaccin con los satlites geoestacionarios, puede suponerse que los radares estn distribuidos uniformemente sobre la superficie martima de la Tierra y que un tercio de ellos es visible para un satlite geoestacionario. No obstante, a nivel local pueden funcionar hasta 70 de estos radares en

46、 una zona de 200 km2y situarse a 1 km de distancia del horizonte del radar. El nmero de radares que funcionan en la banda 13,75-14 GHz es de unos 333. La probabilidad, Pc, de que un nico transmisor del SFS funcione en la misma frecuencia de un radar determinado con funcionamiento en la banda 13,75-1

47、4 GHz es aproximadamente de: Pc= BW / 250 donde BW es la anchura de banda de la fuente interferente (MHz). La probabilidad de que el espectro de emisin de una fuente interferente se superponga con la banda de paso de uno o ms radares a bordo de una agrupacin de barcos puede ser mucho ms elevada que

48、dicho valor. 8 Rec. UIT-R M.1644 4.3 Gama de alturas de antenas de radiolocalizacin La altura de la plataforma de montaje del sistema vara entre 3 y 36 m sobre la lnea del mar. La antena de bsqueda est a unos 5 m sobre la plataforma y la antena de seguimiento a unos 4 m sobre ella. 5 Criterios para la proteccin de la misin del radar 5.1 Requisitos de vigilancia Este dispositivo de radiolocalizacin no es del tipo tradicional de radiolocalizacin de vigilancia, sino una parte integrante de un sistema de armamento mayor que protege a los barcos contra amenazas exteriore