ITU-R P 845-3 SPANISH-1997 HF FIELD-STRENGTH MEASUREMENT《高频(HF)场强测量》.pdf

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1、Rec. UIT-R P.845-3 1RECOMENDACIN UIT-R P.845-3MEDICIN DE LA INTENSIDAD DE CAMPO EN ONDAS DECAMTRICAS(Cuestin UIT-R 223/3)(1992-1994-1995-1997)Rec. UIT-R P.845-3La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) que para determinar la exactitud de los mtodos de prediccin de la intensidad de

2、campo en ondasdecamtricas es preciso comparar la intensidad de campo predicha con datos medidos de intensidad de campo desuficiente exactitud;b) que las mediciones precisas de la intensidad de campo en ondas decamtricas son, por lo tanto, indispensablespara una utilizacin eficaz del espectro de onda

3、s decamtricas,recomienda1 que se prosigan de forma sistemtica las mediciones de la intensidad de campo en ondas decamtricas endiversos lugares del mundo de conformidad con el Anexo 1;2 que las mediciones se efecten, cuando sea posible, por el mtodo de medicin normal descrito en el Anexo 2;3 que los

4、datos de intensidad de campo obtenidos en dichas mediciones se transmitan al Director de la Oficina deRadiocomunicaciones (BR) para que se pueda crear una base de datos de intensidad de campo uniformes y coherentes.ANEXO 1Mediciones de la intensidad de campo de la onda ionosfricaen frecuencias super

5、iores a 1,6 MHz1 IntroduccinLas mediciones de la intensidad de campo de la onda ionosfrica, si se realizan en condiciones cuidadosamenterespetadas, sirven para evaluar la exactitud de los mtodos de estimacin de la intensidad de campo y de la prdida detransmisin. Tambin pueden indicar las fuentes de

6、errores de los mtodos de prediccin existentes, y utilizarse paramejorar estos mtodos o como base para desarrollar otros nuevos. Lo ideal sera efectuar mediciones de modosistemtico en la gama ms amplia posible de condiciones, en una serie de frecuencias y sobre trayectos de distintaslongitudes en tod

7、as las regiones del mundo. Tambin habra que realizarlas a todas las horas del da en las distintasestaciones del ao y para diferentes fases del ciclo solar.Si bien se reconoce que a menudo la ocasin de llevar a cabo mediciones en determinados circuitos slo se presenta demodo fortuito, por estar deter

8、minados por consideraciones de explotacin los horarios de transmisin y los parmetrosdel sistema, tales como la eleccin de las antenas, no por ello dejan de ser tiles los resultados que pueden obtenerse entales casos. No obstante, es evidente que la validez de los datos es mxima cuando las mediciones

9、 se realizan encondiciones normalizadas y cuando los resultados se analizan e inscriben en cuadros segn procedimientos uniformes.Este Anexo trata de los criterios deseables que han de adoptarse, en la medida en que lo permitan otras limitaciones.2 Rec. UIT-R P.845-3 2 Eleccin de los circuitos y peri

10、odos de funcionamiento Se necesitan datos acerca de la intensidad de campo relativa a circuitos de distintas longitudes en todas las regiones geogrficas. Todos los das deben realizarse registros de una transmisin dada durante tantas horas como sea posible. Se debe fijar como objetivo hallar los valo

11、res medianos y otros valores porcentuales de la distribucin diaria de la intensidad de la seal durante todos los das del mes. Cuando no es posible realizar mediciones todos los das surgen incertidumbres en las estimaciones de esos valores. Tomando como hiptesis una ley de variacin logartmica normal

12、con desviacin por decilos con respecto a la mediana de D (dB), el error tpico E en la mediana basado en una muestra de N das extrada durante un mes de 30 das (vase la Fig. 1) es: E = D1;281N 130dB (1) 0845-0115105010 20 301D = 20 dB15105E(dB)FIGURA 1Error tpico de la mediana mensual, E en funcin del

13、 nmerode das muestreados, N para las diferentes desviacionesde decilos respecto de la mediana, DNFIGURE 1/PI.845-1 D01 = 10 cm Evidentemente, el error tpico aumenta a medida que disminuye el nmero de das de registro. Pese a no haber un nmero de muestras lmite que produzca un aumento abrupto del erro

14、r, por regla general se requieren 10 o ms mediciones para el clculo de las medianas, 14 para el de los cuartilos y 18 para el de los decilos. Pocas veces es factible organizar un programa de mediciones que abarque una parte importante del ciclo de actividad solar, pero para facilitar la interpretaci

15、n de los datos y que stos sean estadsticamente significativos, las mediciones deberan efectuarse durante un periodo mnimo de un ao en una frecuencia fija determinada. Es muy conveniente tratar de registrar en un mismo trayecto varias seales al mismo tiempo en frecuencias distintas, para facilitar la

16、 comprensin de los efectos de propagacin y obtener datos cuantitativos, tanto durante la noche, en que las frecuencias mximas utilizables son bajas, como durante el da, en que la absorcin en las frecuencias inferiores es importante y las seales son encubiertas por el ruido de fondo. 3 Transmisor y a

17、ntena transmisora Es preciso que el transmisor se pueda identificar sin ambigedad, para estar seguros de que lo que se registra es la transmisin deseada y no otras seales cocanal o en canales adyacentes, ni ruido interferente. Conviene interrumpir las seales peridicamente, por ejemplo, durante 5 m c

18、ada hora, tanto para identificar el transmisor y determinar los niveles de ruido de fondo, como para confirmar el grado de pureza de la seal. El transmisor debiera funcionar de preferencia Rec. UIT-R P.845-3 3durante las 24 h del da y ser estable en cuanto a la potencia radiada y a la frecuencia, pa

19、rmetros estos que es precisoconocer con exactitud. Para la recepcin en trayectos cortos, sera deseable una potencia radiada de ms de 1 kW y, entrayectos largos y medios, una potencia de 10 kW o ms. Cuando se emplea un transmisor especial, ste normalmenteemite ondas continuas, aunque tambin pueden ut

20、ilizarse otras formas de onda a fin de estudiar las caractersticas de losmodos de propagacin individuales. Si se utilizan transmisores comerciales de seales moduladas, es importante que eltipo de modulacin sea siempre el mismo y que el porcentaje medio de modulacin no vare. Las transmisiones de band

21、aestrecha (anchura de banda 1 kHz o inferior), o un componente de banda estrecha de una seal compleja, resultan msadecuadas para el registro. Las seales de mayor anchura de banda estn expuestas a contaminacin por interferencias.En el pasado se utilizaron transmisiones de frecuencias patrn, pero en l

22、a actualidad se producen interferenciasimportantes en muchos puntos de recepcin entre las estaciones de este servicio que utilizan la misma frecuencia. Noobstante, pueden evitarse en cierta medida estas interferencias por medio de un receptor de banda estrecha capaz deseparar las distintas audiofrec

23、uencias de modulacin de cada transmisor cocanal. Los transmisores de los serviciosradiotelefnicos y radiotelegrficos entre puntos fijos ofrecen la ventaja de funcionar en canales relativamente exentosde interferencia, y, por lo general, se dispone de un registro detallado de los horarios de transmis

24、in. En cambio, estostransmisores utilizan a menudo antenas de ganancia elevada, lo que suele ser un inconveniente.Los transmisores de mapas del tiempo (FAX) que utilizan la manipulacin por desplazamiento de frecuencia ( 400 Hz)constituyen una categora apropiada de transmisores por satisfacer casi to

25、dos los criterios mencionados. En muchoscasos se desconoce la posicin del receptor (barcos), razn por la cual estos transmisores utilizan antenasomnidireccionales, y la mayora funcionan las 24 h del da. Los sistemas receptores deben tener un alto grado desensibilidad, sobre todo cuando se efectan re

26、gistros en trayectos muy largos.El examen de la Lista Internacional de Frecuencias de la BR es til para elegir los transmisores adecuados para lacomprobacin tcnica. En particular, normalmente se obtiene informacin acerca de la potencia radiada, el tipo demodulacin y el horario de funcionamiento. A v

27、eces, tambin se obtienen detalles acerca del tipo de antenas y de suorientacin. La Lista Internacional de Frecuencias presenta una utilidad adicional, pues indica los transmisores cocanal ylos que funcionan en canales adyacentes, y que han de tenerse en cuenta tambin para determinar la probabilidad

28、deinterferencias. Sin embargo, antes de iniciar un programa de mediciones sistemticas, se recomienda que, despus deseleccionar de este modo un transmisor potencialmente adecuado, se realicen en primer lugar una serie de mediciones decomprobacin tcnica en distintos momentos durante un mes aproximadam

29、ente a fin de determinar el orden de magnitudde las intensidades de campo de la seal, el periodo del da en que dichas seales pueden detectarse y el nivel de lainterferencia experimentada. Despus, sera preciso dirigirse directamente a la organizacin que explota el transmisorpara que verifique los dat

30、os inscritos en la Lista Internacional de Frecuencias y proporcione otros detalles adicionalesque se requieran por ejemplo, el tipo de antena utilizada y las propiedades del suelo. En particular, hay que comprobarsi la potencia radiada se mantiene constante, si las antenas que se emplean durante la

31、noche no son distintas de las que seutilizan durante el da y si el transmisor no forma parte de una red de transmisores situados en diferentes puntosgeogrficos y que funcionan en la misma frecuencia procedimiento adoptado en algunos pases por los servicios deradiodifusin en ondas decamtricas. Tambin

32、 importa confirmar que se propone mantener el transmisor en serviciodurante todo el periodo previsto para realizar las mediciones. Slo as se podr tomar la decisin de realizar registrossistemticos de las emisiones. Si bien lo ideal sera recibir detalles del registro de las incidencias del transmisor,

33、 enparticular acerca de cualquier defecto o cambio temporal en las caractersticas tcnicas que pudiesen influir en lasmediciones, rara vez pueden obtenerse dichos datos y aplicar correcciones retrospectivas a los resultados. Desde elprimer momento debe evitarse pues, la comprobacin de transmisores cu

34、yas caractersticas se sabe que fluctan.Para que un transmisor determinado resulte adecuado para las mediciones de intensidad de campo, es preciso conocercon exactitud las caractersticas de funcionamiento de su antena. Los transmisores dotados de antenas poco directivaspresentan ventajas sobre los qu

35、e tienen antenas muy directivas porque normalmente su diagrama de radiacin real seajusta ms al terico, porque las intensidades relativas en el punto de recepcin de las seales que se propagan segnmodos diferentes se determinan entonces principalmente por los efectos de la propagacin, y porque en fin

36、puedensacarse conclusiones vlidas teniendo en cuenta simplemente la ganancia de la antena transmisora, cuando sedesconocen las direcciones de emisin de las ondas. Pero por desgracia, pocas veces se utilizan antenas transmisoras debaja ganancia para las aplicaciones corrientes. La mayora de los circu

37、itos de ondas decamtricas entre puntos fijosemplean antenas log-peridicas o rmbicas de alta ganancia; en la radiodifusin que utiliza la onda ionosfrica, est muyextendido el uso de sistemas de dipolos horizontales, que tambin presentan una importante directividad. Constituyenuna excepcin los transmis

38、ores de seales horarias, que tratan de dar servicio en todas las direcciones empleando dipolosde media onda verticales. Esas emisiones resultan particularmente apropiadas a los fines de la comprobacin tcnica.Pueden estimarse con bastante exactitud los diagramas de radiacin de una antena de dipolo ve

39、rtical, excepto parapequeos ngulos de elevacin, en que las constantes del suelo determinan la intensidad de la seal. Sin embargo,incluso para ngulos de elevacin pequeos, se conoce con ms exactitud el comportamiento de este tipo de antenas queel de otros. Pero si ninguno de estos transmisores se hall

40、a en un punto adecuado para las mediciones, antes de comprobarlas emisiones de una antena directiva debe verificarse si el trayecto por el crculo mximo hasta el receptor no implica la4 Rec. UIT-R P.845-3recepcin de seales procedentes de los lbulos laterales. Si la propagacin se efecta a distancias m

41、edias o largas,tericamente el diagrama polar vertical de la antena, para ngulos de elevacin inferiores a 20, ser aproximadamenteigual que el de una antena vertical corta de referencia situada sobre un suelo de tipo medio (vase la Fig. 2a).Cuando se emplea un transmisor especial, es preferible servir

42、se de una antena vertical corta. Tambin puede utilizarse entrayectos cortos, un dipolo horizontal orientado de modo que la radiacin transversal se haga en la direccin del crculomximo. Para distancias ms largas, correspondientes a pequeos ngulos de elevacin, las componentes directa yreflejada en el s

43、uelo de la onda ionosfrica prcticamente se anulan entre s, por lo que no debera utilizarse una antenahorizontal, que resultara muy ineficaz, a menos de instalarla a gran altura.Se determina mucho mejor la ganancia de la antena transmisora (al igual que la de la antena receptora) efectuandomediciones

44、 de la intensidad de campo en las cercanas pero a una distancia grande respecto a la longitud de onda. Noobstante hay que reconocer que dichas mediciones pocas veces forman parte del programa normal de trabajos de unainstalacin transmisora y que, por lo general, no es posible conseguir que se realic

45、en en un lugar alejado, si no es bajo elcontrol de la organizacin responsable de la recepcin. En consecuencia, normalmente debe calcularse la ganancia de laantena transmisora a partir de relaciones tericas haciendo intervenir la geometra conocida de la antena y formulandociertas hiptesis relativas a

46、l tipo de suelo.4 Antena receptora, receptor y tcnicas de registroDado que los mtodos actuales de prediccin de la intensidad de campo no tienen en cuenta los efectos de distorsin delcampo debidos a las caractersticas locales del lugar de recepcin, tales como un suelo ondulado u obstculosconstituidos

47、 por edificios, vegetacin y antenas prximas que actan como fuentes de radiacin secundaria, esimportante situar la antena receptora de modo que dichos efectos sean mnimos. La pendiente del terreno no debe sermayor de 2 hasta una distancia igual a cinco longitudes de onda, y no tiene que haber obstcul

48、o alguno que forme conla horizontal en el centro de la antena, un ngulo superior a 5. La separacin con respecto a las dems antenas deberaser, como mnimo, 10 veces la longitud de la antena.Es ms importante conocer con exactitud las caractersticas de la antena receptora que el que sta tenga una gananc

49、iaelevada. Salvo en el caso de las frecuencias inferiores y durante el da, en que la absorcin ionosfrica es intensa, losniveles de umbral para la deteccin de la seal se determinarn normalmente por la intensidad del ruido externo,cualquiera que sea el tipo de antena receptora utilizada. Por lo general, cuanto mayor es la ganancia de la an