ITU-R RA 1031-2 FRENCH-2007 Protection of the radio astronomy service in frequency bands shared with other services《与其他业务共享频段的射电天文业务的保护》.pdf

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1、 Rec. UIT-R RA.1031-2 1 RECOMMANDATION UIT-R RA.1031-2*Protection du service de radioastronomie dans les bandes de frquences utilises en partage avec dautres services (Question UIT-R 145/7) (1994-1995-2007) Domaine de comptence La prsente Recommandation contient des lignes directrices pratiques pour

2、 le cas o une ou plusieurs administrations, lors des ngociations quelles engagent, tablissent des zones de coordination autour des stations de radioastronomie pour protger le service de radioastronomie contre les brouillages causs par des services de radiocommunication de Terre ou des stations terri

3、ennes dmission utilises par des services de radiocommunication spatiale partageant des bandes de frquences avec le service de radioastronomie. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le service de radioastronomie repose sur la rception dmissions naturelles avec des niveaux de pu

4、issance bien infrieurs ceux que lon utilise dordinaire dans les autres services radiolectriques et quil est donc particulirement vulnrable aux brouillages prjudiciables manant dmetteurs fonctionnant dans des bandes de frquences utilises en partage; b) que les nombreuses bandes de frquences attribues

5、 au service de radioastronomie sont aussi attribues dautres services mettant dans ces bandes; c) que la protection contre les brouillages prjudiciables est essentielle pour le dveloppement du service de radioastronomie et que les bandes de frquences prfres pour la radioastronomie sont indiques dans

6、la Recommandation UIT-R RA.314; d) que les seuils de brouillage prjudiciable au service de radioastronomie et les niveaux des critres de perte de donnes sont indiqus dans la srie RA pertinente des Recommandations de lUIT-R; e) quil peut tre ncessaire de tenir compte des caractristiques dtailles du b

7、rouillage et du type particulier de mesure radioastronomique lors de ltablissement des critres de partage; f) que les emplacements servant la radioastronomie sont soigneusement choisis et que leurs caractristiques peuvent fortement influencer les calculs en matire de partage; g) que le partage des f

8、rquences nest gnralement pas possible pour les metteurs se trouvant en visibilit directe dune antenne de radioastronomie, *Cette Recommandation doit tre porte lattention des Commissions dtudes 1, 4, 6, 8 et 9 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R RA.1031-2 recommande 1 aux administrations, qui procd

9、ent des assignations aux services partageant des bandes de frquences avec le service de radioastronomie, de prendre toutes les mesures possibles pour viter de causer des brouillages prjudiciables au service de radioastronomie; 2 de veiller protger les emplacements servant la radioastronomie contre l

10、es brouillages prjudiciables causs par des metteurs utiliss pour les radiocommunications de Terre ou par des stations terriennes dmission utilises pour les radiocommunications spatiales dans les bandes utilises en partage avec le service de radioastronomie avec galit des droits, par ltablissement de

11、 zones de coordination autour des emplacements servant la radioastronomie; 3 de calculer la zone de coordination en tenant compte de la mthode indique dans lAnnexe 1. Annexe 1 Considrations relatives la coordination 1 Gnralits Les emplacements servant la radioastronomie sont spcialement choisis de t

12、elle manire que les brouillages causs par les metteurs la surface de la Terre soient rduits au minimum. Ces emplacements sont en gnral situs une trs grande distance des principales sources fixes de brouillage de Terre et peuvent tre protgs par des hauteurs de terrain avoisinantes. De nombreuses mesu

13、res de radioastronomie peuvent tolrer, de la part dun service utilis en partage, des niveaux de brouillage qui dpassent les seuils de brouillage prjudiciable pendant 2% du temps de mesure, condition quaucun autre mcanisme de perte de donnes nentre en jeu. Toutefois, certaines mesures comme celles qu

14、i font intervenir des phnomnes transitoires et celles qui sont lies des observations simultanes effectues dans de nombreux emplacements sur la Terre peuvent tre fortement perturbes par des brouillages intervenant des moments inopportuns. 2 Distances de sparation ncessaires pour le partage Pour que l

15、e partage gographique soit efficace, il faut que lmetteur brouilleur et le rcepteur brouill soient spars par une distance suffisante afin que le brouillage tombe un niveau qui nest pas considr comme tant prjudiciable. LAppendice 7 du Rglement des radiocommunications dfinit un affaiblissement de tran

16、smission de rfrence Lb( p) par la relation: Lb( p) = Pt+ Gt+ Gr Pr( p) (1) o: Lb( p): affaiblissement de transmission de rfrence minimal admissible (dB) pendant p% du temps; laffaiblissement de transmission effectif doit dpasser cette valeur pendant (100 p)% du temps Pt: puissance transmise (dBW) da

17、ns la largeur de bande de rfrence, la mesure se faisant lentre de lantenne Gt: gain (dBi) de lantenne dmission dans la direction de lantenne de radioastronomie Rec. UIT-R RA.1031-2 3 Gr: gain (dBi) de lantenne de radioastronomie dans la direction de lmetteur Pr( p): puissance de brouillage maximale

18、(dBW) admissible dans la largeur de bande de rfrence, qui ne doit pas tre dpasse pendant plus de p% du temps au maximum lentre du rcepteur. Toutefois, pour une observation de radioastronomie, la puissance reue est intgre sur une priode T, afin dobtenir une meilleure sensibilit. Le rsultat de cette i

19、ntgration est appel observation dans les paragraphes qui suivent. La puissance reue dune source de brouillage au cours dune observation peut tre exprime de la faon suivante: =NiprttiLiGiGiPNI1)()().().(1(2) o les grandeurs ci-aprs sont exprimes sous forme linaire: Lp (i): affaiblissement de propagat

20、ion linstant i Pt(i): puissance transmise (W) dans la largeur de bande de lantenne de radioastronomie, la mesure se faisant lentre de lantenne linstant i Gt(i): gain de lantenne dmission dans la direction de lantenne de radioastronomie linstant i Gr(i): gain de lantenne de radioastronomie dans la di

21、rection de lmetteur linstant i N: nombre dchantillons dans le temps dintgration T I: puissance de brouillage (W) dans la largeur de bande de rfrence lentre du rcepteur, dont la moyenne est obtenue pendant la priode dobservation T. En gnral, le calcul est ralis pendant une priode dintgration T de 2 0

22、00 s. Pendant cette priode, certains paramtres peuvent varier. Par exemple, si la commande de puissance est utilise par lmetteur ou si lmetteur nest pas en activit pendant la totalit de la priode dobservation (commande par la voix), Ptpeut varier. Si lmetteur est une station terrienne qui suit un sa

23、tellite, la valeur de Gtpeut, elle aussi, varier. La station de radioastronomie peut suivre un objet cleste, auquel cas la valeur de Grpeut galement varier. Par ailleurs, si certaines conditions atmosphriques comme la prsence de pluie, sont observes durant cette priode, la valeur de Lppeut aussi var

24、ier. Les observations effectues pendant un temps dintgration donn sont considres comme tant perdues lorsque la puissance de brouillage reue I, dont la moyenne est tablie pendant le temps T, dpasse la valeur indique dans la Recommandation UIT-R RA.769. Il faut alors effectuer les calculs pendant plus

25、ieurs priodes afin de vrifier que le pourcentage dobservations perdues est infrieur au critre de 2% indiqu dans la Recommandation UIT-R RA.1513. 2.1 Source de brouillage unique p.i.r.e. constante avec affaiblissement de propagation constant Si la p.i.r.e. de lmetteur responsable du brouillage est co

26、nstante (cest-dire que Ptet Gtsont constants), la frquence est suffisamment basse et lmetteur est fixe, de sorte que lon peut considrer que Lp est constant, dans ce cas, la seule variable pendant toutes les observations est Gr. Afin de simplifier le calcul, on considre que lantenne de radioastronomi

27、e est fixe pendant lobservation. 4 Rec. UIT-R RA.1031-2 Il est alors possible dappliquer la mthode indique dans la Recommandation UIT-R M.1583 pour obtenir les statistiques du gain dantenne de la station de radioastronomie. Les courbes de la Fig. 1 ont t obtenues pour la frquence de 1,4 GHz partir d

28、u diagramme dantenne de grandes dimensions indiqu dans la Recommandation UIT-R SA.509 et dun diamtre dantenne de 100 m. Langle dlvation de lmetteur vu du radiotlescope est de 0. Ces courbes ne changent pas lorsquon tient compte dautres bandes de frquences ou dautres diamtres dantenne. FIGURE 1 Gain

29、de lantenne de radioastronomie en direction dun metteur un angle dlvation de 0 On voit sur cette Figure quil est lgitime de prendre une valeur de 0 dBi pour le gain dantenne correspondant une perte de donnes de 2%. Laffaiblissement de propagation ncessaire est alors indiqu par lquation (3): HPEIRPL

30、= (3) o: EIRP: p.i.r.e. de lmetteur (dBW) PH: niveau indiqu dans la Recommandation UIT-R RA.769 (dBW). Rec. UIT-R RA.1031-2 5 2.2 Autres cas Pour couvrir dautres cas comme des affaiblissements de propagation variables, une puissance dmission variable ou encore un gain dantenne variable en direction

31、de la station de radioastronomie, il peut tre ncessaire dutiliser des outils de simulation comme la mthode de Monte-Carlo. 3 Partage dans le cas de la visibilit directe Sagissant dune source de brouillage mise le long du trajet en visibilit directe dans la mme bande que les observations de la statio

32、n de radioastronomie, Lpa une forme analytique simple et lquation (3) peut scrire comme suit: 20 log (4 d) = 20 log + EIRP HP (4) o: d: distance entre lmetteur et le rcepteur (m) : longueur donde (m) PH: seuil de brouillage dfini dans la Recommandation UIT-R RA.769 (dBW). En radioastronomie, il nest

33、 gnralement pas possible de parvenir un partage satisfaisant avec des services actifs dont les metteurs sont en visibilit directe de lantenne de radioastronomie. La Fig. 2 illustre cet aspect. A partir des quations (3) et (4), on a calcul, pour deux distances de sparation, la valeur maximale possibl

34、e pour la p.i.r.e. sans que le service de radioastronomie subisse de brouillage prjudiciable. La premire distance correspond peu prs celle dun metteur de Terre loign en visibilit directe, savoir un metteur aroport situ lhorizon une hauteur de 20 km. La seconde distance est celle de lorbite gostation

35、naire et reprsente donc la distance maximale de la plupart des metteurs installs bord dun engin spatial qui neffectue pas de missions dans lespace lointain. Les seuils de brouillage prjudiciable indiqus dans le Tableau 1 de la Recommandation UIT-R RA.769 ont t utiliss dans le cas de lmetteur de Terr

36、e. Une protection supplmentaire de 15 dB est souhaitable dans le cas de lmetteur situ sur lorbite gostationnaire, afin de permettre des observations 5 des satellites gostationnaires. Les courbes sont valables dans le cas dune atmosphre sche, par temps clair. Il ressort clairement de la Fig. 2 que le

37、 partage des frquences avec un metteur de Terre en visibilit directe dune antenne de radioastronomie nest probablement pas possible aux frquences infrieures 10 GHz par suite des fortes limitations que le partage imposerait la p.i.r.e. de lmetteur. Mme pour les frquences allant jusqu 40 GHz, il faut

38、que la puissance de lmetteur soit de lordre de quelques milliwatts, ou que lantenne de lmetteur assure une discrimination leve dans le sens de lantenne de radioastronomie, afin que le partage soit possible. 4 Partage au-del de la visibilit directe moyennant lutilisation des zones de coordination La

39、cration de zones de coordination autour des emplacements servant la radioastronomie est une mthode qui permet dviter les brouillages causs par les metteurs des stations de Terre et des stations terriennes partageant la mme bande au-del de la visibilit directe. 6 Rec. UIT-R RA.1031-2 FIGURE 2 p.i.r.e

40、. en fonction de la frquence La zone de coordination associe une station de radioastronomie est, par dfinition, laire dans laquelle la totalit des missions des metteurs situs en dehors du primtre de ladite zone rpond aux critres des niveaux de perte de donnes indiqus dans la Recommandation UIT-R RA.

41、1513. La taille de la zone de coordination est fonction dun certain nombre de facteurs. Le type de radiotlescope utilis (monoparabole ou interfromtrie trs grande base (VLBI, very long baseline interferometry) dtermine les seuils de brouillage correspondants quindique la Recommandation UIT-R RA.769.

42、Le nombre et la rpartition des metteurs lextrieur de la zone, la p.i.r.e. des missions dans la direction de lemplacement de radioastronomie, la portion de temps pendant laquelle ces missions sont actives et enfin, les caractristiques de propagation sont autant dlments qui influent sur la densit de p

43、uissance brouilleuse dans lemplacement de radioastronomie. Les caractristiques de propagation sont lies des facteurs tels que le profil du terrain, la prsence darbres et les conditions atmosphriques. Les derniers modles de propagation disponibles semblables ceux qui figurent dans les Recommandations

44、 UIT-R P.452, UIT-R P.526 et UIT-R P.617 devraient tre utiliss. Compte tenu des divers facteurs en cause, les limites des zones de coordination devraient tre fixes pour chaque emplacement de radioastronomie qui ncessite une telle zone. Il faut savoir que la distance de coordination, dans certains ca

45、s, peut atteindre 100 km, voire plus. Pour certains petits pays, la zone de coordination ncessaire peut stendre au-del des frontires nationales dans des pays o les attributions de bandes de frquences peuvent tre diffrentes. Par consquent, il faudra peut-tre prvoir dappliquer des conditions particuli

46、res lorsquon dterminera les zones de coordination visant protger la radioastronomie dans ces pays. Rec. UIT-R RA.1031-2 7 La zone de coordination dcrit, autour dun observatoire de radioastronomie, un primtre en dehors duquel les utilisateurs du service actif peuvent mettre librement sans causer de b

47、rouillages prjudiciables aux observations de radioastronomie. Pour les utilisateurs situs lintrieur de la zone de coordination, il faut trouver les moyens techniques pour viter de causer des brouillages de ce type. En principe, on peut aussi crer des zones de coordination pour protger les emplacements servant la radioastronomie des metteurs mobiles. Dans ce cas, lusager mobile doit pouvoir, dune faon ou dune autre, dterminer quel moment il pntre dans la zone de coordination et aussi, dune faon ou dune autre, ramener la puissance reue lemplacement de radioastronomie