ITU-R RA 1031-2 SPANISH-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 RECOMENDACIN UIT-R RA.1031-2*Proteccin del servicio de radioastronoma en las bandas de frecuencias compartidas con otros servicios (Cuestin UIT-R 145/7) (1994-1995-2007) Cometido La presente Recomendacin ofrece una gua prctica que se aplica cuando, en el curso de una negociac

2、in, una o ms administraciones establecen zonas de coordinacin en torno a estaciones del servicio de radioastronoma con miras a proteger dicho servicio contra las interferencias causadas por servicios de radiocomunicaciones terrenales o por estaciones terrenas de transmisin utilizadas para servicios

3、de radiocomunicaciones espaciales que comparten bandas de frecuencias con el servicio de radioastronoma. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el servicio de radioastronoma se basa en la recepcin de emisiones naturales con niveles de potencia muy inferiores a los utilizad

4、os normalmente en otros servicios de radiocomunicaciones y que, por consiguiente, est particularmente expuesto a interferencias perjudiciales procedentes de transmisores en las bandas de frecuencias compartidas; b) que muchas bandas de frecuencias atribuidas al servicio de radioastronoma estn tambin

5、 atribuidas a otros servicios que transmiten en esas bandas; c) que la proteccin contra la interferencia perjudicial es esencial para realizar progresos en el servicio de radioastronoma y que en la Recomendacin UIT-R RA.314 figuran las bandas de frecuencias preferidas para este servicio; d) que en l

6、as Recomendaciones UIT-R de la serie RA correspondientes figuran los niveles umbral de la interferencia perjudicial para el servicio de radioastronoma y los niveles de los criterios de prdida de datos; e) que al elaborar los criterios de comparticin puede ser necesario tener en cuenta las caracterst

7、icas detalladas de la interferencia y el tipo particular de medicin radioastronmica; f) que los emplazamientos de radioastronoma se eligen cuidadosamente y que es posible tener que considerar tambin las caractersticas de dichos emplazamientos al realizar los clculos de comparticin; g) que por lo gen

8、eral no es posible compartir frecuencias con los transmisores situados en la lnea de visibilidad directa de la antena de un observatorio radioastronmico, *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de las Comisiones de Estudio 1, 4, 6, 8 y 9 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R RA.1031-2 recomiend

9、a 1 que, al hacer asignaciones a servicios que comparten bandas de frecuencias con el servicio de radioastronoma, las administraciones tomen todas las medidas posibles para evitar la interferencia perjudicial al servicio de radioastronoma; 2 que se procure proteccin a los emplazamientos de radioastr

10、onoma contra la interferencia perjudicial causada por transmisores utilizados para radiocomunicaciones terrenales o por estaciones terrenas utilizadas para comunicaciones espaciales en las bandas compartidas con el servicio de radioastronoma con iguales derechos, estableciendo zonas de coordinacin e

11、n torno a los emplazamientos de radioastronoma; 3 que la zona de coordinacin se calcule teniendo en cuenta la metodologa descrita en el Anexo 1. Anexo 1 Consideraciones relativas a la coordinacin 1 Consideraciones generales Los emplazamientos de radioastronoma se eligen especficamente para minimizar

12、 la interferencia causada por otros servicios situados en la superficie de la Tierra. Estos emplazamientos estn por lo general considerablemente apartados de las principales fuentes fijas de interferencia terrenal y pueden estar apantallados por terrenos altos cercanos. Muchas mediciones radioastron

13、micas pueden tolerar niveles de interferencia provocada por un servicio compartido superiores a los umbrales perjudiciales durante el 2% del tiempo de medicin, suponiendo que no intervenga ningn otro tipo de mecanismo de prdida de datos. Sin embargo, algunos tipos de mediciones tales como las relati

14、vas a fenmenos transitorios y las que dependen de observaciones simultneas en diversos puntos de la Tierra, pueden verse fuertemente afectadas por la interferencia en instantes inoportunos. 2 Distancias de separacin necesarias para la comparticin Para que tenga xito la comparticin geogrfica, el tran

15、smisor interferente y el receptor interferido deben estar separados por una distancia tal que la interferencia no se considere perjudicial. En el Apndice 7 al Reglamento de Radiocomunicaciones se define la prdida de transmisin bsica, Lb( p), como: Lb( p) = Pt+ Gt+ Gr Pr( p) (1) donde: Lb( p): mnima

16、prdida de transmisin bsica admisible durante el p% del tiempo; las prdidas de transmisin reales deben superar este valor durante todo el tiempo salvo el p% del mismo (dB) Pt:nivel de potencia transmitida en la anchura de banda de referencia a la entrada de la antena (dBW) Rec. UIT-R RA.1031-2 3 Gt:g

17、anancia de la antena transmisora (dBi) r: ganancia de la antena receptora en direccin del transmisor (dBi) Pr( p): mxima potencia de interferencia admisible en la anchura de banda de referencia que puede rebasarse no ms del p% del tiempo a la entrada del receptor (dBW). Sin embargo, en una observaci

18、n radioastronmica, la integracin de la potencia recibida se efecta en periodo de tiempo T a fin de lograr una mayor sensibilidad. En los prrafos siguientes, el resultado de esta integracin se denomina observacin. La potencia recibida de una fuente de interferencia durante una observacin puede expres

19、arse de la forma siguiente: =NiprttiLiGiGiPNI1)()()()(1(2) donde las siguientes cantidades se expresan en forma lineal: Lp (i): prdida de propagacin en el instante i Pt(i): nivel de potencia transmitida en la anchura de banda del servicio de radioastronoma a la entrada de la antena en el instante i

20、(W) Gt(i): ganancia de la antena transmisora en direccin de la antena de radioastronoma en el instante i Gr(i): ganancia de la antena receptora en direccin del transmisor en el instante i N: nmero de muestras en el tiempo de integracin T I: potencia de interferencia en la anchura de banda de referen

21、cia a la entrada del receptor promediada en el periodo de observacin T (W). Generalmente, el clculo se realiza en un periodo de integracin T de 2 000 s. Durante este periodo de tiempo, algunos parmetros pueden variar. Por ejemplo, si el transmisor utiliza el control de potencia o si el transmisor no

22、 est en actividad durante todo el periodo de observacin (voz activada), Ptpuede variar. Si el transmisor es una estacin terrena que sigue a un satlite, Gttambin puede variar. La estacin de radioastronoma puede rastrear un objeto celeste y, por consiguiente, Grtambin puede variar. Ciertas condiciones

23、 atmosfricas observadas durante este periodo de tiempo, por ejemplo la lluvia, pueden tambin variar Lp. Las observaciones efectuadas durante un tiempo de integracin determinado se consideran perdidas cuando la potencia recibida de la fuente de interferencia, I, promediada en T, excede el valor indic

24、ado en la Recomendacin UIT-R RA.769. Para verificar que el porcentaje de observaciones perdido es menor que el criterio del 2% definido en la Recomendacin UIT-R RA.1513, es necesario entonces efectuar el clculo durante varios periodos de tiempo. 2.1 p.i.r.e. constante de una sola fuente de interfere

25、ncia con prdida de propagacin constante Si la p.i.r.e. del transmisor que causa la interferencia es constante (es decir, Pty Gtson constantes), la frecuencia suficientemente baja y el transmisor est fijo, de tal modo que podemos considerar Lp constante, la nica variable en todas las observaciones es

26、 entonces Gr. Para simplificar el clculo, consideramos que la antena de radioastronoma est fija durante la observacin. 4 Rec. UIT-R RA.1031-2 Es posible aplicar la metodologa descrita en la Recomendacin UIT-R M.1583 para obtener estadsticas sobre la ganancia de antena de la estacin de radioastronoma

27、. Las curvas de la Fig. 1 se obtuvieron para la frecuencia 1,4 GHz, utilizando el diagrama de antenas de gran dimensin indicado en la Recomendacin UIT-R SA.509, y un dimetro de antena de 100 m. El ngulo de elevacin del transmisor observado desde el radiotelescopio es igual a 0. Estas curvas no cambi

28、an si se consideran otras bandas de frecuencias u otros dimetros de antena. FIGURA 1 Ganancia de antena del servicio de radioastronoma hacia un transmisor en un ngulo de elevacin de 0 1031-01PorcentajedecasosGanancia de antena (dBi)10315(Interferencia de una sola fuente (Rec. UIT-R SA.509)10 5 0 5 1

29、0 15 20102101110102Elevacin mnima 3Elevacin mnima 6Elevacin mnima 9369Segn se observa en la Fig. 1, es legtimo considerar el valor 0 dBi para la ganancia de antena correspondiente a una prdida de datos del 2%. La prdida de propagacin necesaria viene dada por la siguiente ecuacin (3): HPEIRPL = (3) d

30、onde: EIRP: p.i.r.e. del transmisor (dBW) PH: nivel indicado en la Recomendacin UIT-R RA.769 (dBW). Rec. UIT-R RA.1031-2 5 2.2 Otros casos En otros casos, tales como la variacin de las prdidas de propagacin, la variacin de la potencia transmitida o la variacin de la ganancia de antena hacia la estac

31、in de radioastronoma, tal vez sea necesario utilizar herramientas de simulacin como el mtodo Monte-Carlo. 3 Comparticin en el caso de visibilidad directa Para una fuente de interferencia que transmite con visibilidad directa en la misma banda en la que la estacin de radioastronoma efecta la observac

32、in, Lpadopta una forma analtica sencilla y la ecuacin (3) puede indicarse de la manera siguiente: 20 log (4 d) = 20 log + EIRP HP (4) donde: d: distancia entre el transmisor y el receptor (m) : longitud de onda (m) PH: nivel umbral definido en la Recomendacin UIT-R RA.769 (dBW). Generalmente es impo

33、sible que el servicio de radioastronoma comparta satisfactoriamente una banda de frecuencias con cualquier otro servicio activo cuyos transmisores estn dentro de la lnea de visibilidad directa de una antena de radioastronoma. La Fig. 2 ilustra este hecho. Utilizando las ecuaciones (3) y (4) se ha de

34、terminado para dos distancias la p.i.r.e. mxima que no causara interferencia perjudicial al servicio de radioastronoma. Una de las distancias es representativa de un transmisor terrenal a gran distancia dentro de la lnea de visibilidad directa, a saber un transmisor de aeronave en el horizonte a una

35、 altura de 20 km. La otra distancia es la de la rbita de los satlites geoestacionarios y, en consecuencia, es representativa de la distancia mxima de la mayora de los transmisores de aeronave que no realizan misiones en el espacio lejano. En el caso del transmisor terrenal se han utilizado los umbra

36、les de interferencia perjudicial que figuran en el Cuadro 1 de la Recomendacin UIT-R RA.769. Es conveniente una proteccin adicional de 15 dB si el transmisor se encuentra en la rbita de los satlites geoestacionarios, a fin de poder efectuar observaciones en un margen de 5 del satlite. Las curvas cor

37、responden a condiciones de tiempo seco y despejado. En la Fig. 2 se ve claramente que no parece posible la comparticin de frecuencias con un transmisor terrenal situado dentro de la zona de visibilidad directa de una antena de radioastronoma en frecuencias por debajo de 10 GHz debido a las fuertes r

38、estricciones de comparticin que se impondra a la p.i.r.e. del transmisor. Incluso en frecuencias de hasta 40 GHz, para que la comparticin sea posible, la potencia del transmisor debe ser del orden de unos pocos milivatios o la antena de transmisin debe proporcionar una elevada discriminacin en la di

39、reccin de la antena de radioastronoma. 4 Comparticin ms all de la lnea de visibilidad directa utilizando zonas de coordinacin El establecimiento de zonas de coordinacin alrededor de los emplazamientos de radioastronoma proporciona un mtodo para evitar la interferencia procedente de transmisores util

40、izados para radiocomunicaciones terrenales o en estaciones terrenas utilizadas para comunicaciones espaciales que comparten la banda ms all de la lnea de visibilidad directa. Una zona de coordinacin asociada a una estacin de radioastronoma se define como el rea en la cual la suma total de las emisio

41、nes procedentes de usuarios fuera de sus lmites responde a los niveles umbral de los criterios de prdida de datos indicados en la Recomendacin UIT-R RA.1513. 6 Rec. UIT-R RA.1031-2 El tamao de la zona de coordinacin depende de un cierto nmero de factores. El tipo de radiotelescopio (una sola parbola

42、 o interferometra con lnea de base muy larga (VLBI) determina los correspondientes umbrales de interferencia perjudicial que figuran en la Recomendacin UIT-R RA.769. El nmero y distribucin de los usuarios fuera de la zona, la p.i.r.e. de las transmisiones de usuario en direccin del emplazamiento de

43、radioastronoma, la fraccin del tiempo en que dichas transmisiones estn activas y las caractersticas de propagacin determinan la densidad de flujo de potencia interferente en el emplazamiento de radioastronoma. Las caractersticas de propagacin dependen de factores tales como el perfil del terreno, la

44、 presencia de rboles y las condiciones atmosfricas. Convendra utilizar los modelos de propagacin adecuados ms recientes, como los que figuran en las Recomendaciones UIT-R P.452, P.526 y P.617. FIGURA 2 p.i.r.e. en funcin de la frecuencia Debido al nmero de factores implicados, los lmites de las zona

45、s de coordinacin deben establecerse de forma individual para cada emplazamiento de radioastronoma en el que se necesite dicha zona. Hay que sealar que, en ciertos casos, la distancia de coordinacin puede ser de 100 km o ms. En muchos pases pequeos la zona de coordinacin necesaria puede rebasar las f

46、ronteras nacionales llegando hasta pases vecinos donde las atribuciones de frecuencias pueden ser distintas. En ese caso, puede ser necesario aplicar condiciones especiales para determinar la zona de coordinacin destinada a proteger la radioastronoma. Rec. UIT-R RA.1031-2 7 La zona de coordinacin de

47、fine una regin alrededor de un observatorio radioastronmico fuera de la cual los usuarios del servicio activo pueden transmitir libremente sin provocar interferencia perjudicial a las observaciones de radioastronoma. Para los usuarios situados dentro de la zona de coordinacin deben buscarse medios t

48、cnicos que impidan dicha interferencia. En principio, tambin pueden establecerse zonas de coordinacin para proteger los emplazamientos de radioastronoma de los transmisores mviles. En este caso, el usuario mvil debe tener un medio de determinar cuando entra en la zona de coordinacin y otro medio par

49、a reducir la potencia recibida en el emplazamiento de radioastronoma a un nivel inferior al umbral de interferencia perjudicial. En el caso de transmisores mviles a bordo de aeronaves, los tamaos de las zonas deben ser mucho mayores que en el caso de transmisores situados en la superficie terrestre, puesto