ITU-R RA 611-4 FRENCH-2006 Protection of the radio astronomy service from spurious emissions《保护射电天文业务免受杂散辐射影响 问题ITU-R 145 7》.pdf

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1、 Rec. UIT-R RA.611-4 1 RECOMMANDATION UIT-R RA.611-4Protection du service de radioastronomie contre les rayonnements non essentiels (Question UIT-R 145/7) (1986-1990-1992-2003-2006) Domaine de comptence La prsente Recommandation donne des indications aux administrations et/ou aux oprateurs afin de p

2、rotger le service de radioastronomie (SRA) contre les brouillages dus aux rayonnements non essentiels susceptibles dtre causs par les services actifs ayant des attributions dans des bandes adjacentes aux bandes attribues aux SRA ou dans des bandes proches de celles-ci. LAssemble des radiocommunicati

3、ons de lUIT, considrant a) que la radioastronomie continue dtre au premier plan du dveloppement des connaissances scientifiques; b) que le service de radioastronomie (SRA) a besoin de bandes de frquences exemptes de brouillages pour permettre les observations dastronomie; c) que lutilisation croissa

4、nte du spectre des frquences radiolectriques, en particulier dans lespace, augmente les possibilits que des brouillages prjudiciables soient causs au SRA par des rayonnements non essentiels (voir lAnnexe 1 de la prsente Recommandation); d) que lemploi de certaines techniques de modulation avec un fi

5、ltrage insuffisant des produits parasites peut affecter les bandes de radioastronomie trs loignes de la bande de lmission utile; e) que lAppendice 3 du Rglement des radiocommunications (RR) spcifie les niveaux maximaux admissibles des rayonnements non essentiels et incite tudier la possibilit dimpos

6、er des limites plus rigoureuses au niveau des rayonnements non essentiels pour protger dment les stations du SRA; f) que dans le cas des systmes radiolectriques utilisant des techniques de modulation numriques les niveaux des rayonnements non essentiels spcifis dans lAppendice 3 du RR ne sappliquent

7、 pas mais sont communiqus titre indicatif. On notera que la protection du SRA contre les missions non dsires rsultant des applications modulation numrique et large bande est examine dans la Recommandation UIT-R RA.1237; g) que les observations de radioastronomie sont conduites dans les bandes de frq

8、uences jusqu 1 000 GHz; NOTE Les niveaux de brouillages prjudiciables causs au SRA, dont il est question dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769, ne sont pas accepts par les Administrations arabes car considrs irralistes, comme confirm par les Confrences des radiocommunications prcdentes de

9、 1995, 1997 et 2000 traitant de la Recommandation 66 du RR. 2 Rec. UIT-R RA.611-4 h) que les seuils de brouillages prjudiciables causs au SRA sont spcifis dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769; j) que la Recommandation UIT-R RA.1513 spcifie les niveaux acceptables de perte de donnes pour

10、les observations de radioastronomie et les critres de pourcentage de temps dcoulant des dgradations gnres par les brouillages, dans le cas des bandes de frquences attribues titre primaire au SRA; k) que les critres techniques spcifis pour le cas des brouillages prjudiciables causs au service de radi

11、oastronomie par les rayonnements non essentiels provenant dmetteurs de stations spatiales OSG doivent, pour le SRA, tre ceux qui figurent dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769 et qui permettent des observations de radioastronomie dans des directions scartant de 5 ou plus de lOSG; l) que d

12、es progrs ont t faits pour rpondre aux besoins du SRA sans que cela ait des effets dfavorables pour dautres services; m) que la conception des antennes et des techniques de filtrage des rayonnements non essentiels ne cessent de samliorer, reconnaissant que les stations des services spatiaux exploite

13、s des frquences suprieures 960 MHz et installes le 1er janvier 2003 au plus tard, ne sont pas vises par les dispositions de lAppendice 3 du RR jusquau 1er janvier 2012, recommande 1 que les observatoires de radioastronomie continuent dtre installs des emplacements bnficiant dune bonne protection nat

14、urelle contre les brouillages susceptibles dtre prjudiciables au SRA; 2 que tous les efforts possibles devraient tre dploys afin de rduire les gains dans les lobes latraux des antennes de radioastronomie; 3 que les administrations qui mettent en service des stations tiennent compte, dans la mesure d

15、u possible, du brouillage caus aux observations radioastronomiques par les rayonnements non essentiels de stations de Terre de forte puissance ou de stations spatiales; 4 que, pour le cas des stations spatiales OSG, les administrations tiennent compte, dans la mesure du possible, de lobjectif du SRA

16、 de ne pas subir de brouillages prjudiciables au SRA (voir la Recommandation UIT-R RA.769) causs par des rayonnements non essentiels, sagissant dobservations faites 5 ou plus de lOSG. Rec. UIT-R RA.611-4 3 Annexe 1 Brouillages causs au SRA par les rayonnements non essentiels 1 Critres de protection

17、applicables au SRA La limite de sensibilit de la plupart des observations de radioastronomie correspond un niveau de puissance surfacique trs infrieure celle qui est utilise pour la rception des signaux de radiocommunication. LAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769 traite des seuils de brouillag

18、es et des critres de protection pour le partage des frquences entre les SRA et les autres services. Les Tableaux 1, 2 et 3 donnent les valeurs de ces limites de sensibilit pour plusieurs frquences. Toutefois, des brouillages prjudiciables au SRA peuvent aussi tre causs par des metteurs qui nutilisen

19、t pas la mme bande. Les brouillages peuvent tre classs en deux catgories: les brouillages dans la bande adjacente (voir la Recommandation UIT-R RA.517) et les brouillages provenant des rayonnements non essentiels dmetteurs fonctionnant dans dautres bandes. Les valeurs de tous les autres paramtres ta

20、nt identiques, les effets des rayonnements non essentiels dus la modulation numrique large bande utilisant les techniques dtalement du spectre et produits par un metteur seront plus marqus; cela est examin dans la Recommandation UIT-R RA.1237. 2 Brouillage par harmoniques et par intermodulation Le b

21、rouillage par des harmoniques et par lintermodulation de plusieurs signaux peut tre d des metteurs bien spars en frquence de la bande de radioastronomie. De mme, les brouillages imputables des signaux modulation numrique insuffisamment filtrs (signaux spectre tal par exemple) peuvent affecter les ba

22、ndes de radioastronomie trs loignes de la frquence porteuse. Le brouillage par des harmoniques peut se produire dans une bande quelconque et prend naissance principalement dans les tages de puissance des metteurs. Les harmoniques 2 et 3 de la frquence porteuse peuvent se manifester un niveau assez l

23、ev, mais les metteurs sont normalement pourvus de filtres (accords ou passe-bas) qui ramnent tous les harmoniques la sortie de lmetteur 60 dB au moins en dessous de la puissance en crte. Lintermodulation entre porteuses se manifeste aussi lorsquune partie du signal provenant dun metteur pntre, trave

24、rs les filtres combineurs, dans le circuit de sortie dun autre metteur raccord une antenne commune distincte. Des filtres supplmentaires relativement simples permettraient daffaiblir ces produits brouilleurs, supposer que leur frquence ne soit pas trop voisine de celle de lmetteur. Les niveaux dont

25、il est question dans le paragraphe prcdent sappliquent aux brouillages gnrs dans les tages de puissance. De plus, des harmoniques et des produits dintermodulation peuvent tre gnrs en raison de la non-linarit du systme metteur1. 1Pour un complment de donnes techniques sur la question, on consultera l

26、e site web du GT 7D de lUIT-R. 4 Rec. UIT-R RA.611-4 3 Emissions brouilleuses causes par la modulation large bande Dans certains types dmissions intentionnelles, souvent associes des donnes numriques, des bandes latrales spectrales sont produites dans une bande de frquences beaucoup plus large que c

27、elle qui est utilise pour la rception de ces signaux. En particulier, la modulation par inversion de phase MDP-2 produit un spectre de puissance de la forme (sin x/x)2, avec des maximums secondaires rcurrents lextrieur de la largeur de bande utile, ces maxima diminuant lentement avec la frquence. En

28、 labsence de filtrage, les bandes latrales dcales denviron dix fois la largeur de bande (3 dB) par rapport la frquence porteuse ont une densit spectrale de puissance qui est infrieure denviron 36 dB seulement au niveau de puissance obtenu au centre de la bande. Si, de plus, la frquence de modulation

29、 dune telle mission MDP-2 est comprise entre 10 et 20 MHz, les dix largeurs de bande en question couvrent plusieurs centaines de MHz partir de la frquence assigne. Considrons, par exemple, un metteur MDP-2 simple fonctionnant avec une frquence de modulation de 10 MHz centre sur 1 615 MHz, avec une p

30、uissance de 40 W et une antenne dmission isotrope monte sur un aronef avec une distance de visibilit directe de 400 km (distance de lhorizon pour un aronef volant une altitude denviron 10 000 m). Les missions brouilleuses dun tel metteur donneraient mme dans la bande 1 400-1 427 MHz et au point de r

31、ception, une puissance surfacique suprieure de 40 dB aux seuils de brouillages prjudiciables au SRA indiqus dans le Tableau 1 de lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769. Il va sans dire que les missions dans la bande 1 660-1 670 MHz, galement attribue la radioastronomie, se situeraient un niveau

32、 nettement suprieur. Des metteurs de ce type monts sur des engins spatiaux pourraient tre des sources de brouillage encore plus gnantes pour la radioastronomie. Il importe de prendre des prcautions dans la conception de ces types dmetteurs, pour assurer un affaiblissement suffisant des missions brou

33、illeuses. La technique MDP-2 avec une frquence de modulation de plusieurs MHz est utilise dans certains types de modulation talement du spectre. Les techniques dtalement de spectre nouvelles sont caractrises par un signal large bande avec une faible densit de puissance qui rappelle celle du bruit al

34、atoire. Cette caractristique rduit, en gnral, les risques de brouillage des systmes de communication classiques bande troite par ces systmes spectre tal, mais non les risques de brouillage du SRA. Dans ce service, les signaux cosmiques ont la forme dun bruit alatoire et on utilise souvent de grandes

35、 largeurs de bande. Aux faibles signaux dont soccupent les radioastronomes, il est gnralement impossible de faire la distinction entre des signaux spectre tal et des signaux cosmiques. LAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769 donne les seuils de brouillages prjudiciables en puissance surfacique p

36、our des signaux artificiels tombant dans une bande de radioastronomie; ces seuils sappliquent des missions brouilleuses ainsi qu des missions intentionnelles et tous les types de modulation, y compris celui dont il a t question ci-dessus. Les technologies actuelles permettent de concevoir de nouvell

37、es gnrations dmetteurs capables de supprimer des missions brouilleuses hors bande. Ces metteurs pourraient parfaitement fonctionner sans rayonner dans les bandes latrales lointaines condition quavec la technique MDP-2, la porteuse ne passe pas brusquement en opposition de phase (180). Il faudrait un

38、 passage plus progressif pour obtenir un spectre de puissance de la forme (sin x/x)navec n 2. 4 Brouillages causs par des missions de satellites Les missions provenant des satellites sont susceptibles de brouiller fortement les SRA. Si les sources de brouillage de Terre agissent gnralement dans la r

39、gion des lobes latraux loigns de lantenne du radiotlescope et que leurs effets peuvent tre attnus par le relief environnant, en revanche, les brouillages causs par les missions des satellites sont souvent reus par le faisceau principal et les lobes latraux intrieurs, avec un gain nettement plus lev.

40、 La nature du brouillage dpend du type dmetteur et du service fourni par le systme, que les satellites soient Rec. UIT-R RA.611-4 5 gostationnaires ou non gostationnaires, et du nombre de satellites du systme tudi visibles depuis lobservatoire de radioastronomie. 4.1 Satellites gostationnaires Plusi

41、eurs satellites gostationnaires sont en gnral visibles depuis les radiotlescopes actuellement en service et occupent des plages plus ou moins constantes dazimut et dlvation. Ces satellites peuvent donc se rvler tre des sources de brouillages prjudiciables pour les observations de radioastronomie. Le

42、 rayon de lOSG est denviron 6,6 fois celui de la Terre. A cette distance radiale, un seul satellite peut illuminer un tiers de la surface de la Terre et donc de nombreux radiotlescopes avec des signaux en visibilit directe. La Fig. 1 prsente la position de la ceinture des satellites gostationnaires

43、exprime en coordonnes clestes telle quelle est vue depuis la latitude de quelques grands observatoires de radioastronomie. Les projets de dveloppement de certains services actifs font appel un grand nombre de satellites gostationnaires. Un tel ensemble de sources potentielles de brouillage pouvant t

44、re reu par les lobes latraux proches du diagramme dantenne du radiotlescope risque de poser un srieux problme de brouillage pour les radioastronomes. FIGURE 1 Projection de lorbite des satellites gostationnaires sur la sphre cleste Les seuils de brouillages susceptibles dtre prjudiciables la radioas

45、tronomie sont indiqus dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769. On y trouve, pour chaque bande de radioastronomie, le niveau de puissance lentre du rcepteur partir duquel les brouillages deviennent prjudiciables au service. On y trouve aussi la puissance surfacique quivalente (dB/(W/m2) asso

46、cie ces brouillages, calcule en supposant que le gain du radiotlescope est de 0 dBi dans la direction de la source de brouillage. Un tel gain est utile pour examiner les sources de brouillage de Terre se trouvant dans les limites de lhorizon. Dans le cas des satellites gostationnaires, la situation

47、est diffrente. 6 Rec. UIT-R RA.611-4 Si lantenne de radioastronomie prsente les caractristiques des lobes latraux spcifies dans la Recommandation UIT-R SA.509, le gain dans les lobes latraux tomberait 0 dBi 19 de laxe du faisceau principal. Dans le cas dune telle antenne, le niveau de brouillage prj

48、udiciable au SRA sera dpass si le faisceau principal est point moins de 19 dun satellite produisant dans la largeur de bande de la radioastronomie, une puissance surfacique au niveau de lobservatoire gale au seuil de brouillage gnant spcifi dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R RA.769. La prsence dune srie de satellites espacs denviron 30 sur lOSG, p