ITU-R RS 1416 SPANISH-1999 SHARING BETWEEN SPACEBORNE PASSIVE SENSORS AND THE INTER-SATELLITE SERVICE OPERATING NEAR 118 AND 183 GHz《无源传感器和卫星内业务在118 GHz和183 GHz频段附近的共享》.pdf

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1、 Rec. UIT-R RS.1416 1 RECOMENDACIN UIT-R RS.1416*, *COMPARTICIN ENTRE LOS SENSORES PASIVOS A BORDO DE VEHCULOS ESPACIALES Y EL SERVICIO ENTRE SATLITES QUE FUNCIONA CERCA DE 118 GHz Y 183 GHz (Cuestin UIT-R 228/7) (1999) Rec. UIT-R RS.1416 La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a)

2、 que la Resolucin 723 (CMR-97) resuelve considerar el asunto de la atribucin de bandas de frecuencias por encima de 71 GHz a los servicios pasivos; b) que la Recomendacin UIT-R RS.515 indica que la banda 115-122 GHz es necesaria para que en la deteccin pasiva a bordo de vehculos espaciales se obteng

3、an perfiles verticales de temperatura; c) que la Recomendacin UIT-R RS.515 indica que la banda 175-192 GHz es necesaria para que en la deteccin pasiva a bordo de vehculos espaciales se obtengan perfiles verticales de vapor de agua; d) que la previsin meteorolgica es un instrumento importante esencia

4、l para todas las actividades econmicas humanas y tambin desempea un papel predominante en la rpida identificacin y avisos de fenmenos naturales potencialmente peligrosos; e) que los perfiles de temperatura atmosfrica y de vapor de agua son datos esenciales necesarios para efectuar previsiones meteor

5、olgicas a escala mundial; f) que la banda de absorcin del oxgeno en torno a 118 GHz y la banda de absorcin de vapor de agua en torno a 183 GHz representan un recurso natural nico para la determinacin a distancia de los perfiles de temperatura y de vapor de agua en la atmsfera; g) que estas medicione

6、s pasivas son extremadamente vulnerables a la interferencia debido a que la natural variabilidad de la atmsfera hace imposible reconocer y filtrar las mediciones perturbadas por la interferencia; h) que las mediciones de los sensores pasivos perturbadas por la interferencia pueden tener repercusione

7、s muy negativas sobre los estudios del clima y sobre la calidad de las predicciones meteorolgicas, reconociendo a) que las bandas 116-126 GHz, 174,5-182 GHz y 185-190 GHz estn actualmente atribuidas al servicio entre satlites (SES); b) que la Recomendacin UIT-R RS.1029 proporciona criterios de inter

8、ferencia para los sensores pasivos en las bandas 115-122 GHz y 175-192 GHz; c) que los estudios realizados en las bandas 116-122 GHz, 174,5-182 GHz y 185-190 GHz han demostrado que los enlaces entre satlites (EES) en los sistemas de satlites no geoestacionarios (no OSG) pueden provocar una interfere

9、ncia en los sensores pasivos muy superior a la de estos criterios de proteccin (vase el Anexo 1); d) que los estudios realizados en estas bandas han demostrado que los EES en los sistemas de satlites geoesta-cionarios (OSG) pueden compartir la banda con sensores pasivos con restricciones adecuadas d

10、e la densidad de flujo de potencia (dfp) producida por los satlites OSG situados a la altitud orbital del sensor (vase el Anexo 1); e) que el nmero S9.7 del Reglamento de Radiocomunicaciones especifica que las estaciones de satlites que utilizan la rbita de los satlites geoestacionarios deben consid

11、erar otros sistemas de radiocomunicaciones espaciales y establecer coordinacin con los mismos, recomienda 1 que, teniendo en cuenta los reconociendo b) y c), los sensores pasivos y los EES de los sistemas de satlites no OSG no funcionen en modo cofrecuencia en las bandas 116-122 GHz, 174,5-182 GHz y

12、 185-190 GHz; _ *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 4 de Radiocomunicaciones. *La Comisin de Estudio 7 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin. 2 Rec. UIT-R RS.1416 2 que, teniendo en cuenta el reconociendo d), los sensores pas

13、ivos y los EES de los sistemas de satlites OSG compartan la banda 116-122 GHz siempre que la dfp procedente de una sola fuente en todas las altitudes comprendidas entre 0 y 1 000 km por encima de la superficie de la Tierra y en las proximidades de todas las posiciones orbitales geoestacionarias ocup

14、adas por sensores pasivos, producida por una estacin del SES, y para todas las condiciones y todos los mtodos de modulacin, no exceda de 148 dB(W/(m2 200 MHz) para cualquier ngulo de llegada; 3 que, teniendo en cuenta los reconociendo d) y e), los sensores pasivos y los EES de los sistemas de satlit

15、es OSG compartan las bandas 174,5-182 GHz y 185-190 GHz siempre que la dfp procedente de una sola fuente en las altitudes comprendidas entre 0 y 1 000 km por encima de la superficie de la Tierra y en las proximidades de todas las posiciones orbitales geoestacionarias ocupadas por sensores pasivos, p

16、roducida por una estacin del SES y para todas las condiciones y todos los mtodos de modulacin, no exceda de 144 dB(W/(m2 200 MHz) para cualquier ngulo de llegada. ANEXO 1 Viabilidad de la comparticin entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (sensores pasivos a bordo de vehculo

17、s espaciales) y el SES que funciona cerca de 118 GHz y 183 GHz 1 Introduccin Las bandas de frecuencias prximas a 118 GHz y 183 GHz estn atribuidas al SETS a ttulo primario para los sensores pasivos, como se indica en el Cuadro 1. La atribucin prxima a 118 GHz est compartida con otros servicios. En l

18、as proximidades de 183 GHz, los servicios pasivos tienen una banda atribuida en exclusividad. Se ha observado la necesidad de que en esta banda se ample la gama de frecuencias en las que pueden realizarse mediciones pasivas, y por consiguiente, puede que los sensores pasivos deban compartir las band

19、as adyacentes con servicios activos. Es importante examinar la comparticin de frecuencias: para determinar si las actuales atribuciones compartidas en 118 GHz protegen adecuadamente los sensores pasivos; y para determinar si la ampliacin de la gama en la que pueden funcionar los sensores pasivos en

20、las proximidades de 183 GHz puede provocar un posible problema de comparticin con otros servicios. CUADRO 1 Atribuciones del SETS en la banda 116-126 GHz y en las proximidades de 183 GHz Banda de frecuencias (GHz) Atribuciones a los servicios (en todo el mundo) 116-126 EXPLORACIN DE LA TIERRA POR SA

21、TLITE (PASIVO) FIJO ENTRE SATLITES MVIL INVESTIGACIN ESPACIAL (PASIVO) 174,5-176,5 EXPLORACIN DE LA TIERRA POR SATLITE (PASIVO) FIJO ENTRE SATLITES MVIL INVESTIGACIN ESPACIAL (PASIVO) 176,5-182 FIJO ENTRE SATLITES MVIL 182-185 EXPLORACIN DE LA TIERRA POR SATLITE (PASIVO) RADIOASTRONOMA INVESTIGACIN

22、ESPACIAL (PASIVO) 185-190 FIJO ENTRE SATLITES MVIL Rec. UIT-R RS.1416 3 2 Caractersticas de los equipos 2.1 Sensores pasivos 2.1.1 Sensores de exploracin en rbita terrena baja (LEO) El sensor pasivo en LEO utilizado en este anlisis se ha modelado a partir de la unidad avanzada de deteccin por microo

23、ndas (AMSU, advanced microwave sensing unit). El AMSU-B ya funciona a 183 GHz y representa la actual tecnologa en sensores de microondas. El funcionamiento del sensor depende en gran medida de la antena de exploracin mecnica. El reflector se desplaza dentro de una cubierta cilndrica. El cilindro tie

24、ne una zona abierta que permite a la antena recibir la radiacin transversal en torno a 50 de la superficie de la Tierra y en el cielo nocturno hasta aproximadamente 85 a partir del nadir. La antena explora la Tierra, se desplaza hacia el cielo para realizar una medicin de calibracin en fro y a conti

25、nuacin vuelve al interior de la cubierta para efectuar una medicin de calibracin en caliente. El ngulo en el que la antena realiza la medicin en fro viene limitado por el limbo de la Tierra y la superficie de la cubierta necesaria para cubrir la antena a fin de que sta lleve a cabo una medicin en ca

26、liente. Las mediciones de calibracin se utilizan para determinar la ganancia del sistema de recepcin. El esquema de exploracin AMSU presenta la ventaja sobre otros de que todos los componentes de recepcin siguen siendo los mismos entre las mediciones atmosfricas y de calibracin. Este mtodo de explor

27、acin y calibracin se utiliza en sensores situados en LEO. Como la rbita es heliosncrona, el sensor puede realizar siempre una medicin en fro en el mismo emplazamiento con respecto al vehculo espacial. La mayora de los otros mtodos correra el riesgo de tener que apuntar la antena de calibracin al sol

28、, imposibilitndoles una medicin en fro. 2.1.2 Sensores en rbita geoestacionaria Se han propuesto sensores que funcionen en la rbita geoestacionaria. Un tipo de antena de exploracin similar a la del AMSU barrera la parte visible de la Tierra hasta unos 8 con respecto al nadir del vehculo espacial. Si

29、 este sensor utiliza el espacio fro para la calibracin, podra apuntar su antena de exploracin a un punto fuera de la Tierra de forma similar al AMSU o podra tener una antena distinta para la calibracin apuntada a cualquier emplazamiento conveniente. La antena de calibracin en fro no debe slo evitar

30、la Tierra, sino tambin el Sol y, preferiblemente, la Luna. El sensor AMSU en rbita heliosncrona puede realizar calibraciones en la misma posicin con respecto al vehculo espacial y evitar siempre apuntar al Sol. Si el satlite OSG apunta a cualquier emplazamiento dentro de su plano orbital, es probabl

31、e que en un instante determinado apunte al Sol o a la Luna y perturbe la medicin en fro. Por consiguiente, se supone que el satlite OSG debe apuntar a la antena de calibracin en fro en alguna direccin que no provoque que la antena dirija su objetivo al Sol, a la Tierra o a la Luna. El mximo aislamie

32、nto en la antena de calibracin se logra si apunta en una direccin normal al plano ecuatorial. Con ello se dirige la antena de calibracin al menos a 67 de distancia de la eclptica, donde la ganancia direccional sera relativamente baja. 2.1.3 Sensores de barrido transversal Actualmente no existen sens

33、ores de barrido transversal en funcionamiento y no se ha definido estrictamente ningn mtodo de calibracin. Este tipo de sensor funciona con una serie de pequeos haces de antena distribuidos a travs del trayecto del vehculo espacial. Al igual que las pas de un peine, los haces mltiples realizan un ba

34、rrido a lo largo del trayecto. Este sistema no es mecnico: cada haz de antena es fijo. Por consiguiente, los haces que apuntan a la Tierra no pueden utilizarse para realizar la calibracin en fro. Si se utiliza una antena distinta, no est tan limitada como la antena AMSU en ganancia o en ngulo de cal

35、ibracin. La nica limitacin es que debe apuntar al espacio fro. Si se utilizan rbitas heliosncronas, la mejor direccin es una alejada del Sol, que es donde apunta el AMSU. Sin embargo, estos sensores pueden utilizar ngulos por encima del lmite de 85 impuesto por la cubierta del AMSU. 2.1.4 Sensores d

36、e sondeo del limbo Los sensores de sondeo del limbo tienen caractersticas distintas del AMSU-B, pero no se consideran en este anlisis. 2.1.5 Caractersticas de los sensores En el Cuadro 2 se indican las caractersticas de los sensores AMSU y OSG. En este anlisis se han considerado dos modos de funcion

37、amiento del sensor: modo exploracin y modo calibracin. 4 Rec. UIT-R RS.1416 Los ngulos de puntera para estos dos modos se indican en el Cuadro 2. CUADRO 2 Caractersticas del sensor pasivo La gama de funcionamiento prctico para los sensores en LEO se encuentra entre unos 500 km y 1 000 km, aproxi-mad

38、amente. Los sistemas de sensores en funcionamiento o previstos en esta banda tienen la rbita a una altitud nominal de 833 km. Sin embargo, las rbitas utilizadas por sistemas actualmente en funcionamiento varan en altitud hasta 20 km. 2.2 Sistemas entre satlites 2.2.1 Sistemas modelados En el Cuadro

39、3 aparecen las caractersticas de un sistema entre satlites modelado en este anlisis. Se supone que es un sistema digital de banda ancha con una velocidad de transmisin de datos de 200 Mbit/s, elegida para que se adapte a la anchura de banda de referencia del sensor. Este anlisis tambin es aplicable

40、a sistemas de banda ms ancha que tienen una potencia proporcionalmente mayor. CUADRO 3 Parmetros del EES La C/N de enlace elegida es de 12 dB, que incluye una Eb/N0de 10 dB para MDP-4 y unas prdidas de realizacin de 2 dB. La temperatura de ruido del sistema se obtiene a partir del diseo del sistema

41、de EES en las bandas inferiores y los receptores construidos para el AMSU-B. Se examina una gama de ganancias de antena comprendida entre 45 dBi y 60 dBi. Generalmente, se elige la antena de 45 dBi para enlaces de baja altitud y las de ganancia ms elevada de 55 dBi o 60 dBi para altitudes mayores y

42、enlaces ms largos. Los diagramas de los lbulos laterales de la antena se han modelado utilizando el diagrama de antena de haces circulares con un solo alimentador de la Recomendacin UIT-R S.672. Parmetro AMSU-B OSG Ganancia del haz principal de la antena (dBi) 45 66 Ganancia del lbulo posterior de l

43、a antena (dBi) 14 14 Anchura del haz de la antena entre puntos de potencia mitad (grados) 1,15 0,102 Gama de las altitudes del sensor (km) 500 a 1 000 850 (nominal) 35 786 Criterio de referencia por anchura de banda (dB(W/200 MHz) 160 160 ngulos de exploracin para las mediciones de la antena (a part

44、ir del nadir) (grados) 50 8 ngulo de calibracin en fro (a partir del plano orbital) (grados) 90 4 90 Gama de ngulos de calibracin en fro (a partir del nadir) (grados) 65 a 85 83 (nominal) 90 (nominal) Parmetro Valor Ganancia del haz principal de la antena (dBi) 45, 50, 55 60 Ganancia del lbulo poste

45、rior de la antena (dBi) 10 Temperatura de ruido del sistema (K) 2 000 en torno a 118 GHz y 3 000 en torno a 183 GHz Criterio de calidad del enlace, C/N (dB) 12 Rec. UIT-R RS.1416 5 El anlisis se limit a sensores de exploracin y sistemas entre satlites en rbitas circulares. Los EES se limitan a una r

46、ed de satlites con la misma altitud orbital. 2.2.2 Sistemas operacionales en otras bandas No se conocen actualmente sistemas entre satlites que funcionen en las bandas consideradas en este anlisis. En los registros de la UIT existen notificaciones de que Belars, Malasia y Estados Unidos de Amrica ti

47、enen intencin de explotar sistemas espacio-espacio en la banda 116-126 GHz. No existen notificaciones anticipadas de EES en las proxi-midades de 183 GHz. De los sistemas que funcionan en estas bandas, la mayora se encuentran en la OSG o LEO, nomi-nalmente entre 700 y 800 km. Algunos sistemas funcion

48、an por encima del sensor en rbitas que oscilan entre 1 000 km y 10 350 km. Estos sistemas emplean constelaciones de mltiples satlites para lograr una completa cobertura de la Tierra. En el Cuadro 4 aparecen varias constelaciones de satlites EES no OSG en funcionamiento o propuestas. Para cada constelacin se indican los ngulos geocntricos subtendidos por los enlaces. CUADRO 4 Ejemplo de constelaciones de satlites no OSG Los sistemas de satlites OSG existentes o previstos que funcionan en otras bandas no tienen, generalmente, los satlites uniformemente espaciados. Por ejemplo, uno de