ITU-R RS 1624 SPANISH-2003 Sharing between the Earth exploration-satellite (passive) and airborne altimeters in the aeronautical radionavigation service in the band 4 200-4 400 MHz.pdf

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1、 Rec. UIT-R RS.1624 1 RECOMENDACIN UIT-R RS.1624*, *Comparticin entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) y los radioaltmetros instalados a bordo de aeronaves del servicio de radionavegacin aeronutica en la banda 4 200-4 400 MHz (Cuestin UIT-R 229/7) (2003) La Asamblea de Rad

2、iocomunicaciones de la UIT, considerando a) que en la disposicin nmero 5.438 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) la banda 4 200-4 400 MHz est atribuida al servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) a ttulo secundario; b) que esta banda est atribuida a ttulo primario al servicio

3、de radionavegacin aeronutica (SRNA) para altmetros instalados a bordo de aeronaves y que este uso continuar expandindose en el futuro a medida que aumente el nmero de aeronaves; c) que el calentamiento del planeta est considerado un problema medioambiental grave, y requiere la supervisin y exploraci

4、n continua de las temperaturas de la superficie del mar (SST, sea surface temperatures) en todo el mundo y en todo tipo de condiciones meteorolgicas; d) que la previsin meteorolgica estacional y la previsin meteorolgica numrica de posibles fenmenos meteorolgicos peligrosos, por ejemplo tifones y dem

5、s tormentas fuertes, requiere mediciones continuas de las SST en todo tipo de condiciones meteorolgicas; e) que la gama de frecuencias de 4-7 GHz es la nica que se puede utilizar para supervisar mundialmente las SST en todo tipo de condiciones meteorolgicas, utilizando para ello radimetros de microo

6、ndas pasivos situados a bordo de satlites de exploracin de la Tierra; f) que la banda 6-7 GHz recibe emisiones del servicio fijo y del SFS y que la banda 4-5 GHz sigue ofreciendo perspectivas favorables para supervisar las SST en todo tipo de condiciones meteorolgicas; g) que los criterios de interf

7、erencia para los sensores pasivos del servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) figuran en la Recomendacin UIT-R RS.1029; h) que algunos estudios han demostrado que la probabilidad de que el SRNA cause interferencia a los sensores pasivos del SETS es muy baja, y que esto depende del nme

8、ro de radioaltmetros a la vista, pero que se puede admitir hasta un 5% de prdida aleatoria de datos sin poner a riesgo las mediciones globales del SETS (pasivo), reconociendo a) que el SRNA utiliza esta banda con fines de seguridad de la vida y que no debe restringirse la utilizacin y desarrollo de

9、la misma por dicho servicio, *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 8 de Radiocomunicaciones (Grupo de Trabajo 8B). *La Comisin de Estudio 7 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin. 2 Rec. UIT-R RS.1624 recomienda 1 que se compart

10、a la banda 4 200-4 400 MHz entre los sensores pasivos del SETS, que se utiliza para la supervisin de las SST, y los radioaltmetros situados a bordo de aeronaves del SRNA, sin aplicar limitaciones a los radioaltmetros basndose en las caractersticas y en los estudios de comparticin presentados en el A

11、nexo 1, habida cuenta del considerando h) y el reconociendo a); 2 que los sensores pasivos diseados para funcionar en esta banda utilicen antenas con un mnimo ngulo de orientacin de 35 con respecto al nadir, para reducir la posible interferencia causada por los altmetros situados a bordo de aeronave

12、s. Anexo 1 Posibilidad de comparticin de frecuencias en torno a 4 300 MHz entre los radioaltmetros y los sensores del SETS (pasivo) espaciales 1 Introduccin El calentamiento del planeta es uno de los problemas medioambientales ms graves de la Tierra. El parmetro SST es un indicador til del calentami

13、ento del planeta. Es muy importante poder supervisar continuamente la SST para explicar y comprender mejor el mecanismo de calentamiento del planeta. Slo los radimetros de microondas pasivos situados en vehculos espaciales en rbita sobre satlites de exploracin de la Tierra pueden supervisar de maner

14、a continua la SST en toda la Tierra. Para observar la SST, es importante desde el punto de vista cientfico la banda 4 200-4 400 MHz. Como esta banda est atribuida al SETS en la disposicin nmero 5.438 del RR para la teledetec-cin pasiva, sera conveniente elevar la atribucin a ttulo primario en el Cua

15、dro de atribucin de bandas de frecuencias a fin de proteger las observaciones que ser necesario realizar en un futuro en esta banda. Los radioaltmetros a bordo de aeronaves que funcionan en la banda 4 200-4 400 MHz forman parte de la instrumentacin de aviacin. Estos instrumentos se utilizan corrient

16、emente para determinar la altitud de la aeronave en vuelo y se ha de proteger de cualquier posible interferencia porque est en juego la seguridad de la vida. Es evidente que los sensores pasivos no pueden causar interferencia a los radioaltmetros puesto que no emiten energa de radiofrecuencia alguna

17、 en la banda. La posible interferencia que puedan causar los radioaltmetros a los sensores pasivos todava est por determinar. En este Anexo se describe la posibilidad de comparticin de la banda 4 200-4 400 MHz entre el servicio existente con atribuciones a ttulo primario y los radioaltmetros del SRN

18、A. 2 Atribucin de la banda 4 200-4 400 MHz Actualmente, la banda 4 200-4 400 MHz est atribuida al SRNA a ttulo primario en todo el mundo. En la disposicin nmero 5.438 del RR se indica especficamente que esta banda est reservada exclusivamente para los radioaltmetros instalados a bordo de aeronaves y

19、 los correspondientes transpondedores en tierra. En esta disposicin se indica adems que esta banda la puede utilizar el SETS (pasivo) a ttulo secundario y sin proteccin con respecto a los radioaltmetros. Rec. UIT-R RS.1624 3 En otras disposiciones se autoriza a ciertos pases a utilizar la totalidad

20、o una parte de esta banda en el servicio fijo a ttulo secundario, y en el servicio de frecuencias patrn y de seales horarias por satlite. 3 Caractersticas del sistema utilizado en el anlisis Las siguientes caractersticas de un sensor pasivo representativo que funciona en la banda 4 200-4 400 MHz se

21、basan en el desarrollo de un radimetro mecnico de exploracin de potencia total que se utilizar para medir las caractersticas en tierra, en el ocano y atmosfricas. Las caractersticas mostradas en el Cuadro 1 corresponden a un tpico radimetro de exploracin por microondas de la ltima generacin. CUADRO

22、1 Caractersticas de un radimetro de microondas Las caractersticas del sistema de radioaltmetros que se utiliza en el anlisis se han tomado de diversos documentos presentados al UIT-R sobre este tema. CUADRO 2 Caractersticas de los altmetros del SRNA Parmetro Valor Frecuencia (MHz) 4 200-4 400 Potenc

23、ia del transmisor (CW) (dBW) 2 Potencia del transmisor (impulso) (dBW) 1 Potencia del transmisor (W) 200 Frecuencia de repeticin de impulsos (kHz) 18 Anchura del impulso (ns) 200 Tipo de antena Antena de placa Ganancia de la antena (dBi) 10 Anchura del haz de la antena (grados) 70 Nivel del lbulo la

24、teral posterior de la antena (dBi) 30 (sin plataforma) Efecto de apantallamiento (dB) 5 Parmetro Valor Banda de frecuencias (MHz) 4 200-4 400 Anchura de banda del sensor (MHz) 200 rbita rbita polar circular, altitud de 800 km Tipo de antena Exploracin cnica, apunta al nadir ngulo de incidencia (grad

25、os) 55 con respecto al nadir ngulo de exploracin (grados) 60 Tamao de la antena (m) 1,6 Anchura del haz de la antena (grados) 2,9 Ganancia del haz principal (dBi) 35 Ganancia del lbulo lateral (dBi) 15 Interferencia admisible (dB(W/200 MHz) 158 (Recomendacin UIT-R RS.1029) 4 Rec. UIT-R RS.1624 4 Anl

26、isis de interferencia En la Fig. 1 se ilustra la geometra caracterstica de la interferencia entre un altmetro y un radimetro. Teniendo en cuenta que la antena del altmetro apunta al nadir y que la antena del radimetro es frontal (47 con respecto al nadir), la interferencia sobre el haz principal de

27、la antena del radimetro slo puede producirse por las emisiones del lbulo posterior de la antena del altmetro y por reflexiones difusas (dispersin). 1624-014715471/23 dBAltitud delAltmetro =TierraR = 6 378 kmAltitud del sensor = 800 kmSensor frontal(altitud de la rbita)Eje del haz principal de la ant

28、ena del sensorMxima altitud de la aeronave(supuesta)Anchura de banda 3 dB70Anchura de banda 3 dB70FIGURA 1Geometra caracterstica de la interferencia altmetro/radimetroEn el Cuadro 3 se muestra la interferencia causada por las emisiones del lbulo posterior de un solo altmetro en un sensor pasivo (rad

29、imetro). Para describir la interferencia en el haz principal de la antena del sensor se supuso que la aeronave con un radimetro activo atraviesa perpendicularmente el trayecto del sensor en rbita, lo cual corresponde con la geometra del caso ms desfavorable y, por tanto, a la distancia ms corta para

30、 el clculo de la interferencia. En cuanto a la potencia de interferencia recibida debido a las reflexiones, los clculos demuestran que los altmetros habran de tener una altitud igual o inferior a 50 m para que esas reflexiones tuvieran un efecto sobre la potencia de interferencia recibida en el haz

31、principal de un radimetro, como se muestra en el Cuadro 3. Aunque los altmetros estn siempre transmitiendo cuando la aeronave est en funcionamiento y se utilizan durante el despegue y/o el aterrizaje, la energa de la interferencia reflejada tendra una duracin despreciable y no tendra efecto sobre el

32、 sensor. En el Cuadro 3 puede verse que un solo altmetro situado en el haz principal de un radimetro que utiliza un ngulo de orientacin de 35 con respecto al nadir proporciona un margen de 8 dB. Esto significa que para que los radimetros experimenten una interferencia perceptible tendra que haber co

33、mo mnimo seis de esos altmetros situados en el haz principal del radimetro. De igual manera, un solo altmetro situado en el haz principal de un radimetro que utiliza un ngulo de orientacin de 55 con respecto al nadir proporciona un margen de 12 dB, lo que significa que para que los radimetros experi

34、menten una interferencia perceptible tendra que haber como mnimo 16 de esos altmetros situados en el haz principal del radimetro. Rec. UIT-R RS.1624 5 CUADRO 3 Interferencia causada por un solo altmetro en un radimetro en la banda 4,2-4,4 GHz Cabe sealar que las aeronaves ms pequeas utilizan un solo

35、 altmetro mientras que las ms grandes pueden llegar a utilizar hasta tres altmetros. Como estos mltiples altmetros no estn sincronizados, es posible que sus impulsos coincidan, lo que dara lugar a niveles de potencia ms altos provocados por una sola aeronave. Por el contrario, las aeronaves ms grand

36、es tienen un rea mayor y, por lo tanto, proporcionan mayor atenuacin por apantallamiento que las aeronaves ms pequeas. Por consiguiente, la interferencia adicional causada por mltiples altmetros en las aeronaves ms grandes es probablemente despreciable. Las superficies y los corredores areos que se

37、utilizan frecuentemente en los aeropuertos y sus alrededores, son regiones donde hay una alta probabilidad de que haya mltiples aeronaves en el haz principal del radimetro. El radimetro frontal que se utiliza en este anlisis con una anchura de haz de 1,8 proporciona una proyeccin de forma ovalada co

38、n dimensiones del orden de 16 millas de ancho por 24 millas de largo. Durante el vuelo, la separacin horizontal de la aeronave representativa es del orden de 5 millas; en la Fig. 2 se muestra la distancia de separacin cuando se aproxima al aterrizaje. La separacin vertical es del orden de 2 000 pies

39、, en vuelo, y mucho menor cuando se aproxima a los aeropuertos. En funcin del terreno, las aeronaves vuelan a altitudes que van desde 2 000 pies hasta unos 36 000 pies. Muchos aeropuertos utilizan dos o ms pistas de aterrizaje simultneamente y pueden tener, por trmino medio, hasta seis aeronaves hac

40、iendo cola en la zona de aproximacin y cuatro aeronaves en la zona con viento favorable por cada pista de aterrizaje. Adems, en algunas zonas de gran densidad de utilizacin del espacio areo puede haber ms de un aeropuerto en la huella del sensor pasivo. Hay momentos durante el da en los que aumenta

41、el trfico areo en los aeropuertos; la curva del trfico areo tiene mximos y mnimos. Las horas de funcionamiento son casi 24, y el nmero de vuelos de aeronaves de carga aumenta a ltimas horas del da y por la maana temprano. Teniendo en cuenta todos estos datos, es probable que haya hasta seis radioalt

42、metros funcionando simultnea-mente en el haz principal del sensor en las inmediaciones de la mayora de los aeropuertos. Parmetro Sensor frontal Altitud del radimetro (km) 800 Posicin del altmetro con respecto al sensor Nadir Haz principal Haz principal ngulo de la orientacin de la antena del sensor

43、con respecto al nadir (grados) Cualquiera 35 55 Potencia de transmisin del altmetro (dBW) 1,0 Ganancia de la antena del altmetro (dBi) 30 (lbulo posterior) Efecto de apantallamiento de la aeronave (dB) 5 (mnimo) Alcance (km) 800 1 009 1 646 Prdida en el espacio libre (dB) 163 165 169 Ganancia de la

44、antena del radimetro (dBi) 15 35 35 Potencia de interferencia recibida (dBW) 214 166 170 Nivel de interferencia admisible (dB(W/200 MHz) 158 Margen (dB) 56 8 12 6 Rec. UIT-R RS.1624 1624-02Pista de aterrizaje5 a 7 millasSeparacinentre aeronaves2,5 millas11 a 13 millasSeparacin entre aeronaves 3 mill

45、asFIGURA 2Distancias de separacin caractersticas durante el aterrizajeZona con viento favorableSeparacin entre aeronaves 3 millasLos sensores pasivos que utilizan esta banda lo hacen para observar el parmetro SST en los ocanos. La superficie de los ocanos es aproximadamente de 3,35 108km2. En el mun

46、do hay 377 412 km de lneas costeras. Si se descartan el Ocano rtico y el Ocano Antrtico que no tienen aeropuertos, las lneas costeras para aeropuertos quedan reducidas a 265 497 km. Aun cuando cada kilmetro de lnea costera contenga un aeropuerto que cause interferencia al sensor pasivo, todava queda

47、ra un 0,08% de la zona de servicio del sensor. Es decir, aun cuando cada uno de todos los aeropuertos del mundo situados en la costa causasen interferencia al sensor pasivo, no se incumpliran los criterios de disponibilidad de datos del sensor para la banda 4 200-4 400 MHz. 5 Conclusin Teniendo en c

48、uenta que la antena del altmetro apunta al nadir y que la antena del radimetro es frontal (normalmente forma un ngulo igual o mayor de 35 con respecto al nadir) la interferencia en el haz principal de la antena del radimetro slo puede producirse por las emisiones del lbulo posterior de la antena del altmetro y por reflexiones difusas (dispersin). Los anlisis demuestran que en el caso ms desfavorable tendra que haber seis o ms aeronaves en el haz principal del radimetro para superar el umbral de interferencia admisible del sensor. Los aeropuer