ITU-R RS 1628 SPANISH-2003 Feasibility of sharing in the band 35 5-36 GHZ between the Earth exploration-satellite service (active) and space research service (active) and other ser.pdf

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1、 Rec. UIT-R RS.1628 1 RECOMENDACIN UIT-R RS.1628*, *Factibilidad de comparticin de la banda 35,5-36 GHz entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (activo), el servicio de investigacin espacial (activo) y otros servicios para los que existen atribuciones en esta banda (Cuestin UIT-R 23

2、3/7) (2003) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la banda de frecuencias 35,5-36 GHz est atribuida a ttulo primario al servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (activo) y al servicio de investigacin espacial (SIE) (activo) en virtud del nmero 5.551A del Reg

3、lamento de Radiocomunicaciones (RR); b) que la banda de frecuencias 35,5-36 GHz est asimismo atribuida a ttulo primario al servicio de ayudas a la meteorologa y al servicio de radiolocalizacin; c) que los estudios del UIT-R han demostrado que es factible la comparticin de la banda 35,5-36 GHz entre

4、radares terrenales y radares meteorolgicos, altmetros y medidores de dispersin en radares a bordo de vehculos espaciales, tal como se muestra en el Anexo 1; d) que los estudios del UIT-R permiten concluir que las estaciones del servicio fijo correspondientes a atribuciones realizadas en virtud del n

5、mero 5.549 del RR en la banda de 35,5-36 GHz estn protegidas de las emisiones de los radares meteorolgicos del SETS, tal como se muestra en el Anexo 2; e) que un altmetro de banda ancha necesita una anchura de banda de hasta 500 MHz para realizar una medicin precisa de la altitud, recomienda 1 que p

6、ara asegurar la compatibilidad entre el servicio de radiolocalizacin, el SETS (activo) y el SIE (activo), la dfp media en la superficie de la Tierra procedente de los sensores activos a bordo de vehculos espaciales a una separacin angular superior a 0,8 del centro del haz, no debe superar 73,3 dB(W/

7、m2) en cualquier banda de 2 GHz; 2 que la compatibilidad con el servicio fijo est asegurada sin que sea necesario imponer limitaciones adicionales al SETS (activo), tal como se muestra en el Anexo 2. *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de las Comisiones de Estudio 8 y 9 de Radiocomunicacio

8、nes. *La Comisin de Estudio 7 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin. 2 Rec. UIT-R RS.1628 Anexo 1 Compatibilidad entre sensores activos a bordo de vehculos espaciales y sistemas de radiolocalizacin que funcionan en la banda 35,5-36 GHz 1 Introduccin La banda d

9、e frecuencias 35,5-36 GHz est atribuida a ttulo primario a los servicios SETS (activo), SIE (activo), de radiolocalizacin y de ayudas a la meteorologa. Aunque la banda 35,5-36 GHz est atribuida al servicio de ayudas a la meteorologa, no se conoce ninguna utilizacin de esta banda por dicho servicio.

10、Los estudios del UIT-R han demostrado la viabilidad de la comparticin entre sensores activos a bordo de vehculos espaciales y sistemas de radiolocalizacin en la banda de fre-cuencias 35,5-36 GHz. En esta Recomendacin se presentan los resultados de simulaciones realizadas para evaluar los niveles de

11、interferencia potenciales entre sensores activos a bordo de vehculos espaciales y estaciones de radiolocalizacin en la banda de frecuencias 35,5-36 GHz. 2 Enfoque 2.1 Visin general Se ha desarrollado un modelo de interferencia dinmico utilizando una herramienta comercial de simulacin de interferenci

12、as. Se han recopilado estadsticas de la interferencia procedente de sensores a bordo de vehculos espaciales sobre sistemas de radiolocalizacin y viceversa. 2.2 Modelos de sensores activos a bordo de vehculos espaciales En el Cuadro 1 se enumeran los parmetros de los sensores activos a bordo de vehcu

13、los espaciales incluidos en la simulacin. Dichos sensores incluyen altmetros y radares meteorolgicos planificados que se implementarn utilizando constelaciones de tres a nueve satlites. Para esta simulacin, se ha supuesto un modelo delta de Walker para cada constelacin de sensores activos con los pa

14、rmetros del Cuadro 1. En ausencia de un diagrama de lbulos laterales especfico para los sensores activos, el haz de la antena de cada sensor se modela utilizando un haz de antena parablica con la ganancia de cresta y la anchura del haz a 3 dB especificados en el Cuadro 1. Los diagramas de radiacin d

15、e lbulos laterales de la antena se han modelado mediante una funcin de Bessel limitada que simula la envolvente de las crestas de lbulos laterales de la antena calculados para el modelo de apertura circular normalizada utilizando la frmula siguiente: 212)(sen)(sen2)(=DDJDG Para cada diagrama de radi

16、acin de antena se ha establecido un umbral de ganancia de 10 dBi. Rec. UIT-R RS.1628 3 CUADRO 1 Caractersticas de referencia de un sensor activo a bordo de vehculos espaciales 2.3 Modelos de radiolocalizacin Para realizar este anlisis se han modelado dos estaciones de radares de imgenes radiomtricos

17、, dos estaciones de radares de instrumentacin (mtricos) y una estacin de radar seguidor. En el Cuadro 2 se incluyen las caractersticas de los sistemas modelados. En ausencia de un diagrama de radiacin de antena de referencia para las estaciones de radiolocalizacin en esta banda, se ha utilizado para

18、 dichas estaciones la misma funcin de Bessel limitada y el mismo umbral de ganancia de 10 dB que para los sensores activos a bordo de vehculos espaciales. Cuando el haz de la antena es elptico (por ejemplo, en los sistemas de reproduccin de imgenes), se aproxima la funcin de Bessel limitada a una el

19、ipse a fin de conseguir las anchuras de haz deseadas en los ejes principales del haz. Tipo de sensor Altmetro Radares meteorolgicos Nombre del sistema O-AltiKa O + P-AltiKa TRMM follow-on/GPM PR-2 O + P-AltiKa Altitud (km) 800 650 400 750 650Inclinacin 98,6 98,0 70,0 70,0 98,0 Nmero de satlites 3 8

20、9 9 8 Nmero de planos 3 4 3 3 3 3 4 Satlites por plano 1 2 3 3 3 3 2 Longitud delta 120 90 120 120 120 120 90 Fase entre planos 120 45 36 36 36 36 45 Apuntamiento de la antena Nadir Nadir 37 barrido de acimut a 250/s Nadir 28 barrido de acimut a 250/s Nadir Nadir Ganancia de cresta (dBi) 48,90 54,30

21、 55,00 55,00 57,00 57,00 54,30 Anchura del haz a 3 dB (grados) 0,78 0,42 0,50 0,50 0,50 0,50 0,42 Anchura de banda (MHz) 480,00 480,00 5,30 5,30 5,30 5,30 4,40 Potencia de cresta (W) 2,0 2,0 200,0 200,0 200,0 200,0 2,0 Ciclo de trabajo (%) 42,2 42,2 10,9 20,0 10,9 20,0 27,0 Potencia media (dBW) 0,73

22、 0,73 13,39 16,02 13,39 16,02 2,68 4 Rec. UIT-R RS.1628 CUADRO 2 Caractersticas de los sistemas de radiolocalizacin en la banda 35,5-36 GHz 2.4 Modelo de interferencia Se ha desarrollado un modelo de simulacin para calcular la funcin de distribucin acumulativa (FDA) de los niveles de potencia interf

23、erente causados por sensores activos a bordo de vehculos espaciales que interfieren sobre estaciones de radiolocalizacin situadas en tierra, y los niveles de potencia interferente producidos por estaciones de radiolocalizacin situadas en tierra que interfieran sobre sensores activos a bordo de vehcu

24、los espaciales. Tambin se han recopilado estadsticas de interferencia durante cada una de las simulaciones realizadas, incluido el caso peor de potencia interferente, el porcentaje del tiempo en el que la potencia interferente supera el criterio de interferencia especificado y la duracin del evento

25、de interferencia ms prolongado que supera dicho criterio de interferencia especificado. Tipo de sistema de radiolocalizacin Parmetro Imager 1 Imager 2 Metric 1 Metric 2 Seguidor Tipo de sensor Pasivo Activo Activo Activo Activo Modulacin Impulsos Impulsos Impulsos Frecuencia lineal modulada Relacin

26、de compresin 200 Anchura del impulso (s) 0,05 0,25 0,05 10 Potencia de cresta de transmisin (kW) 0,5 135 1 0,001 Frecuencia de repeticin de los impulsos (kHz) 30 1 50 10 Anchura de banda de RF 80 10 101 12 Ganancia de antena 35 dBi 30 52 51 28,7 Anchura del haz (grados) 0,5 3,0 0,75 10 0,25 0,25 0,5

27、 0,5 4,4 4,4 Anchura de banda de la FI del receptor (MHz) 2 GHz 40 6 185 100 Temperatura de ruido (K) 850 Factor de ruido (dB) 4,5 10 10 5 Sensibilidad del receptor (dBm) 81 95 78 93 Sintonizacin Fija Fija Fija Salto de frecuencia Fija Rec. UIT-R RS.1628 5 El nivel de potencia interferente I (dBW) s

28、e ha calculado utilizando la frmula siguiente: ()atmrttLOTRGRfGPI += )log(2044,32)log(10log10 donde: tP : potencia del transmisor interferente (W) : ciclo de trabajo de la seal interferente (es decir, duracin del impulso multiplicada por la velocidad de repeticin de impulsos) tG : ganancia de la ant

29、ena interferente en la direccin de la estacin interferida (dBi) f : frecuencia de recepcin de la estacin interferida (MHz) R : distancia entre estacin interferente e interferida (km) Gr : ganancia de antena de la estacin interferida en la direccin del interferente (dBi) OTR : rechazo de sintonizacin

30、 (OTR, on-tune rejection) del receptor (dB) = 10 log(Br/ Bt) para Br15 Anchura de banda en FI del receptor (MHz) 28/1,3 Factor de ruido del receptor (dB) 7 Ruido trmico del receptor (dBW) 137 Interferencia nominal a corto plazo (dBW) (% del tiempo) 123 (0,01%) Interferencia nominal a largo plazo (dB

31、W) 147 Rec. UIT-R RS.1628 23 2 Metodologa del anlisis Se ha utilizado la misma metodologa que en el Anexo 1. En las simulaciones no se han supuesto ciclos de trabajo concretos para los radares meteorolgicos. Si se considerase dicho parmetro, debera aadirse un margen adicional de 5 a 10 dB al identif

32、icado en el 3. 3 Resultados del anlisis 3.1 Sistemas P-P del servicio fijo Las simulaciones se han realizado para un nico sistema del SETS y un receptor del servicio fijo P-P durante un periodo de 24 h. Se han considerado 35 valores de acimut (de 0 hasta 350, con pasos de 10) y un ngulo de elevacin

33、de 5 para la antena receptora del servicio fijo. La Fig. 22 muestra los resultados obtenidos para todos los sistemas del SETS y todos los valores de acimut de la antena del servicio fijo. 1628-22200 190 130180 170 160 150 140 120 11010101102103104105101102Pr (dBW)FIGURA 22FDA de la potencia recibida

34、Probabilidad (%)La Fig. 22 muestra que existe un margen de 20 a 45 dB entre las curvas de la FDA y el criterio de proteccin, en funcin del sistema considerado. Incluso en el caso de que estn presentes varios satlites del SETS (porcentaje multiplicado por el nmero de sistemas del SETS), el margen se

35、24 Rec. UIT-R RS.1628 mantiene entre 15 y 20 dB. Debido a que es prcticamente imposible aumentar la potencia de cresta de los sistemas del SETS (activo) en un valor de tal magnitud, no es necesario imponer limitacin alguna al SETS (activo) o al SIE (activo) en esta banda para proteger los enlaces P-

36、P del servicio fijo. 3.2 Sistemas P-MP del servicio fijo Las simulaciones se han realizado para un nico sistema del SETS y un receptor del servicio fijo P-MP durante un periodo de 24 h. Se han considerado 35 valores de acimut (de 0 hasta 350, con pasos de 10) y un ngulo de elevacin de 5 para la ante

37、na sectorial receptora del servicio fijo. La Fig. 23 muestra los resultados obtenidos para todos los sistemas del SETS y todos los valores de acimut de la antena del servicio fijo. 1628-23200 190 130180 170 160 150 140 120 11011010101102103104105101102Pr (dBW)FIGURA 23FDA de la potencia recibidaProb

38、abilidad (%)La Fig. 23 muestra que existe una margen de 15 a 40 dB entre las curvas de la FDA y el criterio de proteccin, en funcin del sistema considerado. Incluso en el caso de que estn presentes varios satlites del SETS (porcentaje multiplicado por el nmero de sistemas del SETS), el margen se man

39、tiene entre 10 y 15 dB. Debido a que es prcticamente imposible aumentar la potencia de cresta de los sistemas del SETS (activo) en un valor de tal magnitud, no es necesario imponer limitacin alguna al SETS (activo) o al SIE (activo) en esta banda para proteger los enlaces P-MP del servicio fijo. Rec

40、. UIT-R RS.1628 25 4 Resumen Se han realizado simulaciones que permiten concluir que en la banda de frecuencias 35,5-36 GHz no existen problemas de comparticin entre el servicio fijo y los servicios SETS (activo) y SIE. Los resultados de la simulacin muestran que: existe un margen mnimo de 20 dB ent

41、re la interferencia mxima y el criterio de proteccin de un receptor P-P; existe un margen mnimo de 15 dB entre la interferencia mxima y el criterio de proteccin de un receptor P-MP. Este margen puede aumentarse an ms en un valor de 10 log (d.c.), donde d.c. es el ciclo de trabajo de los radares meteorolgicos. A la vista de los mrgenes arriba mencionados, la proteccin del servicio fijo en la banda de 35,5-36 GHz no exige imponer limitacin alguna al SETS (activo) ni al SIE (activo).