1、 I. UIT-R M.2050 1 INFORME UIT-R M.2050 Resultados de las pruebas que ilustran la susceptibilidad de los radares de radionavegacin martima a las emisiones procedentes de comunicaciones digitales y de sistemas por impulsos en las bandas 2 900-3 100 y 9 200-9 500 MHz (2004) 1 Introduccin Se han realiz
2、ado pruebas para evaluar los efectos que tienen las emisiones procedentes de sistemas de comunicaciones digitales en tres radares de radionavegacin martima que funcionan con una atribucin primaria en la banda 2 900-3 100 MHz y en dos radares que funcionan con atribucin primaria igualmente en la band
3、a 9 200-9 500 MHz. Los radares son de tipo de radionavegacin martima con categora de incorporacin obligatoria SOLAS1de la Organizacin Martima Internacional (OMI) que emplean velocidades de exploracin, anchuras de impulso, frecuencias de repeticin de impulsos, anchura de banda en FI, factor de ruido
4、y anchuras de haz de antena tpicos de los que se identifican en la Recomendacin UIT-R M.1313. Estos radares son representativos de los tipos utilizados por la Guardia Costera de Estados Unidos de Amrica para la navegacin de embarcaciones, por la industria de fletes y tambin por las embarcaciones de
5、recreo. Los radares que funcionan en la banda 2 900-3 100 MHz se identifican como Radares A, B y C en este Informe y los radares de la banda 9 200-9 500 MHz se identifican como Radares D y E. Los radares de la Recomendacin UIT-R M.1313 suelen emplear tcnicas de reduccin de la interferencia y mtodos
6、de procesamiento identificados en la Recomendacin UIT-R M.1372 que les permiten funcionar en presencia de otros radares de radionavegacin y de radiolocalizacin. Las tcnicas de este tipo son muy eficaces para reducir o eliminar la interferencia impulsiva asncrona de ciclo de trabajo reducido entre ra
7、dares. Todos los radares que se probaron cuentan con algn tipo de circuitos/procesamiento para rechazo de la interferencia que estaban activos a menos que se indicase lo contrario. La Recomendacin UIT-R M.1461 contiene criterios de proteccin para los radares que funcionan en el servicio de radiodete
8、rminacin. Con estas pruebas se investigaba la eficacia de cada circuito o programa informtico de supresin de interferencia del radar en la reduccin o eliminacin de la interferencia debida a las emisiones procedentes de un sistema de comunicaciones que emplee un esquema de modulacin digital. Tambin s
9、e realizaron otras pruebas utilizando emisiones por impulsos de ciclo de trabajo reducido como fuente de interferencia. Las pruebas se efectuaron con la ayuda de los fabricantes del radar y de marinos expertos. Sus orientaciones sirvieron para configurar y hacer funcionar adecuadamente los radares.
10、Estas pruebas se llevaron a cabo con una generacin de blancos no fluctuantes que se insertaron en los receptores de radar. En este Informe se describen las operaciones que llevan a las conclusiones adoptadas hasta la fecha. 1Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar. 2 I.
11、UIT-R M.2050 2 Objetivos Los objetivos de las pruebas eran: cuantificar la capacidad de cada uno de los cinco sistemas de procesamiento de rechazo de la interferencia del radar de navegacin martima para reducir las emisiones no deseadas procedentes de sistemas de comunicaciones digital, en funcin de
12、 su nivel de potencia; elaborar criterios de proteccin en trminos de la I/N para reducir los efectos de las emisiones de sistemas de comunicaciones digitales no deseadas en los radares de radionavegacin martima; observar y cuantificar la eficacia de cada una de las tcnicas de rechazo de la interfere
13、ncia en los radares de radionavegacin martima para reducir el nmero de blancos falsos y estras radiales (estroboscpicas), y disminuir el ruido de fondo o pecas. 3 Radares sometidos a prueba 3.1 Radar A El Radar A de radionavegacin martima, que se introdujo hacia el ao 2000 y se est an perfeccionando
14、, fue diseado para aplicaciones comerciales y responde a una categora de radar de la OMI que funciona en la banda 2 900-3 100 MHz. Los valores nominales de los parmetros principales de este radar se obtuvieron de los documentos de homologacin reglamentaria, folletos comerciales y manuales tcnicos. D
15、ichos valores se resumen en el Cuadro 1. CUADRO 1 Parmetros del transmisor y receptor del Radar A Parmetro Valor Frecuencia (MHz) 3 050 30 Potencia de impulsos (kW) 30 Alcance (millas nuticas) (km) 0,375-1,5 0,7-2,8 3-6 5,6-11,1 12 22,2 24-96 44,5-177,8 Anchura de impulsos (s) 0,08 0,30 0,60 1,2 Fre
16、cuencia de repeticin de impulsos (Hz) 2 200 1 028 600 Anchura de banda en FI (MHz) 28 3 3 3 Rechazo de respuesta no esencial (dB) 60 Factor de ruido del sistema (dB) 4 Anchura de banda de RF (MHz) Desconocida Velocidad de exploracin de la antena (rpm) 26 Tiempo de exploracin de la antena (s) 2,31 An
17、chura del haz horizontal de la antena (grados) 1,9 Anchura del haz vertical de la antena (grados) 22 Polarizacin Horizontal I. UIT-R M.2050 3 El radar utiliza un amplificador/detector de FI logartmico multietapa. Este tipo de diseo del receptor es muy comn en los radares de radionavegacin martima qu
18、e tienen que detectar blancos con seales de retorno muy pequeas y muy grandes. Un amplificador logartmico aumenta la gama de retornos de blanco que puede tratar el receptor del radar sin llegar a saturacin. Se midi el factor de ruido del radar vindose que era de 5,3 dB, lo que est en lnea con el val
19、or nominal de 4 dB. La anchura de banda en FI a 3 dB es de unos 3 MHz para la escala de alcance utilizada en las pruebas. A partir de estos parmetros se calcul una potencia de ruido del receptor del radar de unos 104 dBm. El Radar A cuenta con amplias capacidades de procesamiento de la seal y de seg
20、uimiento de blancos, incluyendo una funcin adaptable a nivel local de ndice constante de alarmas falsas (CFAR) y una modalidad de correlacin entre exploraciones. La funcin CFAR (que acta en una pequea fraccin de un barrido de alcance) se conoce como CFAR de un orden estadstico, tipo que permite redu
21、cir o evitar el efecto de desensibilizacin de los impulsos interferentes. Ello se efecta descartando un nmero seleccionable de muestras de seal de fondo que de no ser as se utilizaran para establecer el umbral de deteccin. En el proceso se descartan las muestras que tengan la amplitud mxima. A medid
22、a que se van descartando ms muestras que contengan los impulsos interferentes de amplitud mayor, se reduce la probabilidad de su influencia en la sensibilidad de la deteccin de un blanco vlido. El Radar B tambin puede efectuar un proceso de correlacin entre exploraciones, lo que ofrece un medio adic
23、ional para discriminar entre seales presentes de forma coherente, tales como un blanco vlido, y seales que aparecen en instantes aleatorios, tales como una interferencia impulsiva asncrona. 3.2 Radares B y D Los Radares B y D son del tipo de radionavegacin martima de la OMI procedentes del mismo fab
24、ricante y concebidos para aplicaciones comerciales. El Radar B funciona en la banda 2 900-3 100 MHz y el Radar D en la banda 9 200-9 500 MHz. Los Radares B y D sitan su transmisor/receptor debajo de la cubierta y utilizan un guiaondas para transmitir seales a la antena y recibir seales desde sta. Em
25、plean pasos de entrada de antena y de receptor diferentes, pero tienen una pantalla comn, junto con elementos comunes del receptor, que incluyen los circuitos de procesamiento de rechazo de la interferencia y los de FI. Los radares utilizan un amplificador de FI logartmico multietapa y un detector d
26、e vdeo separado. Los Radares B y D tambin utilizan la fluctuacin de impulsos. Puede aplicarse una oscilacin a la frecuencia de repeticin de impulsos transmitidos para evitar ecos de ida y vuelta de segunda escala y tambin para reducir la interferencia procedente de otros transmisores situados en las
27、 proximidades. Esta funcin se establece automticamente en el transceptor y proporciona hasta 25 s de fluctuacin respecto al valor nominal. Los valores nominales de los parmetros principales de estos radares se obtuvieron de los documentos de homologacin reglamentaria, folletos comerciales y manuales
28、 tcnicos. Dichos valores se indican en el Cuadro 2. 4 I. UIT-R M.2050 CUADRO 2 Parmetros del transmisor y del receptor de los Radares B y D Parmetro Valor Frecuencia (MHz) 3 050 10 9 410 30 Potencia de impulsos (kW) 30 Alcance (millas nuticas) 0,125-1,5 3-24 48 96 Anchura de impulsos (s) 0,070 0,175
29、 0,85 1,0 Frecuencia de repeticin de impulsos (Hz) 3 100 1 550 775 390 Anchura de banda en FI (MHz) 22 22 6 6 Rechazo de respuesta no esencial (dB) Desconocido Factor de ruido del sistema (dB) 5,5 Anchura de banda de RF (MHz) Desconocida Velocidad de exploracin de la antena (rpm) 24/48 Anchura del h
30、az horizontal de la antena (grados) 2,8 1,2 Anchura del haz vertical de la antena (grados) 28 25 Polarizacin Horizontal Los valores de la anchura de impulsos y de la frecuencia de repeticin de impulsos del Cuadro 2 son los valores por defecto para dicho alcance particular. El operador puede, en cier
31、tos alcances, seleccionar otras anchuras de impulsos y frecuencias de repeticin de impulsos que sean inferiores o superiores a los valores por defecto. Los Radares B y D utilizan dispositivos de correlacin entre impulsos y entre exploraciones para reducir la interferencia que pueda proceder de otros
32、 radares que funcionen en las proximidades. Para el dispositivo de correlacin entre impulsos, los retornos se comparan entre un impulso y otro a fin de reducir la interferencia. Una seal se visualiza nicamente si est presente en dos impulsos consecutivos. Esta funcin de rechazo de la interferencia t
33、iene su eficacia mxima si se ha ajustado el transceptor para que proporcione una fluctuacin en la frecuencia de repeticin de impulsos. En el caso del dispositivo de correlacin entre exploraciones, se visualiza nicamente un blanco si est presente en dos exploraciones consecutivas. Estos radares no cu
34、entan con un procesamiento CFAR. En la Recomendacin UIT-R M.1372 figura un anlisis completo de estas tcnicas de reduccin de la interferencia en los radares. 3.3 Radares C y E Los Radares C y E son del tipo de radionavegacin martima de la OMI procedentes del mismo fabricante y concebidos para aplicac
35、iones comerciales. El Radar C funciona en la banda 2 900-3 100 MHz, y el Radar E en la banda 9 200-9 500 MHz. Los Radares C y E son de diseo de emplazamiento sobre torreta. El receptor/transmisor (R/T) va encapsulado en un recinto metlico situado directamente bajo la antena giratoria. La seal de vde
36、o procedente de la unidad R/T se enva a la pantalla situada bajo la cubierta, mediante cables. Estos radares utilizan pasos de entrada de antena y de receptor distintos, pero tienen una pantalla comn junto con elementos comunes del receptor, que incluyen los circuitos de procesamiento de rechazo de
37、la interferencia y los de FI. Ambos radares utilizan un amplificador/detector de FI logartmico de aproximacin sucesiva de ocho etapas. I. UIT-R M.2050 5 Los valores nominales de los parmetros principales de estos radares se obtuvieron de los documentos de homologacin reglamentaria, folletos comercia
38、les y manuales tcnicos. Dichos valores se indican en el Cuadro 3. CUADRO 3 Parmetros del transmisor y del receptor de los Radares C y E Parmetro Valor Frecuencia (MHz) 3 050 10 9 410 30 Potencia de impulsos (kW) 30 Alcance (millas nuticas) 0,125-3 6-24 48-96 Anchura de impulsos (s) 0,050 0,25 0,80 F
39、recuencia de repeticin de impulsos (Hz) 1 800 785 Anchura de banda en FI (MHz) 20 20 3 Rechazo de respuesta no esencial (dB) Desconocido Factor de ruido del sistema (dB) 4 Anchura de banda de RF (MHz) Desconocida Velocidad de exploracin de la antena (rpm) 25/48 Tiempo de exploracin de la antena (s)
40、2,31 Anchura del haz horizontal de la antena (grados) 2.0 Anchura del haz vertical de la antena (grados) 30 Polarizacin Horizontal Los valores de la anchura de impulsos y de la frecuencia de repeticin de impulsos del Cuadro 3 son los valores por defecto para dicho alcance particular. El operador pue
41、de, en ciertos alcances, seleccionar otras anchuras de impulsos y frecuencias de repeticin de impulsos que sean inferiores o superiores a los valores por defecto. Los Radares C y E utilizan dispositivos de correlacin entre impulsos y entre exploraciones para reducir la interferencia causada por otro
42、s radares. Estas tcnicas se describen en el 3.2. Estos radares no disponen de procesamiento CFAR. 3.4 Monitores vdeo del radar Gracias a sus capacidades mejoradas de procesamiento de seal, el Radar A puede mostrar diversos tipos de blancos en combinaciones diferentes. Puede mostrar seales luminosas
43、de vdeo en bruto amorfo (conocida como monitor de imagen), blancos sintticos que aparecen como una o, y/o blancos rastreados que aparecen como una x. El brillo de los blancos de la imagen de vdeo corresponde al nivel de la seal de retorno del blanco. Los blancos que tienen una seal luminosa ms brill
44、ante tienen un mayor eco de retorno. Los blancos sintticos requieren unos 2-3 dB de potencia deseada ms que los blancos de vdeo en bruto para obtener la misma probabilidad de deteccin, Pd, cuando funcionan con el mismo nivel de seal detectable (MDS), pero su brillo no vara de manera proporcional a l
45、a intensidad de la seal reflejada. Los Radares B y D (del mismo fabricante) utilizan un tubo de rayos catdicos (TRC) en color para mostrar los blancos e informacin de radar destinada al usuario tal como la frecuencia de repeticin de impulsos, la anchura del impulso y los crculos de alcance y otros p
46、armetros. Estos radares no muestran los blancos sintticos y slo muestran seales luminosas de vdeo en bruto. Asimismo, 6 I. UIT-R M.2050 los Radares C y E (de otro fabricante) slo muestran seales luminosas de vdeo en bruto. Ahora bien, el monitor utilizado en los Radares C y E es del tipo barrido ras
47、ter monocromtico. Adems de los blancos, este monitor tambin indica diversos parmetros del radar. Al igual que el Radar A, en estos radares las seales luminosas de vdeo en bruto son ms brillantes para los blancos que tienen mayor eco de retorno. 4 Seales indeseadas El Radar A se prob con una fuente d
48、e interferencia que consista en una onda con modulacin por desplazamiento de fase en cuadratura (MDP-4) de 2 Mbit/s. Los Radares B y C se probaron con fuentes de interferencia que consistan en seales con modulacin de amplitud en cuadratura (MAQ) 64, MAQ-16, acceso mltiple por divisin de cdigo 2000 (
49、cdma2000) y AMDC (CDMA, code division multiple access) de banda ancha (AMDC-BA). Los Radares D y E slo se probaron con seales cdma2000 y AMDC-BA. Todas las seales interferentes estaban sintonizadas con los radares. La seal MDP-4 que se aplic al Radar A era continua, y abarcaba los 360 completos. Las seales AMDC no deseadas qu
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