ITU-R INFORME RS 2094 SPANISH-2007 Studies related to the compatibility between Earth exploration-satellite service (active) and the radiodetermination service in the 9 300-9 500 Mth e.pdf

1、 I. UIT-R RS.2094 1 INFORME UIT-R RS.2094 Estudios relativos a la compatibilidad entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (activo) y el servicio de radiodeterminacin en las bandas 9 300-9 500 MHz y 9 800-10 000 MHz y entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (activo) y

2、 el servicio fijo en la banda 9 800-10 000 MHz (2007) NDICE Pgina 1 Introduccin 4 2 SETS (activo) . 4 2.1 Aplicaciones . 4 2.2 Parmetros 4 3 Servicios de radiodeterminacin 6 3.1 Aplicaciones . 6 3.2 Parmetros 6 4 Servicio fijo 12 4.1 Aplicaciones . 12 4.2 Parmetros 12 5 Anlisis de la interferencia .

3、 13 5.1 Primer estudio de anlisis - Evaluacin de la interferencia que podra ocasionar el servicio de radiodeterminacin a sensores activos a bordo de vehculos espaciales que funcionan en la banda 9 300-9 500 MHz y 9 800-10 000 MHz 13 5.1.1 Enfoque para realizar el anlisis 13 5.1.2 Resultados del anli

4、sis . 18 5.1.3 Tcnicas de mitigacin de la interferencia en detrimento de SAR 22 5.1.4 Conclusiones del anlisis . 23 5.2 Segundo estudio de anlisis: Evaluacin de la interferencia que pueden producir los radares meteorolgicos basados en tierra del SETS en la banda 9 300-9 500 MHz 23 5.2.1 Parmetros si

5、mulados del SETS (activo). 23 5.2.2 Parmetros simulados de los radares meteorolgicos 23 2 I. UIT-R RS.2094 Pgina 5.2.3 Resultados 24 5.2.4 Conclusiones 25 5.3 Tercer estudio de anlisis: Evaluacin de los niveles mximos de la interferencia causada por el SETS (activo) al servicio de radiodeterminacin

6、en las bandas 9 300-9 500 MHz y 9 800-10 000 MHz. 25 5.3.1 Enfoque aplicado en el anlisis 25 5.3.2 Los resultados del anlisis 26 5.3.3 Examen de la mitigacin de la interferencia 27 5.3.4 Conclusiones del anlisis . 28 5.4 Cuarto estudio de anlisis: Anlisis de la interferencia potencial causada por el

7、 SETS (activo) a los radares meteorolgicos basados en tierra que funcionan en el servicio de radiolocalizacin en la banda 9 300-9 500 MHz. 28 5.4.1 Anlisis preliminar. 29 5.4.2 Factores adicionales para mitigar la interferencia causada a los radares meteorolgicos 33 5.4.3 Conclusiones Revaluacin de

8、los datos obtenidos como resultado del anlisis preliminar 38 5.5 Quinto estudio de anlisis: Estudios de compatibilidad entre el STS (activo) y el servicio fijo en la banda 9 800-10 000 MHz 40 5.5.1 Enfoque adoptado para realizar el anlisis. 40 5.5.2 Resultados del anlisis . 45 5.5.3 Conclusiones del

9、 anlisis . 50 6 Ejemplos de tcnicas de mitigacin de la interferencia ocasionada por el SAR a bordo de un vehculo espacial 50 6.1 Ejemplo 1: Seleccin de las caractersticas de emisin para mitigar la interferencia de sensores activos a bordo de vehculos espaciales en el SETS (activo) con miras a su uti

10、lizacin en la anchura de banda de 500 MHz a proximidad de 9,6 GHz. 50 6.1.1 Seleccin de caractersticas del SETS (activo) para mitigar la interferencia . 50 6.1.2 Conclusiones del anlisis . 53 6.2 Ejemplo 2: Tcnica de mitigacin de la interferencia consistente en recurrir a una antena sensora activa d

11、el SAR3 en el SETS (activo) con miras a su utilizacin en la anchura de banda 500 MHz a proximidad de 9,6 GHz 53 6.2.1 Caractersticas tcnicas de la antena sensora activa de banda ancha del SAR3 a bordo de un vehculo espacial. 53 6.2.2 Caractersticas tcnicas del sistema de radar terrenal 55 I. UIT-R R

12、S.2094 3 Pgina 6.2.3 Perfiles de potencia recibida en las estaciones terrenales 55 6.2.4 Conclusiones del anlisis . 57 7 Resumen y conclusiones. 57 8 Documentos complementarios . 57 4 I. UIT-R RS.2094 1 Introduccin El objeto de este informe es resumir los resultados de los estudios relativos a la co

13、mpatibilidad entre el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) y el servicio de radiodeterminacin en las bandas 9 300-9 500 MHz y 9 800-10 000 MHz y entre el SETS (activo) y el servicio fijo en la banda 9 800-10 000 MHz. 2 SETS (activo) 2.1 Aplicaciones En 2007 se ha previsto la explot

14、acin de cinco radares de abertura sinttica (SAR) en la banda cercana a 9,6 GHz. Entre estos satlites figuran los SAR a bordo de cuatro satlites de una constelacin encargada por la Agencia Espacial Italiana (AEI) pero que no han sido lanzados todava, y un SAR denominado SAR3 actualmente en curso de e

15、xamen por la NASA de Estados Unidos. Los SAR que funcionan cerca de 9,6 GHz seran controlados mediante un mando en tierra para activarlos y desactivarlos segn resulte necesario para ver nicamente determinadas zonas de la Tierra, debido a las limitaciones de potencia del vehculo espacial. Este modo d

16、e funcionamiento hace que el SAR transmita aproximadamente el 10% y el 20% del tiempo. Otro modo de funcionamiento es el de proyector. En este modo, se selecciona un ngulo de visin comprendido entre 20 y 44, y los datos se recogern normalmente seleccionando entre 49 y 65 subzonas de 20 km en distanc

17、ia por 0,35 km en acimut. Acto seguido, estos datos pueden colocarse en un mosaico de las subzonas en acimut para procesar una imagen de 20 km por 20 km. 2.2 Parmetros En el Cuadro 1 se sealan las caractersticas tcnicas de los sensores activos a bordo de los vehculos espaciales en la banda de frecue

18、ncias 9 300-10 000 MHz; el diagrama de ganancia de antena del SAR1 puede verse en el Cuadro 2, el diagrama de ganancia de antena del SAR2 en el Cuadro 3 y el diagrama de ganancia de antena del SAR3 en el Cuadro 4. CUADRO 1 Caractersticas tcnicas del SAR propuesto Parmetro SAR1 SAR2 SAR3 Altitud orbi

19、tal (km) 400 619 506 Inclinacin orbital (grados) 57 98 98 Frecuencia central de RF (GHz) 9,6 9,6 9,6 Potencia de cresta radiada (W) 1 500 5 000 25 000 Modulacin de impulsos Fluctuacin modulada linealmente en frecuencia Fluctuacin modulada linealmente en frecuencia Fluctuacin modulada linealmente en

20、frecuencia Anchura de banda de la fluctuacin (MHz) 10 400 450 Duracin del impulso (s) 33,8 10-80 1-10 Frecuencia de repeticin de impulsos (ips) 1 736 2 000-4 500 410-515 Ciclo de trabajo (%) 5,9 2,0-28,0 0,04-0,5I. UIT-R RS.2094 5 CUADRO 1 (Fin) Parameter SAR1 SAR2 SAR3 Relacin de compresin de gama

21、338 60 Horizontal (acimut) Gh(h ) = 0 612,2(h )2Gh(h ) = 12 Gh(h ) = 0 27,0 (h ) Gh(h ) = 35 h1,3 Diagrama del haz G() = Gv(v ) + Gh(h ), 3 max CUADRO 3 Diagrama de ganancia de antena de SAR2 a proximidad de 9,6 GHz Diagrama Ganancia G() (dBi) en funcin del ngulo con respecto al eje (grados) Gama an

22、gular (grados) Vertical (elevacin) Gv(v ) = 46,0 0,835(v )2Gv(v ) = 31,0 Gv(v ) = 26,0 Gv(v ) = 10,0 v30 Horizontal (acimut) Gh(h ) = 0 444,5(h )2Gh(h ) = 16 Gh(h ) = 20,0 (h ) h 0,7 Diagrama del haz G() = Gv(v ) + Gh(h ), 3 max 6 I. UIT-R RS.2094 CUADRO 4 Diagrama de ganancia de antena de SAR3 cerc

23、a de 9,6 GHz Diagrama Ganancia G() (dBi) en funcin del ngulo con respecto al eje (grados) Gama angular (grados) Vertical (elevacin) Gv(v) = 42,5 9,92(v)2Gv(v) = 31,4 0,83 vGv(v) = 10,5 0,133 v0 30 Horizontal (acimut) Gh(h) = 0,0 9,07(h)2Gh(h) = +1,9 12,08 hGh(h) = 48 0 4,13 Diagrama del haz G() = Gv

24、(v) + Gh(h) 3 Servicios de radiodeterminacin 3.1 Aplicaciones La banda 8 500-10 500 MHz es utilizada por un gran nmero de diferentes tipos de radares basados en tierra, transportables, a bordo de barcos y a bordo de aeronaves. Las funciones de radiodeterminacin realizadas en esta gama de frecuencias

25、 incluyen la bsqueda area y de superficie, la cartografa, el seguimiento del terreno, la navegacin (aeronutica y martima) y la meteorologa (a bordo de aeronaves y en tierra). 3.2 Parmetros Las caractersticas del radar de radiodeterminacin figuran en la referencia 1. Se proporcionaron caractersticas

26、para diez sistemas de radar a bordo de aeronaves, nueve sistemas de radar a bordo de barcos y ocho sistemas de radar en tierra/radiobalizas que funcionan en la banda 8 500-10 500 MHz. Para los estudios que se describirn ulteriormente se eligi un conjunto de sistemas de radar representativos que func

27、ionaban en la banda 9 300-10 000 MHz para los estudios siguientes, y sus caractersticas se consignan en los Cuadros 5, 6, y 7. CUADRO 5 Caractersticas de los radares de radiodeterminacin a bordo de aeronaves en la banda 8 500-10 500 MHz Caractersticas Sistema A1 Sistema A2 Sistema A3 Funcin Radar de

28、 bsqueda y seguimiento (multifuncin) Radar de bsqueda a bordo de aeronave Radar de cartografa y seguimiento del terreno (multifuncin) Gama de sintonizacin (MHz) 9 300-10 000 8 500-9 600 9 240, 9 360 y 9 480 Modulacin Impulso Impulso Modulacin de impulso en posicin con agilidad de frecuencia no coher

29、ente Potencia de cresta en la antena (kW) 17 143 (min) 220 (max) 95 Anchuras de impulso (s) y frecuencias de repeticin de impulsos 0,285; 8 200 a 23 000 ips 2,5; 0,5 400 y 1 600 ips 0,3, 2,35, y 4 2 000, 425 y 250 ips, resp. I. UIT-R RS.2094 7 CUADRO 5 (Continuacin) Caractersticas Sistema A1 Sistema

30、 A2 Sistema A3 Mximo ciclo de trabajo 0,0132 0,001 0,001 Tiempo de subida/cada del impulso (s) 0,01/0,01 0,02/0,2 0,1/0,1 Dispositivo de salida Tubo de ondas progresivas Magnetrn sintonizable Magnetrn sintonizado en cavidad Tipo de diagrama de antena Haz estrecho Haz en abanico Haz estrecho Tipo de

31、antena Red coplanar Reflector parablico Red coplanar sobre placa Polarizacin de antena Lineal Lineal Circular Ganancia del haz principal de la antena (dBi) 32,5 34 28,3 Abertura de antena en elevacin (grados) 4,6 3,8 5,75 Abertura de antena en acimut (grados) 3,3 2,5 5,75 Tasa de barrido horizontal

32、de la antena 118 barridos/minuto 6 12 rpm Hasta 53 barridos/minuto Tipo de barrido horizontal de la antena (continuo, aleatorio, sectorial, etc.) Sector: 60 (mecnico) 360 (mecnico) Sector: 60 (mecnico) Velocidad de barrido vertical de la antena 59 barridos/minuto No se aplica Hasta 137 barridos/minu

33、to Tipo de barrido vertical de la antena Sector: 60 (mecnico) No se aplica Sector: +25/40 (mecnico) Niveles de los lbulos laterales de la antena (primarios y secundarios) 7,5 dBi a 15 No especificado 5,3 dBi a 10 Altura de la antena Altitud de la aeronave Altitud de la aeronave Altitud de la aeronav

34、e Anchura de banda a 3 dB en la FI del receptor (MHz) 3,1; 0,11 5 5,0, 1,8 y 0,8 Factor de ruido del receptor (dB) No especificado No especificado 6 Seal discernible mnima (dBm) 103 107; 101 101 Anchura de fluctuacin total (MHz) No se aplica No se aplica No se aplica Anchura de banda de emisin en RF

35、 3 dB 20 dB 3,1; 0,11 22,2; 0,79 0,480; 2,7 1,5; 6,6 (Dependiente de la anchura de impulso y de la frecuencia) 100 a 118 102 a 120 Funcin Navegacin Bsqueda (radiolocalizacin) meteorologa Deteccin de tormentas, cartografa, bsqueda Gama de sintonizacin (MHz) Agilidad de frecuencia de impulso a impulso

36、 en 340 MHz Pasos de 20 MHz, 9 250-9 440, impulso a impulso con agilidad de frecuencia Impulso previo: 9 337 y 9 339 (precede a cada impulso operacional) Modulacin Impulso modulado linealmente en frecuencia Impulso modulado en frecuencia Impulso 8 I. UIT-R RS.2094 CUADRO 5 (Fin) Caractersticas Siste

37、ma A7dSistema A8 Sistema A10 Potencia de cresta en la antena 50 kW 10 kW 26 W (14 dBW) Anchura de impulso (s) y frecuencia de repeticin de impulsos 10 aprox. 380 ips 5 y 17 2 500, 1 500, 750, y 400 pps (Todas las anchuras de impulso) 9 337 y 9 339 MHz: 1-29 s a 2 200-2 220 ips (oscilante para todas

38、las anchuras de impulso; 9 344 MHz: 1,7-2,4, 2,4-4,8, 4,8-9,6, 17, 19 y 29 s a 2 200-2 220 ips (oscilantes) Ciclo de trabajo mximo 0,004 0,04 9 337 y 9 339 MHz: 0,0649 344 MHz: 0,011 (con impulsos de 17 s) Tiempo de subida/cada del impulso (s) 0,1/0,1 0,1/0,1 9 337 y 9 339 MHz: 0,3/0,2 9 344 MHz: 0,

39、5/0,5 Dispositivo de salida Tubo de ondas progresivas Tubo de ondas progresivas Diodo IMPATT Tipo de diagrama de antena Haz estrecho/abanico Haz en abanico Haz estrecho Tipo de antena Reflector parablico Red ranurada Red coplanar Polarizacin de antena Horizontal Vertical y horizontal Horizontal Gana

40、ncia del haz principal de la antena (dBi) 34,5 32 29 Abertura de antena en elevacin (grados) 4,0 9,0 1 donde: T: anchura de impulso fluctuante (s) Bc: anchura de banda fluctuante del transmisor para la anchura de impulso, T (Hz) BR: anchura de banda del receptor, 3 dB. Tratndose de la anchura de ban

41、da del radar meteorolgico elegido (10 MHz) y de la anchura de impulso fluctuante del SAR elegido (10 s), el OTR adopta un valor cero. En las simulaciones se asign al FDR un valor de 0 dB. 5.4.1.4 Resultados del anlisis Como la capacidad de un radar meteorolgico basado en tierra para mitigar la inter

42、ferencia producida al SAR era desconocida en el momento en que se obtuvieron los resultados iniciales, se emple una relacin I/N genrica de 6 dB con propsitos de referencia. Dicha relacin genrica se asoci con una seal interferente de onda continua o semejante al ruido, y podra no resultar aplicable a una seal del SAR a bordo de un vehculo espacial, por ser una seal impulsiva fluctuante. Hay que sealar que en el radar utilizado en el presente anlisis y en otros tipos de