ITU-R M 1851 FRENCH-2009 Mathematical models for radiodetermination radar systems antenna patterns for use in interference analyses《用于干扰分析的无线电测定雷达系统天线图的数学模型》.pdf

1、 Recommandation UIT-R M.1851(06/2009)Modles mathmatiques pour les diagrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage utiliser dans les analyses de brouillageSrie MServices mobile, de radioreprage et damateury compris les services par satellite associsii Rec. UIT-T M.1851 Avant-propos L

2、e rle du Secteur des radiocommunications est dassurer lutilisation rationnelle, quitable, efficace et conomique du spectre radiolectrique par tous les services de radiocommunication, y compris les services par satellite, et de procder des tudes pour toutes les gammes de frquences, partir desquelles

3、les Recommandations seront labores et adoptes. Les fonctions rglementaires et politiques du Secteur des radiocommunications sont remplies par les Confrences mondiales et rgionales des radiocommunications et par les Assembles des radiocommunications assistes par les Commissions dtudes. Politique en m

4、atire de droits de proprit intellectuelle (IPR) La politique de lUIT-R en matire de droits de proprit intellectuelle est dcrite dans la Politique commune de lUIT-T, lUIT-R, lISO et la CEI en matire de brevets, dont il est question dans lAnnexe 1 de la Rsolution UIT-R 1. Les formulaires que les titul

5、aires de brevets doivent utiliser pour soumettre les dclarations de brevet et doctroi de licence sont accessibles ladresse http:/www.itu.int/ITU-R/go/patents/fr, o lon trouvera galement les Lignes directrices pour la mise en oeuvre de la politique commune en matire de brevets de lUIT-T, lUIT-R, lISO

6、 et la CEI et la base de donnes en matire de brevets de lUIT-R. Sries des Recommandations UIT-R (Egalement disponible en ligne: http:/www.itu.int/publ/R-REC/fr) Sries Titre BO Diffusion par satellite BR Enregistrement pour la production, larchivage et la diffusion; films pour la tlvision BS Service

7、de radiodiffusion sonore BT Service de radiodiffusion tlvisuelle F Service fixe M Services mobile, de radioreprage et damateur y compris les services par satellite associs P Propagation des ondes radiolectriques RA Radio astronomie RS Systmes de tldtection S Service fixe par satellite SA Application

8、s spatiales et mtorologie SF Partage des frquences et coordination entre les systmes du service fixe par satellite et du service fixe SM Gestion du spectre SNG Reportage dactualits par satellite TF Emissions de frquences talon et de signaux horaires V Vocabulaire et sujets associs Note: Cette Recomm

9、andation UIT-R a t approuve en anglais aux termes de la procdure dtaille dans la Rsolution UIT-R 1. Publication lectronique Genve, 2009 UIT 2009 Tous droits rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-

10、T M.1851 1RECOMMANDATION UIT-R M.1851 Modles mathmatiques pour les diagrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage utiliser dans les analyses de brouillage (2009) Domaine dapplication La prsente Recommandation dcrit des diagrammes dantenne de systmes radar du service de radioreprage

11、 utiliser pour les analyses des brouillages dus une source unique et des brouillages cumulatifs. Compte tenu des donnes disponibles concernant louverture de faisceau dantenne 3 dB et le niveau de crte des premiers lobes latraux, il est possible de slectionner lensemble dquations appropri pour les di

12、agrammes en azimut et en lvation. On dfinit la fois des diagrammes des valeurs de crte, pour le brouillage d une source unique, et des valeurs moyennes, pour le brouillage cumulatif. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les Recommandations UIT-R ne contiennent pas dquations d

13、finies pour les diagrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage utiliser dans les valuations des brouillages; b) quun modle mathmatique est ncessaire afin de dfinir des diagrammes dantenne gnriques utiliser dans les analyses de brouillage lorsquaucun diagramme spcifique nest disponi

14、ble pour les systmes radar du service de radioreprage, recommande 1 si des diagrammes dantenne et/ou des quations de diagramme applicables au(x) radar(s) ltude sont disponibles dans dautres Recommandations UIT-R traitant des caractristiques de systmes radar du service de radioreprage, dutiliser ceux

15、-ci; 2 en labsence dinformations particulires concernant les diagrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage considrs, denvisager dutiliser lun des modles mathmatiques dantenne de rfrence dcrits dans lAnnexe 1 pour les analyses de brouillage. Annexe 1 Modles mathmatiques pour les di

16、agrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage utiliser dans les analyses de brouillage 1 Introduction Un modle mathmatique gnrique pour les diagrammes dantenne des systmes radar du service de radioreprage est ncessaire lorsque ces diagrammes ne sont pas dfinis dans les Recommandatio

17、ns UIT-R applicables au systme radar du service de radioreprage analys. Les modles gnriques de diagramme dantenne pourraient tre utiliss dans les analyses avec une ou plusieurs sources de brouillage, tout comme dans le cas des autres systmes radar et des autres systmes de communication. Rec. UIT-T M

18、.1851 2 Ce texte dcrit des diagrammes dantenne quil est propos dutiliser. Compte tenu des donnes disponibles concernant louverture de faisceau et le niveau de crte des premiers lobes latraux, il est possible de slectionner lensemble dquations appropri pour les diagrammes en azimut et en lvation. Le

19、Tableau 1 donne le rsultat du recensement des intervalles de paramtres dantenne dans les Recommandations UIT-R. TABLEAU 1 Limites de paramtres dantenne recenses Paramtre dantenne Description Valeur minimale Valeur maximale Frquences dmission et de rception (MHz) 420 33 400 Type de polarisation dante

20、nne Horizontale, verticale, circulaire Type dantenne Antenne omnidirective, rseau dlments yagi, rflecteur parabolique, antenne dphasage lectronique Type de faisceau le plus courant En ventail, crayon, en coscante carre Gain en mission et en rception (dBi) 25,6 54 Faisceau-crayon 0,25 5,75 Ouverture

21、de faisceau en lvation (degrs) Coscante carre (CSC2) 3,6 CSC2 20 3,6 CSC2 44 Ouverture de faisceau en azimut (degrs) Faisceau-crayon 0,4 5,75 Limite de langle de balayage en lvation (degrs) 60 +90 Limite de langle de balayage en azimut (degrs) 30 secteurs 360 Niveau des premiers lobes latraux au-des

22、sous du niveau de crte du lobe principal (dB) 35 15,6 Le Tableau 1 a servi de guide pour llaboration des types et diagrammes dantenne proposs. Rec. UIT-T M.1851 32 Formules proposes Afin de simplifier lanalyse, la distribution du courant le long de lantenne est considre comme tant fonction de lazimu

23、t ou de llvation. Le diagramme de rayonnement, F(), pour une distribution donne est donn par la transforme de Fourier finie comme suit: () xxfFxjde)(2111+= o: f(x): forme relative de la distribution du champ, voir le Tableau 2 et la Fig. 1 : fourni dans le tableau ci-dessous = () sinll: longueur tot

24、ale de louverture : longueur donde : angle de pointage (balayage) du faisceau en lvation ou en azimut : angle par rapport la normale louverture : (-) angle par rapport la normale louverture et angle de pointage x: distance normalise le long de louverture 1 x 1 j: notation des nombres complexes. Les

25、diagrammes dantenne thoriques proposs sont prsents dans le Tableau 2. Ils sont valables pour un angle de balayage de faisceau par rapport laxe de vise de lantenne infrieur 90. Les valeurs de cet angle suprieures 90 sont supposes correspondre au lobe arrire, auquel cas cest le niveau plancher de gaba

26、rit dantenne qui sapplique. Les paramtres et formules pour dterminer les diagrammes de rayonnement dantenne qui sont prsents dans le Tableau 2 (ainsi que dans le Tableau 3 et les figures associs) ne sont corrects que dans le cas o lamplitude du champ au bord de louverture dantenne est gale zro et qu

27、e pour le lobe principal et les deux premiers lobes latraux du diagramme dantenne. Avec dautres valeurs de lamplitude du champ au bord de louverture de lantenne, la forme du diagramme dantenne et ses paramtres peuvent tre trs diffrents de la dfinition thorique contenue dans la prsente Recommandation

28、. Si des diagrammes dantenne radar rels sont disponibles, il faudrait les numriser et les utiliser. Rec. UIT-T M.1851 4 TABLEAU 2 Paramtres de rayonnement dantenne Forme relative de la distribution du champ f(x) o 1 x 1 Diagramme de rayonnement F() Ouverture de faisceau mi-puissance 3 (degrs) en fon

29、ction de 3Niveau des premiers lobes latraux au-dessous du niveau de crte du lobe principal (dB)Niveau plancherpropos pour le gabarit (dB) Equation n Valeur uniforme de 1 )(sin l,850 3)(sin850 ,13,2 30 (1) COS(*x/2) 222)(cos2 l,868 3)(sin868 ,23 50 (2) COS(*x/2)2()222)(sin2 l,283 3)(sin 283 ,32 60 (3

30、) COS(*x/2)3 2222231218)(cos3 l95 3)(sin9540 70 (4) Rec. UIT-T M.1851 5o 3est louverture de faisceau dantenne 3 dB mi-puissance (degrs). Les formes relatives des fonctions de distribution du champ f(x), dfinies dans le Tableau 2, sont reprsentes graphiquement sur la Fig. 1. FIGURE 1 1851-01Forme rel

31、ative de distribution du champ ( )f x011,5 1 0,5 0 0,5 1 1,5Distance normalise le long de louverture ( ) o (1 1)fx Uniforme COS COS2 COS3Compte tenu de louverture de faisceau mi-puissance, 3, la valeur de peut tre redfinie en fonction de cette ouverture. Pour cela, on remplace la grandeur ldans ()=

32、sinlpar une constante qui dpend de la forme relative de la distribution du champ, divise par louverture de faisceau mi-puissance, 3, comme indiqu dans le Tableau 2. Pour obtenir les valeurs de cette constante, savoir 50,8, 68,8, 83,2 et 95, indiques dans le Tableau 2, on pose F() = 3 dB et on dtermi

33、ne langle . La Fig. 2 illustre les diagrammes dantenne pour les fonctions de distribution en cosinus (COS), cosinus carr (COS2) et cosinus cube (COS3). Rec. UIT-T M.1851 6 FIGURE 2 Comparaison des diagrammes dantenne, avec une ouverture de faisceau 3 dB de 8,0 1851-0290 75 60 45 30 15 0 15 30 45 60

34、75 90100806040200Diagramme SINDiagramme COSDiagramme COS3Comparaison des diagrammes dantenneAngle (degrs)Gaindantenne(dBi)A partir de la Fig. 2 ci-dessus, on dtermine les quations de gabarit en utilisant une courbe passant par les niveaux de crte des lobes latraux dantenne. Une comparaison de lintgr

35、ale des diagrammes thoriques et des gabarits proposs montre alors que la diffrence entre la puissance de crte et la puissance moyenne dans un plan de coupe principal est denviron 4 dB. Les dfinitions suivantes sappliquent: convertir les quations (1) (4) en dB en utilisant 20*log(abs(diagramme de ray

36、onnement); normaliser les gains de diagramme dantenne. Le diagramme uniforme ne ncessite pas de normalisation, appliquer 3,92 dB pour le diagramme en cosinus, 6,02 dB pour le diagramme en cosinus carr et 7,44 dB pour le diagramme en cosinus cube; reprsenter graphiquement le gabarit, utiliser le diag

37、ramme de rayonnement thorique donn dans le Tableau 2, comme indiqu aux deux tapes prcdentes, jusquau point de rupture du diagramme des valeurs de crte ou des valeurs moyennes, selon le cas. Aprs le point de rupture, appliquer le gabarit indiqu dans le Tableau 3; le gabarit des valeurs de crte passe

38、par les crtes des lobes latraux. Il est utilis pour le brouillage d une seule source; le gabarit des valeurs moyennes donne une approximation de lintgrale du diagramme thorique. Il est utilis pour le brouillage cumulatif; le point de rupture du diagramme des valeurs de crte est le point damplitude (

39、dB) au-dessous du gain maximal auquel le gabarit des valeurs de crte sloigne du diagramme thorique, comme indiqu dans le Tableau 3; le point de rupture du diagramme des valeurs moyennes est le point damplitude (dB) au-dessous du gain maximal auquel le gabarit des valeurs moyennes sloigne du diagramm

40、e thorique, comme indiqu dans le Tableau 3; 3est louverture de faisceau dantenne 3 dB (degrs); est langle dans le plan de coupe principal en lvation (vertical) ou en azimut (horizontal) (degrs); le gabarit des valeurs moyennes est le gabarit des valeurs de crte moins environ 4 dB. Il est noter que l

41、es points de rupture du diagramme des valeurs de crte et du diagramme des valeurs moyennes sont diffrents. Le Tableau 3 donne les quations utiliser dans les calculs. Rec. UIT-T M.1851 7TABLEAU 3 Equations des gabarits des valeurs de crte et des valeurs moyennes Type de diagramme Equation du gabarit

42、au-del du point de rupture du diagramme auquel le gabarit sloigne du diagramme thorique (dB) Point de rupture du diagramme des valeurs de crte auquel le gabarit sloigne du diagramme thorique (dB) Point de rupture du diagramme des valeurs moyennes auquel le gabarit sloigne du diagramme thorique (dB)

43、Constante ajoute au diagramme des valeurs de crte pour le convertir en gabarit des valeurs moyennes (dB) Equation n SIN 38762ln5848 , 5,75 12,16 3,72 (5) COS 3332ln5117 , 14,4 20,6 4,32 (6) COS239621ln88226 , 22,3 29,0 4,6 (7) COS337561ln8435 , 31,5 37,6 4,2 (8) La fonction ln() est la fonction loga

44、rithme naturel. La Fig. 3 montre un exemple de points de rupture. FIGURE 3 Exemple de points de rupture 1851-033020100012345678910Angle (degrs)Point de rupture dB auquel le gabarit des valeursde crte sloigne du diagramme thorique()Point de rupture dB auquel le gabarit des valeurs moyennes sloigne du

45、 diagramme ()thoriqueGainrelatif (dB)Rec. UIT-T M.1851 8 Le diagramme en coscante carre est un cas particulier. Il est donn par: () ( )()()211=CSCCSCGG (9) o: G(): diagramme en coscante carre entre les angles 1et MaxG(1): gain du diagramme 11: ouverture du faisceau dantenne mi-puissance laquelle le

46、diagramme en coscante carre commence = 3Max: angle maximal auquel le diagramme en coscante carre sarrte : angle dlvation 3: ouverture du faisceau dantenne mi-puissance. Le gain dantenne du diagramme des valeurs moyennes nest pas pris en considration pour le diagramme en coscante carre. Il devrait tre utilis pour un brouillage d une source unique ou pour un brouillage cumulatif. Le diagramme en coscante est appliqu comme suit: TABLEAU 4 Equations du diagramme dantenne en coscante carre Equation pour la coscante carre Condition Equation n ()sin; ()()3sin50,8 = 330,