ITU-R P 368-9 FRENCH-2007 Ground-wave propagation curves for frequencies between 10 kHz and 30 MHz《10 kHz和30 MHz频率的地波传播曲线》.pdf

1、 Rec. UIT-R P.368-9 1 RECOMMANDATION UIT-R P.368-9 Courbes de propagation de londe de sol entre 10 kHz et 30 MHz (1951-1959-1963-1970-1974-1978-1982-1986-1990-1992-2005-2007) Domaine de comptence La prsente Recommandation donne des informations sur le champ et les caractristiques du sol dont dpend c

2、e champ du fait de la propagation de londe de sol des frquences infrieures 30 MHz. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant quil est utile, tant donn la complexit du calcul, de disposer dun jeu de courbes donde de sol pour un certain nombre de valeurs types de frquences et de caractrist

3、iques du sol, recommande 1 que lon adopte les courbes de lAnnexe 1, utilises dans les conditions spcifies ci-dessous, pour dterminer le champ de londe de sol aux frquences entre 10 kHz et 30 MHz; 2 que, en rgle gnrale, on nutilise ces courbes pour dterminer le champ que dans le cas o lon peut prvoir

4、 avec certitude une amplitude ngligeable des rflexions ionosphriques; 3 que lon nutilise pas ces courbes pour les applications dans lesquelles lantenne de rception est situe une hauteur considrable au-dessus de la surface de la Terre; NOTE 1 Cest-dire que, lorsque r 6 0 , les courbes sont utilisable

5、s jusqu une hauteur h = 1,2 1/2 3/2. Les courbes de propagation pour des hauteurs de terminal jusqu 3 000 m et pour des frquences jusqu 10 GHz figurent dans le Manuel des courbes de propagation des ondes radiolectriques au-dessus de la surface de la Terre, publi sparment par lUIT; 4 que lon utilise

6、aussi ces courbes, tablies pour des trajets homognes dans les conditions fixes lAnnexe 1, pour dterminer le champ sur des trajets mixtes, comme indiqu lAnnexe 2. Annexe 1 Courbes de propagation et conditions de validit (trajets homognes) Les courbes de propagation de la prsente Recommandation sont c

7、alcules partir des hypothses suivantes: elles se rfrent une terre sphrique et homogne; dans la troposphre, lindice de rfraction dcrot exponentiellement avec la hauteur comme indiqu la Recommandation UIT-R P.453; les antennes dmission et de rception sont toutes deux situes au sol; 2 Rec. UIT-R P.368-

8、9 llment rayonnant est une antenne monopole verticale courte. En supposant que cette antenne verticale soit situe la surface dune Terre assimile un plan parfaitement conducteur, et quelle soit excite de manire rayonner une puissance de 1 kW, le champ rayonn 1 km de distance aurait une valeur de 300

9、mV/m; ceci correspond une force cymomotrice de 300 V (voir la Recommandation UIT-R P.525); les courbes sont traces pour des distances mesures autour de la surface courbe de la Terre; les courbes donnent la valeur de la composante verticale du champ de rayonnement, cest-dire celle qui peut tre effect

10、ivement mesure dans la rgion du champ lointain de lantenne. NOTE 1 La courbe en tiret, intitule inverse de la distance, laquelle les courbes sont asymptotiques pour les courtes distances, passe par la valeur de champ de 300 mV/m une distance de 1 km; pour appliquer les courbes aux autres antennes de

11、 rfrence, voir le Tableau 1 de la Recommandation UIT-R P.341. NOTE 2 On a utilis pour le calcul des courbes le programme informatique GRWAVE qui est brivement dcrit lAnnexe 3. NOTE 3 Laffaiblissement de propagation correspondant aux mmes conditions pour lesquelles les courbes ont t calcules peut tre

12、 obtenu partir de la valeur du champ E (dB(V/m) grce la formule suivante: dBlog200,142MHzEfALib+= Pour dterminer linfluence du milieu environnant sur lantenne dmission et sur lantenne de rception, voir la Recommandation UIT-R P.341. NOTE 4 Mme lorsque la distance entre les emplacements est trs infri

13、eure la distance jusqu lmetteur, les caractristiques lectriques relles du sol et les conditions de rception ne seront pas les mmes. Dans nombre de cas, les diffrences de niveau dun signal des emplacements voisins prsentent une distribution log-normale avec un cart type ccompris entre 3 et 4 dB, la m

14、oyenne tant de 3,5 dB. Le champ de londe de sol peut galement varier en fonction des tempratures saisonnires. La diffrence moyenne annuelle entre les champs mdians pour les mois dt et dhiver, dans la bande 500-1 000 kHz, varie entre 5 dB (o la temprature moyenne en janvier dans lhmisphre nord est de

15、 +4) et 15 dB (o la temprature moyenne en janvier dans lhmisphre nord est de 16). Des variations saisonnires ont galement t observes des frquences comprises entre 150 et 280 kHz en Europe continentale. Ces variations augmentent de faon monotone avec la frquence et la distance, et peuvent atteindre 1

16、0 20 dB des distances de 1 000 2 000 km (voir galement la Recommandation UIT-R P.1321). NOTE 5 Les courbes fournissent la valeur du champ total la distance r avec une erreur infrieure 1 dB lorsque k r est suprieur 10 environ, avec k = 2/ On peut inclure les effets de champ proche (cest-dire linducti

17、on et le champ statique) en augmentant le champ (dB) de: +42)(1)(11log10rkrkOn obtient ainsi le champ total 0,1 dB prs pour la mer et un sol humide et 1 dB prs pour nimporte quel sol de conductivit suprieure 103S/m. NOTE 6 Si lemplacement de lune ou lautre des antennes est situ plus haut que la haut

18、eur moyenne du terrain le long du trajet entre les antennes, la hauteur quivalente de lantenne est la hauteur de lantenne au-dessus de la hauteur moyenne du terrain le long du trajet. Il faut comparer la valeur de la hauteur quivalente de lantenne avec la valeur calcule de la hauteur limite dantenne

19、 donne au 3 de la prsente Recommandation pour dterminer si les courbes sont applicables au trajet considr. Les Fig. 1 11 donnent les courbes de champ en fonction de la distance, avec la frquence comme paramtre. Rec. UIT-R P.368-9 3 0368-014 Rec. UIT-R P.368-9 0368-02Rec. UIT-R P.368-9 5 0368-036 Rec

20、. UIT-R P.368-9 0368-04Rec. UIT-R P.368-9 7 0368-058 Rec. UIT-R P.368-9 0368-06Rec. UIT-R P.368-9 9 0368-0710 Rec. UIT-R P.368-9 0368-08Rec. UIT-R P.368-9 11 0368-0912 Rec. UIT-R P.368-9 0368-10Rec. UIT-R P.368-9 13 0368-1114 Rec. UIT-R P.368-9 Annexe 2 Application aux trajets mixtes (trajets htrogn

21、es) 1 Les Fig. 14 50 de la prsente Annexe peuvent tre utilises pour dterminer la propagation sur des trajets mixtes (surface terrestre htrogne et peu accidente), de la faon suivante: Ces trajets peuvent tre constitus de sections S1, S2, S3, etc., de longueurs d1, d2, d3, etc., ayant des conductivits

22、 et des permittivits respectives 1, 1; 2, 2; 3, 3, etc., comme le montre le schma ci-dessous pour trois sections: D11a-scLa mthode de Millington, utilise dans cette Annexe, pour dterminer la propagation sur des trajets mixtes est, parmi les mthodes disponibles, la plus prcise et satisfait la conditi

23、on de rciprocit. Avec cette mthode, on suppose que des courbes sont disponibles pour les diffrents types de terrain correspondant aux sections S1, S2, S3, etc., supposes individuellement homognes, et se rapportant toutes la mme source T dfinie, par exemple, par une courbe inverse de la distance. Les

24、 valeurs pour toute autre source pourront ensuite tre obtenues par lapplication dun coefficient. On choisit pour un frquence donne, la courbe correspondant la section S1et lon relve le champ E1(d1) en dB(V/m) la distance d1. La courbe correspondant la section S2permet dobtenir ensuite les champs E2(

25、d1) et E2(d1+ d2) puis on trouve, de faon similaire, laide de la courbe sappliquant la section S3, les champs E3(d1+ d2) et E3(d1+ d2+ d3) et ainsi de suite. Le champ la rception ERest alors dfini par lexpression: )()()()()(32132132121211dddEddEddEdEdEER+= (1) On inverse alors le processus en appela

26、nt R lmetteur et T le rcepteur; on obtient ainsi un champ ETdfini par lexpression: )()()()()(12312312323233dddEddEddEdEdEET+= (2) Le champ recherch est donn par ER+ ET, la manire dtendre le calcul un nombre plus grand de sections tant vidente. Cette mthode pourrait en principe tre tendue aux changem

27、ents de phase si lon disposait des courbes correspondantes de la phase en fonction de la distance pour un sol homogne. Ces donnes seraient ncessaires pour lapplication aux systmes de navigation. Cette mthode est gnralement dun usage facile, surtout quand on dispose dun ordinateur. 2 Dans les travaux

28、 de planification pour lesquels on a besoin de connatre la couverture dun metteur donn, il est commode de recourir un procd graphique, fond sur la mme mthode, et qui permet dvaluer rapidement la distance laquelle le champ a une valeur donne. On trouvera ci-dessous une brve description de cette mthod

29、e graphique. Rec. UIT-R P.368-9 15 La Fig. 12 sapplique un trajet compos de deux sections homognes de longueurs d1et d2, et de caractristiques lectriques respectives 1, 1et 2, 2. On suppose que, dans cet exemple, le module de la permittivit (constante dilectrique) complexe | (1, 1) | est suprieur |

30、(2, 2) |. Aux distances d suprieures d1, la courbe du champ obtenue par la mthode de Millington ( 1) est situe entre les courbes correspondant aux deux jeux de constantes E(1, 1) et E(2, 2). A la distance d = 2 d1(d1tant la distance de lmetteur la ligne de dmarcation entre les deux terrains), la cou

31、rbe de Millington se situe mi-chemin entre les deux courbes prcites si le champ est trac selon une chelle linaire en dB. De plus, cette courbe possde une asymptote situe m dB de la courbe E(2, 2), comme le montre la Fig. 12. Ici, m est la demi-diffrence entre les courbes E(1, 1) et E(2, 2) au point

32、d = d1. Il est facile de tracer la courbe qui en rsulte en connaissant le point par o elle passe pour d = 2 d1et son asymptote. D12-scLa Fig. 13 reprsente la courbe de Millington pour un trajet compos de deux sections, dont les caractristiques lectriques sont dabord 2et 2, puis 1et 1, le module de l

33、a permittivit complexe | (1, 1) | tant suprieur | (2, 2) |. On peut appliquer la mme procdure, sans oublier que cette fois lasymptote est parallle la courbe E(1, 1). Pour les trajets comportant plus de deux sections, chaque changement de section peut tre trait sparment comme le premier. La courbe qu

34、i en rsulte doit tre continue, les lments de courbe de chaque section subissant un dplacement parallle la courbe extrapole lextrmit de la section prcdente. 16 Rec. UIT-R P.368-9 La prcision de la mthode graphique dpend de la diffrence de pente des courbes du champ et donc, dans une certaine mesure,

35、de la frquence. Dans la bande des ondes kilomtriques, la diffrence entre la mthode dcrite au 1 de la prsente Annexe et cette mthode approche est normalement minime, mais, dans la partie suprieure de la bande des ondes hectomtriques, la diffrence ne dpasse pas 3 dB dans la majorit des cas. Les Fig. 1

36、4 50 prsentent des courbes de champ en fonction de la distance avec les caractristiques lectriques du sol comme paramtre. D13-scRec. UIT-R P.368-9 17 0368-1418 Rec. UIT-R P.368-9 0368-15Rec. UIT-R P.368-9 19 0368-1620 Rec. UIT-R P.368-9 0368-17Rec. UIT-R P.368-9 21 0368-1822 Rec. UIT-R P.368-9 0368-19Rec. UIT-R P.368-9 23 0368-2024 Rec. UIT-R P.368-9 0368-21Rec. UIT-R P.368-9 25 0368-2226 Rec. UIT-R P.368-9 0368-23Rec. UIT-R P.368-9 27 0368-2428 Rec. UIT-R P.368-9 0368-25Rec. UIT-R P.368-9 29 0368-2630 Rec. UIT-R P.368-9 0368-27